PENGGUNAAN SKALA 1 : 100 DAN RUMUS PENGUKURAN SHIP SECTIONAL AREA

PENGGUNAAN SKALA 1 : 100 DAN RUMUS PENGUKURAN SHIP SECTIONAL AREA DALAM PENGGAMBARAN BENTUK BADAN KAPAL SECARA MANUAL DENGAN METODE RF. SCELTEMA DEHEERE Iswadi Nur Program Studi Teknik Perkapalan FT. UPN Veteran Jakarta Jl. RS. Fatmawati Pondok Labu Jakarta Selatan 12450, Telp. 021 7656971 ext 194 Fax. 021 75904177 e-mail: iswadi.tp@gmail.com Abstract There are many method of lines plan manual calculation and drawing, Rf Scelteme Deheere method is one of the simple dan easy method than the others. Lines plan manual calculation is very important for the naval architecture students. Eventhough Computer Aided Design very fofular for the students, but lines plan manual calculation is very important because the students would to know the whole step of the calculation and drawing. The percentage of ship sectional area should be measured by 1 : 100 scale in order to get fine CSA line. And the formula to measure sectional area percentage should be taken {(distance sectional area : 16) x 10 % + sectional area percentage step}. For this case is presented the lines plan manual calculation for The Tanker Ship 3600 dwt. With this method the correction of displacement would be under 0,5 %, and so the correction of longitudinal center buoyancy would be under 0,1 % L displacement. Keywords: 1 : 100 scale, formula, ship sectional area PENDAHULUAN Perhitungan manual untuk mendapatkan gambar bentuk badan kapal, dimana di dalam teknik perkapalan dikenal dengan gambar rencana garis ( lines plan). Perhitungan rencana garis secara manual merupakan hal yang sangat penting khususnya dalam proses pembelajaran pemula bagi mahasiswa teknik perkapalan. Walaupun sekarang banyak sekali program-program Computer Aided Design (CAD) di dalam penggambaran rencana garis, tetapi tetap saja perhitungan manual sangat dibutuhkan. Karena dengan perhitungan manual mahasiswa akan mendapat gambaran yang komprehensif dari keseluruhan langkah-langkah perhitungannya. Terdapat beberapa metode, dari beberapa metode seperti Van Lamerens, Diagram NSP, Kurva Prismatik, dan sebagainya. Ternyata perhitungan manual dengan menggunakan metode Rf Scelteme Deheere akan lebih mudah karena perhitungan manualnya lebih sederhana. Apalagi jika pengukuran ship sectional area dilakukan dengan menggunakan skala 1 : 100, serta dibantu dengan menggunakan rumus pengukuran ship sectional area, maka akan menambah ketelitian dan hasilnya akan lebih akurat. Hal tersebut telah dilakukan berulang kali, hasil pengukurannya merupakan bilangan pecahan desimal dengan 3 angka di belakang koma. Hasil toleransi perhitungan displasemen akan di bawah 0,5%, dan toleransi perhitungan titik tekan ke atas ( buoyancy) akan di bawah 0,1 % dari L displasemen. Selain itu perhitungan rencana garis manual dengan metode Rf Scelteme Deheere mudah dan akurat karena sudah terdapat koreksi luas melintang kapal berdasarkan harga koefisien prismatik haluan dan koefisien prismatic buritan Langkah-langkah dalam perhitungan rencana garis manual dari kapal rancangan dapat dilakukan apabila sudah diperoleh harga dari ukuran utama dan koefisien bentuk yang diinginkan. Langkah-langkah perhitungannya sebagai berikut; pertama perhitungan volume displasemen, perhitungan speed constan, perhitungan letak titik tekan memanjang, perhitungan dan penggambaran curve sectional area (CSA). Tahapan perhitungan rencana garis secara manual tersebut sangat membantu mahasiswa dalam memahami objek bahasan sebelum mahasiswa melakukan penggambaran dengan komputer (CAD). Untuk mendapatkan hasil perhitungan displasemen yang akurat, terdapat hal yang Penggunaan Skala 1:100 dan Rumus Pengukuran Ship Sectional Area (Iswadi Nur) 114

sangat penting adalah ketelitian dalam pengukuran ship sectional area dari separuh bagian haluan kapal, begitu pula untuk pengukuran ship sectional area dari separuh bagian buritan kapal, pengukuran jarak titik tekan memanjang yang didapat berdasarkan speed constant, serta pengukuran kurva sudut masuk garis muat penuh. Dalam tulisan ini diambil contoh perhitungan rencana garis manual dari kapal tangki 3600 dwt dengan volume displasemen 4646,888 m 3. TINJAUAN PUSTAKA Metode Rf.Scheltema De Heere dalam perhitungan dan penggambaran rencana garis manual menetapkan beberapa hal yang perlu diperhatikan misalnya panjang kapal yang dipakai dalam perhitungan adalah Lpp bukan Lwl ataupun L displasemen. Apabila ukuran utama dan koefisien bentuk sudah di dapat dan sudah dilakukan koreksi. Selanjutnya dilakukan langkah langkah perhitungan seperti; 1) Perhitungan dan penentuan letak titik tekan memanjang kapal ( Longitudinal Centre of Buoyancy atau disingkat LCB) dengan menggunakan diagram NSP. Letak LCB akan sangat tergantung dari harga Speed Constant (Vs) = L, dimana L adalah L displasemen. Dengan ketentuan untuk kapal berbaling-baling 2 ( twin screws) L displasemennya adalah ½ (Lpp + Lwl), sedangkan untuk kapal berbalingbaling tunggal (single screw) L displasemennya adalah Lwl. Letak LCB juga dapat ditetapkan berdasarkan harga dari kapal pembanding, dengan catatan bahwa bangunan atas dan pendistribusian muatan tidak mengalami perubahan posisi. 2) Perhitungan volume displasemen kapal rancangan yaitu dengan rumus V = Lpp x B x d x Cb. 3) Perhitungan koefisien prismatik haluan dan koefisien prismatik buritan dengan rumus Cp a ; Cp f = Cp ± (1,40 + Cp) e, dimana e adalah = LCB/Lpp. Harga koefisien prismatik tersebut akan menjadi koreksi persentase CSA, yaitu Cp a untuk koreksi ordinat 0 sampai dengan ordinat 10 sedangkan Cp f untuk ordinat ordinat 11 sampai dengan ordinat 20. 4) Pembacaan gambar kurva luas sectional dengan menggunakan skala 1 : 100, serta dengan menggunakan rumus pembacaan luas sectional seperti { x 10 % + % kelipatan CSA}. Dengan menggunakan rumus tersebut dapat dihasilkan persentase ship sectional area yang akurat karena akan mendapatkan bilangan pecahan desimal dengan lebih tiga angka di belakang koma. 5) Penggambaran Curve Sectional Area berdasarkan hasil pengukuran dari rumus di atas. 6) Perhitungan volume dan perhitungan titik tekan ke atas berdasarkan pengukuran Curve Sectional Area (CSA), dengan toleransi atau koreksi displasemen di bawah 0,5% dan koreksi titik tekan ke atas di bawah 0,1 % dari L displasemen, 7) Pengukuran gambar kurva sudut masuk juga menggunakan skala 1 : 100, dengan rumus { x 10 0 } + derajat kelipatan sudut masuk. TUJUAN Pertama penggunaan skala 1 : 100 dan penggunaan rumus pengukuran persentase ship sectional area akan menghasilkan perhitungan yang didapat lebih teliti dan akurat. Kedua perhitungan rencana garis secara manual akan dapat memberikan gambaran secara komprehensif dari keseluruhan langkahlangkah perhitungan rencana garis secara manual, sebelum mahasiswa melakukan penggambaran rencana garis dengan menggunakan komputer ( Computer Aided Design/CAD). PEMBAHASAN Dalam tulisan ini untuk memperjelas pembahasan diambil contoh kapal tangki (tanker ship) dengan volume displasemen 4646,888 m3, dan ukuran utama ( main dimension) sebagai berikut: Lwl = 88,94 m. Lpp = 87,20 m. B = 14,60 m. T = 5,00 m. H = 6,80 m. Cb = 0,73 Cm = 0,9823 Cp = 0,743 Cw = 0,81 Vd = 11,50 knots. PENGECEKAN PERBANDINGAN UKURAN UTAMA Pengecekan Perbandingan Ukuran Utama: Sebelum dilakukan perhitungan berikutnya perlu dilakukan pengecekan perbandingan ukuran utama agar kapal yang akan dirancang memiliki kelayakan yang baik. Harga-harga perbandingan ukuran utama tersebut dikoreksi berdasarkan ketentuan umum, maupun berdasarkan harga dari datadata kapal pembanding, sebagai contoh: Penggunaan Skala 1:100 dan Rumus Pengukuran Ship Sectional Area (Iswadi Nur) 115

L/B = 87,20/14,60 = 5,972, memenuhi dari ketentuan umum 6,0 8,0. T/B = 5,00/14,60, tdk memenuhi 0,40 0,6 = 0,342, memenuhi dari kapal pembanding 1 yaitu 0,27 B/H = 14,60/6,80 = 2,14, memenuhi dari ketentuan umum 1,55 2,20. T/H = 5,00/6,80 = 0,73, memenuhi dari ketentuan umum 0,70 0,99. L/H = 87,20/6,80 = 12,82, memenuhi dari ketentuan umum 11,00 15,40. PENGECEKAN HARGA KOEFISIEN BENTUK Harga-harga koefisien bentuk tersebut dikoreksi berdasarkan ketentuan umum maupun berdasarkan data-data kapal pembanding, sebagai contoh Cb = 0,73, memenuhi dari ketentuan umum yaitu 0,73 0,80 Cm = 0,9823, memenuhi dari ketentuan umum yaitu 0,95 0,99 Cp = 0,743 memenuhi dari ketentuan umum yaitu 0,73 0,80 Cw = 0,81, tidak memenuhi dari ketentuan umum yaitu 0,83 0,87, apabila pada ketentuan umum tidak memebuhi maka dapat diambil dari kapal pembanding dimana Cw = 0,79 dan 0,81. PERHITUNGAN VOLUME DISPLASEMEN Berdasarkan isi benam kapal dari bagian kapal yang tercelup di dalam air pada sarat air maksimum akan menghasilkan volume displasemen sebesar: Volume Displ (V 1 ) = Lwl x B x T x δ, dimana δ = δwl = δ x Lpp/Lwl = 88,94 x 14,60 x 5,00 x 0,73 x 87,2/88,94 = 4646,888 m 3. PEMBACAAN PERSENTASE SHIP SECTIONAL AREA HALUAN DAN BURITAN Sumber : Rencana Garis/ITS/1988 Sumber : Rencana Garis/ITS/1988 Penggunaan Skala 1:100 dan Rumus Pengukuran Ship Sectional Area (Iswadi Nur) 116

HASIL PENGUKURAN PERSENTASE SHIP SECTIONAL AREA Pengukuran persentase luas melintang kapal ( ship sectional area) dengan menggunakan skala 1 : 100 atau penggaris biasa dengan satuan senti meter (cm), serta dibantu dengan menggunakan rumus pengukuran ship sectional area. Pengukuran tersebut dilakukan untuk membuat gambar Curve Sectional Area (CSA), dengan contoh sebagai berikut: 1). {(4.072 cm : 16 cm ) X 10} % + 0% = 2,55 %, 2). {(0,480 cm : 16 cm ) X 10} % + 20 %= 20,3 %, 3). {(4.80 cm : 16 cm) X 10} % + 40 % = 43 %, 4). 60 % (tepat pada garis pertemuan) 5,5 = 63.4375, 5). 80 % (tepat pada garis pertemuan), 6). {(0,97 : 16 ) x 10} % + 90 % = 90,60625 % dibulatkan 90.606 %, 7). {(10,18 : 16) x 10} % + 90 % = 96,3625 % dibulatkan menjadi 96,363 %, 8). {(14,55 : 16 ) x 10} % + 90 % = 99,09375 dibulatkan menjadi 99,093, 9). 100 %, 10). 100 %, 11). 100 %, 12). 100 %, 13). 100 %, 14). 100 %, 15). {(12,12 : 16 ) x 10} % + 90 % = 97,575 %, 16). {(3,88 : 16 ) x 10} % + 90 % = 92,425 %, 17). {(3 : 16 ) x 10} % + 80 % = 81,875 dibulatkan 82 %, 18). {(4,0 : 16 ) x 10} % + 60 % = 62,50 %, 19). {(14,54 : 16 ) x 10} % + 30 % = 39,0875 dibulatkan 39,09 %, 20). {(10,62 : 16 ) x 10} % + 10 % = 16,6375 dibulatkan 16,637 %, 21). 0 % GAMBAR CURVE SECTIONAL AREA TABEL PERHITUNGAN VOLUME (CSA) MAIN PART LPP = 87.2 M h=lpp/20= 4.36 M LWL= 88.94 M LPP/2= 43.6 M LWL-LPP= 1.74 M 0,5(LWL-LPP)= 0.87 M 0,1%LPP= 0.0872 M B = 14.6 M Cb = 0.73 T = 5 M Cm = 0.9823 Cp = 0.743154 Cw = 0.81 NO PROSENTASE LUAS LUAS FAKTOR FAKTOR LENGAN FAKTOR LUAS MIDSHIP STATION SMPSON VOLUME MOMEN (%) (M2) (M2) 5 6=4X5 7 8=6X7 1 2 3 4=2X3 0 2.55 71.7079 1.824966 1 1.824966 20 36.49932 1 20.3 71.7079 14.55885 4 58.23542 19 1106.473 2 43 71.7079 30.42136 2 60.84272 18 1095.169 3 63.4375 71.7079 43.04625 4 172.185 17 2927.145 4 80 71.7079 57.36632 2 114.7326 16 1835.722 5 90.606 71.7079 64.97166 4 259.8866 15 3898.3 6 96.363 71.7079 69.09988 2 138.1998 14 1934.797 7 99.093 71.7079 71.05608 4 284.2243 13 3694.916 8 100 71.7079 71.7079 2 143.4158 12 1720.99 9 100 71.7079 71.7079 4 286.8316 11 3155.148 10 100 71.7079 71.7079 2 143.4158 10 1434.158 Penggunaan Skala 1:100 dan Rumus Pengukuran Ship Sectional Area (Iswadi Nur) 117

11 100 71.7079 71.7079 4 286.8316 9 2581.484 12 100 71.7079 71.7079 2 143.4158 8 1147.326 13 100 71.7079 71.7079 4 286.8316 7 2007.821 14 97.575 71.7079 69.96898 2 139.938 6 839.6278 15 92.425 71.7079 66.27531 4 265.1012 5 1325.506 16 82 71.7079 58.23542 2 116.4708 4 465.8834 17 62.5 71.7079 44.76294 4 179.0518 3 537.1553 18 39.09 71.7079 28.03134 2 56.06267 2 112.1253 19 16.637 71.7079 11.92933 4 47.7173 1 47.7173 20 0 71.7079 0 1 0 0 0 E FVOL = 3185.215 E MOM = 31903.96 V3= VOLUME MP= 4629.18 M3 V2= 4646.888 M3 VOL DISPL LCBmp = 43.67092 M DARI FP LCB MPmp = -0.07092 M DARI MIDSHIPpp V2 - V3 = 17.70823 M3 x 100% KOREKSI= 17.70823 = 0.381077 % < 0,5 % 4646.888 PERHITUNGAN KOREKSI Koreksi Volume Displasemen Untuk mendapatkan standar toleransi yang diijinkan, maka perlu dilakukan pengecekan yaitu dengan perhitungan selisih displasemen antara volume displasemen yang didapat dari hasil gambar CSA dengan volume displasemen yang di dapat dari hasil perkalian Ukuran Utama (Main Dimension), hasilnya harus berada di bawah 0,5 %, perhitungan koreksi sebagai berikut: Koreksi Volume = x100 % = x 100 % = - 0,00381 x 100 % = - 0,381 < 0,5 % = 0,381 % < 0,5 % memenuhi. Koreksi Titik Tekan Memanjang (LCB) Demikian juga perlu dilakukan pengecekan atau koreksi antara LCB dari NSP sebagai acuan perancangan dengan LCB dari perhitungan CSA, hasilnya harus berada di bawah 0,1 % L displasemen. Koreksi LCB = x 100 % = x 100 % = 0.0003302 x 100 % = 0,03302 % < 0,1 %, memenuhi. PENENTUAN SUDUT MASUK Sebelum merencanakan bentuk penggambaran dari garis muat maksimum (load water line). Luas dari load water line ini sering juga disebut sebagai area of water line atau water plan area. Dimana langkah-langkah perhitungannya adalah sebagai berikut: Penentuan Sudut Masuk Garis Air Muat tau LWL: Sudut masuk ( angle of entrance) ditentukan oleh harga koefisien prismatik haluan (Cp f ) yang besarnya 0,740, selanjutnya dari harga Cp f tersebut dapat diketahui besarnya sudut masuk pada gambar yaitu 16,8 0. Harga tersebut dari hasil pengukuran gambar kurva sudut masuk, sebagai berikut ; rumus { x 10 0 } + kelipatan sudut masuk = { x 10 0 } + 10 0 = 16,8 0, dapat dibulatkan menjadi 17 0. Penggunaan Skala 1:100 dan Rumus Pengukuran Ship Sectional Area (Iswadi Nur) 118

Sumber : Rencana Garis/ITS/1988 GAMBAR GARIS MUAT MAKSIMUM Perhitungan Garis Muat Maksimum Main Part LWL = 88.94 M LPP/20= 4.36 M LPP = 87.2 M B = 14.6 M LPP/2 = 43.6 Cw = 0.81 NOMOR Ywl FAKTOR PRODUK LENGAN PRODUK STATION (M) SIMPSON LUAS (M) MOMEN 1 2 3 4 = 2 x 3 5 6 = 4 x 5 0 1.85 0.5 0.925 20 18.5 0,5 2.8 2 5.6 19.5 109.2 1 3.6 1 3.6 19 68.4 1,5 4.4 2 8.8 18.5 162.8 2 5.1 1 5.1 18 91.8 2,5 5.6 2 11.2 17.5 196 3 6.2 1 6.2 17 105.4 3,5 6.6 2 13.2 16.5 217.8 4 7 1 7 16 112 4,5 7.2 2 14.4 15.5 223.2 5 7.3 1.5 10.95 15 164.25 6 7.3 4 29.2 14 408.8 7 7.3 2 14.6 13 189.8 8 7.3 4 29.2 12 350.4 9 7.3 2 14.6 11 160.6 10 7.3 4 29.2 10 292 11 7.3 2 14.6 9 131.4 12 7.3 4 29.2 8 233.6 Penggunaan Skala 1:100 dan Rumus Pengukuran Ship Sectional Area (Iswadi Nur) 119

13 7.3 1.5 10.95 7 76.65 13,5 7.3 2 14.6 6.5 94.9 14 7.3 1 7.3 6 43.8 14,5 7.2 2 14.4 5.5 79.2 15 7 1 7 5 35 15,5 6.7 2 13.4 4.5 60.3 16 6.1 1 6.1 4 24.4 16,5 5.4 2 10.8 3.5 37.8 17 4.8 1 4.8 3 14.4 17,5 4 2 8 2.5 20 18 3.2 1 3.2 2 6.4 18,5 2.2 2 4.4 1.5 6.6 19 1.4 1 1.4 1 1.4 19,5 0.6 2 1.2 0.5 0.6 20 0 0.5 0 0 0 E PMOM E PVOL = 355.125 L1 = AWLmp = 1032.23 M2 = 3737.4 KOREKSI = -1.0028 L2 = LPPxBxCw = 1031.227 M2 1031.227 L2 - L1 = LPPxBxCw= -1.0028 M2 LCFmp = 45.88543 DARI FP LCFmp = -2.28543 DARI MIDSHIPmp = 0,342 % < 0,5 % memenuhi. KESIMPULAN 1). Perhitungan dan penggambaran bentuk badan kapal ( ships lines plan) secara manual masih sangat relevan digunakan, terutama pada saat awal proses pembelajaran perhitungan bentuk badan kapal. Hal ini dimaksudkan untuk memberi pemahaman yang komprehensif kepada mahasiswea sebelum tahapan pengambaran dengan komputer (C AD), 2). Metode Rf Sceltema Deheere merupakan metode yang sangat mudah dipelajari atau digunakan, dan hasil perhitungan mempunyai akurasi yang sangat baik dibanding dengan metode lainnya seperti kurva prismatik, tabel Van Lammerens. Hal ini disebabkan metode Rf Sceltema Deheere tersebut terdapat koreksi yang sangat akurat dari harga koefisien prismatik haluan dan harga koefisien prismatik buritan, 3). Dalam pengukuran atau pembacaan kurva luas melintang ( sectional) haluan dan kurva luas sectional buritan, dan kurva sudut masuk sebaiknnya menggunakan skala 1 : 100 atau dengan mistar penggaris dengan satuan senti meter, hal ini dimaksudkan untuk mempermudah pengukuran, 4). Pembacaan kurva luas melintang tersebut agar lebih akurat dengan menggunakan rumus sebagai berikut; { x 10 % + % kelipatan ship sectional area}. Dengan pemakaian rumus tersebut sangat membantu karena hasil pembacaan akan lebih teliti sebab angka yang didapat dapat berupa bilangan pecahan desimal dengan lebih tiga angka di belakang koma, dan hasil kurvanya akan streamline, hal ini mustahil dilakukan pembacaan yang sangat teliti tanpa mistar skala, 5). Dengan pengukuran menggunakan skala 1 : 100 dan rumus pengukuran ship sectionalarea dapat dipastikan hasil perhitungan koreksi selisih displasemen akan memenuhi standar yaitu berada di bawah 0,5 %, begitu juga untuk perhitungan koreksi titik tekan memenjang akan memenuhi standar yaitu berada di bawah 0,1 % L displasemen. DAFTAR PUSTAKA Buoyancy and Stability of Ship, RF. Scheltema Deheere dan AR. Baker, 1969. IMO, International Code On Intact Stability 2008, 2009 Perancangan Kapal I, Iskendar, 2000. Perancangan Kapal 2, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 1988. Rencana Garis, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 1988. Schiffbau Technisches Handbuch, 2 Auflage, Band 1, W. Henschke, Vebverlag Technik, Berlin, 1957. Teguh Sastrodiwongso, Hambatan Kapal dan Mesin Penggerak, Unsada Jakarta, 2004. Penggunaan Skala 1:100 dan Rumus Pengukuran Ship Sectional Area (Iswadi Nur) 120