AULIA CHOIRINA PUTRI XI IA 2 05
Pada awal perkembangan roket, roket digerakan dari hasil pembakaran bahan bakar minyak gas dan oksigen cair, untuk menghasilkan gas panas yang meledak ke bawah dan mendorong roket ke atas. Untuk roket V-2 yang dikembangkan Hitler, menggunakan turbin uap untuk memompa alkoholdan oksigen cair ke dalam ruang bakar yang menghasilkan ledakan beruntun yang mendorong roket ke atas. Prinsip kerja roket merupakan penerapan dari Hukum Newton III tentang gerak, dimana energi panas diubah menjadi energi gerak. Prinsip kerja dari roket berbahan bakar cair dan padat sama, di mana hasil pembakaran menghasilkan gaya dorong ke atas. Kelebihan dari roket berbahan bakar padat mampu menyimpan bahan bakar dengan dengan jumlah besar untuk ruang penyimpanan yang sama, karena telah dipadatkan, sedangkan bahan bakar cair tidak bisa dimampatkan.
Roket merupakan wahana luar angkasa, peluru kendali, atau kendaraan terbang yang mendapatkan dorongan melalui reaksi roket terhadap keluarnya secara cepat bahan fluida dari keluaran mesin roket. Aksi dari keluaran dalam ruang bakar dan nozle pengembang, mampu membuat gas mengalir dengan kecepatan hipersonik sehingga menimbulkan dorongan reaktif yang besar untuk roket (sebanding dengan reaksi balasan sesuai dengan Hukum Newton ke 3). Seringkali definisi roket digunakan untuk merujuk kepada mesin roket. Kebanyakan roket saat ini adalah roket kimia. Mesin roket ini memerlukan bahan bakar padat atau cair, seperti bahan bakar cair Booster/penguat Pesawat ulang-alik dan mesin utamanya yang digunakan untuk melepaskan diri dari gravitasi bumi. Reaksi kimia dimulai di ruang bakar dengan bahan bakar (dengan udara atau oksigen bila di ruang angkasa) dan gas panas yang dihasilkan mengalir dengan tekanan tinggi keluar melalui saluran yang menuju ke arah belakang roket. Tekanan gas yang menyembur keluar inilah yang menghasilkan gaya dorong bagi roket sehingga roket dapat bergerak maju atau ke atas.
Prinsip kerja roket mirip dengan prinsip terdorongnya balon mainan. Sebuah roket mengandung tangki yang berisi bahan hidrogen cair dan oksigen cair. Kedua bahan bakar ini dicampur dalam ruang pembakaran sehinga terjadi pembakaran yang menghasilkan gas panas yang akan menyembur keluar melalui mulut pipa yang terletak pada ekor roket. Terjadi perubahan momentum gas dari nol (0) menjadi mv selama selang waktu tertentu (t). Ini menghasilkan gaya yang dikerjakan roket pada gas (sesuai dengan persamaan F=p/t,gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan momentum benda per satuan waktu ) dengan arah kebawah. sesuai hukum III Newton, timbul reaksi gaya yang dikerjakan gas pada roket, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan yaitu ke atas. Jadi, gas akan mengerjakan gaya ke atas pada roket sehingga roket akan terdorong ke atas.
Jika gaya berat kita abaikan sehingga tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem roket, maka prinsip terdorongnya roket memenuhi hukum Kekekalan Momentum. Oleh karena mula-mula sistem (roket dan bahan bakar) diam, maka momentumnya sama dengan nol. sesudah gas menyembur keluar dari roket, momentum sistem tetap, atau dengan kata lain momentum sebelum dan sesudah keluar adalah sama. m1 v1+m2 v2 = 0 m1 v1 = -m2 v2
Berasarkan kekekalan momentum, kelajuan akhir yang dapat dicapai sebuah roket bergantung pada banyaknya bahan bakar yang dapat dibawa oleh roket dan kelajuan pancaran gas. Oleh karena kedua besaran ini terbatas maka digunakanlah roket-roket bertahap (multistage rokets). yakni beberapa roket yang digabung bersama.
Ketika bahan bakar tahap pertama telah terbakar habis, roket ini dilepaskan. begitu sterusnya,, sehingga pesawat-pesawat antariksa yang pergi ke luar angkasa dapat terbang tinggi meninggalkan bumi. banyaknya stage atau tahapan tergantung kebutuhan kelajuan pada misi roket itu sendiri.
Mesin Jet
Mesin jet adalah sebuah jenis mesin pembakaran dalam menghirup udara yang sering digunakan dalam pesawat. Prinsip seluruh mesin jet pada dasarnya sama; mereka mempercepat massa (udara dan hasil pembakaran) ke satu arah dan dari hukum gerak Newton ketiga mesin akan mengalami dorongan ke arah yang berlawanan. Yang termasuk mesin jet antara lain turbojet, turbofan, rocket, ramjet, dan pump-jet.
Jet mesin pesawat bergerak ke depan dengan kekuatan besar yang dihasilkan oleh dorongan luar biasa dan menyebabkan pesawat terbang sangat cepat. Semua mesin jet, yang juga disebut turbin gas, bekerja pada prinsip yang sama. Mesin mengisap udara di di depan dengan kipas. Sebuah kompresor menaikkan tekanan udara. kompresor ini terdiri dari banyak kipas dengan pisau dan melekat pada suatu poros. Pisau memampatkan udara. Udara yang dikompresi kemudian disemprot dengan bahan bakar dan percikan listrik lampu campuran. Gas-gas pembakaran memperluas dan ledakan keluar melalui nozzle, di bagian belakang mesin. Sebagai jet gas menembak ke belakang, mesin dan pesawat didorong ke depan. Udara berjalan melalui inti mesin serta sekitar inti. Hal ini menyebabkan beberapa udara menjadi sangat panas dan sedikit lebih dingin. Udara dingin kemudian bercampur dengan udara panas di pintu keluar daerah mesin.
Gambar di atas menunjukkan bagaimana mesin jet akan terletak di pesawat militer modern. Dalam mesin jet dasar, udara memasuki asupan depan dan dikompresi (kita akan lihat bagaimana kemudian). Kemudian udara dipaksa masuk ke ruang pembakaran di mana bahan bakar disemprotkan ke dalamnya, dan campuran udara dan bahan bakar dinyalakan. Gas yang membentuk berkembang dengan cepat dan kelelahan melalui bagian belakang ruang pembakaran. Gas tersebut mengerahkan kekuatan yang sama dalam segala arah, memberikan dorongan ke depan saat mereka kabur ke belakang. Sebagai gas-gas meninggalkan mesin, mereka melewati satu berbentuk kipas set baling (turbin), yang berputar poros yang disebut poros turbin. Poros ini, pada gilirannya, berputar kompresor, sehingga membawa di fresh supply of udara melalui asupan. Di bawah ini animasi terisolasi jet engine, yang menggambarkan proses aliran udara, kompresi, pembakaran, udara keluar dan poros rotasi hanya dijelaskan.
Apa itu Tenaga Dorongan? Tenaga Dorongan adalah kekuatan yang mendorong mesin ke depan dan, karena itu, pesawat ke depan. Sir Isaac Newton menemukan bahwa untuk "setiap tindakan ada reaksi yang sama dan berlawanan." Sebuah mesin menggunakan prinsip ini. Mesin membutuhkan dalam volume besar udara. Udara dipanaskan dan dikompresi dan melambat.Udara terpaksa melalui pisau berputar banyak. Dengan pencampuran ini udara dengan bahan bakar jet, suhu udara dapat mencapai tiga ribu derajat. Kekuatan udara yang digunakan untuk memutar turbin. Akhirnya, ketika udara daun, itu mendorong mundur keluar dari mesin. Hal ini menyebabkan pesawat untuk bergerak maju.
