Peneliti Kembangkan Model Matematis untuk Mesin Roket Hemat Bahan Bakar

Liputan6.com, Jakarta - Tahukah kamu, untuk meluncurkan pesawat ulang-alik milik NASA ke orbitnya, memerlukan lebih dari 3,5 juta pon bahan bakar. Ini setara dengan sekitar 15 ekor paus biru.

Namun, ada sebuah mesin roket baru bertipe mesin detonasi berputar (rotating detonation engine). Mesin ini menawarkan efisiensi bahan bakar dan memerlukan konstruksi lebih ringan dan sederhana ketimbang mesin roket konvensional.

Masalahnya adalah mesin ini belum dapat betul-betul diterapkan di roket sebenarnya. Untuk mesin tersebut, peneliti di University of Washington telah mengembangkan sebuah model matematis yang dapat membantu insinyur mengembangkan pengujian untuk membuat mesin itu lebih stabil.

"Alih-alih mengajukan pertanyaan teknis, seperti bagaimana mendapatkan mesin dengan performa tinggi, saya mencoba menyusun kembali hasil penelitian kami dengan melihat pola kerja mesin itu, dan ternyata ternyata berhasil," ujar James Koch, mahasiswa doktoral di bidang aeronautika dan astronotika di University of Washington dikutip dari Eurekalert, Kamis (20/2/2020).

Mesin roket konvensional bekerja dengan membakar propelan dan kemudian mendorongnya keluar dari belakang mesin untuk menciptakan daya dorong. Sementara mesin detonasi berputar mengambil pendekatan berbeda ketika membakar propelan.

"Itu terbuat dari silinder konsentris. Propelan mengalir di celah antara silinder," kata Koch.

Setelah fase penyalaan, pelepasan panas yang cepat membentuk sebuah gelombangn kejut, sebuah dorongan gas yang kuat dengan tekanan dan suhu yang secara signifikan lebih tinggi yang bergerak lebih cepat daripada kecepatan suara.

Secara harfiah proses pembakaran ini adalah peledakan atau ledakan. Namun di balik fase awal ini, kata Koch, "ada sejumlah bentuk dorongan pembakaran stabil yang terus mengonsumsi propelan yang tersedia."

"Ini menghasilkan tekanan dan suhu tinggi yang mendorong pembuangan keluar dari bagian belakang mesin pada kecepatan tinggi, yang dapat menghasilkan daya dorong," tutur Koch.

Sementara mesin roket konvensional menggunakan banyak mesin untuk mengarahkan dan mengendalikan reaksi pembakaran. Namun pada mesin detonasi berputar, gelombang kejut secara alami melakukan semuanya tanpa bantuan tambahan dari bagian-bagian mesin lainnya.

(Why/Isk)