Material Baru Ditemukan, Terbang Dua Jam London-New York akan Segera Jadi Kenyataan

Di awal Juni 2017 lalu, kita dibuat kagum dengan pencapaian yang diperoleh DR. Dwi Hartanto, seorang diaspora Indonesia di Belanda yang menelorkan konsep terbaru soal pesawat terbang dan roket. Bahkan di sebuah media online tanah air, disebutkan bahwa Dwi merancang pesawat tempur generasi ke-6.

Nah, saat ini juga, para peneliti di Universitan Manchester yang berkolaborasi dengan Universitas Selatan Pusat, China, telah menciptakan inovasi lapisan (ceramic coating) yang akan merevolusi dan mewujudkan keinginan manusia untuk melakukan penerbangan hipersonik. Baik untuk keperluan pertahanan, ruang angkasa, dan penerbangan sipil.

Penerbangan hipersonik dilakukan pada kecepatan Mach 5 atau lebih. Mach 5 berarti lima kali lebih cepat dari kecepatan suara alias lebih kali lebih kencang dari jet tempur F-16 Fighting Falcon.

Penerbangan hipersonik adalah penerbangan melalui atmosfer di bawah ketinggian sekitar 90 km dengan kecepatan di atas Mach 5.

Terbang pada kecepatan seperti ini sudah sejak lama jadi mimpi para peneliti. Selama ini, terbang di kecepatan Mach 5 sulit dipahami. Karena panas yang dihasilkan oleh udara dan gas di atmosfer sudah sangat panas. Maka terbang dengan kecepatan demikian boleh jadi mempengaruhi integritas struktural sebuah pesawat.

Pada Mach 5, suhu yang menghantam sebuah pesawat bisa mencapai antara 2.000 – 3.000 derajat Celsius.

Masalah struktur ini disebabkan oleh dua proses: oksidasi dan ablasi. Penjelasannya adalah, ketika udara dan gas yang sangat panas melepaskan lapisan permukaan bahan logam dari suatu benda yang melaju dengan kecepatan tinggi.

Untuk mengatasi masalah ini, bahan yang dinamai ultra high temperature ceramics (UHTC) ini dibutuhkan di mesin pesawat dan wahana hipersonik seperti roket, pesawat ruang angkasa dan proyektil pertahanan. Hanya saja, UHTC tetap tetap tidak dapat memenuhi persyaratan ablasi yang terkait dalam perjalanan pada kecepatan ekstrem.

Akibatnya, mencapai kecepatan seperti itu dianggap tidak mungkin, setidaknya tidak mungkin terjadi selama beberapa dekade.

Namun sekarang Universitas Manchester dan Institut Royce, bekerja sama dengan Universitas Selatan Pusat China, telah merancang dan membuat lapisan karbida baru yang jauh lebih unggul dalam menahan suhu (mungkin hingga 3.000 derajat Celsius). Penemuan ini menjadikan penerbangan yang jauh menjadi lebih dekat. 

“Wahana kedirgantaraan hipersonik masa depan menawarkan potensi lompatan dalam kecepatan. Pesawat hipersonik bisa terbang dari London ke New York hanya dalam waktu dua jam, akan merevolusi perjalanan komersial dan komuter. Saat ini salah satu tantangan terbesar adalah bagaimana melindungi komponen penting seperti leading edge, combustors dan nose tips bisa bertahan dari oksidasi tinggi dan suhu ekstrem selama penerbangan,” ujar Profesor Regius Philip Withers yang ahli material di Universitas Manchester.

Pada Juni 2017, lapisan karbida yang dikembangkan oleh tim terbukti 12 kali lebih baik dari UHTC konvensional, yaitu zirconium carbide yang merupakan bahan keramik tahan api sangat keras yang digunakan secara komersial pada alat pemotong.

Kinerja pelapisan yang jauh lebih baik disebabkan oleh susunan dan fitur strukturalnya yang unik, diproduksi di Institut Metalurgi Bubuk, Universitas Selatan Pusat dan dipelajari di Universitas Manchester, School of Materials. Bahan ini memberikan ketahanan panas yang sangat baik dan ketahanan oksidasi yang meningkat secara besar-besaran.

Apa yang membuat lapisan ini unik adalah diciptakan melalui proses yang disebut reactive melt infiltration, yang secara dramatis mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk membuat bahan semacam itu. Penguatannya dengan karbon-karbon komposit sehingga tidak hanya kuat namun sangat tahan terhadap degradasi di permukaan.

“UHTC saat ini yang digunakan di lingkungan ekstrem adalah terbatas dan perlu untuk mengeksplorasi potensi single-phase ceramics baru dalam hal pengurangan penguapan dan ketahanan oksidasi yang lebih baik. Sebagai tambahan, telah ditunjukkan bahwa mengenalkan keramik semacam itu ke dalam matriks karbon yang diperkuat serat karbon komposit bisa menjadi cara efektif untuk meningkatkan daya tahan terhadap sengatan panas,” tambah Profesor Ping Xiao dari School of Materials di Universitas Manchester, yang memimpin penelitian tersebut.

 

Teks: beny adrian

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

%d bloggers like this: