Dunia industri pesawat militer tentunya sudah tidak asing lagi dengan pesawat tempur SR-71 Blackbird (Strategic Reconnaissance – 71). Pesawat besutan Lockheed ini dibuat pada era perang dingin atas permintaan badan intelijen Amerika Serikat (CIA). Sebagai pesawat pengintai, SR-71 Blackbird memiliki kemampuan jelajah jarak jauh dan tidak mudah dideteksi oleh musuh.
Pesawat ini masuk dalam kategori pesawat supersonik karena mampu menjelajah dengan kecepatan sekitar tiga kali kecepatan suara yaitu 3530 km/jam. Selain itu, pesawat ini mampu menjelajah pada ketinggian 26 km diatas permukaan air laut atau dua kali dari ketinggian yang dapat dicapai oleh pesawat tempur lainnya. Dengan kemampuan tersebut, SR-71 Blackbird terbebas dari kejaran misil, terlebih saat ini belum ada misil yang mampu menjelajah dan mencapai manuver hingga ketinggian 26 km.
Lalu, apa sebenarnya rahasia di balik kemampuan pesawat ini? Untuk menciptakan pesawat dengan kemampuan tersebut, ada beberapa hal yang dipertimbangkan, antara lain sistem propulsi, panas yang ditimbulkan akibat gesekan dengan udara (gesekan aerodinamik), efisiensi bahan bakar, pemilihan material, serta gelombang kejut akibat dari kecepatan supersonik. SR-71 Blackbird menggunakan sistem propulsi berupa oleh dua mesin turbojet Pratt & Whitney J58 yang dikombinasikan dengan mesin ramjet sehingga udara mengalami dua kali pemampatan.
Mesin ramjet memiliki prinsip kerja yang sama dengan mesin jet pada umumnya. Pertama udara dihirup dan masuk melalui saluran berbentuk kerucut (inlet duct), kemudian dimampatkan, dan dicampur dengan bahan bakar untuk dikeluarkan sebagai daya dorong. Mesin ramjet digunakan hanya pada pesawat berkecepatan tinggi. Dengan kecepatan tinggi, udara yang masuk melalui inlet duct akan termampatkan dengan sendirinya. Kecepatan udara akan berkurang dan di saat yang bersamaan tekanan udara akan meningkat.
Saat udara memasuki ruang pembakaran (combustion chamber), ia akan dicampur dengan bahan bakar sehingga terjadi proses pembakaran. Udara terakselerasi karena adanya proses pembakaran yang kemudian keluar melalui nozzle dengan kecepatan tinggi, sehingga menghasilkan daya dorong bagi pesawat.
Dengan menggunakan kombinasi mesin turbojet dan ramjet, SR 71 Blackbird seharusnya mampu terbang dengan kecepatan maksimal 5 mach. Namun, pada kenyataanya pesawat tersebut hanya mampu terbang dengan kecepatan maksimal 3,2 mach. Gesekan udara yang terjadi ketika pesawat bergerak dengan kecepatan 3,2 mach mengakibatkan temperatur pada ujung moncong (nose) dari SR-71 meningkat hingga 300 oC, sedangkan temperatur pada ujung moncong dari mesin (engine nacelle) mencapai 306 oC dan temperatur pada ujung belakang mesin mencapai 649 oC.
Pada kecepatan orde mach, energi panas yang diserap dari sinar matahari jauh lebih rendah dengan energi panas internal badan pesawat yang diakibatkan oleh gesekan dengan udara sehingga SR-71 Blackbird didesain berwarna hitam atau biru tua. Berdasarkan hukum radiasi benda hitam (Hukum Planck), warna gelap memiliki kemampuan untuk memancarkan atau melepaskan panas lebih baik jika dibandingkan dengan warna lainnya. sehingga lebih efektif untuk melepaskan panas dari badan pesawat. Sementara itu, pesawat komersial pada umumnya berwarna putih. Warna tersebut tersebut digunakan sebagai pemantul panas yang berasal dari radiasi sinar matahari karena panas internal dari badan pesawat komersial tidak terlalu tinggi.
Hampir keseluruhan badan badan SR-71 Blackbird terbuat dari titanium dengan persentase sebesar 93%. Titanium dipilih karena tahan terhadap suhu tinggi. Material ini hampir tidak pernah dipakai sebagai material badan untuk pesawat konvensional karena harganya yang sangat mahal.
Selain warna dan bahan bakunya yang berbeda dengan pesawat konvensional lainnya, geometri hidung pesawat dan ujung mesin dibuat seramping dan setipis mungkin. Tujuannya untuk melawan efek gelombang kejut (sonic boom) yang berpengaruh terhadap kecepatan pesawat. Gelombang kejut ini mucul pada kasus ketika pesawat bergerak melebihi kecepatan suara.
SR-71 Blackbird mampu mengangkut bahan bakar sekitar 59% dari total bobot pesawat. Dengan bahan bakar yang penuh, pesawat ini mampu terbang tanpa henti dari New York ke London sejauh 5200 km. Pengisian bahan bakarnya juga dapat dilakukan di udara.
Bahan bacaan:
- Anderson, J.D. (2016). Fundamentals of aerodynamics. Boston: McGraw-Hill. 6th
- Raymer, D.P. (2012). Aircraft Design: A Conceptual Approach. Washington, D.C: American Institute of Aeronautics and Astronautics. 5th
- https://en.wikipedia.org/wiki/Lockheed_SR-71_Blackbird
- https://www.airspacemag.com/flight-today/blackbird-diaries-180953373/?all
- https://en.wikipedia.org/wiki/Ramjet
- https://www.airbus.com/aircraft/passenger-aircraft/a380.html
Penulis:
Muhammad Alfiyandy Hariansyah, Mahasiswa S-1 Teknik Aeronautika, Tohoku University, Jepang. Kontak: alfiyandyhariansyah(at)gmail(dot)com
