m.alham djabbar-tahanan kapal
TRANSCRIPT
-
i
LEMBAGA KAJIAN DAN PENGEMBANGAN PENDIDIKAN (LKPP)
HIBAH PENULISAN BUKU AJAR TAHANAN KAPAL
OLEH : M. Alham Djabbar
Rosmani
Dibiayai oleh dana DIPA BLU Universitas Hasanuddin tahun 2011 sesuai SK. Rektor Unhas No: 20875/H4.2/K.U.10
Tanggal 29 Nopember 2011
PROGRAM STUDI TEKNIK PERKAPALAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR 2011
-
ii
Bahan Ajar
TAHANAN KAPAL
Kata Pengantar
Negara republik Indonesia dengan jumlah pulau yang lumayan banyak, lebih dari 13
ribu pulau, perlu sejumlah kapal yang memadai. Baik bentuk maupun kecepatan
kapal merupakan bagian rancangan suatu kapal. Bentuk itu terkait kenyamanan
sementara kecepatan, yang prima untuk kapal patroli dan penumpang. Kecepatan
kapal harus sesuai dengan daya mesin (penggerak) utama. Perkiraan daya (besar)
mesin adalah berdasarkan (gaya) tahanan kapal.
Buku tahanan kapal,lima tahun terakhir, berdasarkan pengamatan di beberapa toko
buku besar, belum ditemukan. Salah satu buku tahanan yang terbit pada tahun 1983
dalam bahasa inggris (termasuk buku acuan disini) merupakan buku yang
terlengkap. Buku tersebut telah diterjemahkan ke bahasa indonesia oleh dosen
Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya beberapa tahun kemudian.
Buku ini, dengan beberapa pustaka lima tahun terakhir termasuk karya penulis,
diharapkan dapat menambah materi mata kuliah tahanan kapal, yang pada Jurusan
Teknik Perkapalan diampuh oleh para penulis.
Atas bantuan Universitas Hasanuddin via LKPP dalam penyusunan buku ini
dihaturkan terima kasih. Bagi yang memberi saran atas kekurangan dalam buku ini
juga tak lupa dihaturkan terima kasih.
Semoga buku ini dapat dimanfaatkan oleh kalangan terkait, khususnya mahasiswa
jurusan Teknik perkapalan.
M. Alham Djabbar
Rosmani
-
ii
Makassar, November 2011.
DAFTAR ISI
Hal.
Kata pengantar i
Daftar isi ii
Glosarium iii
BAB I PENDAHULUAN 1
BAB II MODEL MATEMATIKA 5
BAB III MODEL FISIK 18
BAB IV KOMPONEN TAHANAN 44
BAB V PERKIRAAN TAHANAN KAPAL 55
BAB VI POLA TAHANAN KAPAL TERTENTU 111
Evaluasi
Penutup
Daftar Pustaka
.
-
iii
SENARAI KATA PENTING (GLOSARIUM)
Tahanan : Gaya yang terjadi (dialami kapal), berbanding pangkat dua dengan
kecepatan kapal. Satuannya (SI) adalah Newton, lambang N. Dalam bidang
penerbangan istilah tahanan disebut drag, sementara di laut sebagai resistance
Model matematika : Persamaan atau beberapa (sistem) persamaan matematika
sebagai representasi fenomena alam
Model fisik : Dalam bidang perkapalan, ukuran model jauh lebih kecil dari ukuran
benda (prototype, full-scale) dengan bentuk yang serupa
Fluida ideal : Fluida anggapan (penyederhanaan), misalnya kekentalan diabaikan
untuk kemudahan dalam penyelesaian masalah. Sering juga aliran fluida dianggap
(partikel air) tidak mampu mampat (incompressible) dan tak berotasi (irrotational)
Fluida real : Fluida yang sebenarnya, air laut dan air sungai (tawar) memiliki
kekentalan, Dalam perhitungan gaya (aliran) fluida terhadap benda, dengan
memperhitungkan kekentalan maka perhitungan (persamaan) lebih panjang / rumit,
akan tetapi hasil akan lebih teliti dibanding dengan fluida ideal.
Towing Tank : Tangki air tawar untuk percobaan model fisik dengan cara menarik /
menggerek. Percobaan di TT merupakan representasi kapal yang berlayar di laut.
Towing Carriage : Kereta diatas tangki yang digerakkan (dengan motor diatas rel)
dimana model di jepit atau diikat untuk dicoba.
ITTC Singkatan dari International Towing Tank Conference. Peserta konferensi 2
atau 3 tahunan untuk membahas hasil percobaan towing tank anggota yang
mencakup hampir diseluruh dunia
-
iv
Wave maker : Pembangkit gelombang di ujung Towing Tank untuk percobaan
model fisik pada laut (keadaan) berombak. Pada percobaan awal, biasanya model
kapal ditarik pada keadaan tenang (tanpa ombak).
Foil : Penampang benda yang relatif tipis yang salah satu sisi penampangnya
cembung dan yang satu lagi agak rata. Benda itu memiliki daya angkat ketika melaju
dengan kecepatan tinggi. Dalam bidang dirgantara disebut aerofoil (airfoil)
sementara dalam bidang kelautan disebut hydrofoil
Bulbuous bow : Haluan kapal bagian bawah air yang dibuat menonjol kedepan
dengan bentuk bervariasi (umumnya mirip setengah bola) untuk memperkecil beban
atau tahanan ombak.
Wave making resistance : Komponen tahanan kapal yang disebabkan ombak yang
terjadi akibat gerak kapal (air tenang). Tahanan ini tidak termasuk ombak laut
(akibat angin misalnya)
Kapal pembanding : Kapal yang digunakan sebagai acuan (karena tipe yang sama)
dalam rancangan kapal baru, termasuk besar tahanan. Perbedaan besar tahanan
kurang dari 5 % antara kapal yang akan dibangun dan kapal pembanding dapat
diterima.
Drag : istilah dalam bidang dirgantara / penerbangan untuk gaya tahananpesawat
terbang
Streamline : bentuk aliran kental yang garis alurnya tidak berpotongan satu dengan
yang lain ( gerakan halus berlapis).
Turbulen : aliran kental dengan gerakan partikel fluida acak, 3-D, superimposed
pada rerata gerak
Source : Pada aliran potensial, pola aliran pada bidang x-y, secara radial keluar
dari sumbu z dan simetris dalam segala arah.
Sink : kebalikan source, Ttk pusat (origin) sink atau source adalah suatu titik
singular, krn kecepatan radial mendekati tak terhingga begitu jari-jari mendekati nol.
-
v
Bahan Ajar
TAHANAN KAPAL
Kata Pengantar
Negara republik Indonesia dengan jumlah pulau yang lumayan banyak, lebih dari 13
ribu pulau, perlu sejumlah kapal yang memadai. Baik bentuk maupun kecepatan
kapal merupakan bagian rancangan suatu kapal. Bentuk itu terkait kenyamanan
sementara kecepatan, yang prima untuk kapal patroli dan penumpang. Kecepatan
kapal harus sesuai dengan daya mesin (penggerak) utama. Perkiraan daya (besar)
mesin adalah berdasarkan (gaya) tahanan kapal.
Buku tahanan kapal,lima tahun terakhir, berdasarkan pengamatan di beberapa toko
buku besar, belum ditemukan. Salah satu buku tahanan yang terbit pada tahun 1983
dalam bahasa inggris (termasuk buku acuan disini) merupakan buku yang
terlengkap. Buku tersebut telah diterjemahkan ke bahasa indonesia oleh dosen
Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya beberapa tahun kemudian.
Buku ini, dengan beberapa pustaka lima tahun terakhir termasuk karya penulis,
diharapkan dapat menambah materi mata kuliah tahanan kapal, yang pada Jurusan
Teknik Perkapalan diampuh oleh para penulis.
Atas bantuan Universitas Hasanuddin via LKPP dalam penyusunan buku ini
dihaturkan terima kasih. Bagi yang memberi saran atas kekurangan dalam buku ini
juga tak lupa dihaturkan terima kasih.
Semoga buku ini dapat dimanfaatkan oleh kalangan terkait, khususnya mahasiswa
jurusan Teknik perkapalan.
M. Alham Djabbar
Rosmani
Makassar, November 2011.
-
6
DAFTAR ISI
Hal.
Kata pengantar i
Daftar isi ii
Glosarium iii
BAB I PENDAHULUAN 1
BAB II MODEL MATEMATIKA 5
BAB III MODEL FISIK 18
BAB IV KOMPONEN TAHANAN 44
BAB V PERKIRAAN TAHANAN KAPAL 55
BAB VI POLA TAHANAN KAPAL TERTENTU 111
Evaluasi
Penutup
Daftar Pustaka
.
-
7
SENARAI KATA PENTING (GLOSARIUM)
Tahanan : Gaya yang terjadi (dialami kapal), berbanding pangkat dua dengan
kecepatan kapal. Satuannya (SI) adalah Newton, lambang N. Dalam bidang
penerbangan istilah tahanan disebut drag, sementara di laut sebagai resistance
Model matematika : Persamaan atau beberapa (sistem) persamaan matematika
sebagai representasi fenomena alam
Model fisik : Dalam bidang perkapalan, ukuran model jauh lebih kecil dari ukuran
benda (prototype, full-scale) dengan bentuk yang serupa
Fluida ideal : Fluida anggapan (penyederhanaan), misalnya kekentalan diabaikan
untuk kemudahan dalam penyelesaian masalah. Sering juga aliran fluida dianggap
(partikel air) tidak mampu mampat (incompressible) dan tak berotasi (irrotational)
Fluida real : Fluida yang sebenarnya, air laut dan air sungai (tawar) memiliki
kekentalan, Dalam perhitungan gaya (aliran) fluida terhadap benda, dengan
memperhitungkan kekentalan maka perhitungan (persamaan) lebih panjang / rumit,
akan tetapi hasil akan lebih teliti dibanding dengan fluida ideal.
Towing Tank : Tangki air tawar untuk percobaan model fisik dengan cara menarik /
menggerek. Percobaan di TT merupakan representasi kapal yang berlayar di laut.
Towing Carriage : Kereta diatas tangki yang digerakkan (dengan motor diatas rel)
dimana model di jepit atau diikat untuk dicoba.
ITTC Singkatan dari International Towing Tank Conference. Peserta konferensi 2
atau 3 tahunan untuk membahas hasil percobaan towing tank anggota yang
mencakup hampir diseluruh dunia
Wave maker : Pembangkit gelombang di ujung Towing Tank untuk percobaan
model fisik pada laut (keadaan) berombak. Pada percobaan awal, biasanya model
kapal ditarik pada keadaan tenang (tanpa ombak).
-
8
Foil : Penampang benda yang relatif tipis yang salah satu sisi penampangnya
cembung dan yang satu lagi agak rata. Benda itu memiliki daya angkat ketika melaju
dengan kecepatan tinggi. Dalam bidang dirgantara disebut aerofoil (airfoil)
sementara dalam bidang kelautan disebut hydrofoil
Bulbuous bow : Haluan kapal bagian bawah air yang dibuat menonjol kedepan
dengan bentuk bervariasi (umumnya mirip setengah bola) untuk memperkecil beban
atau tahanan ombak.
Wave making resistance : Komponen tahanan kapal yang disebabkan ombak yang
terjadi akibat gerak kapal (air tenang). Tahanan ini tidak termasuk ombak laut
(akibat angin misalnya)
Kapal pembanding : Kapal yang digunakan sebagai acuan (karena tipe yang sama)
dalam rancangan kapal baru, termasuk besar tahanan. Perbedaan besar tahanan
kurang dari 5 % antara kapal yang akan dibangun dan kapal pembanding dapat
diterima.
Drag : istilah dalam bidang dirgantara / penerbangan untuk gaya tahananpesawat
terbang
Streamline : bentuk aliran kental yang garis alurnya tidak berpotongan satu dengan
yang lain ( gerakan halus berlapis).
Turbulen : aliran kental dengan gerakan partikel fluida acak, 3-D, superimposed
pada rerata gerak
Source : Pada aliran potensial, pola aliran pada bidang x-y, secara radial keluar
dari sumbu z dan simetris dalam segala arah.
Sink : kebalikan source, Ttk pusat (origin) sink atau source adalah suatu titik
singular, krn kecepatan radial mendekati tak terhingga begitu jari-jari mendekati nol.
-
9
BAB I PENDAHULUAN
PROFIL LULUSAN PROGRAM STUDI
Lulusan Program Studi Teknik Perkapalan mampu mengamalkan nilai moral dan
etika yang sesuai norma agama dan masyarakat dalam perancangan kapal (ship
design), dan merencanakan produksi kapal (ship production), mereparasi kapal
dan/atau perencanaan sistem transportasi laut. Lulusan program studi
diharapakan menggeluti profesi dan atau fungsi sebagai berikut:
a. Desainer Kapal.
b. Surveyor/Inspektor Kemaritiman.
c. Desainer Produksi dan Reparasi Kapal.
d. Perencana Sistem Transportasi Laut.
I. KOMPETENSI LULUSAN
a. Kompetensi Utama
1. Mampu merancang kapal yang optimal secara teknis dan ekonomis.
2. Mampu menyusun perencananan produksi kapal.
3. Mampu menyusun perencanaan perbaikan dan reparasi kapal.
4. Mampu menginspeksi konstruksi lambung, permesinan ,peralatan dan
perlengkapan kapal.
5. Mampu menyusun perencanaan usaha industri galangan kapal.
6. Mampu merencanakan sistem transportasi laut.
7. Mampu merencanakan manajemen operasi sarana dan prasarana tranportasi
laut.
b. Kompetensi Pendukung
1. Mampu mengaplikasikan ilmu dasar keteknikan dalam perancangan kapal
dan perencanaan sistem transportasi laut.
2. Mampu menggunakan program aplikasi komputer untuk pengolahan data,
analisis numerik dan menggambar teknik.
3. Mampu menyusun perencanaan pengelasan di bawah permukaan air
-
10
4. Mampu menyusun laporan ilmiah.
c. Kompetensi Lainnya
1. Mampu menjunjung tinggi nilai moral dan etika yang sesuai norma agama
dan budaya masyarakat.
2. Mampu mengapresiasikan seni, budaya dan olahraga yang bermoral dan
beretika baik.
3. Mampu mengembangkan wirausaha dalam bidang industri maritim.
4. Mampu tanggap/peduli terhadap lingkungan.
5. Mampu bekerja mandiri, bermitra dan bersinergi dengan berbagai pihak
6. Mampu memahami dan mengetahui perkembangan terkini ilmu pengetahuan
dan teknologi.
Tabel-1 Matriks hubungan antara Profil dan Kompetensi Lulusan
Profil Lulusan
Kompetensi yang seharusnya dimiliki
Kompetensi Utama
Kompetensi Pendukung
Kompetensi Lainnya
Desainer Kapal a1 b1,b2,b4 c1,c2, c3,c4,c5,c6
Surveyor/inspektor kemaritiman
a1, a2,a3, a4 b1,b2,b4 c1, c4,c5,c6
Desainer Produksi dan Reparasi Kapal
a1,a2,a3,a5 b1,b2,b3,b4 c1,c2, c3,c4,c5,c6
Perencana Sistem Transportasi Laut.
a1,a6,a7 b1,b2,b4 c1,c2, c3,c4,c5,c6
-
11GARIS BESAR RENCANA PEMBELAJARAN
TAHANAN KAPAL
Kompetensi Utama : Mampu merencanakan desain produksi kapal (2) Kompetensi pendukung : Mampu mengaplikasikan ilmu dasar keteknikan dalam perancangan kapal (7)
Mampu menginspeksi lambung kapal, permesinan kapal,peralatan dan perlengkapan kapal (4) Kompetensi Lainnya : Mampu menggunakan program aplikasi komputer untuk data, analisis,numerik, dan gambar (9) (Institusial) Sasaran belajar : Mampu memperkirakan besar tahanan kapal, berbagai cara
MINGGU KE - SASARAN BELAJAR MATERI STRATEGI
KRITERIA PENILAIAN
BOBOT NILAI (%)
1 2 3 4 5 6
I Lingkup bahan ajar Garis besar, definisi, konsep Kuliah
II - IV Model Matematika
Hukum II Newton tentang gerak,
Kuliah + diskusi Kerjasama, komunikasi
Hukum Archimedes, gerak suatu benda, aliran potensial, Model numerik
V - IX Model Fisik Towing Tanks, hukum perbandingan Kuliah + diskusi Analisis, Kerjasama ,
10 Seminar + percobaan Komunikasi
X -XI Komponen tahanan 1. Tahanan Gesek
Kuliah Analisis, dan
2. Tahanan gelombang (tahanan sisa) keaktifan 3. Komponen tahanan sisa
XII - XIII Perkiraan tahanan kapal Berbagai cara perkiraan
Kuliah + diskusi Analisis, Komunikasi, dan
10 Kerjasama
XIV Pola tahanan kapal tertentu 1. Kapal satu badan
Kuliah, Project Based Analisis, Kektifan, dan
20 2. Kapal berbadan 2, 3 dan 4 (multi hull) Penerapan
XV - XVI Gabungan model perkiraan tahanan Model Matematika, Model Fisik,
Kuliah, Project based dan Analisis, Keaktifan,
30 Model numerik (Evaluasi keterkaitan ketiganya) Presentase Evaluasi Seminar
Uji kemampuan teori tahanan kapal Uji kompetensi 30 dan prediksi daya motor
-
12
REFERENCES 1. M.A. Djabbar, 2008, Dasar Teknik dan Sistem Perkapalan, Jurusan Perkapalan Press. 2.______________, 2007, Theoretical Prediction of Ship Model Resistance with semi Elliptical section, Nozzle-like Strips, Sem. Nasional, Teori & Aplikasi Teknologi Kelautan, ITS, Surabaya 3. ______________, 2007, Resistance Experiment of Traditional Wooden Boat of South Sulawesi, RINA Conf. Development of Ship Design and Construction, ISCOT2010, ITS, Surabaya 4. Sv. Aa. Harvald, 1983, Resistance and Propultion of Ships, John Wiley & Son 5. T. C. Gillmer and B. Johnson, 1982, Introduction to Naval Architecture, E. & F. N. Spon, Great Britain 6. D. Setyawan et al., 2010, Development of Catamaran Fishing Vessel, The Journal for Technology and Science, Vol. 21, Number 4, ISSN 0853-4098 (e-ISSN 2088 - 2033) 7. A. Jamaluddin, 2011, Private communication 8. R.W.Fox and A.T. McDonald, 1985, Introduction to Fluid Mechanics. 3rd Ed., John Wiley & Sons
-
13
BAB II MODEL MATEMATIKA
Pendahuluan
Banyak fenomena alam dapat digambarkan dengan persamaan matematika atau
sistem persamaan. Persamaan atau beberapa persamaan itu disebut model
matematika. Contoh yang umum dalam bidang teknik (terkait air atau laut) adalah
hukum ke 2 Newton tentang gerak benda, yaitu Gaya merupakan perkalian antara
massa dan percepatan. Contoh lain yang mendasari desain kapal adalah hukum
Archimedes, yaitu Gaya apung suatu benda sama dengan densitas air x volume
yang dipindahkan (displacement) x percepatan gravitasi.
Uraian bahan pembelajaran
Interaksi kapal dan sistem propulsi.
Kapal bergerak di laut sebagaimana Gambar 1 akan mendapat gaya tahanan yang
berlawanan arah dengan pergerakan kapal.
Gambar 1. Interaksi kapal, propeller dan mesin penggerak
-
14
Teori Tahanan
Tahanan bagian bawah (dari permukaan air sampai ke dasar kapal) pada dasarnya
sama dengan tahanan pesawat terbang atau kapal selam. Tahanan itu dipengaruhi
(tergantung pada) gesekan yang terjadi. Gesekan pada kapal dengan permukaan
halus lebih kecil dari pada kapal dengan permukaan kasar.
Gerak benda
Model matematika gerak benda dimulai dengan penentuan aksis (sumbu), Gambar
2. Selanjutnya dengan bantuan vektor ( salah satu cara bantuan penyelesaian
masalah matematika) diperkirakan gerak dengan enam derajat kebebasan ( tiga
putar dan tiga tranlasi). Dari enam besaran (khususnya) gaya tahanan adalah
merupakan salah satunya, yaitu pada sumbu gerak yang umumnya diberi simbol x.
Persamaan tersebut adalah
X = m.a
Dimana
X gaya arah sumbu x N
m massa kg, dan
a percepatan ( untuk arah ke pusat bumi, a adalah percepatan gravitasi g.
-
15
Gambar 2. Sumbu bumi dan sumbu kapal
-
16
Gambar 3 Gaya terhadap kapal
-
17
Gambar 4 Diagram transformasi (aliran sekitar silinder)
-
18
Gambar 5 Mesh (net) untuk perhitungan potensial kecepatan
-
19
Gambar 6 Streamlines kapal bergerak sepanjang quay
-
20
Dalam bagian akhir ini, yang merupakan garis besar model matematika, dapat di
kemukakan bahwa beberapa assumsi guna penyederhanaan masalah masih
diperlukan. Salah satu assumsi adalah tak mampu mampat (incompressible).
Untuk fluida tanpa gesekan, incompressible model matematika cukup baik dalam
perhitungan aliran irrotational dan vortex, dua dimensi. Untuk tiga dimensi menjadi
lebih sulit. Kesulitan lain karena kapal bergerak di dua media, air yang memiliki
kekentalan, dan udara. Kesulitan mungkin ditimbulkan bagian yang bentuknya
rumit, misalnya di bagian buritan. Hal ini tidak disebabkan kemampuan komputer,
tetapi bentuk aliran yang terjadi. Lanjutan model matematika, apabila sulit dengan
rumus (bentuk tidak teratur) dilakukan dengan model numerik (pendekatan,
mendekati eksak).
MODEL NUMERIK
Model numerik adalah metode pendekatan, yang dalam ketelitiannya perlu disiplin
terkait, yaitu analisis numerik. Analisis numerik meliputi a.l. teori kesalahan, teori
pembulatan, dan teori difergensi.
Beberapa metode numerik yang dapat digunakan a. l. Finite elemen method
(Metode Elemen Hingga), Finite difference method (Metode Beda Hingga), Boundary
Element Methods (Metode Elemen Batas). Untuk masalah aliran fluida yang
ketelitiannya tidak merupakan prioritas utama, cukup dengan Metode beda hingga
(MBH).
Metode Beda hingga
Diantara tiga metode itu, mungkin MBH yang memiliki ketelitian rendah. Ketelitian
dapat ditingkatkan dengan memperbanyak (jumlah) grid (mesh), dengan
konsekwensi waktu perhitungan (computing time lama).
MBH digunakan untuk aliran fluida ideal, yang lebih umum dikenal sebagai aliran
potensial.
Berdasarkan situasi itu penggunaan model fisik adalah sebagai pelengkap.
-
21
Penutup
-
22
Contoh soal
Diketahui suatu kapal tipe displasemen serta data sebagai beriku.
Koefisien tahanan total = 0,03. Luas bidang basah di sungai adalah 500 m2
Kecepatan adalah 10 knot. Hitung (gaya) tahanan kapal itu ketika:
1. Berlayar di sungai
2. Berlayar di laut
Jawab
Model matematika (rumus) tahanan adalah
R = 0,5 CT .A.v2 .rho
R = 0,5.0,3 500.[10 (0,5)]2 1000 kg / m3 (N) sungai
R = 0,5 .0,3. 500 [10 (0,5)]2 (1000 / 1,03) kg / m3 (N) laut
-
23
Tugas :
Cari di internet pengertian model matematika
-
24
Soal
1. Sebutkan beberapa model yang digunakan dalam perkiraan tahanan kapal
2. Jelaskan Metode Numerik
3. Jelaskan aliran potensial
4. Jelaskan aliran laminer dan turbulent.
5. Jelaskan pengertian tahanan kapal, satuannya adalah ?
-
25
Pustaka
1.Sv Aa. Harvald, 1983, Resistance and Propulsion of Ships, John Wiley & Son
2.R.W.Fox and A.T. McDonald, 1985, Introduction to Fluid Mechanics, 3rd Ed., John
Wiley & Sons
-
26
BAB III MODEL FISIK
Pendahuluan
Disamping model matematika dan atau model numerik, metode perkiraan tahanan
yang lain adalah metode percobaan model fisik kapal. Dengan percobaan akan
dihasilkan dua pengetahuan, yakni perkiraan tahanan kapal dan ketrampilan dalam
pemakaian alat untuk percobaan. Untuk pencapaian sasaran, perlu kunjungan ke
industri (galangan) kapal oleh baik dosen maupun mahasiswa.
Percobaan di laboratorium ( towing tank) adalah representasi percobaan di laut (sea
trial) . Hasil percobaan di laut (full-scale atau prototype) akan lebih baik dari pada di l
towing tank akan tetapi biayanya jauh lebih tinggi. Suatu hal yang penting diterapkan
adalah ukuran model (penampang) terhadap penampang tanki tidak menimbulkan
pantulan ombak yang disebabkan dinding tanki. Alasannya adalah keadaan dilaut
umumnya tanpa dinding, kecuali kanal. Percobaan untuk representasi kanal
mungkin saja dilakukan di towing dengan catatan, dinding tanki adalah representasi
dinding kanal.
Teori dasar percobaan model fisik adalah berapa gaya yang diperlukan untuk
menarik / menggerakkan model fisik / prototipe. Semakin cepat model fisik / kapal
bergerak / melaju semakin besar gaya yang diperlukan. Besar gaya tahanan
berbanding lurus dengan tenaga motor penggerak. Dari sekian banyak percobaan
mungkin diperoleh beberapa rumus empiris, misalnya rumus Admiralty
Apabila masalah tidak dapat dihindari, misalnya tingkat kesulitan yang tinggi secara
matematika, atau hasilnya mungkin kurang teliti ( lebih dari 5 % ) maka perlu
digunakan model fisik. Model fisik dalam teknik perkapalan merupakan kapal ukuran
kecil, mungkin 1 / 50 skala penuh (prototype). Semakin kecil model semakin kurang
teliti perhitungan/perkiraan. Model dengan skala 1 / 20 akan lebih teliti dibanding
skala 1 / 50. Perlu kompromi antara ketelitian dan biaya. Model yang besar biayanya
besar (sebanding dengan material). Percobaan model fisik dilakukan di tanki yang
dikenal sebagai Towing Tank .
-
27
Uraian bahan pembelajaran
Jenis kapal di laut Berdasarkan media pendukung kapal di laut dapat digolongkan atas beberapa jenis
antara lain tipe displacement (Hydrostatic support), Hydrodynamic support, Aerostatic support, ditunjukkan oleh Gambar 7
Gambar 7. Kategori kapal laut berdasarkan moda pendukung pada & diatas laut
-
28
Pembuatan Model
Model kapal dibuat dari kayu, sebab bahan dari kapal yang akan dihitung
tahanannya adalah kayu, selain itu model kapal juga bisa dibuat dari fiber
glass. Adapun bahan yang digunakan dalam pembuatan model adalah
sebagai berikut :
1. Kayu atau multipleks sebagai bahan darsar dalam pembuatan
lambung.
2. Lem/perekat kayu (avian epoxi) sebagai perekat, lem ini terdiri dari
harddiner dan resin, keduanya dicampur dengan perbandingan 1;1
sehingga lem dapat mongering ketika digunakan.
3. Plamur tembok, semen putih, dan lem fox, ketiganya dicampur
sesuai dengan kebutuhan. Tujuannya untuk melapisi bagian
permukaan model yang tidak rata.
4. Kertas gosok / amplas, digunakan untuk menghaluskan permukaan
yang telah dilapisi.
5. Cat minyak, selain memberikan corak atau warna cat juga
berfungsi untuk melapisi bagian permukaan model agar kedap air.
Sebelum membuat model, ukuran model merupakan prioritas utama yang
perlu diperhatikan karena dalam hal ini besarnya ukuran model haruslah
sesuai dengan tempat melakukan pengujian model sehingga diperlukan
pengskalaan terhadap ukuran kapal sampel untuk mendapatkan ukuran
model.
Dalam penentuan skala model tergantung dari ukuran utama kapal yang
sebenarnya, ukuran tangki percobaan, dan kecepatan tarik. Mengingat bahwa
permukaan bebas zat cair pada tangki percobaan sangat terbatas, sehingga
ombak yang ditimbulkan oleh dinding tangki akibat adanya getaran akan
mempengaruhi gerakan model tersebut.
Untuk menghindari terjadinya ombak pada dinding tangki atau biasa
disebut dengan Blockage Effect maka ukuran model harus disesuaikan
dengan ukuran tangki serta tinggi air dalam tangki dengan sarat model.
Sebagaimana yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya bahwa Bm < 1/10
B tangki (menurut harvald), Bm < 1/15 B tangki (menurut University Of New
Catsle) dan Tm < 1/10 T tangki.
-
29
Dari hasil perbandingan inilah didapatkan skala yang akan digunakan
dalam penentuan ukuran model yang disesuaikan dengan ukuran kapal.
Berikut adalah langkah langkah dalam penentuan ukuran model
Ukuran tangki percobaan :
Panjang (L) = 18,0 m
Lebar (B) = 1,75 m
Tinggi (H) = 1,20 m
Ukuran kapal sampel :
Panjang (Lbp) = 10,55 m
Panjang Lunas (Ln) = 10 m
Lebar (B) = 2,85 m
Tinggi (H) = 0,89 m
Sarat (T) = 0,60 m
Untuk mendapatkan ukuran model digunakan perbandingan seperti pada
persamaan Bm < 1/15 x 1,75 m
Bm < 0,116 m
Bm = 0,12 m = 12 cm
Dari ukuran Bm yang didapatkan diatas, maka sakala model dapat
ditentukan menggunakan persamaan berikut :
1 / = 0,12 / 2,85
1 / = 1 / 24
Sehingga skala yang digunakan dalam mendapatkan ukuran model
adalah 1/24, adapun ukuran model yang didapatkan setelah diskalakan
adalah sebagai berikut :
-
30
Panjang (Lbpm) = 43,96 cm
Panjang Lunas (Lnm) = 41,67cm
Lebar (Bm) = 11,88 cm
Tinggi (Hm) = 3,71 cm
Sarat (Tm) = 2,5 cm
Ukuran model yang didapatkan dari persamaan tersebut diatas,
merupakan ukuran yang maksimum. Sedangkan tinggi air yang harus
digunakan dalam tangki percobaan adalah sebagai berikut :
T / Tm > 20
T > 20 x Tm
T > 20 x 2,5 cm
T > 50 cm (tinggi air minimum)
-
31
Gambar 8. garis air model kapal
-
32
Towing Tank
Towing tank adalah tanki percobaan yang berisi air tawar ( tidak digunakan air asin
dengan alasan kerusakan alat / model), berbentuk empat persegi panjang. Beberapa
gambar tanki/ model fisik diberikan pada Gambar 9 - 12 , termasuk pembangkit
gelombang (ombak). .
Gambar 9. Towing Tank Wellenkamp system
-
33
Gambar 10 Sketsa Tanki percobaan bangunan kapal, bgn datar permukaan
tanah.
-
34
Gambar 11 Potongan melintang Towing Tank dgn False Bottom
-
35
a
-
36
b
-
37
c
Gambar 12 Towing Tank (Tangki ) Ukuran Sedang
-
38
Gambar 13 Kecepatan penarik vs Panjang Tangki
-
39
Gambar 14. Rancangan pembangkit ombak
-
40
Percobaan di Towing Tank Jurusan Perkapalan, F. Teknik, Universitas Hasanuddin
memanfaatkan salah satu model fisik bersirip. Tujuan pemasangan sirip adalah
menghindari robek kulit ketika tabrakan ( khususnya dari samping.) Percobaan pada
Towing Tank, panjang 17 m, lebar 1,80 m dengan model kapal menghasilkan kurva
tahanan, Gambar 13. Model dan sistem penarikan di tunjukkan oleh Gambar 14
Cara percobaan Gravitasi
Model ditarik (tertarik) oleh pemberat. Pertama-tama diatur posisi model dan
pemberat dimana belum ada gerakan. Selanjutnya tambahan pertama, yang
massanya (kecil) cukup untuk menggerakkan / menarik model. Semakin besar
massa pemberat semakin tinggi kecepatan. Hal itu identik dengan tahanan
berbanding pangkat dua kecepatan. Sekurangnya terdapat lima pemberat yang
berbeda, Setiap pemberat memberikan massa atau gaya tarik tertentu. Kecepatan
tarik diukur bersama massa setiap tarikan (run) Hasil tersebut dinyatakan dalam
bentuk grafik dimana sumbu datar adalah kecepatan dan sumbu tegak merupakan
gaya tahanan. Karena pengaruh gravitasi kecepatan tarikan tidak konstan, sejalan
dengan berat menuju pusat bumi. Salah satu cara untuk memperoleh kecepatan
konstan adalah dengan menempatkan pemberat pada drum yang berisi air. Hasil
yang diperoleh memberikan kecenderungan yang wajar namun tingkat ketelitian
agak kurang. Beberapa hasil diberikan pada Gambar 15
-
41
Gambar 15 Percobaan cara gravitasi
-
42
Analisis Dimensi dan Similitude Dinamika
A.D. mengkorelasikan data percobaansecara hubungan eksak antara variabel yang
tidak diketahui. Angka tanpa dimensi mengurangijumlah variabel u. Hubungan
fungsional dalam data percobaan. Ilmuwan pertama dalam Dinamika Fluida ,
OSBORNE REYNOLDS, 1884. Angka Reynold mencirikan perbedaan aliran laminar
dari aliran turbulent. Pembentukan turbulent pada model (mendekati kapal) dapat
dilihat pada Gambar 16.
Gambar 16 Pembangkit turbulen (studs) dekat bow, mdl kpl perusak (destroyer)
-
43
Secara lengkap diuraikan sbb.
Dalam percobaan dengan menggunakan model fisik, ukuran kapal ditransfer ke
skala model, dengan demikian maka harus ada atau harus dinyatakan beberapa
hukum perbandingan untuk keperluan transfer tersebut. Hukum perbandingan yang
dipakai harus memenuhi syarat syarat sebagai berikut :
1. Kesamaan geometris Kesamaan geometris merupakan hal yang sangat sulit untuk dipenuhi
mengingat bahwa dalam pelayaran kapal dilaut, permukaan air laut dianggap luas
tak berhingga dan kedalaman yang tak berhingga pula sementara ukuran kolam
terbatas dengan ukuran model kapal harus kecil, sebanding dengan ukuran kolam
atu lainnya. Demikian pula tekanan permukaan pada tangki percobaan yang
dianggap sama dengan teknan atmosfer, yang seharusnya tekanan tersebut harus
diturunkan. Kondisi geometris yang dapat terpenuhi dalam suatu percobaan model
hanya kesamaan geometris dimensi dimensi linier model, misalnya :
Hubungan antara kapal dan model dinyatakan dengan dimana :
= m
S
LL
= m
S
BB
= m
S
TT
...(3.3)
Dimana :
= skala perbandingan
Ls = panjang kapal (m)
Lm = panjang model (m)
Bs = lebar kapal (m)
Bm = lebar model (m)
Ts = sarat kapal (m)
Tm = sarat model (m)
Kesamaan geometris juga menunjukkan hubungan antara model dan tangki
percobaan. Percobaan dari berbagai referensi :
-
44
TOOD : Lm < T tangki
Lm < B tangki
HARVALD: Bm < 1/10 B tangki
Tm < 1/10 T tangki
UNIVERSITY OF NEW CASTLE : Lm < b tangki
Bm < 1/15 B tangki
Ao m < 0,4 Ao tangki
2. Kesamaan kinematis Kesamaan kinematis antara model dan kapal lebih menitik beratkan pada hubungan
antara kecepatan model dengan kecepatan kapal sebenarnya. Dengan adanya
skala yang menunjukkan hubungan antara kecepatan model dan kecepatan kapal
yang sebenanya maka dapat dikatakan bahwa kesamaan kinematis bisa terpenuhi.
Fr= Lg
V.
...(3.4)
Atau :
m
m
LgV
. =
S
S
LgV
. ..(3.5)
Dimana :
Fr = angka froude
Ls = panjang kapal (m)
Lm = panjang model (m)
Vs = kecepatan kapal (m/dt)
Vm = kecepatan model (m/dt)
-
45
g = percepatan gravitasi (9,81 m/dt2)
3. Kesamaan Dinamis Gaya gaya yang bekerja berkenaan dengan gerakan fluida sekeliling model
dan kapal pada setiap titik atau tempat yang besesuaian harus mempunyai besar
dan arah yang sama, dalam hal ini kesatuan harga Reynold yang menggambarkan
perbandingan gaya gaya inersia dengan viskositas :
Rn= LV . ..(3.6)
Atau :
mm LV . =
SS LV . .....(3.7)
Dimana :
Rn = angka reynold
Ls = panjang kapal (m)
Lm = panjang model (m)
Vs = kecepatan kapal (m/dt)
Vm = kecepatan model (m/dt)
= viskositas kinematis fluida (m2/dt)
= 1,1883 x 10-6 (m2/dt)
g = percepatan gravitasi (9,81 m/dt2)
Dengan demikian jika diinginkan tercapainya kesamaan dinamis disamping
kesamaan geometris dan kesamaan kinematis, maka angka Reynold untuk model
harus sama dengan angka skala penuh.
Berdasarkan ukuran model yang digunakan towing tank dibagi atas :
1. Ukuran kecil (A) memakai model berukuran 1 m
2. Ukuran sedang (B) memakai model berukuran 6 m
3. Ukuran besar (C) memakai model berukuran 12 m
-
46
Gambar 17 . Kategori model kapal
-
47
Pusat penelitian dan pengembangan kapal yang besar umumnya memakai
model kapal berukuran sedang (B) tetapi dapat pula memakai model besar (C),
model kecil (A) akan memberikan hasil yang kurang tepat.
-
48
Penutup
-
49
Tugas :
Percobaan di Towing Tank (berkelompok)
-
50
Soal
1. Tulis beberapa sistem / cara pengukuran tahanan model kapal di towing tank.
2. Tahanan secara global dikenal sebagai resistance dan atau drag. Dimana
letak perbedaannya.
3. ITTC adalah singkatan dari ..............
Apa saja kegiatannya
-
51
Pustaka
1.Sv Aa. Harvald, 1983, Resistance and Propulsion of Ships, John Wiley & Son
2.T. C. Gillmer and B. Johnson, 1982, Introduction to Naval Architecture, E. & F.N.
Spon, Great Britain
-
52
BAB IV KOMPONEN TAHANAN
Pendahuluan
Bab ini meliputi pengelompokan subtahanan kapal baik oleh udara maupun udara.
Untuk kapal lambat, tahanan udara relatif kecil. Tahanan (oleh) udara umumnya
hanya satu subtahanan, sementara tahanan air terdiri atas dua subtahanan utama
dan banyak sub dari subtahanan. Dengan mengetahui komponen tahanan seorang
perancang kapal dapat merancang, khususnya terkait penghematan bahan bakar,
kapal dengan besar tahanan yang relatif rendah. Hal penting dalam pencapaian
sasaran adalah memahami aliran viscous (kental) terkait gesekan dan aliran
nonviscous terkait tahanan sisa, khususnya terkait tahanan ombak kapal (wave
making resistance). Tahanan ombak laut diperhitungkan terpisah, dan selanjutnya
diberikan uraian secara lengkap komponen (sub) tahanan.
Pengelompokan Tahanan.
Tahanan kapal, sebagai kapal permukaan memiliki lebih banyak komponen
dibanding baik pesawat terbang maupun kapal selam karena kapal dipengaruhi oleh
air (laut) dan udara. Dalam perkiraan besarnya gaya tahanan, kapal lebih rumit dari
pada pesawat terbang dan kapal selam. Terkait ketelitian perhitungan, tingkat
ketepatan tahanan kapal lebih rendah dari pada kedua pesawat itu.
Gambar 18 menunjukkan aliran sekitar model, turbulen dan laminer yang ikut
dipertimbangkan dalam evaluasi komponen tahanan, karena kapal ukuran besar
aliran disekitarnya adalah turbulen.
Secara umum dikenal dua komponen, yaitu komponen tahanan gesek, Gambar 19
dan komponen tahanan sisa. Komponen pertama adalah tunggal (tanpa sub
komponen) sementara tahanan sisa, yang komponen utamanya adalah komponen
tahan ombak, oleh gerak kapal ( wave making resistance) yang terjadi pada
kecepatan tinggi, terdiri atas banyak subkomponen.
-
53
Gambar 18 Aliran transisi air sekitar model pada LWL
-
54
Gambar 19. Tahanan vs v / L0.5 (tipe displasemen)
-
55
Komponen tahanan secara lengkap dapat dilihat pada gambar 20.
Gambar 20 Komponen Tahanan Kapal Spesifik
-
56
Kurva koefisien tahanan kapal permukaan, Gambar 21 Kurva koefisien tahanan
kapal selam (pada kedalaman jauh di bawah permukaan) ditunjukkan oleh Gambar
22.
-
57
Gambar 21 Kurva Koefisien Tahanan (Kapal Dipermukaan)
-
58
Gambar 22 Kurva Koefisien Tahanan (Kapal-Selam tanpa pengaruh Permukaan)
-
lix
Penutup
-
lx
Contoh soal
Tuliskan rumus yang digunakan dalam penentuan besar komponen tahanan.
Tuliskan pengertian suku yang terdapat dalam rumus.
Jawab.
Rumus umum tahanan adalah
R = 0.5 rho.v2 A
Dimana
Rho : densitas kg / m3 (massa jenis)
v : kecepatan kapal m / s ( 1 knot = 0.5 m/s)
A : luas permukaan m2
-
lxi
Tugas :
Soal :
-
lxii
Pustaka
Sv Aa. Harvald, 1983, Resistance and Propulsion of Ships, John Wiley & Son
5. T. C. Gillmer and B. Johnson, 1982, Introduction to Naval Architecture, E. & F.N.
Spon, Great Britain
-
lxiii
BAB V PERKIRAAN TAHANAN KAPAL
Pendahuluan
Cara perkiraan tahanan kapal khususnya pada tahap awal adalah simpel dan
beragam. Pada perkiraan akhir perlu analisis yang membandingkan beberapa cara.
Untuk capaian, minimal satu cara yang baku dikuasai, khususnya dengan model
fisik, yang telah divalidasi
Uraian bahan pembelajaran
Metode perkiraan
Pertanyaan utama dalam proposal awal untuk kapal baru atau studi transportasi
adalah seberapa besar tenaga yang diperlukan. Terdapat beberapa jawaban.
Apabila hanya untuk rancangan awal, tiga kelompok dapat dipilih.
1. Metode tipe kapal (kapal pembanding)
2. Metode Statistik
3. Metode bertahap.
Metode pertama menggunakan koefisien Admiralty.
Beberapa hasil perkiraan tahanan ditunjukkan Gambar 24 - 26. Khusus
percobaan model kapal yang relatif kecil perlu kurve dalam Gambar 23.
-
lxiv
Gambar 23 Koefisien tahanan versus angka Reynold
-
lxv
Gambar 24 Hasil percobaan model (fisik) Kapal
-
lxvi
Gambar 25 Ekspansi Prototipe Kapal ( Full-scale resistance Coefficient )
-
lxvii
Gambar 26 Tenaga kuda efektif Prototipe
-
lxviii
Metode Kapal Pembanding Metode ini harus memilih satu kapal pembanding, dimana kapal pembanding ini
harus mempunyai tipe/jenis yang dengan kapal rancangan. Selain itu ukuran utama
dan kecepatan kapal pembanding. Metode perhitungan tahanan kapal sangat
banyak jenisnya, pada postingan ini akan membahas secara singkat 8 metode
perhitungan tahanan kapal. Adapun metode-metode yang digunakan dalam
perhitungan hambatan adalah tidak jauh bebrbeda dengan kapal rancangan yang
diusulkan.
Koefisien admiralty Ac untuk kapal pembanding dapat dihitung dengan
memakai rumus
Ac = 2/3 . V3/ P . (4.1)
Di mana :
P = daya untuk menggerakkan kapal pada displacemen dan
kecepatan V
Besarnya daya yang digunakan untuk menggerakkan kapal
Pp = p3 . Vp2/3/ Ac .... (4.2)
Di mana ;
p = displasemen kapal rancangan
Vp = kecepatan kapal rancangan
Metode Statistik Metode ini dapat digunakan jika terdapat beberapa data propulsi dari
beberapa kapal dikumpulkan dan dipelajari statistiknya. Hasilnya dapat berupa
program untuk perhitungan atau seperangkat diagram yang menyatakan daya
sebagai fungsi dari blok koefisien, displasemen, ratio panjang-displasemen.
Metode Satu per Satu
-
lxix
Perhitungan tahanan dengan metode ini dapat diperkirakan dengan beberapa
cara
a. Metode Foude
Pada tahun 1868, William Froude mengirim memorandum perihal
Observation an suggestion on the subyek of determining by experiment
the resistance of ship ( Pengamatan dan saran mengenai penentuan
tahanan kapal melalui percobaan ) kapal Chief constructor angakatan laut
inggris ( Froude, 1955 ). Tahanan suatu kapal terdiri dari tahanan gesek
(Rf) dan tahanan sisa (Rr).
1) Tahanan gesek (Rf) disebabkan karena pengaruh viscositas dan
gaya inersia
2) Tahanan sisa (Rr) disebabkan karena pengaruh gaya grafitasi dan
gaya inersia. Jadi tahanan sisa tidak tergantung pada tahanan gesek.
Mengikuti hokum Froude untuk model
Vm = Vs / ... (4.3)
Dimana :
Vm = kecepatan model
Vs = kecepatan kapal
= ratio skala model dan kapal
maka tahanan total kapal adalah ;
Rts = Rfs + Rrs (4.4)
Froude menganggap bahwa tahanan gesek benda berbentuk kapal sama dengan
tahanan gesek pelat segi empat yang mempunyai luas bidang basah dan panjang
yang sama dengan luas bidang basah dari kapal tersebut. Ini berarti permukaan
basah kapal (S) dihitung sebagai perkalian antara panjang kapal dengan panjang
lengkung sisi badan kapal (girth) rata-rata.
-
lxx
Gambar 27. Sketsa metode konversi Froude
-
lxxi
b. MetodeTefler
Pada tahun 1972 E.V Tefler menerbitkan makalah mengenai tahanan
kapal dan model, gambar 28 yang kemudian menguraikan salah satu
model yang diperkenalkanya untuk menggabungkan hukum mengenai
kesamaan tahanan total spesifik (resistance similarity) diberikan oleh
Froude dan Reynolds, dan merupakan fungsi serentak dari angka
Reynold dan angka Froude, yaitu :
R / ( A ) = f ( V / GL + v / VL . (4.5)
atau R / ( A ) = a + b (( / VL ) 1/3 )
Untuk tahanan spesifik total, a tergantung kepada ratio kecepatan
panjang, dan harganya tetap jika rasio kecepatan panjang kapal tersebut
tetap, dan b tergantung pada banyaknya tahanan total yang dipengaruhi
oleh skala.
-
lxxii
Gambar 28. Metode prakiraan menurut Telfer
Kurva angka Froude yang tetap semuanya hampir sejajar dengan garis
yang dinyatakan sebagai:
0,242/Cf = log 10 (Rn Cf) .. (4.6)
Selanjutnya tahanan kapal dapat dihitung dengan rumus :
RTs = Cts ( s . . Ss) ....... (4.7)
Dimana :
Vs = kecepatan kapal,
Ss = permukaan basah kapal
Ps = Massa jenis air laut.
-
lxxiii
c. Metode ITTC 1957
International Towing Tank Conference ( ITTC ) 1957.adalah metode
yang didasarkan pada asas Froude dan garis korelasi model kapal
ITTC 1957 dan telah diputuskan untuk mengambil garis yang diberikan
dalam rumus :
.. (4.8)
Cf = koefisien tahanan gesek kapal
Rn = angka Reynold
Rn = LwlVs.
..... (4.9)
Koefisien tahanan total model ditentukan melalui pengujian model di
tangki percobaan
... (4.10)
dimana :
Rtm = tahanan model, dan
Vm = kecepatan model
Sm = luas permukaan basah model.
Koefisien tahanan sisa model dihitung dengan rumus ;
Crm = Ctm - Cfm . (4.11)
Koefisien tahanan sisa kapal pada angka Froude model dan angka
Reynold yang sesuai adalah :
-
lxxiv
Crs = Crm .. (4.12)
Jadi koefisien tahanan total kapal
Cts = Cfs + Crs + CA . (4.13)
Dimana CA adalah koefisien penbambahan tahanan untuk korelasi
model kapal.
Displacement
1,000 t 0,6 x
10,000 t 0,4 x
100,000 t 0
1000,000 t -0,6 x
d. Metode Hughes
Pada tahun 1954, G Hughes mengajukan rumus untuk dipakai dalam
korelasi antara model dengan kapal ( Hughes, 1954 ). Dalam
makalahnya diberikan hasil dari percobaan tahanan gesek dengan
memakai sejumlah permukaan bidang yang mulus dalam aliran turbulen.
Rumus untuk koefisien tahanan kapal diajukan sebagai berikut :
.. (4.14)
Rumus ini cocok dengan hasil percobaan. Lebih lanjut diuraikan bahwa
tahanan kapal merupakan jumlah dari tiga bagiang sebagai berikut :
1. Tahanan gesek permukaan bidang yang mempunyai luas permukaan
basah dan panjang rata-rata yang sama dengan luas permukaan
basah dengan panjang kapal, didalam aliran dua dimensi.
2. Tahanan bentuk merupakan kelebihan dari tahanan tersebut diatas
yang akan dialami kapal jika badan kapal tersebut terbenam dalam-
dalam sebagai bagaian model rangkap.
-
lxxv
3. Tahanan permukaan bebas, merupakan kelebihan dari tahanan total
permukaan model diatas permukaan kapal yang terbenam dalam-
dalam ketika menjadi bagaian dari model rangka.
Berdasarkan uraian di atas, maka persamaan tahanan dapat ditulis
sebagai berikut
Tahanan total = tahanan gesek dasar + tahanan bentuk
+ tahanan permukaan bebas .... (4.15)
Tahanan permukaan bebas dapat dicari melaluiuji model sebagai
kelebihan tahanan total sesudah tahanan gesek ditambah dengan
tahanan bentuk. Faktor koreksi CA yang memperhitungkan
kekasaran permukaan badan kapal dan tahanan total kapal dapat
dihitung dengan rumus ;
Rts = Ct ( s . . Ss) (4.16)
e. Metode Prohaska
Metode ini dibuat berdasarkan asas Hughes dalam diskusi tentang
makalah Hughes ( 1966 ) . Dimana Prohaska memberikan formula untuk
menentukan pengaruh bentuk tahanan viskos melalui percobaan dengan
kata lain metode penentuan factor bentuk dalam tiga dimensi pada
gesekan pelat dasar.
K = ( Cv Cfo ) / Cf (4.17)
Dimana :
Cv = koefisien tahanan viskos total
Cfo = koefisien tahanan gesek dalam dua dimensi
-
lxxvi
f. Metode ITTC 1978.
untuk perkiraan unjuk kerja kapal berbaling baling tunggal. Tahun 1978
para organisasi anggota ITTC diberi tahu agar memakai, sebagai
standart sementara, suatu metode yang disebut ( 1978 ITTC 1978 untik
perkiraan unjuk kerja kapal berbaling baling tunggal ).
Koefisien tahanan total untuk kapal tanpa lunas bilga adalah :
Cts = (1+k) Cfs + Cr + CA = CAA (4.18)
Dimana
Cfs = koefisien tahanan gesek kapal menurut korelasi ITTC
1957
Cr = Koefisien tahanan sisa dihitung dengan rumus:
Cr = Ctm (1+k) Cfm .. (4.19)
g. MetodeYamagata.
Metode perhitungan tahanan kapal ini diperkenalkan oleh Dr. Yamagata.
Pada metode ini banyak menggunakan diagram. Metode Yamagata
hanya diperhitungkan tahanan gesek dan tahanan sisa, Koefisien
tahanan sisa kapal sesungguhnya kemudian digambarkan pada
diagram, dan merupakan koefisien tahanan sisa kapal dengan ratio B/L
= 0,1350 dan B/T + 2,25. Jika harga B/L dan B/T tidak sesuai maka rasio
B/L dan B/T harus dikoreksi.
Urutan perhitungan Metode Yamagata adalah sebagai berikut:
1. Koefisien tahanan sisa (Cro) ditentukan dari diagram yang
merupakan fungsi dari angka Froude (Fn) dan koefisien Blok (Cb)
(gambar 29)
2. Apabila rasio B/L tidak sama dengan rasio kapal standar (B/L =
0,1350) , maka koefisien resistance hasil pembacaan diagram harus
dikoreksi dengan menggunakan diagram pada gambar (gambar 30)
-
lxxvii
3. Apabila rasio B/T tidak sama dengan rasio kapal standar (B/T = 2,25)
, maka koefisien resistance hasil pembacaan diagram harus dikoreksi
dengan menggunakan diagram pada gambar 31.
-
lxxviii
Gambar 29 Koefisien tahanan sisa untuk standar hull
-
lxxix
Gambar 30. Koreksi nilai B/L
-
lxxx
Gambar 31. Koreksi nilai B/T
-
lxxxi
Koreksi lain
Koreksi Appendages (C)
Pertambahan Resistance (%)
Cargo Ship, Cargo &
Passenger Ship
High Speed
Passenger Ship
Single
screw
Twin Screw
Bossing
Bilge Keel
0
3
2,5
2,5
4,0
4,5
4. Residual resintance coefficient diperoleh dari penjumlahan point 1, 2,
3, dan 4 yaitu :
Cr = kr (Cro + ( Cr)B/L + ( Cr)B/T (1 +C%) (4.20)
Dimana :
kr = 1 untuk single screw
1,1 - 1,2 untuk twin screw
5. Tahanan sisa (Residual Resistance) diperoleh dengan persamaan :
R = Cr V2/3 V2 10-3 (KN) ..(4.21)
6. Koefisien tahanan gesek (Frictional resistance coefisient) ditentukan
dengan rumus Schoenherr :
Cf = 0,463 (10 log Rn)-2,6 .. (4.22)
Dimana :
Rn = V L/ .. (4.23)
-
lxxxii
Akibat kekasaran permukaan badan kapal, maka Cf
Cf = 1,04 Cf (4.24)
Hambatan gesek diperoleh dari persamaan :
Rf = S V2 10-3 Cf (KN) .(4.25)
Dimana:
S = Luas bidang basah kapal
=1,053L B (1,22 T/B + 0,46) Cb + 0,765) .(4.26)
7. Tahanan total kapal
Rt = Rr + Rf (KN) .(4.27)
8. Daya efektif kapal (HP)
EHP = Rt V / 75 (HP) .(4.28)
h. Metode Guldhammer
Dalam publikasi Ship Resistance ( Guldhammer dan Harvald, 1965,
1974 ) disajikan koordinasi dari hasil yang dikumpulkan dari berbagai
pengujian dari tangki percobaan. Penganalisaan metode Gulhamer ini
dilakukan dengan cara
1. Semua data diacukan pada daerah (lingkup) model dan tahanan model
(Rtm) ditentukan sebagai fungsi kecepatan
2. Koefisien tahanan total spesifik model ( Ctm ) yaitu
Ctm = Rtm / P Vm2 Sm, (4.29)
-
lxxxiii
Dimana
P = Massa jenis,
Vm = kecepatan model
Sm = permukaan basah.
3. Koefisien tahanan sisa spesifik
Cr = Ctm Cfm,
Koreksi untuk koefisien tahahan sisa adalah :
a. Koreksi ratio B/T
Diagram utama dibuat berdasarkan rasio Lebar- sarat B/T = 2,5.
Harga CR ntuk nilai B/T lebih besar atau lebih kecil dari 2,5,
maka harus dikoreksi.
10 Cr = 10 Cr (B/T=2,5) + 0,16(b/t-2,5) .. (4.30)
b. Koreksi terhadap LCB
Untuk kapal yang mempunyai LCB di depan LCB standar
koreksinya
10 Cr = 10 Cr(std) + (10 Cr/LCBx[LCB}) . (4.31)
Untuk LCB yang terletak dibelakang LCB standar tidak
diadakan koreksi.
c. Koreksi terhadap bentuk badan kapal
Koreksi badan kapal, kurva yang dipakai dianggap berlaku
untuk kapal yang mempunyai bentuk yang standar, yaitu
penampangnya bukan yang benar-benar berbentuk U dan V
yang extrim maka harga 10 Cr dapat dikoreksi sebagai berikut:
-
lxxxiv
Ekstrim U Ekstrim V
Bentuk haluan
Bentuk buritan
- 0,1
+ 0,1
+ 0,1
- 0,1
d. Koreksi terhadap bentuk haluan kapal
Jika kapal mempunyai haluan gembung , maka harga Abt/Ax
0,10 (Abt adalah luas penampang haluan gembung dan Ax
luas penampang tengah kapal), maka koreksinya adalah :
Koreksi 10 Cr terhadap haluan
Fn
0,15 0,18
0,21
0,24 0,27
0,30
0,33
0,36
0,50
0,60
0,70
0,80
+0,1
+0,2
0
+0,2
+0,2
0
-0,2
0
0
-0,2
-0,2
-0,2
-0,3
-0,4
-0,3
-0,3
-0,4
-0.3
-0,4
e. Koreksi terhadap anggota badan kapal
Koreksi untuk daun kemudi dan lunas bilga tidak ada ,karena
bentuk standar sudah mencakup keduanya. Boss baling-baling,
untuk kapal penuh nilai Cr dinaikkan sebesar 3-5 %
Bracket dan poros baling-baling untuk kapal yang ramping , Cr
dinaikkan sebesar 5 8 %
f. Jumlah masing-masing koreksi koefisien tahanan sisa.
g. Penentuan angka reynold (Rn)
-
lxxxv
Rn = VsxLwl .. (4.32)
Dimana : = 1.18831 x 10-6 m2/dt
1. Koefisien Tahanan Gesek (Cf)
a. Koefisien tahanan gesek (Cf) menurut ITTC 57
103 Cf = )210
075,0RnLog
.(4.33)
b. Koreksi Cf untuk anggota badan kapal banyak dilakukan dengan
jalan
menaikkan Cf sebanding dengan permukaan basah anggota
badan
kapal,
Cf = S1/S . Cf(ITTC57) . (4.34)
Dimana : S1 = luas permukaan basah termasuk anggota
badan
(1-3)% manhull
S = Luas permukaan basah
2. Koefisien Tahanan Tambahan (Ca)
Permukaan kapal tidak akan pernah mulus sekalipun kapal tersebut
masih baru dan catnya masih mulus. Koefisien penambahan
tahanan untuk korelasi model kapal umumnya sebesar Ca = 0,0004,
namun demikian pengalaman lebih lanjut menunjukkan bahwa cara
demikian itu tidak benar. Karena itu diusulkan koreksi untuk
pengaruh kekasaran dan pengaruh kondisi pelayaran percobaan
sebagai berikut :
Untuk kapal dengan L 100 m. ------- 10 Ca = 0,4
= 150 m ------- = 0,2
-
lxxxvi
= 200 m. ------- = 0
= 250 m ------- = -0,2
300 m. ------- = -0,3
3. Koefisien Tahanan Udara (Caa)
a. Tahanan udara (Caa);
Jika tidak diketahui data angina dalam perancangan kapal, maka
disarankan untuk dikoreksi 10 Cr sebagai berikut :
10 3 Caa = 0,07 (4.35)
b. Koreksi untuk tahanan kemudi sekitar 10 3 Cas = 0,004
4. Koefisien tahan total kapal (Ct) adalah
Ct = Cr + Cf + Ca + Caa ... (4.36)
-
lxxxvii
Gambar 32. Koefisien tahanan sisa terhadap rasio kecepatan-panjang kapal runtuk harga
koefisien prismatik 4,0
-
lxxxviii
Gambar 33. Koefisien tahanan sisa terhadap rasio kecepatan-panjang kapal runtuk harga
koefisien prismatik 4,5
-
lxxxix
Gambar 34. Koefisien tahanan sisa terhadap rasio kecepatan-panjang kapal runtuk harga
koefisien prismatik 5,0
-
xc
Gambar 35. Koefisien tahanan sisa terhadap rasio kecepatan-panjang kapal runtuk harga
koefisien prismatik 5,5
-
xci
Gambar 36. Koefisien Tahanan Sisa vs ratio v-L (Kecep Panj.) nilai
Koefisien Prismatik Longitudinal 6.
-
xcii
Gambar 37 Koefisien Tahanan Sisa vs ratio v-L (Kecep Panj.) nilai
Koefisien Prismatik Longitudinal 6.5
-
xciii
Gambar 38 Koefisien Tahanan Sisa vs ratio v-L (Kecep Panj.) nilai
Koefisien Prismatik Longitudinal 7.
-
xciv
Gambar 39 Koefisien Tahanan Sisa vs ratio v-L (Kecep Panj.) nilai
Koefisien Prismatik Longitudinal 7,5
-
xcv
Gambar 40 Koefisien Tahanan Sisa vs ratio v-L (Kecep Panj.) nilai
Koefisien Prismatik Longitudinal 8.
-
xcvi
i. Perhitungan Tahanan Dengan Metode Holtrop-Mennen
Pada beberapa metode perhitungan hambatan kapal terdapat
peninjauan yang berdasarkan suatu kesepakatan, seperti pada
pengestimasian nilai hambatan haluan gembung yang hanya mrninjau
haluan genbung tersebut secara terpisah. Atas dasar itulah J.Holtrop dan
G.G.J.Mennem membuat suatu metode yang mengandalkan ketepatan
perhitungan dengan pengambilan data dan pengolahannya secara statistik
yang kemudian dikenal dengan Metode Prediksi Daya Efektif Statistik atau
disingkat Metode Tahanan Kapal Statistik.
Berdasarkan buku rsistance and propulsion of ship (halaman 117),
tahanan total yang terjadi pada sebuah kapal dapat dihitung dengan
memakai rumus ;
RT = V2 S CT (kg) .... (4.37) Dimana ;
RT = tahanan total kapal (kg)
CT = koefisien tahanan total
f = massa jenis fluida (kg/m3)
V = kecepatan kapal (m/s)
S = luas bidang basah (m2)
-
xcvii
Koefisien tahanan total sebuah kapal dapat diuraikan sebagai berikut ;
CT = CF + CR + CA ............ (4.38)
Dimana :
CT = koefisien tahanan total
CF = koefisien tahanan gesek
CR = koefisien tahanan sisa
CA = koefisien tahanan tambahan
Langkah dalam perhitungan tahanan kapal dengan metode Holtrop
adalah sebagai berikut :
1. Penentuan Tahanan Gesek (RF)
a. Penentuan harga koefisien gesek (CF)
Harga koefisien gesek ditentukan berdasarkan persamaan ITTC
1957
sebgai berikut (Harvald, 1992) :
CF = 210 2) -Rn (LOG
75,0 ....(4.39)
Rn = LwlVs. ..........(4.40)
-
xcviii
Dimana,
CF = koefisien tahanan gesek
Rn = angka reynolds
Vs = kecepatan kapal (m/s)
v = viskositas kinematis fluida
= 1,1883 x 10-6 (m2/s)
b. Perhitungan panjang bagian kapal yang mengalami tahanan
langsung (length of run) ditentukan dengan persamaan :
LR=LBP
+
14)%06,0(1
P
CBPP
CLxxCC ...(4.41)
Dimana :
LR = panjang bagian kapal yang menngalami tahanan langsung
(m)
LBP = panjang kapal (m)
CP = koefisien prismatic horizontal
%LCB = presentase letak titik tekan
c. Perhitungan harga faktor lambung (1 + K1)
Faktor lambung yang memperlihatkan hubungan tahanan viskositas
bentuk lambung dengan tahanan gesek dapat dicari dengan
persamaan
(1 + K1) = 0,93 + {[0,487118 x (B/Lwl)]1,06806 x (T/Lwl)0,46106 x
(Lwl/LR)0,121563xLwl3/)0,36486}/(1CP)0,604247 (4.42)
-
xcix
2. Perhitungan tahanan gesek (RF) ditentukan dengan persamaan :
RF=/2xVs2x S x CF x (1 + K1) ......(4.43)
Dimana :
f = massa jenis fluida
= 104,51 kg/m3 ..................... (untuk air laut)
= 101,96 kg/m3 .. (untuk air tawar)
S = luas permukaan basah (m2)
(1+K1) = harga faktor lambung
3. Penentuan Tahanan Bagian Tambahan (RAP)
a. Perhitungan harga tahanan bagian tambahan (RAP) dapat
ditentukan dengan rumus :
RAP = f / 2 x Vs2 x As x CF x (1 + K2) (4.44)
Dimana :
As = luas bagian bagian tambahan (m2)
(1+K2) = harga faktor bagian tambahan
b. Perhitungan harga faktor bagian tambahan (1 + K2 ) dengan
persamaan sebagai berikut :
(1 + K2) = E2 / E1
-
c
Table 2.1. penentuan harga faktor bagian tambahan.
Bagian Ada = 1
Tidak ada = 0 Faktor Produk
Konvensional
Stern & kemudi 0 1,5 0
Kemudi & Skeg 0 2 0
Kemudi kembar 0 2,8 0
Y Bracket 0 3 0
Skeg 0 2 0
Shaft bossing 0 3 0
Shell bossing 0 2 0
Shaft telanjang 0 4 0
Sirip bilga 0 2,8 0
Dome 0 2,7 0
Lunas bilga 0 1,4 0
1 = 0 2= 0
-
ci
4. Penentuan Tahanan Akibat Gelombang (RW)
Perhitungan tahanan akibat gelombang (RW) dapat dihitung dengan
persamaan :
RW=C1xC2xP5 x x f x g x e{(M1/Fn 0,9)+(M2 Cos(P5)} ....(4.45)
Dimana :
RW = tahanan akibat gelombang (Kg,ton)
C1 =)90(
)/()/(2223105 07961,178613,3
OBTxLwlBx .....(4.46)
Dimana :
= sudut kemiringan (entrance)
= 125,67 x B/Lwl 162,25 x (Cp)2 + 234,3 x (Cp)3 + 0,155
x %Lcb
C2 = 1/[e(1,89x10)] ....(4.47)
P5 = BxTxCmxATS8,01 ......(4.48)
-
cii
5. Perhitungan tahanan tekanan tambahan dari haluan gembung dekat
permukaan air (RB) dapat dihitung dengan persamaan :
RB=0,11xxgx
+
2
3
)/3(
3/2
)1( FnFni
eABT
pb ...(4.49)
6. perhitungan tahanan tambahan akibat adanya transom yang terbenam
(RTR), dapat dihitung dengan persamaan :
RTR=0,5xfxV2xATSx (1-0,2CK) ........(4.50)
Dimana :
CK=
)(2
BxCwlBxgxAVs
TS
+ ......(4.51)
7. Perhitungan tahanan akibat korelasi model kapal (RM)
Penentuan harga tahanan akibat korelasi model (RM) dapat
dilakukan dengan
menggunakan persamaan :
RM=f/2xVs2xSxCa ...(4.52)
-
ciii
Dimana :
RM = tahanan korelasi model
f = massa jenis fluida (kg/m3)
Vs = kecepatan kapal (m/dtk)
S = luas bidang basah kapal (m2)
Ca = koefisien korelasi model
8. Penentuan tahanan total (RT)
Setelah kesemua tahanan diatas sudah diperoleh maka harga
tahanan total
dapat diperoleh dengan menjumlahkan keseluruhan tahanan yang
sudah
diperoleh dengan persamaan :
RT=RF+RAP+RW+RB+RTR+ RM .(4.52)
-
civ
Percobaan tahanan model kapal bersirip
Penelitian kapal (cepat) patroli telah dilakukan (Djabbar dan Baharuddin, 2009).
Digunakan dua konfigurasi, yaitu dengan dan tanpa sirip. Dalam sirip ditempatkan
hidrofoil sebagai penguat dan pembangkit daya angkat. Foil yang digunakan adalah
Foil NACA 2412 . Hasil penelitian menunjukkan/diusulkan adalah sudut serang 2
derajat untuk luas foil 6 m2 dan 4 derajat untuk luas 9 m2 . Hasil itu diperoleh secara
teori (perhitungan dengan model matematika). Penelitian awal terdahulu (Irfan
Ashari, 2005) dengan pemakaian pegas, baik dengan dan tanpa pegas, yang
ditunjukkan Gambar 41-43 . Antara tahun 2005 sampai tahun 2009. Djabbar dkk.
Telah mempublikasikan serentetan percobaan tahanan model kapal bersirip.
-
cv
Gambar 41 Model fisik bersirip sedang ditarik
-
cvi
Gambar 42 Model ditarik tanpa sirip
-
cvii
a
-
cviii
B
Gambar 43 Pengukuran tahanan dengan pegas
-
cix
Penutup
-
cx
Tugas :
Tugas Mandiri Mahasiswa
Tentukanlah besar tahanan kapal rancangan dengan menggunakan dua
merode perhitungan antara Metode Yamagata, Metode Guldhammer, dan
Metode Holtrop\
f. Contoh hasil perhitungan Tahanan Kapal
-
cxi
Metode Holtrop Mannen
Item /Formula Unit Kecepatan
V1 V2 V3
1 Kecepatan (Vk) Knot 8.00 9.00 10.00
2 Kecepatan (Vs) m/s 4.1152 4.6296 5.144
3 Fn =Vs / (g . lwl)1/2 0.265 0.298 0.331
4 Rn =VL/ 3,51 x 10 8 3,24 x 10
8 2,97 x 10
8
5 Cf = 0,075/(log Rn-2)2 0.00162 0.00159 0.00157
6 LR 11.686 11.686 11.686
7 (1+k1) 1.33 1.33 1.33
8 RF N 476.571 592.889 720.890
9 (1+k2) 1.68 1.68 1.68
10 RAP N 18.03 22.43 27.27
11 Koef. 0.793 0.793 0.793
12 koef.C1 36.822 36.822 43.723
13 koef.C3 0 0 0
14 koef.C2 1 1 1
15 koef.M1 -3.200 -3.200 -3.200
16 koef.M2 -0.046 -0.110 -0.187
17 koef.P5 1 1 1
18 RW N 337.357 1090.249 2491.771
19 koef.Pb 0 0 0
-
cxii
20 Fni 0 0 0
21 RB N 0 0 0
22 koef.Ck 0 0 0
23 RTR N 0 0 0
24 koef.C4 0 0 0
25 koef.Ca 5,07 x 10-
5 5,07 x 10-4
5,07 x 10-3
26 RM N 2534.73 3208.02 3766.32
27 RT N 3366.69 4913.59 7006.25
28 RT kN 3.3667 4.9136 7.0063
29 EHP= RT . v / 735,5 HP 184.73 303.31 480.54
-
cxiii
Metode Guldhammer
Uraian Unit Kecepatan
1 2 3 4
1 Fn/(V/ g L)
2 Kecepatan (V) knot
3 Kecepatan (V) m/dt
4 103 Cr/(L/V1/3)
5 Koreksi B/T
6 Koreksi LCB
7 Koreksi bentuk lambung
8 Koreksi Bow
9 Koreksi bagian tambahan
10 Jumlah koreksi 103 Cr
(5+6+7+8+9)
11 10-6 Rn = 10-6 VL/
12 103 Cf = 0,075/(logRn-
2)2
13 10-6 Cf = 103 Cf ( S/S)
-
cxiv
14 103 CA (tah angin)
15 103 CAS (tah streeng)
16 Jumlah koreksi 103 Cf
(12+13+14+15)
17 Ct = poin 10 + poin 16
18 Rt =1/2. Ct..V2.S N, kN
19 EHP = Rt V/k HP
Harga k = 735,5 untuk Rt dalam Newton
= 0,7355 untuk Rt dalam kilo Newton
-
cxv
Metode Yamagata
Perhitungan Tahanan Kapal MP Lae-lae No Uraian Satuan V V V
1 Kecepatan kapal (vs) knot 13 14 15
2 Kecepatan kapal (vs) m/s 6.6872 7.2016 7.7160
3 Reynold Number (15OC)
1.10104E+08
1.18574E+08
1.27043E+08
4 Koefisien hambatan gesek(CF)
0.0021 0.0020 0.0020
5 Tahanan gesek (RF) N 1704.2889 1930.4812 2168.0745
6 Tahanan gesek (RF) kg 170.4289 193.0481 216.8075
7 Froude Number 0.5599 0.6030 0.6461
8 B/L - 0,135 0.0986 0.0986 0.0986
9 B/T - 2,25 1.5278 1.5278 1.5278
10 (DrR'.B/L)/(B/L-0,135) 0.5 0.51000 0.515
11 (DrR'.B/T)/(B/T-2,25) -0.0063 -0.0065 -0.0069
12 (DrR'.B/L) 0.04930 0.05028 0.05078
-
cxvi
13 (DrR'.B/T) -0.00966 -0.00996 -0.01053
14 Koefisien Tahanan sisa (rRo)
0.052 0.05489 0.05625
15 Koefisien Tahanan sisa (rR')
0.09164 0.09521 0.09650
16 Hambatan sisa (Rr) N 12807.688 15432.595 17955.588
17 Hambatan sisa (Rr) kg 1280.769 1543.259 1795.559
18 Hambatan total (Rx) kg 1451.198 1736.308 2012.366
19 Rtot kg 1741.437 2083.569 2414.839
20 EHP hp 155 200 248
-
cxvii
Soal :
1. Tulis perbedaan penentuan tahanan kapal pada tahap awal (preliminary)
rancangan dari tahap akhir (siap buat)
-
cxviii
Pustaka
1. Sv Aa. Harvald, 1983, Resistance and Propulsion of Ships, John Wiley & Son
2. T. C. Gillmer and B. Johnson, 1982, Introduction to Naval Architecture, E. & F.N.
Spon, Great Britain
3. M.A. Djabbar, 2007, Theoretical Prediction of Ship Model Resistance with semi
Elliptical section, Nozzle-like Strips, Sem. Nasional, Teori & Aplikasi Teknologi
Kelautan, ITS, Surabaya
4. Fundamental of Ship Resistance and Propulsion.by D.J. Van Mannen, 1957
5. A. Jamaluddin, 2011, Private communication
-
cxix
BAB VI POLA TAHANAN KAPAL TERTENTU
Pendahuluan
Mengenal bentuk tahanan lewat bentuk kurva adalah sasaran pembelajaran. Untuk
mencapai sasaran itu, selain mengkaji literatur terkait, mengamati percobaan model
multi hull ( badan ganda). Hasil percobaan dapat divalidasi dengan hasil peneliti
(pakar) lain.
Uraian bahan pembelajaran
Kapal umum (satu badan , monohull)
Bentuk kapal sangat variatif, baik di bagian bawah (terendam), dilengkapi bulbuous
bow , Gambar 44 dan 45 maupun bagian atas, demi keindahan.
-
cxx
Gambar 44 Bulbuous bow depan bawah
-
cxxi
Gambar 45 Kapal muatan curah ukuran sedang, Molded bulbuous bow
-
cxxii
Untuk kapal berbadan satu ditunjukkan Gambar 46a dan berbadan dua oleh
Gambar 46b.
R
( N )
v (kecepatan )
a. Monohull
-
cxxiii
R
v (kecepatan)
b. Twinhull
Gambar 46 Tahanan kapal badan ganda (Twinhull, Catamaran)
-
cxxiv
Gambar 47 Tahanan tanpa dan dengan sirip
Bentuk tahanan kapal umum yang dilengkapi sirip ditunjukkan Gambar 47.
-
cxxv
Pustaka
1.M.A. Djabbar, 2007, Theoretical Prediction of Ship Model Resistance with semi
Elliptical section, Nozzle-like Strips, Sem. Nasional, Teori & AplikasiTeknologi
Kelautan, ITS, Surabaya
2. Sv Aa. Harvald, 1983, Resistance and Propulsion of Ships, John Wiley & Son
-
cxxvi
Soal :
Gambar towing tank kecil
Gambar towing tank besar
Jelaskan beberapa perbedaan
-
cxxvii
EVALUASI
Keberhasilan mahasiswa dengan tersedianya bahan ajar akan lebih baik. Sebagai
ukuran, termasuk keberhasilan staf pengajar, perlu evaluasi. Untuk mata kuliah
tahanan kapal, karena terdapat bagian percobaan, mahasiswa akan memperoleh
banyak hal tentang teknik perkapalan (Naval Architecture).
Evalusi yang akan diterapkan adalah diskusi, ujian tulis , dan lisan, agar mahasiswa.
Mampu menjelaskan dan menghitung besar tahanan suatu kapal.
Mampu menjelaskan dan menghitung besar daya efektif suatu kapal, dan
Mampu menjelaskan pola tahanan yang dicirikan suat jenis kapal.
Penilaian terkait kemampuan analisis dan keaktifan dan penerapan
-
cxxviii
PENUTUP
Mata kuliah tahanan kapal wajar apabila disebut mata kuliah sentral / inti karena
disamping perhitungan, percobaan, juga terkait daya mesin (tipe mesin). Materi di
dalam bahan ajar ini tanpa belajar berkelompok agak berat bagi mahasiswa.
Disarankan sekali lagi mahasiswa harus serius dan bekerja sama secara fair.
Kekurangan bahan disini dapat dilengkapi dari sumber lain. Dengan tersedianya
fasilitas internet dimana-mana, informasi disitu ditambah pustaka yang lain akan
mempercepat pemahaman dalam mencapai sasaran pembelajaran. Soal yang
diberikan dalam bahan ajar harus dikerja / dilatih untuk memperoleh nilai optimum.
Berdasarkan hasil kerja tugas yang telah diselesaikan oleh mahasiswa, diberikan
penilaian berdasarkan kriteria :
1. Ketuntasan dan kebenaran tugas serta keaktifan asistensi
2. Keaktifan dan penguasaan materi tugas
3. Kejelasan uraian dari hasil tes kemampuan teori.
-
cxxix
Daftar Pustaka
1 M.A. Djabbar, 2008, Dasar Teknik dan Sistem Perkapalan, Jurusan Perkapalan
Press.
2.____________, 2007, Theoretical Prediction of Ship Model Resistance with semi
Elliptical section, Nozzle-like Strips, Sem. Nasional, Teori & AplikasiTeknologi
Kelautan, ITS, Surabaya
3.____________, 2010, Resistance Experiment of Traditional Wooden Boat of South
Sulawesi, RINA Conf. Development of Ship Design and Construction, ISCOT2010,
ITS, Surabaya
4.Sv Aa. Harvald, 1983, Resistance and Propulsion of Ships, John Wiley & Son
5. T. C. Gillmer and B. Johnson, 1982, Introduction to Naval Architecture, E. & F.N.
Spon, Great Britain
6. D. Setyawan et al.,2010, Development of Catamaran Fishing Vessel, The Journal
for Technology and Science, vol. 21, Number 4, ISSN 0853-4098 (e-ISSN 2088-
2033
7. A. Jamaluddin, 2011, Private communication
8. R.W.Fox and A.T. McDonald, 1985, Introduction to Fluid Mechanics, 3rd Ed.,
John Wiley & Sons