Engine APU

APU (AUXILIARY POWER UNIT)

 

Auxiliary Power Unit (APU) adalah perangkat pada kendaraan yang menyediakan energi untuk fungsi lain selain propulsi. APU biasanya dipasang pada pesawat besar, serta beberapa kendaraan darat besar. Pesawat APU umumnya menghasilkan 115V pada 400 Hz (bukan 50/60 Hz pasokan listrik), untuk menjalankan sistem listrik pesawat, selain itu dapat menghasilkan 28V DC. APU juga dipasang pada kapal-kapal angkatan laut. APU dapat memberikan listrik melalui sistem tunggal atau 3-fase.

Tujuan utama dari APU pesawat adalah untuk memberikan power untuk starting engines utama pesawat. Mesin turbin harus dipercepat untuk kecepatan rotasi tinggi untuk memberikan kompresi udara yang cukup pada saat engine beroperasi. Jet engine yang lebih kecil biasanya distart oleh sebuah motor listrik, sedangkan engineyang lebih besarbiasanya dimulai oleh motor turbin udara.Sebelumengine bergerak, APU start, umumnya oleh baterai atau akumulator hidrolik. Setelah APU bergerak, APU memberikan daya (listrik, pneumatik, atau hidrolik, tergantung pada desain) untuk memulai engine utama pesawat.

APU pada Pesawat Komersil

Fungsi

Tujuan utamadari APU pesawat adalah untuk memberikan power untuk starting engines utama pesawat. Mesin turbin harus dipercepat untuk kecepatan rotasi tinggi untuk memberikan kompresi udara yang cukup pada saat engine beroperasi. Jet engine yang lebih kecil biasanya distarting oleh sebuah motor listrik, sedangkan engine yang lebih besar biasanya distarting oleh motor turbin udara. Sebelum engine bergerak, APU pada umumnya distarting oleh baterai atau akumulator hidrolik. Setelah APU bergerak, APU memberikan daya (listrik, pneumatik, atau hidrolik, tergantung pada desain) untuk memulai engine utama pesawat

APU juga digunakan untuk menjalankan aksesori pesawat lainnya pada saat engine mati.  Hal ini memungkinkan kabin menjadi nyaman saat penumpang naik pesawat sebelum engine dinyalakan. Listrik digunakan untuk menjalankan sistem saat preflight check. Beberapa APU juga dikoneksikan ke pompa hidrolik, memungkinkan kru mengoperasikan peralatan hidrolik (seperti Flight control atau flaps) sebelum engine dinyalakan. Fungsi ini dapat juga digunakan, pada beberapa pesawat, sebagai cadangan pada saat terbang atau sistem hidrolik rusak.

APIC APS3200 APU for Airbus A318, A319, A320, and A321

Pesawat dengan APU juga dapat menggunakan power listrik dan pneumatic dari peralatan darat ketika APU rusak atau tidak dapat digunakan.

APU dipasang pada pesawat extended-range twin-engine operations (ETOPS) yang merupakan alat pengaman saat kondisi kritis, karena APU menyediakan listrik cadangan dan tekanan udara pada engine yang mati atau generator utama rusak.  Sementara beberapaAPU mungkin tidak startable dalam penerbangan, APUETOPS-compliant harus flight-startable pada ketinggian sampai keservice ceiling.  Aplikasiterbaru telah ditentukan mulai sampai denganketinggian43.000kaki (13.000 m) dari kondisi cold-soaklengkapseperti Hamilton Sundstrand APS5000 untuk Boeing 787 Dreamliner.JikaAPU atau generator listrik tidak tersedia, pesawat tidak diperbolehkanuntuk penerbanganETOPS dan diharuskanuntuk mengambilrute non-ETOPS.

APU menghasilkan listrik 400 Hz lebih kecil dan lebih terang daripada 50/60 Hz counterpart, akan tetapi harganya lebih mahal; kelamahannya adalah sistem, frekuensi tinggi menyebabkan tegangan menurun.

Sejarah

Engine 2-tak Riedel digunakan sebagai contoh pioneer APU, untuk menyalakan shaft tengah jet engine pesawat Junker Jumo 004 pada Perang Dunia II.

Intake diverter pada engine Jumo 004 yang berada di APU Riedel, lengkap dengan D-shaped pull handle pada center diverter.

Semasa PD I, British Coastal class blimp, salah satudari beberapa jenis pesawat yang dioperasikan oleh Royal Navy, membawa auxiliary engine 1.75 HP (1.30 kW) ABC. Engine ini didukung oleh generator untuk radio transmitter dan pada kondisi darurat dapat digunakan tenaga air blower tambahan (terus menyuplai tekanan udara yang dibutuhkan untuk menjaga airships’ Ballonet tetap mengembung, dan menjaga struktur gasbag).  Pada penerbangan normal, hal ini diperoleh dari slipstream propeller melalui air scoop.

Salah satu Negara yang pertama kali menggunakan APU pada pesawat militer adalah Inggris, pada PD 1, yaitu Supermarine Nighthawk, anti-Zeppelin fighter. Menggunakan engine ABC kecil, yang dihasilkan dari generator untuk sorot on-board.

Pesawat militer Amerika pertama kali menggunakan APU adalah USAF Douglas Globemaster II. Boeing 727 pada tahun 1963 merupakan pesawat jet komersil yang pertama kali memiliki fitur APU gas turbin, yang memungkinkan untuk beroperasi pada bandara kecil. Independen dari fasilitas darat. APU dapat dilihat pada banyak modem airline melalui pipa exhaust di ekor pesawat.

Bagian-bagian APU

Tipe gas turbin APU untuk pesawat komersil terdiri dari tiga bagian utama yaitu :

Power Section

Power section merupakan bagian generator gas engine dan menghasilkan semua power shaft APU.

Load Compressor Section

Load compressor pada umumnya berupa shaft-mounted compressor yang menghasilkan tenaga pneumatic pesawat, sedangkan beberapa beberapa extract bleed air APU dihasilkan melalui compressor power section. Ada dua alat penggerak, yaitu Inlet guide vanes yang mengatur aliran udara yang mengalir ke load compressor dan surge control valve yang menstabilkan operasi mesin turbo.

Gearbox section

Gearbox mentransfer tenaga dari shaft utama engine ke generator oil-cooled untuk tenaga listrik. Melalui Gearbox, power juga ditransfer ke aksesoris engine seperti fuel control unit, modul pelumasan, dan fan pendingin. Selain itu, ada juga starter motor yang terhubung melalui gear train untuk melakukan fungsi awal dari APU.Beberapa desain APU menggunakan kombinasi starter/generator untuk menyalakan APU dan pembangkit tenaga listrik untuk mengurangi kompleksitas.

Pada pesawat Boeing 787 yang membutuhkan suplai listrik yang besar, APU hanya berfungsi memberikan listrik ke pesawat. Tidak adanya sistem pneumatik menyederhanakan desain, namun besarnya kebutuhan listrik memerlukan generator yang besar.

Manufaktur

Ada dua perusahaan besar bersaing di pasar APU pesawat yaitu United Technologies Corporation (melalui anak perusahaannya Pratt & Whitney Canada, Hamilton Sundstrand dan Goodrich Corporation), dan yang kedua adalah Honeywell International Inc.

Pesawat Militer

Pesawat militer bertipe kecil, seperti tipe fighter dan tipe attack, memiliki fitur sistem auxiliary power yang berbeda dengan yang digunakan oleh pesawat komersil. Fungsi engine starting dan penyediaan listrik serta tenaga hidrolik dibagi menjadi dua unit yaitu, jet fuel starter dan emergency power unit.

Jet Fuel Starter

Jet Fuel Starter (JFS) merupakan engine turboshaft kecil yang dirancang untuk mendorong jet engine dan mempercepat RPM. Menyuplai bleed air ke starter motor APU. Output shaft JFS terhubung secara mekanik ke engine. Setelah itu JFS mulai bergerak, engine bergerak; tidak seperti APU, starter tidak dirancang untuk menghasilkan listirk ketika engine mati.

JFS menggunakan free power turbin, metode penghubungnya ke engine tergantung pada rancangan pesawat. Pada pesawat single-engine seperti A-7Corsair II dan F-16 Fighting Falcon, JFS power section selalu terhubung ke engine utama melalui aksesori gearbox engine. Berbeda dengan pesawat twin-engine F-15 Eagle yang terdiri dari JFS tunggal, dan JFS power section terhubung melalui central gearbox yang dapat digabungkan ke satu engine.  

Emergency Power Unit

Emergency Hydraulic dan Electric power dihasilkan oleh tipe gas turbine engine yang berbeda. Tidak seperti gas turbin pada umumnya, emergency power unit tidak memiliki gas compressor atau ignitor, dan menggunakan kombinasi hydrazine dan air, daripada jet fuel. Saat hydrazine dan air bercampur dilepaskan dan melewati seluruh katalis iridium, secara spontan menyatu, menghasilkan gas panas yang mendorong turbin. Power dihasilkan diteruskan melalui gearbox dan selanjutnya menggerakkan generator listrik dan pompa hidrolik. Hydrazine mengandung seal, nitrogen charged accumulator.  Pada saat sistem telah siap, hydrazine dilepaskan kapanpun engine-driven generator offline, atau apabila seluruh engine-driven pompa hidrolik rusak.

DOWNLOAD 

DOWNLOAD PDF >>