5 STABILITAS DINAMIS KAPAL POLE AND LINE SULAWESI SELATAN 5.1 Pndahuluan Efktivitas pngoprasian kapal di laut pada dasarnya sangat dipngaruhi olh klaiklautan (saworthinss) dan sakindlinss dari kapal itu sndiri. Saworthinss dan sakindlinss mrupakan kritria utama yang harus dipnuhi olh sbuah kapal. Saworthinss sbagai indikasi kslamatan pada kondisi kstrim, mnunjukkan kmampuan kapal untuk ttap surviv dalam sgala bahaya di laut sprti tubrukan, kandas dan fk lain yang brkaitan dngan cuaca buruk, sdangkan sakindlinss lbih mmbrikan indikasi mngnai karaktristik rspon kapal trhadap kondisi lingkungan laut. Kdua hal ini dapat dipnuhi dngan mmprtimbangkan kualitas unjuk krja kapal yang slanjutnya disbut dngan istilah sakping. Dinamika kapal di laut scara umum dapat dilihat dari kualitas sakping kapal trsbut di atas glombang laut. Sakping mrupakan suatu istilah yang mncakup studi tntang kragaan dan raksi kapal di laut atau suatu istilah yang mnyatakan kmampuan kapal untuk ttap mnjalankan fungsinya scara normal di laut (Gillmr and Johnson,18). Sakping, sbagai indikasi tknis pngoprasian mliputi grakan kapal (amplitudo, prcpatan, phas), kbasahan gladak (dck wtnss), hmpasan glombang (slamming), bban-bban hidrodinamis (tahanan, gaya, momn), bban-bban transint dan sbagainya (Lloyd, 18). Ada nam macam grakan kapal di atas prmukaan laut yang trdiri dari tiga grakan translasi dan tiga grakan rotasi brdasarkan sumbu ordinat (Bhattacharya, 178; Gillmr dan Johnson, 18; Rawson dan Tuppr, 18 ; Lloyd, 18) (Gambar 5.1). Grakan translasi trdiri dari: 1) surging, grakan maju dan mundur kapal sarah prgrakannya; ) swaying, grakan kapal k kanan dan k kiri pada arah mlintang; ) having, grakan naik dan turun kapal scara vrtikal.
Grakan rotasi trdiri dari: 1) rolling, grakan angular kapal yang mmutar k kiri dan k kanan trhadap sumbu longitudinal kapal, spanjang sumbu X; ) pitching, grakan angular yang mmutar k dpan dan k blakang trhadap sumbu transvrsal kapal, spanjang sumbu Y; ) yawing, grakan angular yang mmutar k kanan dan k kiri trhadap sumbu vrtikal (sumbu Z). Sumbr: Lloyd (18) Gambar 5.1 Enam grakan bbas kapal di laut Kapal pol and lin dalam mlakukan oprasi pnangkapan mmungkinkan untuk brhadapan pada situasi lingkungan yang kurang mnguntungkan karna sifat oprasinya yang osanik. Pada saat mlakukan kgiatan pmancingan, kcpatan kapal pol and lin adalah nol shingga sangat riskan trhadap pngaruh glombang yang dapat mngakibatkan trjadinya kolngan (rolling motion) kapal. Elmn-lmn yang mnybabkan sbuah kapal mngalami olngan di laut trutama karna ktidaksimbangan momn-momn yang dihasilkan dari prubahan pusat gaya apung. Jika kapal mndapat pngaruh glombang, watrplan kapal dapat ttap atau cndrung brgrak brgantung pada frkunsi, panjang dan amplitudo glombang (Gillmr dan Johnson, 18). Pusat gaya apung, yang posisinya brgantung pada kmiringan watrplan pada tiap draft, akan mninggalkan vrtical lin mlwati pusat gaya brat jika watrlin cndrung naik. 5 -
Bhattacharya (178) mmbrikan acuan priod olng untuk brbagai jnis kapal laut sprti yang disajikan pada Tabl 5.1. Tabl 5.1 Priod olng pada brbagai jnis kapal laut Jnis Kapal Priod Olng (dt) Kapal Pnumpang. 5. Kapal Cargo Pnumpang 1.5 1.5 Kapal Cargo. 1. Kapal Tankr. 1. Kapal Prikanan 5.5 7. Whal boat. 11.5 Battlship 1.5 17. Cruisr 1. 1. Dstroyr..5 Torpdo boat 7. 7.5 Pada pnlitian ini dilakukan kajian trhadap kragaan dan raksi kapal pol and lin di laut dalam mnjalankan fungsinya dngan tujuan untuk (1) mnganalisis stabilitas dinamis kapal pol and lin sampl () mnganalisis priod olng trhadap brbagai nilai GM kapal yang trbntuk dan () mnganalisis grakan rolling pada amplitudo glombang bam sas yang brbda dalam satuan waktu 5. Bahan dan Mtod 5..1 Data yang Digunakan Data yang digunakan untuk mnganalisis stabilitas dinamis kapal pol and lin adalah: 1) kurva GZ stabilitas statis kapal pol and lin K-A, K-B, K-C dan K-D untuk mngtahui kurva GZ stabilitas dinamis masing-masing kapal. ) nilai GM kapal K-A, K-B, K-C dan K-D untuk analisis priod rolling dan grakan rolling. 5.. Analisis Data Analisis nilai stabilitas dinamis kapal dilakukan dngan mnghitung luas ara di bawah kurva GZ stabilitas statis pada brbagai sudut kolngan ( O 8 O ). Hasil prhitungan trsbut kmudian diplotkan mnjadi sbuah kurva GZ untuk stabilitas dinamis kapal. 5 -
Nilai GM yang diprolh pada kurva GZ digunakan untuk mnghitung priod olng stiap kapal. Formula yang digunakan untuk mnghitung priod olng kapal adalah (IMO, 15): CB TΦ = 5..-1 GM dimana: C =.7 +.( B d).( L 1) WL Nilai priod olng kmudian diplotkan trhadap nilai KG yang diprolh pada prhitungan prkiraan nilai KG pada mpat kondisi distribusi muatan pada Bagian tulisan ini. Slanjutnya dilakukan analisis data untuk mmprolh nilai frkunsi dan amplitudo grakan rolling kapal pada glombang braturan bam sas. Prhitungan ini dilakukan trhadap brbagai nilai GM kmpat kapal sampl. Nilai GM yang digunakan pada analisis ini ditrakan pada Tabl 5.. Tabl 5. Nilai GM (m) masing-masing kapal sampl No. Kondisi kapal GM (m) K-A K-B K-C K-D 1. Kapal kosong.8..5.. Kapal brangkat..1.5.. Kapal broprasi.1...7. Kapal pulang..1..8 Pnylsaian prhitungan sakping kapal disajikan dalam flow chart pada Gambar 5., dngan mnggunakan prsamaan grakan yang dapat dijlaskan mlalui prsamaan difrnsial linar (Hamamoto, ). Pnntuan harga kofisin addd mass, kofisin damping, rstoring forc dan xciting forc dilakukan dngan mnggunakan mtod Lwis Form brdasarkan Tori Strip (Lloyd, 18). Untuk mnjlaskan brbagai pngaruh rolling trhadap kstabilan kapal di laut, ada dua hal pnting yang harus diktahui dari karaktristik rolling kapal yang akan dijlaskan pada sub bab 5...1 dan 5... Prtama, fr rolling kapal pada air tnang untuk roll dcay dngan priod rolling natural. Kdua, synchronous rolling kapal pada kondisi brglombang untuk amplitudo rolling. 5 -
MULAI Masukan Data Spsifikasi kapal : L WL, B (m), d (m), (ton), massa kapal (ton.dt /m), kcpatan (m/dt), data offst kapal Spsifikasi glombang : λ (m), ζ a (m), µ ( o ), (rad/dt), w (rad/dt) Pnntuan nilai kofisin Kofisin addd mass (a n ) Kofisin damping (b n ) Kofisin rstoring (c Φ ) Pnntuan nilai : Dampd rolling priod Exciting Momnt Magnification factor Static rolling amplitud Rolling amplitud Strip Thory Pnylsaian Prsamaan Grak Hasil Tim sris glombang rgulr bam sas Tim sris grakan rolling kapal SELESAI Gambar 5. Flow chart pnylsaian prhitungan sakping 5...1. Grakan Rolling pada Kondisi Air Tnang Rolling sbuah kapal pada kondisi air tnang dapat trjadi dan kmudian brkurang pada bbrapa momn kmiringan kstrnal dngan prsamaan grakan yang dapat dijlaskan mlalui prsamaan difrnsial linar sbagai brikut (Hamamoto, ). ( I + J ) & + D & + W GM = &... 5...1-1 karna momn pngak kali sudut olng Φ adalah WxGM momn damping kali kcpatan angular & adalah D & momn inrsia I dan momn inrsia tambahan J kali prcpatan angular & adalah ( I + J ) &. Prsamaan (5...1-1) dapat ditulis kmbali sbagai brikut: && + & + =... 5...1-5 - 5
Pnylsaian prsamaan difrnsial ini pada kondisi awal sudut olng Φ pada saat t =, shingga: = [ t] cos t + xp[ t] t xp sin dimana, adalah kofisin damping fktif, = R / adalah frkunsi rolling natural : D =, ( I + J ) ( I + J ) I WGM... 5...1- = Karna kofisin dampingnya sangat kcil dibanding dngan frkunsi rolling natural, maka sudut olng dapat diprkirakan sbagai brikut: π = xp[ t] cos t = xp[ t] cos t... 5...1-5 T dimana T adalah priod rolling natural yang didfnisikan dngan: T / π = Ssuai dngan solusi prkiraan ini, sudut olng scara gradual mngcil mnurut waktu karna nrgi olng kapal disrap olh tahanan air dalam sbuah swing dari sudut maksimum Φ n pada satu sisi sampai sudut maksimum brikutnya Φ n +1 pada sisi yang lain, sprti pada Gambar 5.. Sumbr: Hamamoto () Gambar 5. Tim history roll dcay pada kondisi air tnang 5 -
T n Sudut maksimum Φ n dibrikan dngan t = pada prsamaan (5...1-5) yang dijlaskan sbagai brikut: T n = xp = xp dan dngan cara yang sama, Φ n +1 adalah: [ ( 1) ] [ a n], n=,1,,......5...1 n + 1 = xp a n +...5...1-7 dimana, n adalah jumlah olngan dalam roll dcay kapal adalah kofisin non dimnsional yang disbut ffctiv xtinction cofficint yang didfinisikan dngan T / Kmudian prubahan rolling antara Φ n dan Φ n +1 dituliskan dngan: n = [ a n] xp[ a ( n + 1) ] [ a ] = + xp xp 5...1-8 n 1 = dan rata rata sudut olng Φ n dan Φ n +1 dituliskan sbagai: 1 1 1 m = ( n + n+ 1 ) = xp[ n] + xp[ a ( n + 1) ] xp[ an] 5...1- Hubungan antara Φ dan Φ m adalah = a... 5...1-1 m Dngan mnggunakan hubungan ini, akan bisa diprolh ffctiv xtinction cofficint dari tim history roll dcay pada air tnang, karna sampai skarang tidak mungkin mmprdiksi kofisin trsbut scara toritis. Bbrapa pnliti mngajukan formula mpiris untuk xtinction cofficint. Formula Froud s trdiri dari dua bagian brdasarkan mtod ksimbangan nrgi, salah satunya konstan sdangkan yang lain proporsional trhadap sudut inklinasi sbagai brikut: shingga: = a + b... 5...1-11 m = +... 5...1-1 m b m n 5-7
Brtin mnjlaskan bahwa pngurangan roll dapat digambarkan scara sdrhana sbagai sbuah konstanta dikalikan dngan sudut inklinasi sbagai: shingga: = N m... 5...1-1 =... 5...1-1 N m Kdua formula ini layak untuk analisis fr rolling tst dan hubungan antara kdua kofisin dijlaskan sbagai brikut: a N = b +... 5...1- m Brdasarkan hasil sjumlah uji modl kapal konvnsional, kofisin-kofisin diprkirakan sbagai brikut: N. untuk kapal-kapal dngan bilg kl pada sudut O dan a. ~. dan b. untuk kapal dngan bilg kl Nilai-nilai trsbut sangat snsitif untuk rolling kapal pada kondisi brglombang, shingga prlu untuk mndapatkan nilai trsbut dari fr rolling tst. 5... Grakan Rolling pada Kondisi Glombang Bam Wavs Pada saat kapal brada pada kondisi prairan brglombang, inklinasi kapal trhadap prmukaan air bukan Φ sprti pada kondisi air tnang, ttapi (Φ-θ) dimana θ adalah wav slop. Momn pngak kapal pada kondisi brglombang adalah WxGM ( θ ) sbagai pngganti WxGM. Karna momn damping brlawanan dngan kcpatan angular diasumsikan sama dngan kondisi air tnang dngan prsamaan grakannya sbagai brikut: ( I + J ) & + D & + WGM ( θ ) = &... 5...-1 Mnurut tori simpl gravity glombang, maka profil glombang prmukaan ƺ (,t) didfinisikan dngan sbuah fungsi jarak pada saat instant t sbagai brikut: ƺ (,t) = a cos (k -t)... 5...- 5-8
dimana a adalah amplitudo glombang k adalah bilangan glombang = g adalah frkunsi sirkular glombang. Effctiv wav slop θ pada pusat apung diprolh dari: dζ θ = γ ξ = = γ ak sin t = γ Θsin t 5...- dξ dimana γ adalah kofisin ffctiv wav slop yang diprknalkan olh Tasai, didalamnya trmasuk pngaruh swaying trhadap rolling dan Θ adalah sudut glombang prmukaan (surfac wav slop) didfinisikan sbagai: Θ = ak = a... 5...- g dngan mmasukkan prsamaan (5...-) kdalam prsamaan (5...-1) diprolh: & + & + = γ Θsin t...5...-5 dimana adalah kofisin fktif damping dan adalah frkunsi rolling natural, didfinisikan sbagai: D = ; ( I + J ) WGM =... 5... ( I + J ) Karna prsamaan (5...-5) mrupakan prsamaan difrnsial linar dan bagian kanan adalah wav xciting momn. Solusi dari prsamaan ini trdiri dari transint rolling dan sudut forcd rolling Φ yang diksprsikan dalam bntuk brikut dngan kofisin A dan B: = Acos t + Bsin t... 5...-7 dngan kcpatan sudut & dan prcpatan & adalah: & = A sin t + B cos t ; & = A cos t B sin t 5...-8 5 -
5-1 Untuk mmprolh kofisin A dan B, maka sudut olng, kcpatan sudut & dan prcpatan & & disubstitusikan kdalam prsamaan (5...-5) shingga mnjadi: ( ) [ ] ( ) [ ] t t A B t B A γ sin sin cos Θ = + +... 5...- Dngan mmbandingkan bagian kiri dan kanan dari prsamaan (5...-) maka prsamaan-prsamaan yang dihasilkan mnghargai A dan B dapat ditrangkan sbagai brikut: ( ) ( ) Θ = + = + γ B A B A... 5...-1 yang mnghasilkan dtrminan : ( ) ( ) =... 5...-11 shingga kofisin A dan B diprolh dari: ( ) ( ) 1 γ γ A A + Θ = Θ = = 5...-1 ( ) ( ) ( ) 1 γ γ B + Θ = Θ = = 5...-1 Dngan dmikian forcd sudut rolling mnjadi: ( ) ( ) [ ] ( ) ( ) σ γ γ + = + Θ = t g aw t t sin / cos sin 5...-1 dimana σ adalah sudut phas antara ffctiv wav slop dan sudut olng 1 tan σ =... 5...-
Ada tip rolling yaitu, (1) synchronous rolling pada saat frkunsi glombang T laut sama dngan frkunsi natural = = 1 T ; () forcd rolling pada kasus T trbatas = T untuk kapal yang mmiliki priod olng yang panjang dan T = T untuk kapal dngan priod olng yang pndk. Pada saat wav priod T sama dngan natural roll priod T, maka amplitudo rolling Φ A mncapai amplitudo maksimum dan phas lag σ adalah: A γθ =, π σ=... 5...-1 Pada saat synchronous rsonanc, inklinasi maksimum trjadi pada kondisi kapal brada pada lmbah glombang dan puncak glombang. Ktika priod glombang sangat panjang dibandingkan dngan natural roll priod maka amplitudo rolling mnjadi sama dngan wav slop dan phas lag adalah nol. Θ A =γ, σ =... 5...-17 Pada forcd rolling ini, kapal tgak pada puncak dan lmbah glombang. Sudut roll adalah layak dan umumnya dk kapal tidak kmasukan air. Ktika priod glombang sangat pndk dibandingkan dngan natural roll priod maka amplitudo rolling dan phas lag adalah: ϕ = A σ = π... 5...-18 Sbagaimana rasio T T mningkat dari k 1, maka rasio A mningkat juga σ Θ dari 1 sampai rasio maksimum pada synchronous rsonanc. Kmudian, ktika T rasio mningkat dari 1 k, maka A T Θ turun dari nilai maksimum k nol γ sprti pada Gambar 5.. 5-11
Sumbr: Hamamoto () Gambar 5. Kurva synchronous rolling Nilai maksimum dari rasio A γ Θ brgantung pada nilai ffctiv xtinction cofficint, dan natural roll priod T brgantung pada tinggi mtacntr GM dan radius girasi massa kapal di skitar sumbu longitudinal mlalui pusat gravitasi sbagai brikut: = γ π A, Θ a π k T =... 5...-1 ggm Dngan mnggunakan formula Froud dan mngubah radian k drajat untuk kofisin xtinction, amplitudo rolling kapal pada saat synchronous rsonanc dngan glombang mnjadi: πγθ 18 a A+ b A=... 5...- π shingga amplitudo rolling mnjadi: 18γ Θ a a A= + (drajat)... 5...-1 b b b Dngan formula Brtin, amplitudo rolling mnjadi: 18γ Θ A= (drajat)... 5...- N 5-1
5. Hasil 5..1 Nilai Stabilitas Dinamis Kapal Pol and Lin Sulawsi Slatan Prhitungan nilai GZ untuk stabilitas dinamis kapal pol and lin sampl dilakukan pada mpat kondisi distribusi muatan trhadap mpat kapal sampl K-A, K-B, K-C dan K-D. Nilai dan kurva GZ untuk stabilitas dinamis diprolh dngan mnghitung luas ara di bawah kurva GZ stabilitas statis. Kurva stabilitas kapal disajikan pada Gambar 5.5 5.8. Dari kurva stabilitas dapat diktahui stabilitas dinamis kapal sampl yang digambarkan olh luas ara di bawah kurva GZ, yang tlah ditrakan pada Tabl.. pada Bagian tulisan ini. Dari luas ara di bawah kurva trlihat bahwa untuk sluruh kapal sampl pada kmpat kondisi pmuatan mmnuhi nilai standar minimum yang disyaratkan olh IMO. Nilai stabilitas dinamis yang diprolh dari prhitungan brdasarkan luas ara di bawah kurva mmprlihatkan bahwa stiap knaikan nilai displacmnt kapal maka nilai stabilitas dinamis (m.ton) kapal juga brtambah. Nilai stabilitas dinamis kapal sampl pada kritria stabilitas IMO pada kritria A, B dan C ditrakan pada Tabl 5.- 5.. Tabl 5. Nilai stabilitas dinamis kapal sampl K-A Kondisi Muatan Nilai Stabilitas Dinamis A (m.ton) B (m.ton) C (m.ton) Kapal Kosong. 5.81.1.5 Kapal Brangkat 87. 7.7 11..1 Kapal Broprasi 87.5 7.18 11.. Kapal Pulang 87. 7..7. Tabl 5. Nilai stabilitas dinamis kapal sampl K-B Kondisi Muatan Nilai Stabilitas Dinamis A (m.ton) B (m.ton) C (m.ton) Kapal Kosong 78..77 7.. Kapal Brangkat 11.. 1..7 Kapal Broprasi.. 11.11.1 Kapal Pulang..75 1.7.5 Tabl 5.5 Nilai stabilitas dinamis kapal sampl K-C Kondisi Muatan Nilai Stabilitas Dinamis 5-1
A (m.ton) B (m.ton) C (m.ton) Kapal Kosong..8. 1.7 Kapal Brangkat 5..5 5..1 Kapal Broprasi 58.7. 5..17 Kapal Pulang 57..7 5.57. Tabl 5. Nilai stabilitas dinamis kapal sampl K-D Kondisi Muatan Nilai Stabilitas Dinamis A (m.ton) B (m.ton) C (m.ton) Kapal Kosong.5..51 1.7 Kapal Brangkat 7..5.75 1. Kapal Broprasi 5..85.8 1.5 Kapal Pulang..5. 1.1 5.. Priod Olng Kapal Pol and Lin Sulawsi Slatan Hasil prhitungan trhadap priod olng kapal pol and lin sampl pada brbagai kondisi muatan ditrakan pada Tabl 5.7. Tabl 5.7 Nilai priod olng kapal pol and lin sampl Kondisi Muatan K-A K-B K-C K-D GM T GM T GM T GM T (ton) (m) (dt) (ton) (m) (dt) (ton) (m) (dt) (ton) (m) (dt) Kapal Kosong..8. 78...1..5.75.5..5 Kapal Brangkat 87.. 5.1 11..1.7 5..5 5.1 7...71 Kapal Broprasi 87.5.1 5.1...87 58.7. 5. 5..7.8 Kapal Pulang 87.. 5.1..1.7 57.. 5.1..8.8 Tabl 5.7 mmprlihatkan bahwa nilai priod olng kapal sampl brbanding trbalik dngan nilai tinggi mtacntr (GM). Smakin bsar nilai tinggi mtacntr (GM) kapal maka nilai priod olng kapal akan smakin kcil. Hasil prhitungan trhadap priod olng kapal sampl K-A (.-5.1dt), K-C (.75-5.1dt) dan K-D (.5-.8dt) mmprlihatkan nilai yang lbih kcil dari kisaran nilai minimum priod olng untuk kapal ikan yaitu 5.5 7. dtik 5-1
(Bhattacharya, 178), sdangkan kapal sampl K-B mmiliki nilai priod olng (.1.87dt) yang brada dalam kisaran nilai standar. GZ (m ).5. KG 1.m ; GM.8m.5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) GZ (m ).5. KG 1.5m ; GM.m.5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) GZ (m ).5..5...1.5 KG 1.7m ; GM.1m. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) GZ (m ).5 KG 1.m ; GM.m..5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) 5 -
Gambar 5.5 Kurva stabilitas kapal sampl K-A pada brbagai kondisi muatan GZ (m ).5 KG 1.87m ; GM.m..5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) GZ (m ).5 KG 1.m ; GM.1m..5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) GZ (m ).5 KG 1. ; GM...5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) GZ (m ).5 KG 1.m ; GM.1m..5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) 5-1
Gambar 5. Kurva stabilitas kapal sampl K-B pada brbagai kondisi muatan GZ (m ).5 KG 1.5m ; GM.5m..5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) GZ (m ).5. KG 1.8m ; GM.7m.5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) GZ (m ).5 KG 1.51m ; GM.m..5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) GZ (m ).5 KG 1.55m ; GM.m..5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) 5-17
Gambar 5.7 Kurva stabilitas kapal sampl K-C pada brbagai kondisi muatan GZ (m).5. KG 1.5m GM.m.5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) GZ (m).5 KG 1.7m ; GM.m..5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) GZ (m).5 KG 1.m GM.7m..5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) GZ (m ).5 KG 1.m ; GM.8m..5...1.5. 1 5 7 8 Hl Angl (dg) 5-18
Gambar 5.8 Kurva stabilitas kapal sampl K-D pada brbagai kondisi muatan 5.. Grakan Rolling Kapal Pol and Lin Sulawsi Slatan pada Glombang Rgulr Bam Sas Rolling mrupakan salah satu grakan rotasi kapal, yang mmutar k arah kiri dan kanan kapal. Brdasarkan hasil simulasi prsamaan grakan rolling kapal pol and lin sampl dan prsamaan grakan glombang untuk kondisi aman dan brbahaya pada mpat nilai GM yang brbda, diprolh pola grakan sprti yang disajikan pada Gambar 5. 5.1. 5. Pmbahasan 5..1 Nilai Stabilitas Dinamis Kapal Stabilitas dinamis mrupakan usaha yang dilakukan hingga mmbntuk sudut kmiringan trtntu pada sbuah kapal, dalam hal ini usaha yang dilakukan brlawanan dngan lngan pngak kapal (Hind, 18). Diskusi tntang stabilitas dinamis mrupakan hal yang pnting untuk mngtahui tingkah laku kapal di laut trutama yang disbabkan olh cuaca buruk dan juga grakan olng. Stabilitas dinamis sbuah kapal diukur dari luas ara di bawah kurva stabilitas statis. Brdasarkan prhitungan pada luas ara di bawah kurva stabilitas statis pada stiap kapal sampl yang ditrakan pada Tabl. dan. mnunjukkan bahwa nilai lngan GZ adalah positif dan lbih bsar dibandingkan dngan nilai minimum yang dittapkan. Hal ini mngindikasikan bahwa pada mpat kondisi pmuatan, kapal dapat mnghasilkan lngan pngak yang positif untuk mngmbalikan kapal k posisi smula stlah mnjadi olng akibat gaya yang bkrja padanya. Nilai stabilitas dinamis yang dihitung brdasarkan formula Mosly s (Drrt, 1) pada Tabl 5. 5. mnunjukkan bahwa nilai stabilitas dinamis kapal brbanding lurus dngan nilai ton displacmnt. Hal ini trlihat pada kapal K-A yang mmiliki nilai yang lbih bsar karna ton displacmntnya lbih bsar dibandingkan kapal sampl yang lain. Dalam Drrt (1) dan Hind (18) dikmukakan, bahwa nilai stabilitas dinamis sbuah kapal brgantung pada bban 5-1
W yang brgrak k atas mlalui cntr of bouyancy (B) dan brgrak k bawah mlalui titik cntr of gravity (G) yang dihasilkan dngan jalan mngalikan luas ara di bawah kurva stabilitas dngan nilai displacmnt kapal. 5.. Priod Olng Kapal Nilai priod olng sbuah kapal amat brgantung dari nilai tinggi mtacntr (GM) dan radius gyrasi (radius of gyration) dari kapal trsbut. Smakin bsar GM dngan lbar kapal yang ttap, priod olng akan smakin kcil dan sbaliknya smakin kcil GM smakin bsar nilai priod olng. Hubungan antara nilai GM dan priod olng kapal sampl disajikan pada Gambar 5.1. Dari gambar di atas trlihat bahwa nilai priod olng kapal sampl brbanding trbalik dngan nilai GM. Pada kapal sampl K-A dan K-D mmiliki nilai priod olng yang lbih kcil dibandingkan kdua kapal sampl yang lain, yang mngindikasikan bahwa kdua kapal ini mmiliki priod olng yang cpat karna nilai tinggi mtacntr (GM) yang bsar. Pada kondisi ini, jika kapal mngalami kbocoran atau bila ada prpindahan muatan atau ballast, kapal lbih aman. Priod olng yang kcil mngakibatkan tgangan yang bsar dan kapal mnjadi kaku (stiff) dan mnyntak-nyntak shingga mnimbulkan ktidaknyamanan bagi ABK. Kondisi ini juga mngakibatkan sinkronisasi cndrung mnjadi bsar. Priod olng kapal sampl trsbut dapat diprbsar dngan mngurangi tinggi mtacntr (GM) hingga.5 mtr pada kapal sampl K-A dan.5 mtr pada kapal sampl K-D. Hal ini dapat dilakukan dngan cara pngaturan muatan yang baik di kapal. Pngaturan muatan di atas kapal mmgang pranan pnting trhadap kondisi stabilitas kapal dan knyamanan krja di dk. Pada saat trjadi priod olng kapal yang bsar karna nilai GM yang kcil, hal sbaliknya akan trjadi. Kapal akan mnjadi langsar (tndr) jika trjadi kolngan. Pada kondisi ini bila trjadi prpindahan muatan yang cukup bsar, kapal rlatif tidak aman dibandingkan kapal dngan priod olng yang kcil. Priod olng yang bsar pada sbuah kapal, mngakibatkan tgangan mnjadi 5 -
kcil shingga kondisi ABK lbih nyaman bkrja di atas dk dan kmungkinan untuk brsinkronisasi kcil. 1 8 - - -8-1 GM.8m 5 1 Wm 1 8 - - -8-1 GM.m 5 1 Wm 1 8 - - -8-1 GM.1m 5 1 Wm 1 8 - - -8-1 GM.m 5 1 Wm 5-1
Gambar 5. Pola grakan rolling kapal K-A pada glombang bam sas 1 8 - - -8-1 GM.m 5 1 Wm 1 GM.1m 8-5 1 - -8-1 Wm 1 8 - - -8-1 GM.m 5 1 Wm 1 8 - - -8-1 GM.1m 5 1 Wm 5 -
Gambar 5.1 Pola grakan rolling kapal K-B pada glombang bam sas GM.5m 1 5 5 1-5 -1 - Wm GM.5m 1 5 5 1-5 -1 - Wm GM. 1 5 5 1-5 -1 - Wm 1 GM.m 5 5 1-5 -1 - Wm 5 -
Gambar 5.11 Pola grakan rolling kapal K-C pada glombang bam sas 1 8 - - -8-1 GM.m 5 1 Wm 1 8 - - -8-1 GM.m 5 1 Wm 1 8 - - -8-1 GM.7m 5 1 Wm 1 GM.8m 8-5 1 - -8-1 Wm 5 -
Gambar 5.1 Pola grakan rolling kapal K-D pada glombang bam sas 7..5 K-A. T (dt) 5.5 5..5......8.7 GM (m) 7. K-B.5. T (dt) 5.5 5..5..8.....8 GM (m) 7. K-C.5. T (dt) 5.5 5..5.....8.5.5 GM (m) 7..5 K-D T(dt). 5.5 5..5..5.7..1. GM(m) 5-5
Gambar 5.1 Hubungan antara tinggi mtacntr (GM) dan priod olng (T) kapal sampl 5.. Grakan Rolling Kapal Pada Glombang Rgulr Bam Sas Grakan rolling pada kapal mrupakan grakan priodik kapal yang paling pnting untuk diktahui, karna grakan ini brpngaruh trhadap knyamanan krja di atas kapal pada saat dioprasikan di laut. Grakan rolling brhubungan dngan stabilitas dan kslamatan kapal di laut. Faktor yang mmpngaruhi trjadinya grakan rolling pada kapal, slain faktor kstrnal brupa glombang laut juga dipngaruhi olh faktor intrnal sprti dimnsi dan bntuk kapal, yang brpngaruh trhadap bbrapa nilai kofisin sprti addd mass, damping, xciting momnt dan rstoring momnt. Addd mass mrupakan total gaya hidrodinamik pr unit akslrasi, bkrja pada kapal atau bagiannya yang bsarnya proporsional dngan akslrasi yang trjadi (Bhattacharya, 178). Addd mass pada grakan rolling dipngaruhi olh displacmnt kapal, gaya gravitasi dan gaya brat kapal. Exciting momnt mrupakan prubahan gaya apung kapal ktika brada dalam glombang, sdangkan rstoring momnt mrupakan momn pngak scara transvrsal pada stiap sudut kmiringan (Bhattacharya, 178). Pada grakan rolling, nilai xciting momnt dan rstoring momnt dipngaruhi olh volum kapal, nilai GM dan amplitudo glombang. Grakan rolling mrupakan grakan kapal yang disbabkan olh glombang bam sas yang datang dari sisi kapal dngan sudut ncountr (µ) o. Pada pnlitian ini, dilakukan prhitungan amplitudo grakan rolling (Φ a ) pada kondisi panjang dan amplitudo glombang prairan tmpat kapal sampl dioprasikan. Simulasi prsamaan grakan rolling dan grakan glombang dilakukan pada mpat nilai tinggi mtacntr ssuai kondisi pmuatan pada kapal sampl. 5 -
Grafik hubungan antara grakan rolling kapal sampl dngan grakan glombang pada brbagai kondisi muatan yang digambarkan olh variasi nilai GM yang disajikan dalam Gambar 5. 5.1 mnunjukkan bahwa pola grakan glombang tidak brpngaruh trhadap pola grakan rolling kapal ttapi mmpngaruhi amplitudo grakan rolling yang trbntuk. Amplitudo grakan rolling juga brgantung pada nilai GM kapal dimana smakin tinggi nilai GM kapal maka amplitudo grakan rolling yang trbntuk smakin kcil, dmikian pula sbaliknya. Hal ini juga dinyatakan olh L, t al (5), bahwa grakan rolling mrupakan fnomna komplks dari bbrapa aspk sprti damping, rstoring dan xciting forcs, dimana nilai GM dapat mmpngaruhi grakan trsbut. Gaya damping mrupakan sbuah gaya yang sifatnya cndrung mrdam grakan. Gaya damping dapat trjadi pada sbuah kapal yang mngalami grakan rolling yang dapat disbabkan olh glombang, friksi air trhadap prmukaan kapal, brbagai alat prdam sprti bilg kl, skg dan sbagainya, rsistnsi antara kapal dan udara, nrgi yang hilang slama trjadinya grakan rolling dan tgangan prmukaan (Bhattacharya, 178). Untuk mngtahui daya rdam dari grakan rolling kapal sampl, pada Gambar 5.1 5.17 disajikan tim history dari roll dcay kapal sampl. Dari gambar trsbut trlihat bahwa grakan rolling akan brkurang siring brjalannya waktu, dimana smakin tinggi amplitudo rolling maka waktu yang diprlukan untuk mrdam grakan trsbut smakin lama. Trdamnya grakan rolling trsbut disbabkan brkurangnya nrgi grakan akibat trsrap olh rsistnsi air. 5.5 KESIMPULAN Dari hasil pnlitian yang dilakukan, dapat dismpulkan bbrapa hal sbagai brikut: 1) Nilai lngan pngak GZ yang trbntuk pada kmpat kapal pol and lin sampl brnilai positif pada stiap kondisi pmuatan, yang brarti nilai lngan 5-7
pngak GZ yang dihasilkan masih dapat mngmbalikan kapal k posisi smula stlah trjadi kolngan. ) Nilai priod olng kapal pol and lin yang diprolh brbanding trbalik dngan nilai tinggi mtacntr (GM). Smakin bsar nilai tinggi mtacntr (GM) kapal maka nilai priod olng kapal akan smakin kcil. (dgr) GM=.8m 1-1 5 7 8 1 - -1 (sc) - (dgr) GM=.m 1-1 5 7 8 1 - -1 (sc) - (dgr) GM=.m 1-1 5 7 8 1 - -1 (sc) - (dgr) GM.1m 1-1 5 7 8 1 - -1 - (sc) Gambar 5.1 Tim history roll dcay kapal sampl K-A 1 GM=.m - 1 5 7 8 1 - -1 (sc) - (dgr) GM=.1m 1-1 5 7 8 1 - -1 (sc) - (dgr) (dgr) GM.m 1-1 5 7 8 1 - -1 - (sc) GM=.1m 1-1 5 7 8 1 - -1 (sc) - (dgr) 5-8
Gambar 5. Tim history roll dcay kapal sampl K-B (dgr) (dgr) 1 GM=.5m - 1 5 7 8 1 - -1 (sc) - 1 - - -1 - GM=.m 1 5 7 8 1 (sc) (dgr) GM=.5 1-1 5 7 8 1 - -1 - (sc) (dgr) GM=.m 1-1 5 7 8 1 - -1 (sc) - Gambar 5.1 Tim history roll dcay kapal sampl K-C 1 GM=.m - 1 5 7 8 1 - -1 - (sc) (dgr) GM=.m 1-1 5 7 8 1 - -1 - (sc) (dgr) (dgr) GM.7m 1-1 5 7 8 1 - -1 - (sc) (dgr) GM.7m 1-1 5 7 8 1 - -1 - (sc) 5 -
Gambar 5.17 Tim history roll dcay kapal sampl K-D ) Kapal sampl K-B dngan bntuk round flat bottom mmiliki priod olng (..8dt) yang lbih bsar dibandingkan kapal sampl lainnya. ) Pola grakan glombang tidak brpngaruh trhadap pola grakan rolling kapal ttapi mmpngaruhi amplitudo grakan rolling yang trbntuk. Hal ini juga brgantung pada nilai GM kapal dimana smakin tinggi nilai GM kapal maka amplitudo grakan rolling yang trbntuk smakin bsar, dmikian pula sbaliknya. REFERENSI Bhattacharyya, R. 178. Dynamics of Marin Vhicls. John Wily & Son, Inc. Chicstr, Brisban, Toronto. Drrt, D.R. 1. Ship Stability for Mastrs and Mats. Fourth Edition, Rvisd. Butlr & Tannr Ltd, From and London. Fyson, J. 185. Dsign of Small Fishing Vssls. Fishing Nws (Books) Ltd. England. Gillmr, T.C and B.Johnson. 18. Introduction to Naval Architctur. Naval Institut Prss. Annapolis. Maryland. Hamamoto, M.. Introduction of Stability Standards for Safty of Ships at Sa. Procding of Scond Sminar on Stability for Th Dvlopmnt of Indonsian Rgulations; August th. p: 1-18. Hind, J.A. 18. Stability and Trim of Fishing Vssls and Othr Small Ships. Scond Edition. Fishing Nws Books Ltd. Farnham, Surry, England. Intrnational Maritim Organization (IMO). 15. Cod of Intact Stability for All Typs of Ships Covrd by IMO Instrumnt. IMO. London. Iskandar, B.H., 17. Studi tntang Dsain Kapal Kayu Mina Jaya BPPT 1. Tsis pada Program Pascasarjana IPB. Bogor. 5 -
L, S.K., Surndran, S. And L, G. 5. Roll Prformanc of a Small Fishing Vssl with Liv Fish Tank. Ocan Enginring XX (5) ; 1-1. Lloyd, A.R.J.M. 18. Sakping:Ship Bhaviour in Rough Wathr. Ellis Horwood Ltd. Nw York. 5-1