RANGKUMAN MATERI

PERENCANAAN KAPAL

A. Sebelum membangun sebuah kapal, pemilik kapal akan berkoordinasi dengan pembuat kapal. Pemilik

kapal biasanya mengajukan sebuah technical equipment sebagai dasar pembangunan kapal. Biasanya,

permintaan tambahan akan muncul seiring berjalannya pembangunan.Technical equipment tersebut meliputi,

Technical equipment :

1. Tipe dan jenis kapal.

2. Jumlah dan jenis muatan.

3. Kecepatan kapal.

4. Rute pelayaran.

5. T (sarat).

Permintaan tambahan :

1. Tipe dan jenis kapal

2. Derek

Jenis derek dan kapasitas akan berubah seiring pembangunan kapal.

3. Crew atau ABK

Berhubungan dengan kapasitas bangunan atas, bisa diperkecil atau diperbesar sesuai jumlah ABK.

1. Tipe dan Jenis Kapal

- Menentukan jenis desain kapal yakni digunakan untuk muatan apa.

- Menentukan konstruksi dan kekuatan.

2. Jumlah dan Jenis muatan

- Menentukan jumlah muatan.

- Menentukan jenis muatan.

- Menentukan spesifikasi volume dan menentukan jenis ruangan.

3. Kecepatan

- Kecepatan menentukan PK mesin [f (V)3].

- Menentukan konsumsi bahan bakar mesin (consummeble).

- Menentukan VE (kecepatan ekonomis), Vt (kecepatan prcobaan), Vd (keccepatn dinas).

4. Rute Pelayaran

- Situasi dan kondisi perairan ( gelombang atau tenang).

- Iklim. Menentukan perlengkapan ruang akomodasi sesuai suhu sepanjang rute pelayaran.

- Jarak pelayaran.

1

5. Sarat (T)

- Menetukan sarat sesuai kedalaman perairan dan pelabuhan.

Adapun aspek desain pada perencanaan kapal antara lain :

1. Aspek Teknis.

2. Aspek Ekonomis.

3. Aspek Keindahan.

1. Aspek Teknis

- Memenuhi ijin persyarat berlayar dari Syahbandar (laik laut / sea watherness) :

Standar konstruksi dan kekuatan menurut rules yang dipakai owner.

Stabilitas (IMO).

Freeboard (>H –T).

Crew yang bersetifikat.

2. Aspek Ekonomis

- Biaya desian rendah.

Lines plan, bounjen, hydrostatic, displacement.

- PK mesin induk lebih kecil dari kecepatan yang diminta.Tahanan diperkecil supaya kecepatan

sesuai dengan order yang diminta.

- Kapasitas ruang muat diperbesar.

- Cargo handling (alat bongkar muat) harus efektif saat sandar di pelabuhan agar waktu yang

dibutuhkan lebih singkat.

- Jumlah Abk / crew dibatasi demo menghemat biaya sehari – hari.

- Attactractivity (daya tarik kapal yntuk penumpang).

3. Aspek Keindahan

a. Silhouette (bayangan).

- Funnel (cerobong asap).

- Sheer of deck.

Memperindah bentuk kapal.

Memperbesar ruang muat.

- Chamber of deck.

Memperkuat geladak.

Memperindah bentuk kapal.

Memperbesar ruang muat.

- Super stucture (bangunan atas) dan deck house.

- Bentuk bow dan stern.

b. Ship liner (garis – garis kapal).

2

- Lines paln.

c. Colurs.

B. Berat KapalKapal merupakan alat transportasi di air, dan kadang kala kapal harus bersandar di pelabuhan. Maka

keperluan saat bersandar maupun pada saat berlayar harus dipersiapkan.

Δ = P (berat kapal)

Δ = Lwt + Dwt

a. LWT (Berat Kapal Kosong )

Berat kapal kosong tersebut adalah berat badan kapal yang dilengakapi dengan permesinan kapal

maupun peralatan lain yang digunakan untuk mendukung pengoprasian kapal.

Berat kapal kosong tersebut dibagi dalam tiga bagian besar, antara lain :

Berat baja kapal.

Berat permesinan kpal ( mesin induk, mesin bantu, dll).

Perlengkapan atau peralatan.

b. DWT (Bobot Mati)

Pada saat berlayar, kapal memerlukan bahan bakar untuk mesin, minyak pelumas, dan air untuk

pendingin mesin. Dan awak kapal memerlukan kebutuhan hidup selama pelayaran.

Secara garis besar, dead weight tersebut teriri dari :

Pay load (muatan bersih).

Consummeble :

- Kapal:

1. Fresh water (air ketel, air pendingin mesin induk).

2. Fuel oil dan lubrication oil.

- ABK:

1. Provisiont (makanan dan minuman).

2. Fersh water (sanitrasi dan air minum).

Complement

- Crew dan Bagger (ABK dan bagasi).

Mengatur keekonomisan kapal

Δ = Lwt + Dwt

Maka Lwt < Dwt

Lwt + 30% Δ

3

Cargo Capacity1. Gross Cargo Capacity

Kapasitas ruang muat sesuai dengan perencanaan secara teritis.

2. Grain Cargo Capacity

Kapasitas ruang muat dengan muatan cair, curah, atnpa pembungkus.

Garin C.C = Gross C.C. – internal construction

3. Bale Cargo Capacity

Kapasitas ruang muat yang dipergunakan untuk muatan yang dibungkus dengan pembungkus tertentu,

seperti karung, drum, ataupun kontainer.

Bale C.C = Gran C.C – ( 8-12 )% Grain C.C.

4. Refrigerated Cargo Capacity

Kapsitas ruang pendingin.

Net1 = 65% – 75% gross C.C. tanpa isolasi

Net = 93% - 94% Net1 pembagin ruang penyimpanan

C. Istilah – istilah

I. a. Stowage Rate ( SR )

SR =GrossC .DWT

m3/ton

b. Cargo Coeffisien (CC)

CC = GrainC .Pay load

m3/ton

Contoh :

Δ = 20.000 ton

Grain Capacity =25.000 ton

LWT = 5000 ton

DWT = 15.000 ton

Pelayaran dari A ke B

- Consummeble = 1.500 ton

4

- Pay load = 13.500 ton

Pelayaran dari C ke D

- Consummeble = 1.000 ton

- Pay load = 14.000 ton

SR1 = SR2 =25.00015.000

= 1,67 m3/ton

CC1 = 25.00013.500

= 1,85 m3/ton

CC2 = 25.00014.000

= 1,75 m3/ton

II. a. Specific Volume (SV )

Berhubungan dengan

- Grain capaciity.

- Muatan curah.

- Bulk carrier.

- Kapal tanker.

SV =1γ

m3/ton + (2 -4)% Vol. R. Muat

Contoh :

- Jumlah muatan cair : 10.000 ton

- Jenis muatan cair : Bensin (ɣ = 0,8)

SV =1γ

m3/ton

= 1

0,8

= 1,2 Vol R. Muat = 1,2 x 10.000 = 12.000 m3

Vol R. Muat sebenarnya = 12.000 x 3%(12.000) = 12.500 m3

b. Stowage Factor (Sf)

Berhubungan dengan :

- Bale capacity.

- Muatan yang dibungkus.

- Kapal general cargo.

Contoh :

- Jumlah muatan : 10.000 ton

5

- Jenis muatan : muatan yang dibungkus

Vol GC = 10.000 x 1,5 = 15.000 m3

Vol R. Muat = 15.000 + 0,04 (15.000) = 15.800 m3

D. Perbandingan Ruang Muat

a.SVSF

= CCSR

Draft 100 % , Hold C ( ideal )

b.SVSF

< CCSR

Draft 100 %, Hold capacity < 100 % (muatan berat)

c.SVSF

> CCSR

Draft < 100 %, Hold capacity 100 % ( muatan ringan )

E. Kecepatan Kapal -Vd atau Vs : Kecepatan pada saat dinas

-Vp atau Vt : Kecepatan percobaan pertama kali

-VE : Kecepatan ekonomis Vp > VE > Vd

Vp = 1,06 Vd

PK mesin = f (Vp )3 = Vp3

Wf0 = ( Pbme . bme + Pae . bae ) S .106

Vs

- Wf0 = volume bahan bakar mesin

- Pbme = BHP main engine ( KW,HP)

- bme = coefisien bahan bakar main engine (gr/kw.h)

6

T = T load

T loadT

T load T

- Pae = BHP mesin bantu ( KW,HP)

- bae = coefisien bahan bakar mesin bantu (gr/kw.h)

- S = jarak pelayaran / radius

- Vs : Kecepatan pada saat dinas

Nilai b engine pada two stroke engine :- 205 – 211 (gr/kw.h)

Nilai b engine pada four stroke engine :

- 96 – 209 (gr/kw.h)

WL0 = Pbme . bme . T. SVs

+ 2%

- WL0 = Volume minyak pelumas

- Pbme = BHP main engine ( KW,HP)

- bme = coefisien bahan bakar main engine (gr/kw.h)

- T = sarat kapal

- S = jarak pelayaran / radius

- Vs : Kecepatan pada saat dinas

- bme = 0,8 – 12 (gr/kw.h)

F. Fresh Water

- Kebutuhan air minum adalah 10 -20 liter per orang per hari.

- Kebutuhan air untuk sanitrasi adalah 60 liter per orang per hari (tanpa mandi) dan 200 liter per orang

per hari ( dengan mandi).

- Kebutuhan air untuk ketel (boiler ) adalah 0,14 kg per kwh ditambah untuk start pertama kali.

- Kebutuhan provisiont ( makan ) adalah 3 sampai 5 kg per orang per hari.

- Berat ABK adalah 75 kg per orang.

- Berat bawaan Abk adalah 20 kg untuk jarak dekat, dan 60 kg untuk jarak jauh.

G. Balas (Ballast)

Balas dibagi menjadi dua bagian yaitu :

1. Balas tetap.

2. Balas tidak tetap.

Fungsi balas :

a. Menambah sarat, agar pada saat kapal kosong, propeller tetap tercelup ke dalam air.

Balas diisikan pada saat muatan kapal kosong, kecuali pada kapal jenis ore carrier dan kapal log carrier.

7

G

H. ABK ( Crew)

Jumlah abk ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain :

1. Jenis dan tipe kapal.

2. Daerah pelayaran.

3. Peraturan dari daerah yang bersangkutan.

Menentukan jumlah abk dapat dihitung menggunakan rumus :

Zc = Cst . Cdek . (L . B . H . 35

105 ) + Cengine (BHP/103) + Cdek

- Cst = coeffisien Steward department

- Cdek = coeffisien deck department

- Cengine = coeffisien engine department

Deck department bertanggung jawab atas navigasi, peralatan deck, bonkar muat (cargo handling ).

Engine department bertangggung jawab atas permesinan.

Susunan ABK :

1. Kapten ( Nahkoda )

2. Deck Departement ;

a. Mualim I, II

b. Markonis I, II / Radio officer

c. Juru mudi I, II, III/Q master

d. Kelasi / crew deck

3. Engine Departement

a. Kepala kamar mesin (KKM)

b. Masinis I, II, III / Engginer

c. Juru listrik / Elektricant I, II

d. Oil man / juru oli

e. Pump oil / juru pompa

f. Crew mesin

4. Catering Departement

8

k k

G

KG kecil, MG besar KG besar, MG kecil

T loadT load

a. Kepala catering

b. Juru masak

c. Pelayan

I. Bentuk Badan Kapal dan Hitungannya dengan Perencanaan Kapal

1. Bentuk badan kapal biasanya dipengaruhi suatu ukuran utama ( L, B, H ).

2. Bentuk badan kapal dipengaruhi perbandingan ukuran utama (L/B, L/H, H/T, B/T, B/D )

3. Bentuk badan kapal dipengaruhi kofisien bentuk ( Cb, Cp, Cw ).

4. Bentuk badan kapal dipengaruhi bentuk penampang kapal ( U dan V ).

5. Bentuk badan kapal dipengaruhi lines plan.

1. Ukuran Utamaa. Panjang kapal ( L )

Panjang kapal berpengaruh pada kecepatan kapal dan kekuatan memanjang kapal.

Contoh :

A

Kapal A lebih panjang dan pendek , maka Va > Vb

B

Kapal B lebih pendek dan tinggi , maka Rta > RTb

b. Lebar kapal ( B )

Lebar kapal mempengaruhi kekuatan memanjang kapal.

Contoh :

A

B

c. Tinggi kapal (H )

Ketinggina badan kapal mempngaruhi posisi KG.

9

M

K

KM = f (B)

KG = f (H)

d. Sarat kapal ( T )

Sarat berpengaruh pada letak titik KB.

2. Perbandingan ukuran utama kapal

L/B berpengaruh terhadap tahanan (RT)

Apabila L/B besar maka RT kecil, apabila L/B kecil maka RT besar.

L/H berpengaruh terhadap kekuatan memanjang kapal (KM)

Apabila L/H kecil maka KM besar, apabila L/H besar maka KM kecil.

H/T berpengaruh terhadap Freeboard.

B/T berpengaruh pada Stabilitas.

B/D berpengaruh terhadap Stabilitas.

B/H berpengaruh pada Stabilitas.

3. Koefisien Bentuk

Pada umumnya koefisien bentuk digunakan untuk menentukan besar kecilnya ukuran kapal. Koefisien

bentuk juga dipergunakan untuk perhitungan besar tenaga mesin uatama. Maka apabila CB besar maka

kapal akan berbentuk besar/ gemuk,tahanan besar, dan PK mesin besar. Dan apabila CB kecil maka

ukuran kapal akan kecil memanjang ( kurus),tahanan kecil, dan PK mesin kecil.

4. Bentuk penampang

10

H

T

KB = f (T)

A

A

Side deck

lwl

V station

U station

α

α

Asumsi :

- Luas setiap stim harus sama (A).

- Tinggi deck harus sama (H).

- Sudut frame pada setiap geladak harus sama (α).

Keuntungan bentuk V :

- Volume ruang muat lebih besar.

- CWL lebih besar.

- Mengurangi berat baja.

- Tahanan kekentalan/ frictional resitance lebih kecil.

- Grafis caren ( Hydrostatic curve) lebih sederhana.

- Karakteristik sea keeping lebih baik ( penanganan terhadap keadaan laut saat slaming).

- Luas geladak, terutama fore castle deck lebih besar.

- Centre of displacement lebih tinggi.

Kerugian Bentuk V :

- CWL lebih besar, maka wave making resistance ( tahanan gelombang) lebih besar. Terutama pada

harga Fn (froude number ) lebih dari 0,25.

J. Dasar Perhitungan pra Perencanaan Kapal

1. The Dead Weight Carrier.

2. The Capacity Carrier.

3. The Unit Carrier.

1. The Dead Weight Carrier

- Untuk kapal bermuatan berat.

- Spesifik volume ruang muat kecil.

- Dasar perhitungan utama adalah terpenuhinya DWT.

11

Base line

H

- Persamaan umum = Δ = P.

P = DWT + LWT = Lpp x B x T x Cb x 1,025 (1+)

- = koefisien yang menunjukan vol disp kulit serta tonjolan- tonjolan,

(0,45 – 0,60)Cb

Rincian Harga :

- Vol shell plating = t

380 √V x Lpp

- Vol shaft bossing = 1,1 x D3

- Vol ruder = 0,13 x A32

- Vol propeller = 0,01 x D3

- Vol stern disp =[ T x

H – 1 ]

A100

x = 2,5 (fine stern)

x = 3,5 ( full stern.

2. Capacity Carrier

- Untuk kapal dengan muatan ringan.

- Spesifik volume ruang muat lebih besar.

- Vh = Cbdeck . Lpp . Bmld . D’ = (Vr−Vu)(1+S)

+ Vm

D’ = capacity depht (m).

D’ = D + Cm + Sm .

Cm =mean camber = 23

C untuk parabolic camber.

Sm = mean sheer = 16

(Sf + Sa ).

Cbdeck = coefisien deck pada moulded depht.

Cara I perubahan Cb permeter sarat = 1

10T

Contoh :

T =7,35 m

H = 9,5 m

Cb = 0,72

Cara II Metode Watson

12

0,85D= 0,85 x 9,5 =8,08

ΔT =8,08 – 7,35 =0,73

Cbdeck =0,72 + 0,73 .1

10,735 = 0,73

Cb . 0,85 . H =Cb(pp) + (1 – Cbpp). 0,85 H−T

3T = 0,748

Keterangan:

- Vh = Volume di bawah deck dan diantara Ap-Fp.

- Vr = total harga capacity yang dibutuhkan oleh permintaan pemesan.

- Vu = cargo capacity yang tersedia di atas deck (green carrier).

- Vm =volume ruang mesin dan tangki- tangki, double bottom.

- S = pengurangan terhadap konstruksi di dalam ruang palkah (material construction).

3. Unit Carrier

Perhitungan yang tidak termasuk dead weight carrier dan capacity carrier.

Contoh :

1. Unit load Ships

- Container ships

Menentukan ukuran utama = f ( jumlah kontainer yang diangkut).

- Ferry Boat

Menentukan ukuran utama = f ( jumlah truk atau bus yang diangkut).

- Pallets

Tempat untuk meletakkan barang-barang dengan tujuan memudahkan penyimpanan, perhitungan, dan

transportasi. Biasanya terbuat dari kayu atau plastik.

2. Terbatasnya ukuran utama

- Sarat (T) : terbatsnya kedalaman pada beberapa pelabuhan. Maka menyebabkan ukuran L,B,H akan

terpengaruh.

K. Menentukan Ukuran Utama

Δ = coeffisien DWT =

- Makin besar Δ, makin efektif dan ekonomis sebuah kapal.

- Nilai

General cargo = 0,62 – 0,72

Tanker = 0,80 – 0,86

Bulk carrier = 0,78 – 0,84

13

a. (DWTΔ

)A ≈ ( DWTΔ

)B Asalkan kapal A dan B sejenis

Dengan perbandingan DwtA dan DwtB = antara 9.500 – 11.000

b. Perbandingan Ukuran utama kapal yang sejenis

- (L/B)A = (L/B)B

- (L/H)A = (L/H)B

- (H/T)A = (H/T)B

- (B/T)A = (B/T)B

- (B/H)A = (B/H)B

Dari perbandingan ukuran utama tersebut, maka akan didapat ;

- Tipe dan jenis kapal

- Muatan : pay load – DWT – Δ

- Kecepatan (V)

- Rute

- Sarat (T)

c. Δ = L . B . T . Cb . ɣ . C

(DWTΔ

)A = ( DWTΔ

)B Dengan data kapal pembanding

B =

LLB

= BBT

= L. LLB

. BBT

. Cb . ɣ . C

Δ = L. LLB

. LLB

. 1BT

. Cb . ɣ . C .......... (1)

Cb = f ( V

√g . l) .............. (2)

- Cb general cargo = 1,00 – 0,23

- Cb tanker = 1,00 – 0,19

14

Dengan (L/H)A = (L/H)B maka akan didapatkan nilai HA.

L. Design Spiral atau Design Circle

Proses atau tahap –tahap design yang berulang- ulang ( interation) dari mossion requirement sampai dengan

detail design.

Tahap design

1. Basic Design

- Concept design

- Preliminary design

2. Contract Design

3. Detail Design

1. Basic Design

a. Concept Design

Konsep desain kapal merupakan tahap lanjutan setelah adanya Owner design requirement

dimana konsep desain juga merupakan basic design dalam proses perancangan kapal. Konsep desain

kapal adalah tugas untuk mendefinisikan sebuah objek untuk memenuhi persyaratan misi dan

mematuhi seperangkat kendala. Dalam melakukan konsep desain perlu diperhatikan:

- Aturan kepatuhan / keselamatan evaluasi

Utuh stabilitas / pemuatan dan stabilitas

Stabilitas Kerusakan / probabilistik aturan

Kapal kerentanan terhadap banjir / banjir simulasi dinamis / pengendalian banjir kerusakan

Sarana melarikan diri & rencana evakuasi / simulasi evakuasi

- Evaluasi kinerja kapal

15

Lambung dan optimasi embel-embel

Kenyamanan penumpang

Manoeuvrability

Perlawanan dan hidrodinamika umum / CFD dan model pengujian

b. Preliminary design

Pada preliminary design stage ini dikembangkan hasil dari tahap conceptual dengan

menetapkan alternatif kombinasi yang jelas, sehingga pada akhirnya didapatkan gambaran utama kapal

dan kecepatan servicenya, begitu juga daya motor yang diperlukan, demikian pula dengan daftar

sementara peralatan permesinan. Dari Preliminary design didapatkan :

- Displacement

- Ukuran Utama dan koefisien bentuk

- Lines plan kasar

- Rancangan Umum kasar

- PK mesin kasar

- Rencana konstruksi

- Pengecekan stabilitas

- Pengecekan ruang muat

2. Contract Design

Tujuan dari contract design stage adalah untuk mengembangkan perancangan kapal dalam

bentuk yang lebih mendetail yang memungkinkan pembangun kapal memahami kapal yang akan dibuat

dan mengestimasi secara akurat seluruh beaya pembuatan kapal. Dalam detailnya contract guidance

drawing dibuat untuk menggambarkan secara tepat perancangan yang diinginkan. Contract design

biasanya menghasilkan satu set spesifikasi dan gambar, serta daftar peralatan permesinan. Hasilnya

adalah dokumen kontrak pembuatan kapal.

Tujuan dari contract design adalah untuk mendefinisikan kapal dengan tingkatan dari ketelitian

berdasarkan sebuah pengalaman pembangunan kapal yang dapat membuat sebuah estimasi biaya

konstruksi. Produk dari kontrak desain adalah rencana kontrak dan spesifikasi. Pekerjaan dalam kontrak

desain dibagi menjadi 3 bagian :

A. The hull section

B. The machinery section

C. The electrical section

A. The hull section

1. Lines plan

2. H dan B

3. Stabilitas

16

4. Rancangan umum

5. Kekuatan memanjang

6. Steel plan dan midship section

7. Estimasi berat , dll.

B. The machinery section

1. Thermodinamika

2. Lay out kamar mesin

3. Desain sistem permesinan

4. Spesifikasi teknis

C. The electrical section

1. Analisa beban generator

2. Rencana diagram sistem listrik

3. Spesifikasi teknis

3. Detail Design

Final design adalah detail design mencakup semua rencana dan perhitungan yang diperlukan

untuk proses konstruksi dan operasional kapal. Bagian terbesar dari pekerjaan ini adalah produksi

gambar kerja yang diperlukan untuk penggunaan mekanik yang membangun lambung dan berbagai unit

mesin bantu dan mendorong lambung, fabrikasi, dan menginstal perpipaan dan kabel. Bagian dari

proses final desgin :

- Perhitungan bagian- bagian berat

- Bagian- bagian berat

- Penyusunan meluncurkan perhitungan dan pengajaran

- Persiapan agenda uji

- Perlengkapan kapal

- Persiapan instruksi operasi untuk sistem dan peralatan

17