Teknik Mesin Institut Teknologi Budi Utomo membahas sistem propulsi pada turbin gas. Dokumen ini menjelaskan konsep dasar mesin jet, daya dorong, daya penggerak, efisiensi propulsi dan efisiensi termal. Kemudian memberikan contoh perhitungan untuk menentukan kecepatan relatif jet, daya dorong, daya penggerak, dan efisiensi propulsi pada kasus mesin turbojet.

1. SISTEM PROPULSI PADA
TURBIN GAS
TEKNIK MESIN
INSTITUT TEKNOLOGI BUDI UTOMO
JAKARTA
Bantu Hotsan S

2. JET PROPULSI ENGINES
• Sebuah mesin pesawat terbang adalah komponen dari
sistem propulsi untuk pesawat terbang yang menghasilkan
tenaga mekanik. Mesin pesawat terbang hampir selalu
digerakkan mesin piston ringan atau turbin gas.
• Propulsi: Mekanisme atau sistem yang digunakan untuk
menghasilkan daya dorong untuk menggerakkan pesawat.
Gbr. Turbin Gas (Sumber: http://aeroengineering.co.id/)

3. JET PROPULSI ENGINES
• Untuk bergerak ke depan (baik di darat maupun di udara),
pesawat memerlukan daya dorong yang di hasilkan oleh
tenaga penggerak atau yang biasa di sebut dengan mesin
(engine). Daya dorong yang nantinya di hasilkan oleh
engine ini biasa di sebut dengan thrust.
• Terdapat beberapa jenis engine dari
pesawat, diantaranya: Piston Engine,
Turbojet Engine, Turboporop Engine,
Turbofan Engine, Turboshaft Engine,
Propfan Engine.

4. JET PROPULSI ENGINES

5. JET PROPULSI ENGINES

6. JET PROPULSI ENGINES

7. • Dasar untuk perbandingan mesin jet adalah
dorongan (T/thrust). Dorongan, T turbojet mesin
dapat dinyatakan sebagai:
Daya Dorong (Thrust)

8. Daya Pendorong
• Mesin jet pesawat memiliki daya dorong ke belakang
untuk meningkatkan kecepatan pesawat (TP):

9. Daya Penggerak
• Energi kinetik yang diberikan ke fluida atau energi
yang dibutuhkan untuk mengubah momentum dari
aliran massa udara, adalah perbedaan antara laju
energi kinetik memasuki udara dan laju energi kinetik
dari gas yang ada dan disebut daya penggerak (PP).
• Daya pendorong PP dinyatakan dengan:

10. Efisiensi Propulsive
• Efisiensi pendorong: merupakan rasio daya dorong
(TP) dan kekuatan pendorong (PP).
• Merupakan ukuran efektivitas yang diberikan energi
kinetik untuk cairan diubah atau diubah menjadi
usaha yang bermanfaat.

11. Efisiensi Propulsive

12. Efisiensi Thermal
• Efisiensi termal dari propulsi adalah indikasi tingkat
pemanfaatan energi dalam bahan bakar (panas yang
dipasok) dalam mempercepat aliran fluida.
• Rasio daya dorong dan panas yang ditambahkan.

13. Contoh Kasus
• Satu unit jet propulsi sederhana, dengan mesin
turbojet, memiliki kecepatan maju 1.100 km / jam
menghasilkan daya dorong 14 kN dan menggunakan
40 kg udara per detik. Temukan: (a) Kecepatan relatif
jet, (b) daya dorong (TP), (c) Kekuatan daya
pendorong (PP) dan (d) efisiensi pendorong.

14. Solusi
a. Kecepatan Jet ke depan:
𝑉𝑜 =
1.100 𝑥 1.000
3.600
= 305,55 m/det
T = m (𝑉𝑗 − 𝑉0)
1.4000 = 40 (𝑉𝑗 − 305,55)
𝑉𝑗 =
14000
40
+ 305,55 = 655,55 m/det
Jadi kecepatan relatif mesin jet =655,55 m/det

15. Solusi
b. Thrust Power (TP) = T x 𝑉0
TP = 14000 x 305,55
= 4,277.7 kN.m/sec
c. Daya Propulsi (PP) =
𝑚 (𝑉𝑗
2
−𝑉𝑜
2)
2
PP =
40 (655,552−305,552)
2
PP = 6,727 x 103 N.m/sec
= 6,727 KN.m/sec atau 6,727 kW

16. Solusi
d. Efisiensi Propulsi:

17. Latihan:
• Satu unit jet propulsi sederhana, dengan mesin
turbojet, memiliki kecepatan maju 20.000 km / jam
menghasilkan daya dorong 100 kN dan
menggunakan 90 kg udara per detik. Temukan: (a)
Kecepatan relatif jet, (b) daya dorong (TP), (c)
Kekuatan daya pendorong (PP) dan (d) efisiensi
pendorong.

18. REFERENSI:
1. https://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_pesawat_terb
ang