Desain konstruksi Cadik untuk kapal patroli cepat 9 meter Dwi A Sembiring Jurusan Teknik Sistem Perkapalan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Kampus ITS Surabaya 60111 Abstrak Nowadays patrol boats have been developed towards Multi-hull type. Multihull advantage is its ability in maintaining stability in extreme terrain operation. Develop Navy fighter Trimaran which is basically an advanced generation of Indonesian traditional outrigger boat. In this Final Project will be designed shape of outrigger boat patrol by varying the length of which is a continuation of an existing Final previous "Planning an effective outrigger boat patrol for 9 yards to the south shore operations" (M. Ikhsan, 2010). On this patrol boat has designed two outriggers will be residing on both right and left side of the boat, where the length of the patrol boat is 9 meters. Because of this ship is considered similar with small fishing boats, and sailing ships and others which using the outrigger on the right and left. Keywords; patrol boat, outrigger, multihull, stability, design, ability 1. Pendahuluan Saat ini kapal-kapal patroli telah dikembangkan kearah tipe Multi-hull. Keunggulan multihull adalah kemampuannya didalam menjaga stabilitas pada berbagai medan operasi ekstrem. TNI AL Mengembangkan Trimaran tempur yang pada dasarnya merupakan generasi lanjut dari kapal cadik tradisional Indonesia. Dalam Tugas Akhir ini akan dirancang bentuk dari kapal cadik patroli dengan memvariasikan panjang cadik dimana merupakan lanjutan dari Tugas Akhir yang sudah ada sebelumnya yaitu Perencanaan Cadik yang efektif untuk kapal patrol 9 meter untuk operasional di pantai selatan ( M.Ikhsan, 2010 ). Pada kapal patroli ini akan di rancangkan dua cadik yang berada pada kedua sisi kanan dan kiri kapal, kapal patroli ini berukuran dengan panjang 9 meter. Karena bentuk kapal ini masih di anggap kecil sama hal nya dengan kapal-kapal nelayan, dan k apal layar dan l ain-lainnya yang menggunakan cadik di sisi kanan dan kiri nya. Maka itu penulis menginginkan kapal patroli ini menggunakan cadik di sisi kanan kiri nya. Sehingga bisa di lihat pengaruh apa saja yang di hasilkan cadik pada sisi kapal patroli tersebut. 1.1 Permasalahan Permasalahan yang akan dibahas dalam tugas akhir ini antara lain : a. Bagaimana variasi panjang cadik dan bentuk cadik sehcingga mendapat kan bentuk cadik yang efektif. b. Bagaimana tahanan yang di hasilkan oleh kapal patroli. c. Bagaimana stabilitas yang di miliki oleh kapal patroli. d. Bentuk gelombang yang dihasilkan oleh cadik. 1.2 Batasan Masalah Adapun batasan-batasan masalah yang menjadi acuan dalam penelitian ini adalah : 1. Perhitungan di lakukan dengan menggunakan software Maxsurf 11.12, Hullspeed,Hydromax, dan Seakeeper 2. Penelitian berfokus pada kapal patroli dan cadik. 3. Dalam tugas akhir ini objek yang di analisa hanya pada perahu cadik yang terletak di kiri kanan kapal patroli. 4. Tidak melakukan analisa ekonomi 1
1.3 Tujuan Penulisan Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk : 1. Mendapatkan suatu inovasi pada pengembangan kapal patroli bercadik nontradisional 2. Mendapatkan bentuk kontruksi cadik yang baik dan efektif 3. Pengaruh tahanan, stabilitas, dan bentuk gelombang bagi kapal patroli tersebut. 1.4 Manfaat Penulisan Ada pun manfaat yang dapat diperoleh dari penulisan tugas akhir ini adalah : 1. Dapat mengetahui dampak akibat dalam penambahan cadik pada kapal patroli tersebut. 2. Sebagai bahan kajian pembuatan atau pemilik kapal dalam proses pembuatan kapal cadik yang baik dari segi tahanan, stabilitas dan bentuk gelombang yang di hasilkan 2. Tinjauan Pustaka Pada dasarnya pembuatan skripsi ini mengacu pada skripsi sebelumnya yaitu dengan judul Perencanaan Cadik Yang Efektif Untuk Kapal Patroli 9 Meter Untuk Operasional Di Pantai Selatan. Dimana dalam skripsi tersebut membahas desain dan membandingkan keefisienan jarak antara lambung kapal dengan cadik. Sedangkan dalam skripsi ini membahas panjang cadik dimana mencari panjang cadik yang lebih efektif dan efisien dengan ukuran kapal yang sama dengan skripsi sebelumnya. Cadik merupakan alat keseimbangan yang dipasang pada perahu. Sehingga perahu tidak gampang terbalik. 2.1 Teori Tahanan Kapal Tahanan kapal merupakan gerakan fluida yang melawan arah gerakan kapal yang mempunyai kecepatan tertentu sehingga menimbulkan gaya fluida yang berlawanan dengan gaya kapal. Dalam curva tahana terdapat badan kapal yang bergerak pada permukaan air atau di bawah permukaan air yang mempunyai viskositas. Absisnya merupakan froude number. F n = V (1) gl Dan ordinatnya merupakan koefesien tahanan yang dapat dirumuskan dengan C = R 1 2 ρv2 S Dimana V merupakan kecepatan kapal, L adalah panajang dari badan kapal, g merupakan gaya gravitasi, ρ adalah densitas air, dan S adalah luasan area yang tercelup dalam air. Komponen yang mempengaruhi tahan adalah sebagai berikut : 1. Frinctional Resistance, Rf 2. Residuary Resistance, R R 3. Vicous Resisitance,R V 4. Pressure Resistance R PV 5. Wavemaking Resistance, R W (2) 2
2.2 Teori Gelombang Gelombang yang didefenisikan sebagai perubahan bentuk karena gerakan permukaan air. Selanjutnya memeperlajari mengenai gelombang, terlebih dahulu diperkenalkan hal-hal yang berhubungan dengan gelombang sebagai berikut : 1. Pucak gelombang (crest) : titik di mana permukaan air berada pada elavasi tertinggi. 2. Lembah gelombang (troungh) : titik di mana permukaan air berada pada elavasi terendah. 3. Garim Datum : garis datar permukaan air (diambil dari statistik) pada waktu air tenang. 4. Elavasi Gelombang : jarak suatu titik pada permukaan gelombangd dengan garis datum pada suatu waktu tertentu. 5. Aplitudo Gelombang : garis vertikal antara titik tertinggi atau titik terendah dengan garis datum. 6. Panjang gelombang : jaraj dari puncak (lembah) gelombang dengan puncak (lembah) gelombang berikutnya. 7. Kecepatan gelombang : jarak yang ditempuh suatu titik per satuan waktu 8. Frekuensi gelombang : banyaknya puncak (lembah) gelombang yang di lalui oelh sautu persatuan waktu. 2.3 Teori Stabilitas Kapal Pada perhitungan stabilitas sauatu kapal, ada b eberapa titik dari kapal tersebut yang harus diketahui Rawson, K,J dan Tupper, E,C (1994), antara lain : 1. Titik G (gravity) adalah titik berat dari pada kapal dan dipengaruhi oleh konstruksi kapal. 2. Titik B (Bouyancy) adalah titik tekan keatas dari volume air yang di pindahkan oleh bagian kapal yang tercelup air. 3. Titik M (Metacentre) adalah titik perpotongan vector gaya tekan keatas (γv) dengan vektor gaya tekan keatas. M, maka dikenal tiga kemungkinan yaitu : - Titik M berada diatas titik G Jika titik M berada diatas titik G maka kapal berada pada keseimbangan mantap (stabil). Pada keadaan ini MG positif - Titik M berada dibawah titik G Jika titik M berada diatas titik G maka kapal berada pada keseimbangan goyah (labil). Pada keadaan ini MG negatif. 3
- Titik M berimpit dengan titik G Maka kapal berada pada keseimbangan sembarang (indifferent atau netral). Pada keadaan ini MG = 0. 2.4 Teori Seakeeping Kapal Gerakan kapal laut lepas selalu mempunyai dan menimbulkan masalah bagi para peracang kapal. Secara umum karater dasar dari sebuah kapal yaitu stabil, bergerak dengan kecepatan yang cukup, mempunyai olah gerak yang cukup baik di perairan yang dalam ataupun yang dangkal, dan cukup kuat melakukan tugas ataupun fungsinya dalam cuaca yang buruk dari hantaman gelombang. Masalah gerak kapal ini dapat diselidiki dengan empat macam cara yang berbeda yaitu : 1. Analisa berdasarkan teori. 2. Eskperimen dengan menggunakan model-model percobaan. 3. Empiris dari data-data statistik. 4. Full scale tets/ sea trial dengan menggunakan kapal yang sebenarnya. 3. Metodologi Penyusunan penelitian ini didasarkan pada sistematika metodologi yang diuraikan berdasarkan urutan alir/flow chart yang dilakukan mulai penelitian hingga selesainya penelitian. Penelitian ini dimulai dengan tahap study litelatur dilanjutkan dengan tahap pengumpulan data dan perancangan model cadik dan variasi panjang cadik kemudian tahap analisa data dan pembahasan dilanjutkan dengan tahap perancangan cadik kemudian tahap pengujian seakeeping. Tahap tahap pengerjaan sebagai berikut : 1. Study Literatur Pengumpulan bahan refrensi penunjang yang dapat membantu penulis melalui jurnal, paper,buku-buku, email, e-book, dan web. 2. Pengumpulan Data Data yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah: Data kapal patroli yang berupa data ukuran utama kapal yang sudah ada sebelumnya 3. Perancangan model cadik dan variasi panjang cadik Data utama kapal patroli sebagai acuan untuk memvariasikan panjang cadik yang akan di buat. 4. Analisa data dan pembahasan Pada tahap ini semua model cadik yang telah di variasikan panjangnya akan dianalisa dan dibahas dari segi tahanan, stabilitas dan bentuk gelombang yang dihasilkan dengan menggunakan sofware Maxsurf 11.12. Hull Speed, Hidromax, Seakeeper. 4
5. Bentuk Cadik Dari perancangan model cadik maka didapatkan perancangan bentuk cadik yang efektif 6 Pengujian seakeping Pengujian seakeeping dapat menggunakan software seakeeper dimana tujuan dari seakeeping ini adalah untuk mendapatkan olah gerak yg cukup di perairan dalam atau dangkal 7 Kesimpulan dan saran Pada tahap ini kesimpulan yang diambil berdasarkan hasil dari langkah-langkah diatas. 4. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Pada bab ini akan di uraikan penjelasan tentang pembuatan model dan variasi peletakan model dalam program maxsuf perecanaan model di dasar kan dengan bentuk kapal yang bercadik yan telah di tentukan pada bab sebelumnya. Penentuan Ukuran Kapal Cadik dan Variasi Panjang Cadik dari Kapal Patrolinya. Ukuran Utama Kapal Patroli Berikut ini adalah principal dimension yang di miliki oleh kapal patroli Lpp = 9 meter Lwl = 8.04 meter B = 1.35 meter H = 1 meter T = 0.6 meter Kecepatan Vs = 13 1 = 0,5144 m/detik Fn = 0.75 Gambar 1 Badan Kapal Patroli Perhitungan Tahanan Kapal Perhitungan Angka Frounde Number Menurut Harvald (1983), perhitungan harga bilangan Frounde Number ini dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut : Fn = V gl V g LWL Fn = Dimana : (3) (4) Fn V g Lwl = Bilangan Froude number = Kecepatan kapal = Percepatan gravitasi standar = Panjang bidang garis air Sehingga dari rumusan di atas dapat kita ketahui berapa besar Frounde Number kapal patroli pada kecepatan kapal 13. Didapat kan nilai Frounde Number sebesar 0,75. Dari nilai ini akan di lakukan pencarian besarnya tahanan pada masin-masing kapal patroli variasi cadik pada kapal yang akan di rancang. Vs = 13 x 0,1544 = 6,68 m/detik 5
Fn = 6,68 9,8 x 8 = 0,75 Perhitungan Tahanan Kapal Patroli dengan Menggunakan Cadik Model kapal patroli dan cadik dibangun dengan bantuan software Maxsurf 11.12, dimana selanjutnya model ini digunakan dalam perhitungan tahanan dengan bantuan software Hullspeed. Panjang cadik pada sisi kiri kanan kapal patroli diantara variasi tersebut mengacu pada kapal patroli sehingga variasi panjang cadik meliputi, variasi pertama dengan panjang cadik 5 meter, untuk variasi kedua dengan panjang cadik 6 meter, variasi ketiga dengan panjang cadik 7 meter, dan untuk variasi keempat dengan panjang cadik 8 meter, dengan kecepatan maksimum kapal 13, dengan bentuk cadik yang sama, yang di variasi kan hnya panjang cadik nya Data utama perencanaan cadik dengan bentuk cadik V Peletakan atau jarak cadik adalah dua kali dari lebar kapal Lebar = 0.6 Tinggi = 0.4 Dari data utama cadik di atas selanjutnya akan di variasikan panjang dari cadik pada sisi kiri kanan kapal patroli yang sebagai acuan nya. Disini akan di variasikan 4 variasi saja dari panjang cadik dengan peletakan atau jarak cadik adalah dua kali dari lebar kapal, untuk bentuk cadik atau ukuran cadik akan di variasi kan 2 atau tiga perencanan, untuk selanjutnya variasi dari panjang cadik pada kapal di variasi kan antara lain : Variasi 1 dengan panjang cadik 5 meter. Variasi 2 dengan panjang cadik 6 meter. Variasi 3 dengan panjang cadik 7 meter. Variasi 4 dengan panjang cadik 8 meter. 1. Besar tahanan yang dihasilkan oleh kapal pada peletakan atau jarak dua kali dari lebar kapal dengan panjang kapal cadik 5 meter Gambar 2 variasi bentuk cadik V dengan panjang cadik 5 meter Besarnya tahanan pada metode savitsky pre-planing adalah 2,87 kn pada kecepatan 13 2. Besar tahanan yang dihasilkan oleh kapal pada peletakan atau jarak dua kali dari lebar kapal dengan panjang kapal cadik 6 meter Gambar 3 variasi bentuk cadik V dengan panjang cadik 6 meter Besarnya tahanan pada metode savitsky pre-planing adalah 2,97 kn pada kecepatan 13 6
3. Besar tahanan yang dihasilkan oleh kapal pada peletakan atau jarak dua kali dari lebar kapal dengan panjang kapal cadik 7 meter Gambar 4 variasi bentuk cadik V dengan panjang cadik 7 meter Besarnya tahanan pada metode savitsky pre-planing adalah 3,38 kn pada kecepatan 13 4. Besar tahanan yang dihasilkan oleh kapal pada peletakan atau jarak dua kali dari lebar kapal dengan panjang kapal cadik 8 meter Gambar 5 variasi bentuk cadik V dengan panjang cadik 8 meter Besarnya tahanan pada metode savitsky pre-planing adalah 3,62 kn pada kecepatan 13 Data utama perencanaan cadik dengan bentuk cadik setengah U Peletakan atau jarak cadik adalah dua kali dari lebar kapal Lebar = 0.6 Tinggi = 0.4 Dari data utama cadik di atas selanjutnya akan di variasikan panjang dari cadik pada sisi kiri kanan kapal patroli yang sebagai acuan nya. Disini akan di variasikan 4 variasi saja dari panjang cadik dengan peletakan atau jarak cadik adalah dua kali dari lebar kapal, untuk bentuk cadik atau ukuran cadik akan di variasi kan 2 atau tiga perencanan, untuk selanjutnya variasi dari panjang cadik pada kapal di variasi kan antara lain : Variasi 1 dengan panjang cadik 5 meter. Variasi 2 dengan panjang cadik 6 meter. Variasi 3 dengan panjang cadik 7 meter. Variasi 4 dengan panjang cadik 8 meter 7
1. Besar tahanan yang dihasilkan oleh kapal pada peletakan atau jarak dua kali dari lebar kapal dengan panjang kapal cadik 5 meter Gambar 6 variasi bentuk cadik setengah U dengan panjang cadik 5 meter Besarnya tahanan pada metode savitsky pre-planing adalah 3,18 kn pada kecepatan 13 2. Besar tahanan yang dihasilkan oleh kapal pada peletakan atau jarak dua kali dari lebar kapal dengan panjang kapal cadik 6 meter Gambar 7 variasi bentuk cadik setengah U dengan panjang cadik 6 meter Besarnya tahanan pada metode savitsky pre-planing adalah 3,18 kn pada kecepatan 13 3. Besar tahanan yang dihasilkan oleh kapal pada peletakan atau jarak dua kali dari lebar kapal dengan panjang kapal cadik 7 meter Gambar 8 variasi bentuk cadik setengah U dengan panjang cadik 7 meter Besarnya tahanan pada metode savitsky pre-planing adalah 3,2 kn pada kecepatan 13 8
4. Besar tahanan yang dihasilkan oleh kapal pada peletakan atau jarak dua kali dari lebar kapal dengan panjang kapal cadik 8 meter Gambar 9 variasi bentuk cadik setengah U dengan panjang cadik 8 meter Besarnya tahanan pada metode savitsky pre-planing adalah 3,2 kn pada kecepatan 13 5. Kesimpulan Kapal yang menggunakan cadik dapat menghasilkan tahanan, stabilitas dan olah gerak kapal yang baik, dapat buktikan dengan program-program yang telah dilakukan di bab s ebelumnya. Pada kecepatan kapal 13 dengan panjang kapal 9 meter dan jarak cadik 2 k ali lebar kapal didapatkan bentuk cadik yang paling efektif adalah setengah U dengan panjang 6 m menghasilkan tahanan yang kecil, stabilitas serta olah gerak kapal yang baik. Besarnya tahanan pada metode savitsky pre-planing = 3,18 kn untuk kecepatan 13. Sedang untuk angle of max GZ pada posisi berangkat untuk maksimal dari GZ = 0,222 m dari 54 0 dan pada kondisi pulang GZ = 0,387 m dari 68 0. Hasil pemilihan dari cadik ini juga didasarkan pada hasil simulasi software seakeeper, dimana cadik dengan bentuk setengah U dan panjang 6 m mempunyai olah gerak yang paling baik. Ucapan Terima Kasih 1. Terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa karena telah memberikan kemampuan kepada saya untuk dapat menyelesaikan makalah ini 2. Terima kasih kepada orang tua saya yang selalu mendukung saya dari awal sampai akhir pengerjaan makalah ini 3. Bapak Ir. Agoes Santoso, MSc, MPhil, dan Ir. Amiadji, MM, MSc, selaku dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu dan memberikan bimbingan serta masukan masukan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Semoga Allah SWT senantiasa melindungi beliau yang saya kagumi ini. 4. Terima kasih kepada teman teman sejurusan dan teman sekos saya yang telah banyak membantu Daftar Pustaka Ikhsan. M. 2010 Tugas Akhir Perencanaan Cadik yang efektif untuk kapal patrol 9 meter untuk operasional di pantai selatan Riska Altrika Labakdu Ach. 2011 Tugas Akhir Perancangan Sistem Flodable Cadik Pada Kapal Patroli 9 Meter Denagn Menggunakan Hidrolik Stabilitas Taylor,D.A. 1996. Introduction to Marine Engineering www.wikipedia.com www.jamestowndsitributor.com/us www.boatcaft 9