Reverse thrust

Teknologi memungkinkan pembuatan pesawat yang makin berat dan makin cepat.  Hal ini menimbulkan masalah baru yaitu pesawat juga harus bisa berhenti dengan cepat di landasan, apalagi jika panjang landasan terbatas atau terkontaminasi oleh air, salju, rubber deposit atau kontaminan lainnya.

Berbagai cara dipakai untuk mengurangi kecepatan setelah pesawat mendarat di landasan. Rem yang kuat, spoiler untuk menghancurkan lift di sayap sehingga cengkeraman ban di landasan menjadi lebih kuat, sampai penggunaan parasut.

Menambah kekuatan rem berarti menambah berat komponen rem, dan rem yang kuat tidak cukup efektif untuk mengurangi kecepatan di landasan licin atau terkontaminasi. Memakai parasut berarti menambah kerja ekstra mengumpulkan parasut dari landasan, melipat dan memasangkannya kembali ke pesawat, belum lagi kapasitas landasan yang berkurang karena pesawat berikutnya tidak bisa mendarat sampai parasut diambil oleh personil bandara. Bagaimana kalau kita memanfaatkan daya dorong yang dihasilkan oleh mesin? Bagaimana kalau daya dorong (thrust) tersebut dibalikkan ke depan sehingga bisa mengurangi kecepatan pesawat? Dari pertanyaan-pertanyaan seperti ini, timbulah inovasi reverse thrust.

Pesawat Boeing 247 dan Douglas DC-2 adalah pesawat-pesawat generasi awal yang sudah dilengkapi dengan reverse thrust.

Reverse thrust di mesin turbin

Pada mesin turbin tanpa propeller (baling-baling), reverse thrust didapat dengan membalikkan arah gaya dorong mesin ke depan atau ke samping. Cara ini dilakukan dengan cara melengkapi mesin dengan alat thrust reverser.

Thrust reverser ini tidak bisa membelokkan arah thrust 180° ke depan pesawat tapi paling tidak bisa membelokkan sampai sekitar 45° dari arah depan pesawat. Hasil dari pembalikan thrust ini bisa memberikan efisiensi bersih sebanyak 50%. Efisiensi ini berkurang jika putaran mesin berkurang.

Normalnya sebuah mesin jet akan mempunyai satu dari dua jenis thrust reverser yang umum yaitu target reverser atau  cascade reverser.

Target reverser

Target reverser atau clamshell reverser adalah sebuah reverser sederhana berupa 2 buah cangkang yang terbuka di belakang mesin yang menahan aliran thrust dan membelokkan  arah thrust ke depan.

Cascade reverser

Cascade reverser lebih rumit dan biasanya terpasang di mesin turbofan. Rancangan cascade reverser normalnya hanya membelokkan aliran udara dari fan saja, sedangkan aliran udara dari dalam inti mesin/turbin tidak dibelokkan.  Pada saat dibuka, pintu-pintu penahan akan membelokkan udara dari aliran fan kesamping.

Cascade reverser ini kurang efektif dibandingkan dengan target reverser karena hanya aliran dari fan, tidak semua aliran ke belakang dibelokkan oleh reverser.

Reverse thrust bekerja efektif pada saat pesawat berada pada kecepatan tinggi. Alasannya, jumlah reverse thrust murni (thrust net amount) bertambah jika kecepatan bertambah. Alasan kedua, mesin menghasilkan tenaga yang besar pada kecepatan tinggi dan pada waktu menggunakan reverse thrust, energi kinetik yang dihancurkan mempunyai rasio yang lebih besar pada kecepatan tinggi.

Reverse thrust di pesawat dengan propeller

Cara kerja reverse thrust di mesin propeller (baling-baling) sedikit berbeda dengan mesin jet yaitu dengan cara mengubah pitch atau sudut baling-baling sehingga biarpun propeller tetap berputar ke arah putaran yang sama tapi aliran udaranya akan berbalik ke depan. Cara ini hanya bisa dilakukan pada pesawat dengan variable pitch propeller. Pesawat dengan sudut baling-baling yang tetap atau disebut fixed pitch propeller tidak bisa menghasilkan reverse thrust.  Sebagai perumpamaan untuk fixed pitch propeller adalah kipas angin yang anda miliki di rumah, hanya bisa menghembuskan udara (thrust) ke satu arah karena sudut baling-balingnya tetap, tidak bisa dibalik.

Pesawat yang dilengkapi dengan variable pitch propeller pada dasarnya mampu untuk mengubah sudut baling-baling.  Jika sudut baling-baling (pitch) ini diubah menjadi mendekati 0° maka biarpun baling-baling berputar tidak ada thrust yang dihasilkan. Posisi ini dikenal dengan flat pitch. Jika sudut baling-baling di lanjutkan sampai sudutnya membentuk sudut negatif dari sudut normal, maka arah thrust yang tadinya ke belakang akan berbelok ke depan.

Berbeda dengan reverse thrust di mesin jet, idle reverse di pesawat dengan propeller menghasilkan 60% tenaga thrust reverse.

Masalah pada thrust reverse

Selain kegunaannya di darat, aktivasi thrust reverser di udara bisa berbahaya, dan merupakan keadaan darurat jika aktif tanpa diinginkan oleh penerbang. Sistem thrust reverser normalnya mempunyai sistem penguncian yang menjaga agar thrust reverser tidak bekerja di udara.  Sistem penguncian ini termasuk “auto-stow” yang menjaga reverser agar tetap tertutup di udara. Di beberapa pesawat sipil ada beberapa pesawat lama yang memang dirancang untuk mengaktifkan reverser di udara untuk membantu mengurangi kecepatan seperti di pesawat supersonik Concorde.