Penilaian Hambatan Total Kapal Transportasi Antar Pulau Tipe Longboat Yuniar E. Priharanto 1, M. Zaki Latif A 2, Djoko Prasetyo 3 Program Studi Mekanisasi Perikanan Politeknik Kelautan Dan Perikanan Sorong yuniar.priharanto@kkp.go.id ABSTRAK Sorong dan sekitarnya merupakan wilayah yang terdiri dari pulau pulau yang dipisahkan oleh lautan sehingga Sarana transportasi utama antar pulau di wilayah ini menggunakan kapal yang beraneka ragam jenisnya. salah satu jenis yang digunakan untuk kapal tersebut adalah fiberglass. penelitian ini bertujuan untuk mengkaji nilai hambatan total untuk jenis kapal longboat berbahan fiberglass dengan panjang keseluruhan 10 meter. Hambatan total kapal dinilai pada rentang kecepatan 1 sampai dengan 12 knots dan pada ketinggian draft 0,4 sampai dengan 0,7 meter. Hasil perhitungan menunjukan nilai hambatan maksimum adalah 2,19 kn pada ketinggian draft 0,7 meter dengan kecepatan 12 Knots. Kata Kunci: Longboat, Hambatan Total, Kecepatan, Draft. A. PENDAHULUAN Sorong dan sekitarnya merupakan wilayah yang terdiri dari pulau pulau yang dipisahkan oleh lautan sehingga sarana transportasi utama antar pulau di wilayah ini menggunakan kapal yang beranekaragam jenisnya. Salah satu jenis bahan yang digunakan untuk membuat kapal adalah fiberglass. Kelebihan kapal yang terbuat dari fiberglass jika dibandingkan dengan kapal yang terbuat dari kayu antara lain, bahan fiberglass lebih tahan terhadap proses pelapukan usia atau masa pakai. Kapal dari bahan fiberglass tentu lebih lama usia pakainya. Perawatan kapal fiberglass juga lebih mudah dan lebih minim biaya jika dibandingkan dengan kapal kayu dan memiliki kekuatan yang lebih dibandingkan dengan kapal yang terbuat dari kayu. Sejalan dengan program teaching factory di Politeknik Kelautan dan Perikanan Sorong yang sedang menjalankan kegiatan pembuatan kapal perikanan berbahan fiberglass. penelitian ini dilakukan untuk mendukung kegiatan tersebut, terutama dalam mengkaji nilai hambatan total untuk jenis kapal longboat berbahan fiberglass dengan panjang keseluruhan 10 meter. Penelitian ini bertujuan untuk menilai hambatan total pada lambung kapal tipe longboat. B. METODE PENELITIAN Secara umum metodologi yang digunakan dalam penelitian ini mengikuti bagan alir berikut: Gambar 2.4 Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian Identifikasi masalah yang dikemukakan diselaraskan dengan program pengembangan keahlian dalam merancang dan membangun kapal fiber, sehingga kegiatan penelitian ini dapat secara nyata diaplikasikan dalam hal menentukan kebutuhan daya mesin penggerak untuk kapal fiber sehingga dapat memenuhi kecepatan layanan yang diinginkan. Selanjutnya dilakukan studi literature dengan merujuk pada beberapa literature diantaranya jurnal mengenai metode dan formula yang digunakan untuk melakukan perhitungan hambatan total. 102
Data utama kapal diperoleh dari kapal longboat milik politeknik KP Sorong dengan bahan Fiberglass yang selanjutnya digunakan untuk membuat model untuk melakukan perhitungan hambatan. Pembuatan model menggunakan bantuan perangkat lunak Delftship. Perhitungan hambatan kapal dan daya efektif dilakukan dengan menggunakan formula dan metode perhitungan yang telah dipublikasikan pada jurnal, kemudian hasilnya disajikan dalam tabel dan grafik. Setelah diperoleh hasil perhitungan manual, selanjutnya divalidasi menggunakan perangkat lunak hasil hambatan total dan daya efektifnya. C. HASIL DAN PEMBAHASAN a. Pemodelan Objek yang akan dihitung nilai daya efektifnya adalah kapal tipe longboat dengan material fiberglass milik Politeknik Kelautan dan Perikanan Sorong. Untuk memperoleh data dukung dalam melakukan perhitungan, dilakukan pengukuran langsung pada objek penelitian. Ukuran Utama yang diperoleh antara lain panjang keseluruhan (Length Over All/LOA), Panjang pada garis air (Length on WaterLine/LWL), Lebar (Beam/B), draft (d/t) dan depth (H). Gambar 3.1 Objek Penelitian berupa Kapal Tipe Longboat Tabel 3.38 Ukuran Utama Kapal Length Over All (LOA) 9,870 m Length on WaterLine (LWL) 9,182 m Beam (B) 0.958 m Draft (d/t) 0.5 m Depth (H) 1 m Vs 9 Knots / 4,630 m/s Berdasarkan hasil pengukuran tersebut, selanjutnya dimodelkan dengan bantuan perangkat lunak delftship dengan memperhatikan kesamaan bentuk antara model dan objek nyatanya. Pembuatan model ini bertujuan untuk membantu dalam melakukan perhitungan hambatan pada lambung kapal. Gambar 5.2 Rencana Garis Kapal Longboat TEFA 103
Gaya hambat kapal (Ship s resistance) merupakan gaya yang bekerja berlawanan dengan gaya dorong kapal untuk dapat bergerak, sebuah kapal harus dapat melawan gaya hambat kapal tersebut. Gaya hambat (Resistance) R dipengaruhi oleh kecepatan, displacement, dan bentuk lambung kapal (MAN Diesel &Turbo 2011). Tahanan kapal terdiri dari frictional Resistance (R F) dan Residual resistance (R R) dimana Frictional resistance tergantung pada Reynold number (R n) dan residual resistance yang terdiri dari wave resistance nilainya tergantung pada berapa besar nilai Froude number (F n) (Oossanen 1980). (1) Dimana V adalah kecepatan dalam m/s, L adalah panjang pada garis air dan g adalah percepatan gravitasi dalam m/s 2. Hasil perhitungan bilangan Froude pada tiap kecepatan menunjukan nilai bilangan Froude akan semakin meningkat secara linear terhadap penambahan kecepatan Gambar 3.3 Nilai Bilangan Froude pada Tiap Kecepatan Nilai hambatan karena gesekan (Frictional Resistance) R F ada karena cairan memiliki kekentalan yang mengakibatkan gesekan dengan lambung kapal (Harvald 1983). Hambatan gesek ini tergantung pada ukuran dari area lambung yang berada didalam air (S) dan koefisien hambat (Cf). hambatan gesek dapat meningkat karena kekasaran dari lambung yang diakibatkan oleh pertumbuhan alga dan teritip di lambung kapal (MAN Diesel &Turbo 2011). (2) Dimana: ρ = Masa jenis air (1025.8kg/m 3 ) untuk air laut S = Wetted Surface dalam m 2 V = kecepatan kapal dalam m/sec C F = Koefisien hambat Nilai C F dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan yang telah disetujui oleh ITTC (The International Towing Tank Conference) (Harvald 1983). (3) Dimana Rn merupakan Bilangan Reynold yang diperoleh dengan persamaan: 104
(4) Dimana V adalah kecepatan kapal dalam m/sec, L adalah panjang pada garis air dalam meter dan v adalah kinematic viscosity dari air laut yang nilainya 1.18831 x 10-6 m 2 /sec pada 15 o C Dari persamaan tersebut, dilakukan perhitungan nilai frictional Resistance pada draft 0,6 meter pada kecepatan 1 knots hingga 12 knots Gambar 3.4 Nilai Friction Resistance pada Kecepatan 1-12 knots Dari hasil perhitungan hambatan gesek tersebut, kemudian dihitung kembali nilai hambatan geseknya dengan tinggi draft yang berbeda dengan tinggi draft 0,4 meter, 0,5 meter, 0,6 meter dan 0,7 meter seperti di sajikan dalam Gambar 3.5 Gambar 3.5 Perbedaan Nilai Friction Resistance pada Ketinggian Draft 0,4-0,7 meter b. Residual Resistance Residual resistance diperoleh dengan mengikuti persamaan yang diberikan oleh Keuning (2008) yang memberikan metode untuk memprediksi residual resistance melalui formula yang diperoleh dari database yang diperoleh dari Delft Systematic Yacht Hull Series (DSYHS) (Keuning & Katgert 2008) 105
(5) Dimana: Tabel 3.39 Keterangan Formula Delft Systematic Yacht Hull Series (DSYHS) SIMBOL KETERANGAN SATUAN Residual resistance dari lambung kapal N Volume displacement m 3 Massa jenis air Kg/m 3 Percepatan gravitasi m/s 2 Panjang pada garis air m Lebar pada garis air m Draft m Longitudinal position centre of buoyancy to forward m perpendicular Longitudinal position centre of flotation to forward m perpendicular Koefisien prismatic Waterplane area pada kecepatan nol m 2 Midship section coefficient Pada persamaan tersebut, nilai a 0 hingga a 7 diberikan oleh tabel di bawah, dengan nilai Froude number (Fn) 0.15 hingga 0.75 (Keuning & Katgert 2008) Tabel 3.40 Koefisien untuk Residuary Resistance tanpa Adanya Trim Fn 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 a0-0.0005-0.0003-0.0002-0.0009-0.0026-0.0064-0.0218-0.0388-0.0347-0.0361 0.0008 0.0108 0.1023 a1 0.0023 0.0059-0.0156 0.0016-0.0567-0.4034-0.5261-0.5986-0.4764 0.0037 0.3728-0.1238 0.7726 a2-0.0086-0.0064 0.0031 0.0337 0.0446-0.125-0.2945-0.3038-0.2361-0.296-0.3667-0.2026 0.504 a3-0.0015 0.007-0.0021-0.0285-0.1091 0.0273 0.2485 0.6033 0.8726 0.9661 1.3957 1.1282 1.7867 a4 0.0061 0.0014-0.007-0.0367-0.0707-0.1341-0.2428-0.043 0.4219 0.6123 1.0343 1.1836 2.1934 a5 0.001 0.0013 0.0148 0.0218 0.0914 0.3578 0.6293 0.8332 0.899 0.7534 0.323 0.4973-1.5479 a6 0.0001 0.0005 0.001 0.0015 0.0021 0.0045 0.0081 0.0106 0.0096 0.01 0.0072 0.0038-0.0115 a7 0.0052-0.002-0.0043-0.0172-0.0078 0.1115 0.2086 0.1336-0.2272-0.3352-0.4632-0.4477-0.0977 Sumber : (Keuning & Katgert 2008) Penghitungan residual resistan pada beberapa ketinggian draft dilakukan untuk mengetahui peningkatan nilai residual resistance pada saat kapal ada muatan, sehingga terjadi kenaikan ketinggian draft. 106
Gambar 3.6 Perbandingan Nilai Residual Resistance pada Draft 0,4-0,7 Meter Tergambar pada Gambar 3.6 kenaikan nilai residual resistance pada tiap ketinggian draft tertentu pada rentang kecepatan antara 1 hingga 12 knots. Berdasarkan perhitungan frictional resistance dan residual resistance yang telah diketahui, maka prediksi nilai hambatan total dapat diketahui dengan menjumlahkan frictional resistance dan residual resistance, sehingga diperoleh nilai hambatan total seperti pada Gambar 3.7 Daya Efektif Gambar 3.7 Perbandingn Total Resistance pada Draft 0,4-0,7 Meter Daya efektif yang dibutuhkan untuk melawan hambatan sebesar knots dapat dicari dengan menggunakan persamaan: kn dengan kecepatan 107
Dimana adalah hambatan total dengan satuan kn, adalah kecepatan dengan satuan m/s dan P E adalah daya efektif dengan satuan Watt (W) apabila dalam satuan Newton dan kilo-watt (kw) apabila dalam satuan kilo-newton (Harvald 1983; Oossanen 1980; MAN Diesel &Turbo 2011) Hasil perhitungan daya efektif dengan ketinggian draft 0,6 meter disajikan pada Gambar di bawah ini. (6) Gambar 3.8 Daya Efektif pada Draft 0,6 Meter Pada gambar berikut disajikan data hasil perhitungan daya efektif pada draft 0,4 meter hingga 0,7 meter hingga kecepatan maksimum 12 knots. Gambar 3.9 Perbandingan Daya Efektif pada Draft 0,4 sampai 0,7 Meter Hasil perhitungan pada Gambar 3.9 menunjukan daya efektif akan semakin besar nilainya pada penambahan ketinggian draft dan peningkatan kecepatan kapal. Hal ini dipengaruhi oleh kenaikan nilai hambatan total kapal yang semakin meningkat pada saat kapal memperoleh beban sehingga menambah tinggi draftnya 108
D. KESIMPULAN Hasil penilaian hambatan total pada kapal longboat milik Politeknik KP Sorong dengan panjang 10 meter sebesar 2,19 kn pada ketinggian draft 0,7 meter dan kecepatan 12 Knots. Dari nilai hambatan total yang telah diketahui tersebut, dapat diperoleh nilai daya efektif sebesar 13,49 kw pada ketinggian draft 0,6 meter dan kecepatan 12 knots. E. DAFTAR PUSTAKA [1] Harvald, S.A., 1983. Resistance And Propulsion Of Ships M. E. Mccormick, Ed., Denmark: A Wiley-Interscience Publication. [2] Keuning, J.A. & Katgert, M., 2008. A Bare Hull Resistance Prediction Method Derived From The Results Of The Delft Systematic Yacht Hull Serles Extended To Higher Speeds. In International Conference Innovation In High Performance Sailing Yachts. France. [3] MAN Diesel &Turbo, 2011. Basic Principles Of Ship Propulsion, Denmark. Available At: Http://Www.Mandieselturbo.Com/Files/News/Filesof5405/5510_004_02 Low.Pdf. [4] Oossanen, P. Van, 1980. Resistance Prediction Of Small High-Speed Displacement Vessels: State Of The Art. International Shipbuilding Progress, 27(316), Pp.212 224. 109