TUMBUKAN PESAWAT DENGAN BURUNG

    Dalam penerbangan ada istilah FOD singkatan dari "Foreign Object Damaged". "Foreign Object Damaged" adalah benda yang bisa merusakkan jika tersedot masuk ke dalam engine atau menumbuk bagian pesawat lainnya."Foreign Object Damaged" bisa berasal dari alam atau buatan. Yang buatan bisa berupa potongan kawat, patahan baut, rivet dsbnya. Karena itu daerah pergerakan pesawat seperti appron, taxiway, landasan pacu harus betul-betul steril dari benda-benda tersebut. Yang berasal dari alam bisa berupa benda mati seperti kerikil, pasir, dan lain-lain. Sedangkan benda berasal dari alam dan hidup adalah satwa terutama burung. Burung sangat potensial sebagai FOD. Jika tersedot bisa merusak engine dan mengancam keselamatan penerbangan. Ada dua jenis bahaya yang disebabkan oleh burung yang tersedot engine. Seekor atau sekawanana burung dengan ukuran besar dan kecepatan tinggi, energi kinetiknya akan membentur fan engine. Jika terjadi fracture (kepatahan) pada fan, maka patahan tersebut akan secara beruntun merusak bagian-bagian engine lainnya. Jika bagian engine mampu menahan beban tumbukan, maka masih ada bahaya ke dua. Badan burung yang membentur fan, mengakibatkan gangguan aliran udara pada kompresor engine. Gangguan tersebut akan mengakibatkan stall pada kompresor. Kompresor bisa stall, karena sudu kompresor mempunyai profil yang sama dengan irisan sayap yaitu "airfoil". Jika sayap yang stall, maka terjadi kehilangan lift secara drastis sehingga pesawat akan kehilangan ketinggian. Kalau yang stall adalah kompresor, maka engine akan kehilangan kompresi (tekanan) dan jumlah massa udara. Yang akhirnya engine kehilangan daya (power loss). Karena massa udara yang masuk engine berkurang, maka engine mengalami kekurangan pendinginan sehingga overheating. Fuel dalam ruang bakar yang seharusnya dibakar dengan campuran udara yang cukup, tetapi karena massa udara yg kurang maka ada kelebihan fuel yang tidak terbakar. Pada saat sisa fuel yang tidak terbakar mengalir ke belakang dan bertemu dengan temperatur tinggi dalam turbin, maka uap fuel akan terbakar sehinga menghasilkan flame (nyala api) di exhaust duct dari engine. 

 

 

Compressor stall dengan flame menyembur dari exhaust engine

 

 

Kemudian pembakaran dalam ruang bakar yang menghasilkan tekanan tinggi, akan menyembur dalam wujud flame (nyala api) ke belakang dan juga ke depan. Flame yg menyembur ke depan, disebabkan adanya aliran balik (reverse flow) akibat kompresi kompresor yang rendah. Setiap terjadi flame disertai suara letupan (bang) dan getaran (vibrasi) yang keras.

 

 

Compressor stall dengan flame menyembur dari exhaust dan inlet engine

  

Yah ternyata bahwa keberadaan satwa khususnya burung sebagai FOD cukup potensial untuk mengancam keselamatan penerbangan. Kebetulan juga bahwa di bandara itu selalu tersedia area di mana burung sangat suka untuk menjadikannya sebagai habitat atau sekedar mampir. karena ketersediaan makanan seperti biji-bijian, serangga dan sebaginya. Misalnya area berumput di sekitar taxi way, shoulders dan seterusnya. Mungkin ini maunya Tuhan agar orang selalu berpikir dan berikhtiyar, bagaimana hidup berdamai dengan sesama makluq ciptaanNya. Pesawat aman terbang, burungpun nyaman dengan habitatnya. Maka bagaimana pabrik engine atau pabrik pesawat menciptakan produk yang handal terhadap bird strike (tumbukan burung)?  InsyaAllah kita bisa sambung lagi …… 

Bahaya Burung Tersedot Engine Pesawat Terbang

 

 

         Berbicara lagi tentang pesawat dan burung. Burung jadi bahaya jika berada di tempat yang salah. Mereka sebagai FOD (foreign object damage) yang bisa mengancam keselamatan penerbangan. Saat ini baik pabrik pesawat ataupun engine berupaya meningkatkan produknya untuk lebih handal terhadap "bird strike" (tumbukan burung). Ternyata kemajuan teknologi engine pesawat terbang bersambut dengan design engine yang tahan terhadap "bird strike". Engine pesawat transport modern, hampir pasti menggunakan turbofan dengan bypass ratio yang tinggi. Turbofan adalah engine dengan "fan" berukuran besar di depan "core engine" (inti engine) atau biasa disebut "gas generator" yang lebih kecil. Dengan adanya "fan", maka aliran udara yang masuk ke dalam engine terbagi menjadi dua. Yang masuk "core engine" disebut "hot stream", karena udara yang masuk core ini dicampur dengan fuel kemudian dibakar dan gas hasil pembakarannya diakselerasikan lewat exhaust untuk menghasilkan gaya dorong yang disebut "hot thrust". Terus aliran udara yang satu lagi melewati "fan" tanpa dibakar, melainkan hanya diakselerasikan lewat exhaust sehingga menghasilkan "cold thrust". Bypass ratio adalah rasio antara jumlah massa udara "cold stream" terhadap "hot stream".

 

 

Bagian-bagian Engine Turbofan

 

 "Bird strike" atau "bird ingestion engine" (engine nyedot burung), mengakibatkan dua macam bahaya. Bahaya yang pertama berupa fracture (patah atau gagal) pada struktur engine, dan bahaya ke dua terjadi compressor stall. Jika burung menumbuk fan terus terjadi fracture (patah), dan fragmentasi (pecahan2) masuk ke dalam engine maka bisa berakibat fatal. Engine dengan bypass ratio tinggi (massa hot stream jauh lebih besar dari cold stream), maka pasti diameter inlet engine makin besar. Diameter inlet besar, tentu ukuran fan juga akan besar. Kalau ukuran fan besar, maka strukturnya bisa dibuat lebih kuat dan tahan untuk tidak terjadi fracture pada saat mengalami "bird strike". Terus bagaimana ketahanannya terhadap bahaya yang ke dua yaitu compressor stall. Compressor stall disebabkan karena terjadinya distorsi (gangguan) aliran massa udara. Burung yangg membentur fan akan mendistorsi aliran massa udara yang masuk engine. Kondisi ini menyebabkan stall pada kompresor yang ditandai letupan pada engine, bisa terjadi flame (api) lewat exhaust ataupun inlet engine, terjadi vibrasi (getaran), power berkurang, overheating dan sebagainya. Kalau stall tdk segera dilakukan recovery, maka bisa berakibat kerusakan engine yang lebih fatal. Diameter inlet engine yang lebar berarti penampangnya luas. Jadi kalau terjadi bird strike, maka distorsi aliran massa udara yang ditimbulkan akan pengaruh kurang signifikan terhadap terjadiknya stall pada kompresor. Sekedar gambaran kasar, engine CFM56B26 (antara lain dipasang di Boeing 737-900ER) diameternya 1.55 m. Maka luas engine inlet sekitar 2m2.

 

Engine Raksasa GE9X dipasang pada Boeing 777X

 

 

  Bandingkan dengan engine ukuran terbesar saat ini yaitu engine GE9X produksi General Electric yang dipasang pada pesawat Boeing 777X dengan diameter 3.4 m. Maka kalau dihitung luas engine inlet sekitar 9 m2. Jadi kalau dua jenis engine ini kemasukan burung dg ukuran sama, maka teorinya compressor stall pada engine GE9x akan lebih cepat recovery. Ini hanya hypotesa secara sederhana. Berdasarkan pertimbangan tersebut maka FAA (Pederal Aviation Administration) mensyaratkan bahwa pemberian sertifikasi engine harus lulus uji bird strike. Salah satunya uji bird strike dengan ukuran seekor burung besar. Engine diputar dengan daya takeoff (putaran penuh), kemudian burung ditembakkan ke engine inlet dengan kecepatan 200 knots (kecepatan climbing pada ketinggian rendah sesuai keberadaan burung). Maka engine : 1. Tidak boleh terbakar 2. Tidak boleh ada bagian engine yg terlepas dan masuk ke rumah engine 3. Engine bisa dimatikan 4. Power yang tersisa minimum 50% selama 14 menit, karena jika 2 engine terkena bird strike, pesawat masih bisa balik ke bandara semula (return to base). Kemudian burung yang ditembakkan seberat apa? Ini tergantung pada luas engine inlet. Kalau luas engine inlet kurang dari 1.35m2, berat burung 1.85 kg (mungkin segede ayam broyler siap potong) Kalau luas engine inlet lebih besar dari 1.35m2 dan lebih kecil dari 3.9 m2, berat burung yang ditembakkan seberat 2.75 kg. Engine Boeing 737 NG dengan luas engine inlet hampir 2 m2 cocok dengan jenis uji ini. Terus diameter engine inlet lebih dari 3.9 m2 diuji dengan burung seberat 3,65 kg (segede angsa kali).