Kemajuan Besar: FAA Sertifikasi Mesin Jet Paling Kuat di Dunia

Dua dasawarsa yang lalu, para insinyur GE pergi menyebar ke seluruh penjuru industri penerbangan, dan menanyakan kepada pelanggan tentang hal apa yang mereka inginkan ada di dalam sebuah mesin jet. Para insinyur itu pulang dengan sebuah daftar panjang yang memuat 300 hal, tapi dari semua itu ada satu permintaan sederhana yang paling diinginkan: efisiensi bahan bakar. Alasannya? Biaya bahan bakar hampir mencapai seperlima biaya operasional dari maskapai penerbangan.

Para insinyur tersebut berkesempatan bekerja sama dengan Boeing untuk memenuhi keinginan dari maskapai penerbangan: sebuah mesin yang dinamakan GE9X. Mesin GE9X dirancang untuk pesawat Boeing 777X dan akan 20% lebih efisien dari generasi pendahulunya. Pada hari Jumat, mesin yang sangat efisien itu tinggal satu langkah lagi untuk bisa mulai digunakan, karena pada hari itu mesin tersebut mendapatkan sertifikasi dari Federal Aviation Administration. Sertifikasi itu merupakan satu capaian penting dan merupakan lampu hijau bagi GE untuk memproduksi mesin GE9X secara komersial.

Mesin GE9X ternyata juga menjadi mesin jet yang paling bertenaga di dunia, karena digunakannya teknologi yang masih jarang dikenal di dunia pada peralihan abad ini. “Kami telah mengembangkan sebuah kombinasi mesin pesawat terbang yang menurut pendapat saya akan tak terkalahkan di pasaran,” kata Karl Sheldon, senior engineering executive GE Aviation, yang terlibat dalam proyek ini.

Sheldon yang merupakan seorang insinyur mekanik dan telah bekerja hampir dua dasawarsa di GE, tahu apa yang dikatakannya. Dia mengawali karirnya di GE Research, tempat para ilmuwan mengembangkan material dengan berat sedang, namun tahan panas, yakni komposit matrik keramik (CMCs). Material CMCs ini membuat komponen inti dari GE9X mampu menahan temperatur hingga setinggi 2.400 derajat Fahrenheit – yang mampu melunakkan paduan logam paling mutakhir sekalipun. Pada temperatur ekstrem ini, mesin bisa membakar bahan bakar dengan lebih efisien, dan karena itu mampu menghasilkan daya yang lebih besar dengan emisi yang lebih sedikit.

Ilustrasi di atas: Mesin GE9X itu dirancang untuk pesawat Boeing 777X dan akan 20% lebih efisien dari generasi pendahulunya. Pada hari Jumat, mesin yang sangat efisien itu tinggal satu langkah lagi untuk bisa mulai digunakan, karena pada hari itu mesin tersebut mendapatkan sertifikasi dari Federal Aviation Administration. Kredit foto: GE Aviation.

Ada satu inovasi penting lagi, yakni kipas mesin berukuran 134 inci yang bilah kipasnya terbuat dari bahan komposit serat karbon. Dengan daya dari turbin yang efisien, kipas tersebut dirancang untuk menyedot sebanyak mungkin udara untuk mendorong jet ke depan. Bilah-bilah kipas itu mungkin penampilannya aneh, tetapi sejatinya GE9X akan menggunakan teknologi GE dari generasi keempat. Bilah-bilah dari komposit sudah digunakan selama dua dasawarsa di GE90 dan juga GEnx, yang merupakan mesin yang diproduksi untuk jet Boeing 787 Dreamliner.

Ketika Sheldon bergabung dengan GE di 2007, perusahaan ini tengah melakukan eksperimen untuk beberapa komponen dengan 3D printing dari logam, atau yang dikenal sebagai pendekatan additive manufacturing. Dalam beberapa tahun terakhir ini, perusahaan ini memperkenalkan komponen yang menggunakan teknologi 3D printing pada GE90 dan GEnx, serta LEAP, yang merupakan sebuah mesin revolusioner untuk jet berlorong tunggal yang dikembangkan oleh CFM International. Perusahaan CFM International itu sendiri merupakan perusahaan patungan antara GE Aviation dan Safran Aircraft Engines yang masing-masing memiliki saham sebesar 50%. Mesin GE9X yang baru mendapatkan sertifikasi memiliki lebih dari 300 komponen dengan 3D printing, antara lain nozzle yang dirancang untuk lebih banyak mengurangi penggunaan bahan bakar. “Kami memanfaatkan banyak perkembangan teknologi yang sudah ada sebelumnya,” kata Sheldon. “Kami benar-benar mampu memanfaatkan banyak pelajaran berharga yang masih merupakan hal baru pada beberapa tahun yang lalu.

Perkembangan teknologi tersebut juga mencakup big data dan analitik. “Pada setiap generasi mesin yang kami produksi dalam waktu dua dasawarsa ini, konektivitas digital di dalamnya menjadi semakin menonjol, dan mencapai puncaknya pada GE9X serta sensor suite yang dipasang padanya,” kata Sheldon. “Telemetri akan tersedia untuk memberikan kembali data kepada kami sebagai produsen mesin. Itu benar-benar kemampuan yang tidak pernah ada sebelumnya. Kami akan mampu memantau tekanan mesin, temperatur, dan aliran-aliran. Mesin tersebut memiliki kemampuan jauh lebih tinggi untuk memprediksi daripada mesin apapun yang ada di luar sekarang ini.”

Data dan perangkat lunak juga akan membantu membuat biaya tetap rendah. “Kami hampir mencapai tingkat biaya perawatan yang sama dengan GE90,” kata Sheldon, yang menambahkan bahwa hal itu merupakan pencapaian teknologi yang sangat luar biasa pada mesin yang jauh lebih canggih.”

Proses sertifikasi dilakukan pada sembilan mesin yang berbeda, dan proses sertifikasi yang pertama dilakukan ketika GE Aviation melakukan tes di darat di Peebels, Ohio, pada 2017. Sebagaimana ditentukan oleh regulator, rangkaian tahapan pengujian mencakup masuknya air, curahan hujan es dan masuknya burung. Selain itu, ada juga yang dinamakan blade-out, yakni ketika tim meledakkan bilah di dalam mesin di saat mesin tersebut sedang bekerja dengan kecepatan tinggi. Siksaan pada mesin tersebut memuncak dalam “triple redline test” yang dirancang untuk mendorong, memanaskan secara berlebihan dan mengguncang mesin sekeras mungkin – dan di luar kejadian yang akan dihadapinya di lapangan. “Kami mencoba mempercepat setiap keadaan yang membuatnya ringkih dan sungguh-sungguh memaksa mesin itu bekerja lebih keras daripada tantangan yang akan dihadapinya di lapangan. Semua itu untuk memastikan agar kami dapat memperhitungkan segala sesuatunya,” kata Sheldon.

Setelah membuat mesin percobaan itu mengalami ribuan take-off dan pendaratan di berbagai kondisi, tim tersebut membongkar mesin tersebut untuk memeriksa setiap komponen hingga ke setiap skrup dan baut. “Kami meletakkan secara terpisah segala sesuatu yang dapat dipisahkan,” kata Sheldon. “Bayangkan saja tempat yang dibutuhkan untuk itu hampir sebesar lapangan bola, dan setiap komponen kecil diletakkan pada sebuah meja, dibersihkan, diperiksa dan dibuatkan laporannya.”

Setelah di Peebles, salah satu dari mesin tersebut diangkut pada sebuah truk dan dibawa jauh menuju Victorville, California. Di situ di Mojave Desert, mesin tersebut menjalani berbagai tes lanjutan di pesawat uji terbang (flying testbed) milik GE Aviation. Akhirnya, tahun lalu, GE mulai mengirimkan mesin kepada Boeing, yang menjalankan empat pesawat uji 777X – yang juga harus memperoleh sertifikasi sendiri. Pesawat 777X yang dalam satu konfigurasinya akan dapat mengangkut lebih dari 420 penumpang, dijadwalkan mulai terbang di semester pertama tahun 2020. GE telah menerima pesanan dan komitmen untuk mengirimkan lebih dari 600 mesin GE9X.

 “Ada sejumlah hal di dalam mesin ini yang belum pernah dilakukan di manapun,” kata Sheldon. “Dan tim ini mendapatkan solusinya. Mereka benar-benar menciptakan masa depan penerbangan. Artinya, mereka sungguh-sungguh melakukan terobosan di industrinya. Saya sangat senang masuk dalam tim ini. Terus terang, saya mengagumi kemampuan mereka.”