4. APU GTCP85-129

Pengertian Auxiliary Power Unit (APU)

Auxiliary Power Unit (APU) adalah suatu gas turbine engine, yang menghasilkan tenaga electric dan pneumatic. Tenaga pneumatic yang dihasilkan oleh APU bertekanan sebesar 40 psi dengan temperature 3900 F – 4400 F sedangkan tenaga electric pada APU yang dihasilkan sebesar 115v  AC 400 Hz 3 phase. Tenaga pneumatic digunakan untuk air conditioning system yang berfungsi mendinginkan cabin dan bleed supply system untuk starting engine sedangkan tenaga electric pada APU digunakan untuk lighting system dan komponen yang ada pada control panel.APU terpasang pada ekor pesawat terbang yang terletak di bagian bawah seperti ditunjukkan pada Gambar 1. 

                                                                             GAMBAR 1.

Saat on ground APU dapat menghasilkan electric dan pneumatic dalam waktu yang bersamaan, saat pesawat in flight APU yang digunakan secara bergantian, pada ketinggian 10000 ft atau 3050 m APU bisa menggunakan tenaga pneumatic dan electrical, pada ketinggian 10000 ft – 17000 ft atau 3050 – 5200 m hanya satu tenaga yang digunakan electrical atau pneumatic, dan pada ketinggian 17000 ft – 35000 ft atau 5200 m- 10700 m hanya tenaga electrical yang digunakan. Biasanya APU digunakan ketika pesewat on ground dan jarang dipakai ketika pesawat in flight, karena supply pneumatic dan electrical sudah didapatkan dari engine.

Prinsip Kerja APU

Sistem kerja APU pada dasarnya hampir sama cara kerjanya dengan engine pada pesawat yaitu  tiga proses kerja. Proses kompresi (compression), proses pembakaran (ignition) dan ekspansi (expansion). Ketiga operasi APU ini masing-masing terjadi di air intake, kompresor (compressor), ruang bakar (combustion chamber), turbine dan exhaust.

Kompresor berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara atmosfir yang masuk ke dalam kompresor di mana temperatur udara tersebut juga naik. Udara bertekanan dari kompresor ini masuk kedalam ruang bakar (combustion chamber). Bahan bakar disemprotkan ke dalam combustion chamber yang di dalamnya terdapat udara bertekanan dan kemudian dinyalakan dengan suatu alat penyala (igniter) hingga terbakar.

Kompresor dan combustion chamber menghasilkan media kerja dengan energi yang tinggi, kemudian melakukan ekspansi dalam suatu turbine gas dan menghasilkan gaya poros. Media kerja adalah gas yang dipergunakan untuk menghasilkan kerja pada turbine yaitu gas hasil pembakaran di dalam ruang bakar. Dalam unit ini, energi kimia dari bahan bakar dirubah menjadi energi panas, kemudian dirubah menjadi energi mekanis.

Fungsi dan Proses Terjadinya Listrik

Fungsi listrik di pesawat terbang yaitu untuk mensuplai pengapian (ignition) dalam pembakaran campuran udara dan fuel untuk mengoperasikan engine, penyalaan lampu, instrument, navigation, dan communication. Dasar pemikiran listrik dimulai dari teori elektron menyatakan bahwa benda merupakan zat yang terdiri molekul dari bagian terkecil yang disebut atom. Atom merupakan partikel terkecil dari semua unsur yang sudah tidak dapat dibagi lagi secara kimia.

                                                                              Gambar 2 APU GTCP 85-129.

1.   Ignition System

Ignition system berfungsi menciptakan percikan bunga api pada igniter plug sebagai pemicu terjadinya pembakaran campuran udara dan fuel pada combustion chamber. Ignition system merupakan bagian yang sangat vital pada Auxiliary Power Unit (APU) Gas Turbine Compressor Power (GTCP) 85-129, karena tanpa sistem pengapian, pembakaran campuran udara dan fuel pada combustion chamber tidak akan pernah terjadi.

APU ignition terdiri dari ignition unit, igniter plug dan igniter cable. Tiga komponen tersebut harus selalu dalam kondisi yang baik, jika salah satu komponen tersebut rusak atau tidak bekerja dengan baik, maka hal inilah yang menyebabkan kegagalan fungsi ignition system. Komponen location ignition unit, igniter plug dan igniter cable ditunjukkan pada Gambar 3.

                                                             

gambar 3. Komponen location ignition unit, igniter plug dan igniter cable

(Sumber: Aircraft Maintenance Manual Boeing 737-300/400/500).

2.   Ignition Unit

Ignition unit berfungsi untuk mengubah 28 Vdc menjadi arus listrik yang besar. Ignition unit terdiri dari transformer, vibrator, rectifier, booster coil dan capacitor. Gambar ignition unit ditunjukkan pada Gambar 4. Ignition unit dipasang pada turbine plenum posisi six o’clock. Lokasi ignition   unit Di tunjukan pada gambar 3. 

                                                                     Gambar 4. Ignition Unit  

                                  (Sumber: Aircraft Training Manual Boeing 737-300/400/500)

Gambar 5. Igniter plug

(Sumber: Aircraft Training Manual Boeing 737-300/400/500)

3.   Igniter Plug

Igniter plug memberikan spark yang besar dengan energy sekitar 18.000 volt untuk membakar campuran fuel dan udara di combustion chamber. Igniter plug dipasang di sisi depan dari combustion chamber seperti pada Gambar 5. Igniter plug terdiri dari outer casing, center electroda dan ceramic isulator. Spark dari igniter plug berupa electrik yang dihasilkan oleh center electroda yang dihubungkan dengan igniter cable. Gambar igniter plug ditunjukkan pada Gambar 5.

4.   Igniter Cable

Igniter cable memasok jalur low-resistance antara ignition unit dan igniter plug, igniter cable

berfungsi sebagai pengantar arus listrik yang disediakan ignition unit menuju igniter plug.

Cara Kerja

Ignition system di Auxiliary Power Unit (APU) Gas Turbine Compressor Power (GTCP) 85-129 bekerja secara otomatis selama proses starting APU, ditunjukkan pada Gambar 6 ketika APU  engine mencapai rpm 10% ignition system energize dan ignition system de-energize ketika APU engine mencapai 95%, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar system schematic manual yang ada di lampiran.

Pada saat 10% rpm atau sekitar ± 4.200 rpm APU engine, ignition unit energized, vibrator mensuplai 28 Vdc yang di transmitted ke transformer, transformer bekerja menambah voltage dan mengirimkannya melalui rectifier ke storage capacitor. Pada saat storage capacitor telah terisi penuh akan mengeluarkan gelombang arus intensitas tinggi ke primary winding dari booster coil, dan secondary winding dari booster coil akan mensuplai gelombang arus ke igniter cable, kemudian igniter cable mengirimkan arus tersebut menuju center electrode dari igniter plug yang menghasilkan 4-5 spark perdetik dengan energi sekitar 18.000 volt untuk membakar campuran udara dan fuel didalam combustion chamber.

Pada saat 95% rpm atau sekitar ± 39.900 rpm APU engine, ignition system de-energize secara otomatis, karena pada kondisi itu didalam combustion chamber mempunyai suhu yang tinggi dan tidak memerlukan lagi spark dari igniter plug untuk membakar campuran udara dan fuel secara continue (Sumber: Aircraft Maintenance Manual Boeing 737-300/400/500).

Gambar 6. Auxiliary Power Unit (APU) start sequence

(Sumber: Aircraft Maintenance Manual Boeing 737-300/400/500)