- Pengertian
APU
Auxilary Power Unit adalah bagian
dari mesin pesawat terbang yang letaknya dibagian ekor pesawat terbang, adapun
fungsi dari APU adalah:
·
Sebagai pembangkit listrik yang menghasilkan daya
listrik kurang lebih 90 kVA, batas ketinggiannya mencapai 31,000 ft.
·
Dengan menghasilkan listrik tersebut, sehingga
berfungsi sebagai sumber arus listrik bagi AC dan peralatan elektronik lainnya
pada saat pesawat take off dan landing
atau pada saat pesawat sebelum terbang.
·
Sebagai start Engine
Setelah mesin pesawat menyala dan
pesawat itu terbang, sehingga fungsi APU digantikan dengan mesin pesawat,
kemudian mesin APU di matikan. Struktur dari mesin APU terdiri dari beberapa
modul atau unit yaitu:
a) Gearbox Assembly
b) Compressor
Gambar 1 APU ( Auxilary Power
Unit)
APU digunakan untuk persediaan daya
bantu listrik pada pesawat udara elektrik yang diletakkan atau ditempatkan di
pompa angin pesawat yang digunakan untuk memulai Engine, pompa angin untuk
sistem pengaturan udara yang terpasang pada pesawat terbang Boeing 737
2. Kinerja Engine
APU pada umumnya
APU dikategorikan sebagai salah
satu jenis turbin gas yang digunakan sebagai tenaga pembantu pada pesawat
khusus yang dibahas disini pada pesawat boeing 737-300/400/500.
Engine APU ini type GTCP 85-129 ialah engine buatan Amerika ( USA )
dimana suatu engine yang memanfaatkan udara luar untuk dijadikan percampuran
pembakaran
yang diubah tekanannya menjadi tekanan tinggi pada ruang bakar ( Combution )
dengan
bantuan propeler-propeler turbin untuk menghisap udara dari luar kedalam.
Engine APU ini mempunyai tiga bagian propeler turbin yang digerakan oleh gear box yang terhubung dengan batang penghubung antara propeler dengan gear
box. Gear box ini digerakkan oleh electric stater sehingga dapat memutar
propeler, propeler ini
memiliki sudut-sudut. Dari perputaran propeler udara luar bisa dihisap
melalui Inlet air plenum, sehingga udara masuk kedalam, dari situ udara diteruskan
oleh putaral propeler pertama menuju propeler yang kedua berbentuk satu muka
untuk dikompresikan tekanannya menjadi tekanan tinggi yang berbentuk satu muka.
Udara yang masuk dari Inlet air
plenum juga di manfaatkan untuk pendingan generator
dan oil cooler yang dihisap oleh cooling fan. Baterei dapat APU untuk
pengendalian unit dan penyiaran ulang start, APU control panel pengawasan dari
darat. Operasi umum Engine APU adalah suatu turbin gas yang terdiri dari dua
kompresor secara langsung menggabungkan ke suatu single-stage turbin inflow
radial. Batang turbin menghubungkan bagian pengarah aksesori dan menyediakan
tenaga untuk mengemudlkan assesoris Engine dan generator. Pada saat udara masuk
APU menyediakan tekanan udara pintu masuk dan pendingin udara pada Engine APU Jaringan
penerbangan APU terdiri dari mekanis dan berisi angin, yang berfungsi otomatis,
untuk mengatur jumlah maksimum dan tingkat udara yang dapat digambar dari APU
yang digunakan pada sistem pesawat udara berisi angin.
Kipas yang dikemudikan oleh
bagian pengarah aksesori mengedarkan
udara dingin kepada
pembangkit elektrik arus bolak-ballk, minyak pelumas yang lebih dingin dan
assesoris Engine. APU dari perakitan Engine APU GTCP 85 yang dipasang di atas
pesawat
udara. APU dapat digunakan di bawah atau di dalam pesawat, system description Powerplant
APU terdiri dari perakitan Engine yang dipasang di atas pesawat udara. Seluruh
Engine APU ditutupi oleh bahan titanium. Persedian udara untuk pintu masuk pada
Engine dan pendingin yang lain. Bahan bakar disediakan melalui suatu garis dari
tangki bahan bakar yalg pertama. Persediaan udara dari APU diisi oleh suatu
pengisian udara melalui katup kendali. Generator yang dikemudikan oleh
persediaan daya listrik APU kepada sistem elektrik. Engine APU terletak diakhir
badan pesawat terbang, dara masuk melalui pintu masuk udara pada Sisi badan
pesawat dan aliran udara dipecah menjadi dua alur, satu untuk Engine dan yang
kedua untuk pendingin yang lain. Pembuangan udara dingin kapal melalui suatu
lubang pada tempat yang lebih rendah. Gerakkan tanaga untuk operasi APU adalah
"28 volt dc". Pembukaan dan penutupan pintu adalah dikendalikan oleh
APU menyalakan panel P5 dan sirkuit di dalam modul M280. Ketika Engine APU
adalah bertenaga itu kepada posisi yang terbuka, pintu membelokkan penutup
keatas. Generator adatah untuk peningkatan udara mengalir ke dalam pintu masuk
ketika pintu penuh, tombol pintu Penggiatan tombol menjadi bagian dari APU
siklus start.
Dengan penempatan APU, tombol pada posisi
28 volt dc tenaga menyediakan bahan bakar pada klep. Ketika bahan bakar klep
membuka penuh, tenaga disediakan kepada penggiat pintu. Tombol batas memindahkan
tenaga dari motor penggiat ketika pintu membuka penuh. Penutupan pintu
terpenuhi dengan penempatan APU tombol itu
kepada posisi mulai atau ketika menyiarkan
ulang unit kendali diberi tenaga baik
pendeteksian api maupun operasi Engine APU. Engine APU dengan sepenuhnya suatu lapisan titanium untuk suatu tahan api dan bunyi.
Lapisan Titanium terdiri dari yang bagian atas dan menurunkan bagian suatu
tahan api. Bagian yang atas terikat dengan struktur pesawat
udara oleh empat panampang tekanan.
Udara pintu masuk Engine yang membuka, pinggiran roda udara, gatris bahan
bakar, alat pemanas bahan bakar dan saluran udan di dalam lapisan yang bagian atas.
APU diinstall lapisan yang bagian atas dan didukung oleh bagian yang lebih
rendah berisi pendingin pembuangan-udara, indikator waktu yang berlalu
mengakses panel, mengalirkan garis dan dua saluran. Saluran adalah untuk
mengalirkan bahan bakar dari ruang pembakaran dan bahan bakar atau meminyaki
dan lapisan yang lebih rendah itu. APU menyediakan alat untuk mengalirkan bahan
bakar yang tidak dibakar dari Engine dan untuk mengalirkan bahan bakar atau
meminyaki dari lapisan bahan titanium tersebut.
Diakhiri lapisan suatu saluran dengan
pipa hidran mengambil bahan bakar tidak dibakar melalui/sampai saluran buang
turbin. Dua bentuk saluran bahan bakar adalah manifolded
ke dalam suatu memasang Engine itu.
Banyak
informasi ini adalah umum ke seberang semua rangkaian adalah suatu sumber aliran udara dan arus
bolak balik yang elektris untuk pesawat terbang Boeing 737 GTCP 85 ini memberi
kebebasan selama prubahan haluan, kembali naik elektrik dalam hal kegagalan
mesin/motor dan menyediakan proses pengaturan suhu & tekanan. Adalah sumber
daya listrik adalah baterai, banyak rangkaian pesawat terbang mempunyai suatu
ekstra, APU baterai yang dipersembahkan untuk memelihara pemakaian utama.
Bahwa daya listrik 90 kVA batas ketinggiannya 31,000ft.
Gambar 2 Sistem Kerja APU
3. Bagian-Bagian
Utama Engine APU GTCP 85-129
Bagian utama dari engine ini ialah sebagai berikut.
a.
Diffuser
sebagai penampung udara yang masuk ke engine, dimana oleh kompresor ditekan
untuk melakukan proses pembakaran. Fungsi utama dari diffuser ini ialah agar
aliran udara dapat rata dan halus sehingga dapat mencegah terjadinya stall dan
mengurangi ram air pressure loss. Oleh karena itu diffuser perlu dan dipelihara
dari kerusakan dan perubahan bentuk akibat pembentukan es saat pesawat pada
kondisi cruise.
b.
Compressor
Berfungsi merubah energi kinetik
(kecepatan) menjadi energi mekanik (tekanan) udara yang masuk ke ruang bakar.
Dengan naiknya tekanan udara maka volume udara akan mengecil sehingga proses
pembakaran antara fuel dan udara terjadi pada volume yang kecil. Kompresor
diputar oleh turbin melalui poros yang berhubungan. Sistem propulsi kompresor
yang digunakan adalah jenis aksial dengan pertimbangan area yang digunakan
sehingga tahanannya rendah.
c. Combution (Ruang Bakar)
Berfungsi membakar campuran udara dan bahan bakar
dan mengalirkan gas hasil pembakaran tersebut ke turbin dengan suhu yang
merata. Temperatur gas pembakaran diabatasi oleh kekuatan struktur material di
turbin dan ruang bakar. Kerugian tekanan harus dijaga seminimal mungkin dan
efesiensi pembakaran harus dijaga sebesar mungkin untuk menghindari flame out
dan menjaga agar pembakaran tetap berjalan dengan baik. Sekitar 20%- 30% udara
digunakan untuk pembakaran dan 70%- 80% untuk pendinginan
Tipe ruang bakar engine APU tipe GTCP 85-129 adalah
type annular
d.
Turbin
Berfungsi menggerakkan kompresor dan alat bantu
lainnya. Merubah energi panas yang diberikan ruang bakar menjadi energi gerak
berupa putaran. 75% energi yang tersedia adalah untuk memutar kompresor. Turbin
juga terdiri dari multistage jenis turbin aksial. Perbedaan dengan kompressor
ialah proses pada turbin ialah penurunan tekanan dan ekspansi dimana gas
pembakaran dari ruang bakar mempunyai temperature yang tinggi dan material pada
turbin punya titik leleh tertentu maka diperlukan pendinginan untuk menghindari
kerusakan. Nozzle berfungsi sebagai keluaran gas ke atmosfer dengan kecepatan
tinggi.
Karena APU memproduksi daya yang tergolong tinggi untuk kebutuhan yang
ringan, biasanya tipe engine ini menggunakan Free Turbine, Turbo Shaft Engine.
Turbo shaft engine berbentuk kecil dan memiliki berat yang ringan namun
menghasilkan power sekitar 600 HP. Susunan Free turbine ini membuat mesin
sangat fleksibel seperti kompresor tidak dipengaruhi oleh perubahan load di
free turbine yang mendorong aksesoris melalui gearbox. Free turbine biasanya
dirancang untuk berjalan pada kecepatan konstan, sehingga memastikan bahwa
generator yang dijalankan oleh APU dapat mempertahankan kecepatannya dengan
frekuensi konstan tanpa perlu constan speed drive tambahan.
4.
Gearbox
Gearbox
adalah sebagian tempat mentransmisikan daya yang yang dihasilkan dari turbin
dari motor, dan daya disalurkm kembali kebagian komponen lainnya.
Dimana daya yang salurkan untuk
menggerakkan .
1.
Genarator
2.
Oil pump
3.
Kipas (cooling fan)
Dan di
gearbox tersebut terdapat starter yang berfungsi untuk menjalankan mesin APU
tersebut.
5. Kompresor APU GTCP 85
Kompresor Engine APU dinamakan dengan kompresor sentrifugal yang dipergunakan sebagai
pendingin dan mempunyai kapasitas yang lebih besar, kecnatan hisapnya jauh lebih
tinggi dan ruangan yang sempit dan bekerja dengan putaran yang tinggi
yang berhubungan dengan diffuser dan dapat menghasilkan gas yang bebas dari bahan bakar (fuel) adalah kompresor yang
gaya sentrifugal untuk mengkompresi fluida kerja dengan perantaraan impeller
yang berputar. Tujuan dari pengkompresian
adalah agar fluida kerja mempunyai tekanan dan temperatur yang tinggi, sehingga
proses pembakaran dalam ruang bakar dapat berlangsung,
Pada pesawat terbang, kompresor sentrifugal terdiri dari rotor dan
stator yang sering disebut diffuser. Putaran dan rotor menyebabkan sejumlah
besar volume udara sekeliling disaap masuk dengan kecepatan tinggi. Gaya
sentrifugal yang terjadi akan memberikan percepatan udara sehingga keluar dari
sumbu rotasi kepinggiran lingkaran rotor, udara akan dipancarkan dengan
kecepatan tinggi. Didalam diffuser divergen terjadi kenaikan tekanan udara dan
terjadi perubahan energi dari energi kinetik menjadi energi tekanan. Jadi dalam
hal ini diffuser berfungsi sebagai penurun kecepatan udara.
6. Aliran
Udara pada APU
Udara tersebut masuk ke kompresor sebelum masuk ke kompresor tekanan
tinggi udara tersebut menjadi dua saluran, dimana saluran pertama untuk start
engine pesawat terbang dan saluran lainnya masuk ke kompresor tekanan tinggi,
kemudian dikompresikan lalu masuk ke ruang bakar atau combuster, didalam ruang
bakar udara dengan bahan bakar tersebut dibakar, sehingga berubah gas udara
yang bertekanan tinggi kemudian
masuk ke turbin, dan gas tersebut menggerakan turbin.
7. Ruang Bakar (Combuster)
Fungsi utama ruang bakar pada system turbin gas adalah energy
panas dengan jalan membakar udara
yang batekanan keluar dari kompresor dengan bahan bakar yang digunakan didalam
ruang bakar tersebut, sehingga gas panas yang dihasilkan dapat diekspansikan
untuk menghasilkan kerja Pembakaran didalam ruang bakar ini berlangsung secara
terus-menerus dan dengan temperatur
tinggi yang merata dan terus-menerus. Hal ini sangat berlawanan dengan mesin torak
dimana proses pembakaran ini terjadi secara tidak terus-menerus, sehingga temperatur
tertinggi dicapai hanya untuk beberapa saat dalam siklusnya. Karena pembakaran
yang terjadi secara terus-menerus maka temperatur gas hasil pembakaran harus di
batasi sesuai dengan material yang digunakan, terutama material sudut turbin.
Oleh karena harus dihasilkan energi panas yang tinggi maka desain serta
pembuatan ruang bakar suatu sistem turbin gas adalah sangat sukar karena sangat kompleks.
Untuk memperoleh efisiensi pembakaran yang sebaik-bailnya, harus ada
batasan- batasan antara tajaminnya proses panbakaran yang sempurna dan kaugian
tekanan yang diijinkan. Kontruksi ruang bakar, dimana pembakaran itu akan
terjadi biasanya dibuat berdasarkan Dengan tingginya laju air konsumsi bahan
bakar dalam intalasi turbin gas, maka direncanakan suatu ruang bakar dimana semua yang dihasilkan dapat manenuhi
daya yang diperlukan oleh instalasi tersebut.
Dibawah ini secara singkat
dapat disebutkan beberapa syarat diruang bakar yaitu:
a.
Efisien
pembakaran yang tinggi.
b.
Kerugian
tekanan yang sekecil mungkin.
c.
pembakaran yang
terjadi secara terus-menerus, lancar dan
mantap selama mesin dalam pengoperasian.
d.
Temperatur
gas yang keluar secara merata.
e.
Temperatur ruang
bakar pada dinding rendah, dengan begitu berarti umur ruang bakar lebih lama.
f.
Mudah di
start.
g.
Dimensi dan
berat yang minimum dan ringkas.
h.
Bebas dari
endapan karbon dan abu.
i.
Mudah pemasangannya
dan mudah diperbaiki.
Disamping itu masih ada persyaratan lain, sepelti derajat turbilensi
yang tinggi
untuk memperoleh efisiensi yang tinggi
pula. Tetapi hal ini justru akan memperbesar
kerugian tekanan. Sangat mudah untuk mendapatkan efisiensi yang tinggi pada
pembakaran yang baik dan distribusi temperature yang merata selama tidak ada
pemborosan dari ruang bakar itu sendiri.
8. Prinsip
kerja Turbin Nozzle
Ada beberapa komponen Turbine nozzle di Engine APU yang part numbernya
3846484-3/-4/-7/-8, yang berfungsi sebagai menggalirkan udara panas hasil dari pembakaran dari daerah yang lebih besar
ke area yang lebih kecil yang menyebabkan terjadinya
palingkatan kecepatan udara. Udara yang masuk ke turbin nozzle yang akan diarahkan
ke roda turbin untuk menambah kecepatan yang kemudian diarahkan keporos, dimana
harus diputar lagi dan mendorong kesudu exducer dengan begitu hasilnya menambah
energi. Setelah itu dapat dilepas melalui pembuangan saluran pipa.
: