Prinsip Kerja Mesin Jet

 Prinsip Kerja Mesin Jet

Jet adalah sebuah fenomena pancaran fluida mengarah ke medium sekitar, yang disebabkan oleh adanya nozzle, celah/lubang, dan orifice. Sedangkan mesin jet adalah mesin reaksi yang mengeluarkan fluida jet berkecepatan tinggi pada sisi belakang melalui nozzle sehingga menghasilkan daya dorong ke depan sesuai dengan hukum Newton ketiga. Hukum Newton ketiga yang berbunyi: setiap gaya aksi, pasti ada gaya reaksi yang besarnya sama namun memiliki arah yang berlawanan; menjadi prinsip dasar dari mesin jet. Gaya reaksi ini disebut dengan thrust. Salah satu contoh aplikasi hukum ini yaitu jika kita melihat balon tiup yang terlepas ke udara, mengeluarkan udara bertekanan melalui sisi belakang diikuti dengan gaya dorong ke depan.

Hukum Newton Ketiga Menjadi Prinsip Dasar Mesin Jet

Semua mesin jet berfungsi untuk menghasilkan fluida jet dan mengeluarkannya melalui exhaust nozzle dan menghasilkan daya dorong. Fluida jet dapat dihasilkan melalui proses pembakaran, penyimpanan tekanan, dan juga pembangkitan tekanan. Contoh mesin jet yang melakukan proses pembakaran adalah mesin turbojet (baca artikel turbojet berikut).

Skema Mesin Turbojet
(Sumber)

Contoh mesin jet yang menyimpan fluida bertekanan adalah pada roket air. Tangki roket air sebagian berisi air, sedangkan bagian lain diisi udara bertekanan. Pada saat roket terlepas udara menekan air, air bertekanan keluar melewati nozzle untuk berekspansi dan menghasilkan gaya thrust.

Roket Air Menyimpan Energi Berupa Udara Bertekanan di Dalam Bodi Roket

Mesin kendaraan jetski membangkitkan tekanan fluida air dengan menggunakan beberapa buah propeler, dan mengalirkan air bertekanan tersebut keluar melewati sebuah nozzle untuk membangkitkan daya dorong kendaraan ini.

Mesin Pompa Jet pada Jetski
(Sumber)

Selain memproduksi fluida jet, setiap mesin jet pasti dilengkapi dengan satu komponen penting yakni nozzle pendorong. Nozzle pendorong menjadi komponen paling penting pada setiap mesin jet karena setiap fluida jet keluar melewati nozzle ini. Nozzle pendorong ini berfungsi untuk mengkonversi fluida bertekanan, berkecepatan rendah, dan biasanya gas panas, menjadi bertekanan rendah, berkecepatan tinggi, dan bertemperatur lebih dingin melalui proses ekspansi adiabatik.

Prinsip Nozzle Konvergen-Divergen Digunakan Pada Exhaust Mesin Jet

Penampang nozzle yang mengecil akan menciptakan aliran fluida tercekik sehingga membantu menaikan tekanan fluida pada sisi mesin. Sisi cekik nozzle ini disebut dengan penampang konvergen. Mesin jet yang menggunakan nozzle konvergen saja akan hanya menghasilkan kecepatan fluida jet subsonik. Sedangkan jika sebuah mesin jet menggunakan nozzle konvergen-divergen, fluida jet yang keluar melewati nozzle tersebut akan mencapai kecepatan supersonik.