MODIFIKASI BENTUK BURITAN KAPAL DAN SISTEM PROPULSI KT ANGGADA XVI AKIBAT RENCANA REPOWERING A.K.Kirom Ramdani 4205100037 ABSTRAK KT Anggada XVI adalah kapal tunda yang beroperasi di pelabuhan Balikpapan. Kapal ini direpowering karena kemampuan mesin yang terdahulu dirasa telah mengalami penurunan sehingga harus dilakukan penggantian motor induk yang baru. Diharapkan setelah dilakukan penggantian motor induk yang baru bollard pullnya dapat mencapai kebutuhan yaitu sebesar 22 ton, sementara kenyataan di lapangan bollard pullnya belum mencapai sebesar itu. Oleh karena itu akan dilakukan analisa penggantian motor induk dan perubahan bentuk lambung yang sesuai serta pemilihan propulsor yang tepat agar bollard pull yang dikehendaki dapat tercapai. Dalam tugas akhir ini akan dilakukan analisa perhitungan tahanan (resistance) dari KT Anggada XVI dengan menggunakan perhitungan manual dan dengan menggunakan software maxsurf. Perhitungan dilakukan dengan asumsi kecepatan kapal sebesar 12 knot, setelah dilakukan perhitungan tahanannya, maka akan dilakukan pemilihan motor induk yang akan digunakan serta dilakukan pemulihan propulsor yang tepat sehingga kebutuhan bollard pull dapat tercapai. Dalam perhitungan bollard pull, didapatkan daya tarik kapal ini mampu hingga 25 ton dengan menggunakan ducted propeller. Dengan daya mesin induk sebesar 2 x 1000 Hp dan gear box ratio 6,45. Propeller yang dianalisa dalam makalah ini adalah propeller type B4-100 dengan P/D 0,95 dan diameter sebesar 1,833 m. Untuk perhitungan BHP engine berdasarkan LOA dari grafik, didapatkan nilai sebesar 1029,97 Hp dengan LOA = 26 (85,3 ft). Sedangkan perhitungan BHP beradasarkan Average Towing speed sebesar 387,912 Hp dengan kecepatan tarik sebesar 5 knots. Perhitungan BHP berdasarkan DWT kapal yang ditarik sebesar 1923,959 Hp dengan Average DWT sebesar 6000 ton. 1. PENDAHULUAN Repowering pada suatu kapal tunda dilakukan apabila engine yang ada dirasa kurang mampu untuk menjalankan operasi sebagaimana ketika kapal tersebut dalam kondisi baru (kemampuan tarik saat free running dan saat bollard pull), dalam hal ini bisa juga dikatakan bahwa engine tersebut gagal dalam menjalankan tugasnya. Ada beberapa ketentuan mendasar mengapa suatu kapal tunda direpowering, masalah mendasar tersebut antara lain adalah adanya ketentuan untuk meningkatkan kecepatan kapal, dan ketentuan untuk meningkatkan bollard pull (saat free
running dan bollard pull) dari kapal tersebut. Ketentuan ini disebabkan karena semakin bertambahnya ukuran kapal yang masuk di pelabuhan PELINDO IV, sehingga bollard pull dari kapal tunda yang sudah ada dirasa kurang cukup untuk bekerja sebagaimana mestinya. Pada rencana repowering yang akan dilakukan, akan dilakukan analisa perubahan bentuk buritan dari kapal tunda yang bertujuan untuk menghasilkan thrust yang sesuai sehingga ketentuan bollard pull yang dikehendaki dapat tercapai, dan kapal tersebut mampu bekerja sebagaimana mestinya. Pada perencanaan ulang daya main engine (repowering) yang telah dilakukan, terdapat beberapa pilihan solusi agar kecepatan dinas yang diinginkan terpenuhi. Beberapa solusi tersebut antara lain adalah dengan melakukan perubahan bentuk buritan kapal, karena solusi ini dianggap paling ekonomis dibandingkan harus menggunakan ducted propeller (kort nozzle). Pada tugas akhir ini akan dibahas analisa tahanan kapal yang terjadi setelah dilakukan perubahan bentuk buritan pada KT Anggada. Proses analisa tersebut menggunakan software maxsurf, sehingga dapat diketahui bentuk yang paling sesuai dengan yang diharapkan sehingga kecepatan dinas yang diinginkan dapat terpenuhi. Kapal ini akan dilakukan perencanaan ulang daya tarik kapal atau yang biasa disebut bollard pull, karena kemampuan daya tariknya dianggap sudah mulai menurun. Perencanaan ulang ini dilakukan karena selain kemampuan bollard pull kapal ini sudah mulai menurun, juga dikarenakan terus bertambahnya ukuran kapal-kapal yang masuk di pelabuhan pelindo IV, sehingga agar kapal tunda ini mampu bekerja sebagaimana mestinya maka dilakukan repowering tersebut. Dari rencana repowering yang telah dilakukan terdapat beberapa solusi untuk mengatasi masalah yang dihadapi. Diantaranya dengan pemasangan ducted propeller, dan perubahan bentuk buritan kapal. Dari kedua solusi ini perubahan bentuk buritan kapal dianggap paling ekonomis untuk dilakukan sebagai solusi untuk mengatasi masalah dalam repowering yang akan dilakukan. Dengan mengubah bentuk buritan kapal ini diharapkan dapat lebih leluasa dalam melakukan pemilihan tipe propeller yang lebih sesuai untuk menghasilkan thrust yang diinginkan. Karena jika nilai thrust yang diinginkan dapat tercapai, maka kecepatan dinas dan kemampuan tarik (bollard pull) yang dikehendaki dapat tercapai dan kapal tersebut dapat berfungsi sebagaimana mestinya... 2. DASAR TEORI Jenis-jenis kapal tunda antara lain sebagai berikut : Kapal tunda konvensional (Towing/Pusher Tug) Kapal tunda yang digunakan sesuai dengan fungsi pada umumnya, yaitu untuk menarik atau mendorong kapal lain Kapal tunda serbaguna (Utility Tug) Kapal tunda yang dapat digunakan untuk berbagai fungsi, seperti menarik tongkang, kapal rusak, dan lain-lain Kapal tunda pelabuhan (Harbour Tug)
Kapal tunda yang berfungsi untuk membantu kapal lain dengan ukuran besar yang akan bersandar ke pelabuhan atau keluar dari pelabuhan. Hal ini dikarenakan kapal dengan ukuran besar kesulitan untuk bermanuver di pelabuhan. Faktor-faktor yang menentukan performa dari kapal tunda antara lain sebagai berikut : 1. Stabilitas kapal tunda 2. Berat kapal tunda 3. Daya main engine (bollard pull) 4. Tipe propulsi 5. Letak propeller, menentukan besarnya gaya tarik 6. Metode untuk membantu kapal yang lebih besar Macam-macam kondisi operasi kapal tunda : 1. Keadaan free running yaitu kecepatan bebas saat tidak menarik (10-14 knots) 2. Kecepatan pada waktu menarik (4-6 knots) 3. Keadaan pada waktu menarik tiang bollard dengan kecepatan nol (Diktat Teori Tahanan Kapal II.Digul Siswanto M.Sc) Holtrop, tahanan juga dihitung dengan program maxsurf/hull speed. Kemudian untuk menentukan besarnya daya engine kapal tunda, digunakan tahanan terbesar dari kedua kondisi tersebut. Propeller Pada kapal tunda umumnya ada 4 tipe propeller yang digunakan, yaitu voith schneider, steerable ruuder propeller, fixed propeller, dan ducted propeller. Pada KT. Anggada XVI menggunakan fixed propeller. Engine Propeller Matching Matching point merupakan titik pertemuan antara karakteristik engine dan karakteristik beban propeller. Dengan melihat matching point tersebut kita dapat melihat berapa besar energi yang dikeluarkan engine untuk menghasilkan gaya dorong yang paling optimal. Singkatnya, berapa energi yang dikeluarkan oleh engine dan berapa energi yang diserap oleh propeller untuk menghasilkan daya dorong. Contoh matching point dapat dilihat pada gambar berikut. Tahanan dan Daya Kapal Tunda Tahanan kapal tunda dapat ditentukan dengan metode Holtrop. Metode Holtrop dipilih karena ukuran dimensi kapal tunda yang relatif kecil jika dibandingkan kapal konvensional. Perhitungan tahanan dibagi menjadi 2 keadaan, yaitu keadaan free running (12 knots), dan keadaan saat menarik (5 knots). Selain ditentukan dengan metode
Gambar 1. Matching point engine dan propeller Kondisi Tarikan Bollard Setelah engine dan propeller ditentukan maka langkah selanjutnya adalah menghitung besarnya bollard pull. Dua faktor yang mempengaruhi tarikan bollard pada sebuah kapal tunda adalah harga SHP dan diameter baling-baling. Rumus untuk tarikan dalam Ton oleh Barnaby adalah sebagai berikut : Tarikan Ton K T 2 / 3 ( ) = 0,01107..( SHP. D ) 2 / 3 baling baling K Q (2.52) di mana : K T = Konstanta Gaya Dorong K Q = Konstanta Puntiran
3. METODOLOGI
4. ANALISA a. KT Anggada XVI Dengan menggunakan program maxsurf dan metode holtrop dihasilkan tahanan sebesar 70,33 kn untuk KT. Anggada XVI. Dengan tahanan sebesar 70,33 kn, mesin yang digunakan adalah Caterpillar CAT-32C ACERT 1000 BHP 1800 rpm dengan ratio gearbox 1:6,4 Tipe propeller : B4-100 Diameter : 1,83 meter P/D ratio : 0,95 Tarikan Dalam Ton (Kondisi MCR) Tarikan untuk satu propeller. K T dan K Q yang digunakan adalah saat J = 0 atau saat kecepatan 0. Perhitungan Bollard Pull Bollard Pull = () x Power) / 100 ( = 1,1 1,3 ) = 1,1 x 2000 / 100 = 22 Ton (Perhitungan saat kondisi MCR) Metode lain perhitungan Bollard Pull = 0,01107 x ( KT/KQ 2/3 ) x (SHP x D 2/3 ) = 0,01107 x ( 0,22 / 0,36 2/3 ) x (833 x 6,01 2/3 ) = 13,263 ton Maka untuk dua propeller : = 13,263 x 2 = 26, 526 ton Perhitungan Untuk Pondasi Mesin Kondisi awal: Girder =12 mm Top Plate =(T) 20mm x (L) 250 mm Penentuan tebal pelat girder untuk M/E T = + 6 mm P = 1,000 BHP = 746 kw T = 7.0 + 6 mm = 13.0 MM T = 13 MM ( BKI RULE Vol. 2 sec 8_3.2.1 & 3.2.2 ) Jadi tebal konstruksi penyangga mesin induk jika dayanya 1000 Hp adalah 13 mm. Penentuan ukuran Top Plate AT = 30 cm2 for P 750 Kw = 49.7 + 30 = 79.7 cm2 \ 320 mm 13 mm 25 m m
akan dipasang pada KT Anggada XVI adalah plat dengan tebal 13mm Saran Pada tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa terdapat banyak kekurangan dan keterbatasan. Dengan mempertimbangkan kondisi riil, maka ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan repowering KT Anggada XVI adalah sebagai berikut: Gambar pondasi mesin baru 5. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Pada KT Anggada XVI didapatkan kesimpulan sebagai berikut : 1. Pada perhitungan tahanan, didapatkan nilai tahanan terbesar saat kondisi free running pada kecepatan 12 knots yaitu sebesar 70,33 KN 2. Dengan motor induk yang akan dipasang yaitu sebesar 2 x 1000 Hp akan mampu menghasilkan bollard pull sebesar 22 ton, sedangkan menurut perhitungan PT TESCO dengan menggunakan ducted propeller, bollard pullnya mampu mencapai 25 ton. 3. Menurut perhitungan sesuai rule, pondasi mesin yang Dalam menentukan pondasi mesin, telah ditetapkan bahwa tebal pelat yang akan digunakan adalah pelat dengan tebal 13 mm, sedangkan pelat existing yang sudah ada sebesar 12 mm, maka sebaiknya dilakukan penambahan modulus pada pondasi yang menerus ke bawah agar mampu menahan berat mesin baru dan getaran yang ditimbulkan saat mesin tersebut beroperasi DAFTAR PUSTAKA Adji, Ir. Suryo Widodo, M.Sc, Ceng.FIMarEST. 2005. ENGINE PROPELLER MATCHING. Surabaya : JTSP-FTK-ITS Geer, Dave. 1989. PROPELLER HANDBOOK. Maine: International Marine Siswanto M.Sc, Digul. DIKTAT TEORI TAHANAN KAPAL II. Surabaya : JTP-FTK-ITS Priciples of Naval Architecture, Volume II