SKIRPSI - ME 141501 ANALISA PERBANDINGAN KEBUTUHAN...

SKIRPSI - ME 141501

ANALISA PERBANDINGAN KEBUTUHAN POWER PADA ACTIVE TANK STABILIZER DENGAN FIN STABILIZER UNTUK DESIGN KAPAL PATROLI 70 METER

A’ANG KUNAIFI NRP. 4213106011

Dosen Pembimbing: Ir. Agoes Santoso MSc,. MPhil., CEng,. FIMarEST., MRINA JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh November Surabaya 2016

SKRIPSI - ME 141501

COMPARATIVE ANALYSIS ON POWER NEEDS OF ACTIVE TANK STABILIZER AND FIN STABILIZER FOR DESIGN PATROL VESSEL 70 METER

A’ANG KUNAIFI NRP. 4213106011

Counselor Lecture: Ir. Agoes Santoso MSc,. MPhil., CEng,. FIMarEST., MRINA

DEPARTMENT OF MARINE ENGINEERING Faculty of Ocean Technology Institut of Technology Sepuluh November Surabaya 2016

LEMBAR PENGESAHAN

ANALISA PERBANDINGAN KEBUTUHAN POWER PADAACruW TANK STABILIZER DENGAN FTTII STABILIZER

ANTUK DESIGN KAPAL PATROLI70 METER

SKRIPSIDiajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik PadaBidang Studi Marine Manufocture and Design (l6vfD)

Program S-1 Jurusan Teknik Sistem PerkapalanFahtltas Tehtologi Kelautan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Oleh:A'ang Kunaili

NRP.42t3 146 U1

Disetujui oleh KetuaJunxmt Teknik Sistem Perkapalan

Dr. Eng M. Badrus Zaman, 5.7.,

SURABAYAJonuari,2016

ilt

6ffim

JURUSAITEKI{IX 6ISTEM|,I\$APAt...

"i

v

ANALISA PERBANDINGAN KEBUTUHAN POWER PADA ACTIVE TANK STABILIZER DENGAN FIN STABILIZER

UNTUK DESIGN KAPAL PATROLI 70 METER

Nama Mahasiswa : A’ang Kunaifi NRP : 4213 106 011 Jurusan : Teknik Sistem Perkapalan Dosen Pembimbing : 1. Ir. Agoes Santoso MSc., MPhil., CEng., FIMarEST., MRINA

ABSTRAK

Stabilitas kapal adalah kemampuan kapal untuk kembali pada posisi semula dari suatu keolengan atau kemiringan disebabkan gangguan atau gaya dari luar. Sistem stabilitas adalah suatu sistem untuk mengatasi gerakan oleng kapal yang dipasang pada sisi kanan dan kiri kapal. Pada perancangan kapal patroli 70 meter digunakan 2 sitem stabilizer, yaitu active tank stabilizer dan fin stabilizer. Pemilihan sistem stabilizer berdasarkan standard momen rolling yang sudah ditentukan IMO. Berdasarkan standar IMO pada kapal patrol 70 meter ini memerlukan momen rolling sebesar 55.79 kNm. Dari standar perhitungan tersebut dapat ditentukan sistem active tank stabilizer dan fin stabilizer. Dari perbandingan 2 sistem diperoleh hasil perhitungan. Active tank stabilizer yang membutuhkan power 120.48 kW, kebutuhan ruangan 79.35 m3 dan respon waktu 13.6 detik. Sedangkan untuk sistem fin stabilizer membutuhkan power 74.6 kW, kebutuhan ruangan 198.37 m3 dan respon waktu 6.8 detik. Kata kunci : Momen Rolling, Active Tank Stabilizer, Fin

Stabilizer.

vii

COMPARATIVE ANALYSIS ON POWER NEEDS OF ACTIVE TANK STABILIZER AND FIN STABILIZER FOR

DESIGN PATROL VESSEL 70 METER

Student Name : A’ang Kunaifi NRP : 4213 106 011 Departement : Teknik Sistem Perkapalan Supervisors : 1. Ir. Agoes Santoso MSc., MPhil., CEng., FIMarEST., MRINA

ABSTRACT The stability of the ship is ability to return to original position of a rocking or rolling due to interference or external forces. The stability of the system is a system to cope with the movement of the ship swerved mounted on the right and left sides of the ship. In designing the 70-meter patrol boats used 2 system stabilizer, ie active tank stabilizer and fin stabilizer. Selection of stabilizer systems based on standards that have been determined rolling moment IMO. Based on the IMO standard 70-meter patrol vessel requires rolling moments of 55.79 kNm. From these calculations can be determined standards of active tank system stabilizer and fin stabilizer. From the comparison of two systems obtained calculation results. Active stabilizer tanks that require power 120.48 kW, 79.35 m3 space requirements and the response time of 13.6 seconds. As for the fin stabilizer system requires power 74.6 kW, 198.37 m3 space requirements and the response time of 6.8 seconds. Keywords : Momen Rolling, Active Tank Stabilizer, Fin

Stabilizer.

ix

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karenaberkat rahmat dan hidayahnya Tugas Akhir ini yang berjudul“Analisa Perbandingan Kebutuhan Power Pada Active TankStabilizer Dengan Fin Stabilizer Untuk Design Kapal Patroli70 Meter” dapat diselesaikan sesuai dengan harapan. LaporanTugas Akhir ini diajukan sebagai syarat untuk menyelesaikanstudi Strata-1 di Jurusan Teknik Sistem Perkapalan.

Dalam proses pengerjaan Tugas Akhir ini, penulismengucapkan terima kasih dan penghargaan yang tak terhinggaatas bantuan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini yang penuliassampaikan kepada :1. Bapak Dr. Eng. M. Badrus Zaman, S.T., M.T. selaku Ketua

Jurusan Teknik Sistem Perkapalan yang telah memberikanmanajemen yang baik kepada mahasiswa.

2. Bapak Ir. Agoes Santoso MSc., MPhil., Ceng., FIMarEST.,MRINA selaku dosen pembimbing Tugas Akhir yang sudahbanyak memberikan ilmu dan mengarahkan penyelesaianTugas Akhir ini dengan baik.

3. Kedua orang tua dan seluruh keluarga yang telah memberikansupport materiil dan doa dari beliau agar Tugas Akhir dapatpenulis selesaikan dengan baik.

4. Teman-teman mahasiswa lintas jalur jurusan Teknik SistemPerkapalan Semester Genap 2013, teman-teman member danpengurus lab Marine Manufacture and Desain, serta seluruhteman dari Jurusan Teknik Sistem Perkapalan yang terkaitbaik secara langsung maupun tidak langsung.

x

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh darisempurna sehingga penulis mengharapkan saran dan kritik yangbersifat membangun ke arah yang lebih baik. Semoga TugasAkhir ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnyabagi pembaca.

Penulis

xi

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN.................................................... iLEMBAR PENGESAHAN..................................................iiiABSTRAK.............................................................................. vABSTRACT .........................................................................viiKATA PENGANTAR .......................................................... ixDAFTAR ISI.........................................................................xiDAFTAR GAMBAR ........................................................... xvDAFTAR TABEL..............................................................xvii

BAB I PENDAHULUAN ...................................................... 11.1 Latar Belakang .................................................................. 11.2 Perumusan Masalah........................................................... 21.3 Batasan Masalah................................................................ 21.4 Tujuan................................................................................ 31.5 Manfaat.............................................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA........................................... 52.1 Kapal Patroli 70 Meter ...................................................... 52.2 Stabilitas ............................................................................ 5

2.2.1 Titik-titik Dalam Stabilitas ...................................... 82.2.2 Dimensi Pokok Dalam Stabilitas ........................... 102.2.3 Macam-macam Keadaan Stabilitas ........................ 112.2.4 Stabilitas Melintang ............................................... 132.2.5 Persyaratan Stabilitas Kapal Menurut IMO........... 152.2.6 Perhitungan Stabilitas Kapal.................................. 16

2.3 Gerakan Kapal................................................................. 162.4 Jenis Stabilizer Kapal ...................................................... 18

2.4.1 Bilge Keel............................................................... 182.4.1 Fin Stabilizer.......................................................... 212.4.2 Active Tank Stabilizer ............................................ 26

2.5 Software Pendukung........................................................ 302.5.1 AutoCAD 2007...................................................... 312.5.2 Maxsurf Pro ........................................................... 32

xii

2.5.1 HydromaxPro......................................................... 32

BAB III METODOLOGI ................................................... 353.1 Identifikasi dan Perumusan Masalah............................... 353.2 Studi Literatur ................................................................. 353.3 Pengumpulan Data .......................................................... 363.4 Perhitungan dan Desain Active Tank dan Fin Stabilizer . 363.5 Pengambilan Kesimpulan dan Saran ............................... 363.6 Diagram Alur Pengerjaan Tugas Akhir ........................... 37

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN........... 394.1 Data Kapal....................................................................... 394.2 Permodelan Pada Software Maxsurf................................ 41

4.2.1 Permodelan Transom ............................................. 414.2.2 Permodelan Main Deck.......................................... 424.2.3 Permodelan Upper Deck ........................................ 424.2.4 Permodelan Navigation Deck ................................ 434.2.5 Permodelan Supper Structure ................................ 434.2.6 Lines Plan Model................................................... 44

4.3 Perencanaan Distribusi Beban......................................... 464.4 Analisa Perhitungan Stabilitas......................................... 494.5 Hasil Perhitungan Stabilitas ............................................ 504.6 Perencanaan Perhitungan Fin Stabilizer.......................... 524.7 Perencanaan Perhitungan Active Tank Stabilizer ............ 554.8 Perbandingan Fin dengan Active Tank Stabilizer............ 56

4.8.1 Fin Stabilizer.......................................................... 564.8.2 Active Tank Stabilizer ............................................ 58

4.9 Analisa Daya Sisa............................................................ 64

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................. 675.1 Kesimpulan...................................................................... 675.2 Saran................................................................................ 68

xiii

DAFTAR PUSTAKA .......................................................... 69LAMPIRAN

xiv

Halaman ini sengaja dikosongkan

xv

DAFTAR GAMBAR

2.1 Titik-titik pada Kapal ...................................................... 92.2 Kondisi Stabilitas Positif ............................................... 122.3 Kondisi Stabilitas Netral ............................................... 122.4 Kondisi Stabilitas Negatif ............................................. 132.5 Posisi titik-titik yang mempengaruhi stabilitas pada saat

kapal tidak oleng ........................................................... 142.6 Posisi titik-titik yang mempengaruhi stabilitas pada saat

kapal oleng .................................................................... 142.7 Gerakan Linier Kapal .................................................... 172.8 Gerakan Rotasi Kapal.................................................... 182.9 Bilge Keel Tampak Depan............................................. 212.10 Posisi Fin dan Penggeraknya ....................................... 232.11 Diagram Blok Fin Stabilizer ........................................ 242.12 Blok Diagram Mikrokontroler...................................... 262.13 Sistem Active Tank Stabilizer ....................................... 272.15 Gyroscope...................................................................... 282.16 Sistem Pompa dan Katup .............................................. 292.17 Sistem Tank Measuring Management ........................... 292.18 Sistem Monitoring......................................................... 303.1 Flowchart Pengerjaan Tugas Akhir............................... 374.1 Side view Kapal Patroli 70 m ........................................ 404.2 Upper Deck view Kapal Patroli 70 m............................ 404.3 Main Deck view Kapal Patroli 70 m.............................. 404.4 Second Deck view Kapal Patroli 70 M .......................... 404.5 Model Kapal di Bawah Sarat Air .................................. 414.5 Model Kapal Dengan Transom ..................................... 414.6 Model Kapal Dengan Main Deck .................................. 424.7 Model Kapal Dengan Upper Deck ................................ 424.8 Model Kapal Dengan Navigation Deck......................... 434.9 Model Kapal Dengan Supper Structure ........................ 434.10 Permodelan pada Maxsurf View SW isometric.............. 434.11 Permodelan pada Maxsurf View SE isometric............... 44

xvi

4.12 Body Plan Model........................................................... 444.13 Sheer Plan Model ......................................................... 444.14 Spesifikasi Retracteble Fin Stabilizer ........................... 534.15 Lifting force fin Z300 pada sudut 45º dan 60º .............. 544.16 Sket Pemasangan Retracteble Fin Stabilizer................. 544.17 Sket Pemasangan Active Tan Stabilizer ........................ 564.18 Perencanaan Fin Secara Melintang ............................... 574.19 Perencanaan Fin Secara Membujur ............................... 574.20 Perencanaan Sistem Active Tank ................................... 594.21 Perencanaan Active Tank Secara Melintang.................. 634.22 Perencanaan Active Tank Secara Membujur ................. 63

xvii

DAFTAR TABEL

4.1 Tabel Data Hidrostatik Kapal Patroli 70 Meter............... 454.1 Tabel Distribusi Beban.................................................... 484.2 Tabel Hasil Analisa Stabiltas Menurut IMO ................... 50

xviii


1

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangDi dalam perancangan Kapal Patroli ini salah satu faktor

yang diperhatikan adalah stabilitas kapal untuk kenyamananpenumpang, pendaratan helikopter, kestabilan kapal untukakurasi penembakan serta wilayah operasi dari kapal yaituperairan Indonesia. Stabilitas kapal sangatlah penting karenaberhubungan dengan kesetimbangan kapal pada saatdiapungkan, tidak miring kekiri atau kekanan, demikian pulapada saat berlayar, pada saat kapal diolengkan oleh ombakatau angin, kapal dapat tegak kembali.

Salah satu alat yang berfungsi untuk menstabilkan gerakdari kapal atau roll motion stabilization disebut fin stabilizer.Namun pada pengoperasianya komponen ini memerlukanpower yang cukup besar, sehingga membutuhkan generatordari sumber listrik yang besar pula. Pada fin stabilizer iniumumnya menggunakan fin/sirip yang digerakan oleh sistemhidrolik untuk menstabilkan gerakan dari kapal. Berdasarkanfungsi dari fin stabilizer tersebut dapat dilakukan alternatiflain, yaitu dengan menggunakan alat active tank stabilizer,yang pada fungsinya sama dengan fin stabilizer. Prinsip alatini yaitu dengan menggunakan fluida air yang dipindahkanke bagian kiri atau kanan kapal untuk menstabilkan kapal.Sesuai dengan kebutuhan ballast yang diperlukan untukmenstabilkan gerak dari kapal. Untuk pemindahan fluida airini dapat menggunakan pompa.

Pada penelitian yang dilakukan untuk penyusunan tugasakhir ini, yaitu melakukan perbandingan keefektifan,kebutuhan power, ruangan dan respon waktu dari finstabilizer dengan active tank stabilizer. Yang nantinya hasil

2

dari penelitian ini akan digunakan dan diaplikasi padapembuatan kapal patroli.

1.2 Perumusan masalahPermasalahan yang timbul berdasarkan analisa

perbandingan active tank dengan fin stabilizer adalahbagaimana membandingkan keefektifan, rancangan,kebutuhan power dan biaya.

Pada pengerjaan skripsi tentang perbandingan keefektifanactive tank dan fin stabilizer, mencakup beberapa bagianantara lain adalah:

a) Membandingkan keefektifan antara active tank dan finstabilizer?

b) Bagaimana rancangan/design dari active tank stabilizer?c) Menganalisa kebutuhan power, ruangan dan respon

waktu untuk active tank dan fin stabilizer?

1.3 Batasan MasalahDalam pembuatan skripsi ini ada beberapa batasan

masalah yang dibahas. Hal ini bertujuan untuk membatasipermasalahan yang ada agar tidak meluas, sehinggapembahasan tujuan dapat terfokus. Batasan-batasan masalahdalam perbandingan keefektifan active tank dan fin stabilizeradalah :

1. Perhitungan perbandingan pada kapal patrol 70 meter.2. Perencanaan sistem rancangan/desain menggunakan

software autocad dan maxsurf 11.3. Tidak membahas rancangan/design dari fin stabilizer.

3

1.4 TujuanTujuan dari analisa yang dilakukan dalam penelitian ini

adalah :a) Dapat membandingkan keefektifan antara active tank

dengan fin stabilizer.b) Dapat merancang/desain dari active tank stabilizer.c) Dapat membandingkan kebutuhan power, ruangan dan

respon waktu antara active tank dan fin stabilizer.

1.5 ManfaatManfaat yang dapat diperoleh dari penulisan skripsi ini

adalah:a) Dapat membandingkan keefektifan antara fin stabilizer

dengan active tank stabilizer.b) Dapat menentukan rancangan/design untuk active tank

stabilizer.c) Dapat mengetahui kebutuhan power, ruangan dan respon

waktu active tank dan fin stabilizer.d) Dapat sebagai referensi untuk pemilihan stabilizer pada

pembangunan kapal patrol baru.

4


5

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kapal Patroli 70 MeterKapal patrol 70 meter merupakan kapal yang digunakan

oleh polisi laut untuk melakukan pengaman wilayah kelautanNKRI dari pencurian ikan oleh kapal nelayan asing. Padadesain kapal patrol ini faktor yang perlu diperhatikan adalahkestabilan kapal. Fungsi kestabilan kapal ini adalah Antara lainuntuk kenyamanan penumpang, pendaratan helikopter, akurasipenembakan, dan kelancaran operasi pada seluruh perairanIndonesia.

Kapal patrol 70 meter ini memiliki spesifikasi sebagaiberikut:LOA : 70.00 meterLWL : 67.24 meterLPP : 64.55 meterB : 11.50 meterH : 5.50 meterT : 3.00 meterCb : 0.562Vs max : 22 knotKru kapal : 41 orang

2.2 StabilitasStabilitas adalah keseimbangan dari kapal, merupakan

sifat atau kecenderungan dari sebuah kapal untuk kembalikepada kedudukan semula setelah mendapat senget(kemiringan) yang disebabkan oleh gaya-gaya dari luar(Rubianto, 1996). Sama dengan pendapat Wakidjo (1972),bahwa stabilitas merupakan kemampuan sebuah kapal untukmenegak kembali sewaktu kapal menyenget oleh karena kapalmendapatkan pengaruh luar, misalnya angin, ombak dansebagainya.

6

Secara umum hal-hal yang mempengaruhi keseimbangankapal dapat dikelompokkan kedalam dua kelompok besaryaitu:

a. Faktor internal yaitu tata letak barang/cargo, bentukukuran kapal, kebocoran karena kandas atau tubrukan

b. Faktor eksternal yaitu berupa angin, ombak, arus danbadai

Oleh karena itu maka stabilitas erat hubungannya denganbentuk kapal, muatan, draft, dan ukuran dari nilai GM. PosisiM (Metacenter) hampir tetap sesuai dengan style kapal, pusatbuoyancy B (Bouyancy) digerakkan oleh draft sedangkan pusatgravitasi bervariasi posisinya tergantung pada muatan.Sedangkan titik M (Metacenter) adalah tergantung dari bentukkapal, hubungannya dengan bentuk kapal yaitu lebar dan tinggikapal, bila lebar kapal melebar maka posisi M (Metacenter)bertambah tinggi dan akan menambah pengaruh terhadapstabilitas.

Kaitannya dengan bentuk dan ukuran, maka dalammenghitung stabilitas kapal sangat tergantung dari beberapaukuran pokok yang berkaitan dengan dimensi pokok kapal.Ukuran-ukuran pokok yang menjadi dasar dari pengukurankapal adalah panjang (length), lebar (breadth), tinggi (depth)serta sarat (draft).

Sedangkan untuk panjang di dalam pengukuran kapaldikenal beberapa istilah seperti LOA (Length Over All), LBP(Length Between Perpendicular) dan LWL (Length WaterLine). Beberapa hal yang perlu diketahui sebelum melakukanperhitungan stabilitas kapal yaitu :

1. Berat benaman (isi kotor) atau displasemen adalah jumlahton air yang dipindahkan oleh bagian kapal yangtenggelam dalam air.

7

2. Berat kapal kosong (Light Displacement) yaitu berat kapalkosong termasuk mesin dan alat-alat yang melekat padakapal.

3. Operating Load (OL) yaitu berat dari sarana dan alat-alatuntuk mengoperasikan kapal dimana tanpa alat ini kapaltidak dapat berlayar.

Displ = LD + OL + MuatanDWT = OL + Muatan

Dilihat dari sifatnya, stabilitas atau keseimbangan kapaldapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu satbilitas statis danstabilitas dinamis. Stabilitas statis diperuntukkan bagi kapaldalam keadaan diam dan terdiri dari stabilitas melintang danmembujur.

Stabilitas melintang adalah kemampuan kapal untuk tegaksewaktu mengalami senget dalam arah melintang yangdisebabkan oleh adanya pengaruh luar yang bekerja padanya,sedangkan stabilitas membujur adalah kemampuan kapaluntuk kembali ke kedudukan semula setelah mengalami sengetdalam arah yang membujur oleh adanya pengaruh luar yangbekerja padanya.

Stabilitas melintang kapal dapat dibagi menjadi sudutsenget kecil (00-150) dan sudut senget besar (>150). Akantetapi untuk stabilitas awal pada umumnya diperhitungkanhanya hingga 150 dan pada pembahasan stabilitas melintangsaja.

Sedangkan stabilitas dinamis diperuntukkan bagi kapal-kapal yang sedang oleng atau mengangguk ataupun saatmenyenget besar. Pada umumnya kapal hanya menyenget kecilsaja. Jadi senget yang besar, misalnya melebihi 200 bukanlahhal yang biasa dialami. Senget-senget besar ini disebabkanoleh beberapa keadaan umpamanya badai atau oleng besarataupun gaya dari dalam antara lain GM yang negatif.

8

Dalam teori stabilitas dikenal juga istilah stabilitas awalyaitu stabilitas kapal pada senget kecil (antara 00–150).Stabilitas awal ditentukan oleh 3 buah titik yaitu titik berat(Center of gravity) atau biasa disebut titik G, titik apung(Center of buoyance) atau titik B dan titik meta sentris(Metacenter) atau titik M.

2.2.1 Titik-titik Dalam Stabilitas1.Titik berat (center of gravity)

Dikenal dengan titik G dari sebuah kapal, merupakan titiktangkap dari semua gaya-gaya yang menekan ke bawahterhadap kapal. Letak titik G ini di kapal dapat diketahuidengan meninjau semua pembagian bobot di kapal, makinbanyak bobot yang diletakkan di bagian atas maka makintinggilah letak titik G-nya. Secara definisi, titik berat (G) ialahtitik tangkap dari semua gaya–gaya yang bekerja ke bawah.Letak titik G pada kapal kosong ditentukan oleh hasilpercobaan stabilitas. Perlu diketahui bahwa, letak titik Gtergantung daripada pembagian berat di kapal. Jadi selamatidak ada berat yang di geser/ditambah/dikurangi, titik G tidakakan berubah walaupun kapal oleng atau mengangguk/trim.

2.Titik apung (center of buoyance)Dikenal dengan titik B dari sebuah kapal, merupakan titik

tangkap dari resultan gaya-gaya yang menekan tegak ke atasdari bagian kapal yang terbenam dalam air. Titik tangkap Bbukanlah merupakan suatu titik yang tetap, akan tetapi akanberpindah-pindah oleh adanya perubahan sarat dari kapal.Dalam stabilitas kapal, titik B inilah yang menyebabkan kapalmampu untuk tegak kembali setelah mengalami senget. Letaktitik B tergantung dari besarnya senget kapal (bila sengetberubah maka letak titik B akan berubah / berpindah. Bilakapal menyenget titik B akan berpindah kesisi yang rendah.

9

3. Titik metasentrisDikenal dengan titik M dari sebuah kapal, merupakan

sebuah titik semu dari batas di mana titik G tidak bolehmelewati di atasnya agar supaya kapal tetap mempunyaistabilitas yang positif (stabil). Meta artinya berubah-ubah, jadititik metasentris dapat berubah letaknya dan tergantung daribesarnya sudut senget. Apabila kapal senget pada sudut kecil(tidak lebih dari 150), maka titik apung B bergerak di sepanjangbusur di mana titik M merupakan titik pusatnya di bidangtengah kapal (centre of line) dan pada sudut senget yang kecilini perpindahan letak titik M masih sangat kecil, sehinggamasih dapat dikatakan tetap.

4. Titik Keel (K) adalah titik pada lunas kapal

Gambar 2.1 Titik-titik pada Kapal

Stabilitas kapal terkait erat dengan distribusi muatan danperhitungan nilai lengan penegak (GZ). Perbedaaan distribusimuatan yang terjadi pada setiap kondisi muatan akanmengakibatkan terjadinya perubahan nilai KG, yaitu jarakvertikal Antara titik K (keel) dan titik G (centre of grafity) yangselanjutnya akan mempengaruhi nilai lengan penegak (GZ)yang terbentuk. Stabilitas kapal bergantung pada beberapafaktor Antara lain, dimensi kapal, bentuk badan kapal yangtercelup didalam air, distribusi benda-benda di atas kapal dansudut kemiringan kapal terhadap bidang horizontal.

10

Posisi M (metacenter) hampir tetap sesuai dengan jeniskapal. Pusat B (buoyancy) digerakan oleh draft, sedangkanpusat gravitasi bervariasi posisinya tergantung pada muatan.Sedangkan titik M adalah tergantung dari bentuk kapal,hubunganya dengan bentuk kapal yaitu lebar dan tinggi kapal,bila lebar kapal melebar maka posisi M bertambah tinggi danakan menambah pengaruh terhadap stabilitas. Kaitanya denganbentuk dan ukuran, maka dalam menghitung stabilitas kapalsangat dengan dimensi utama kapal.

2.2.2 Dimensi Pokok Dalam Stabilitas1. KM (Tinggi titik metasentris di atas lunas)

KM ialah jarak tegak dari lunas kapal sampai ke titik M,atau jumlah jarak dari lunas ke titik apung (KB) dan jarak titikapung ke metasentris (BM), sehingga KM dapat dicari denganrumus :

KM = KB + BMDiperoleh dari diagram metasentris atau hydrostatical curvebagi setiap sarat (draft) saat itu.

2. KB (Tinggi Titik Apung dari Lunas)Letak titik B di atas lunas bukanlah suatu titik yang tetap,

akan tetapi berpindah-pindah oleh adanya perubahan sarat atausenget kapal., nilai KB dapat dicari :

Untuk kapal tipe plat bottom, KB = 0,50dUntuk kapal tipe V bottom, KB = 0,67dUntuk kapal tipe U bottom, KB = 0,53ddimana d = draft kapalDari diagram metasentris atau lengkung hidrostatis,

dimana nilai KB dapat dicari pada setiap sarat kapal saat itu(Wakidjo, 1972).

3. BM (Jarak Titik Apung ke Metasentris)BM dinamakan jari-jari metasentris atau metacentris

radius karena bila kapal mengoleng dengan sudut-sudut yangkecil, maka lintasan pergerakan titik B merupakan sebagianbusur lingkaran dimana M merupakan titik pusatnya dan BM

11

sebagai jari-jarinya. Titik M masih bisa dianggap tetap karenasudut olengnya kecil (100-150). Lebih lanjut dijelaskan :

BM = b2/10d , dimana : b = lebar kapal (m)d = draft kapal (m)

4. KG (Tinggi Titik Berat dari Lunas)Nilai KB untuk kapal kosong diperoleh dari percobaan

stabilitas (inclining experiment), selanjutnya KG dapatdihitung dengan menggunakan dalil momen. Nilai KG dengandalil momen ini digunakan bila terjadi pemuatan ataupembongkaran di atas kapal dengan mengetahui letak titikberat suatu bobot di atas lunas yang disebut dengan verticalcentre of gravity (VCG) lalu dikalikan dengan bobot muatantersebut sehingga diperoleh momen bobot tersebut, selanjutnyajumlah momen-momen seluruh bobot di kapal dibagi denganjumlah bobot menghasilkan nilai KG pada saat itu.

5. GM (Tinggi Metasentris)Tinggi metasentris atau metacentris high (GM) yaitu jarak

tegak antara titik G dan titik M.

Dari rumus disebutkan :GM = KM – KGGM = (KB + BM) – KG

Nilai GM inilah yang menunjukkan keadaan stabilitasawal kapal atau keadaan stabilitas kapal selama pelayaran nanti

2.2.3 Macam-macam Keadaan StabilitasStabilitas ada tiga macam yaitu stabilitas positif (stable

equilibrium), stabilitas netral (neutral equilibrium) danstabilitas negatif (unstable equilibrium).

1. Stabilitas Positif (Stable Equilibrium)Berdasarkan dari gambar 2.1 menyatakan bahwa suatu

stabilitas positif adalah stabilitas kapal dimana titik G beradadibawah titik M. Penyebabnya yaitu penempatan muatan

12

dibagian bawah lebih besar dibandingkan penempatan muatandibagian atas

Gambar 2.2 Kondisi Stabilitas Positif

2. Stabilitas Netral (Neutral Equilibrium)Berdasarkan dari gambar 2.3 menyatakan bahwa suatu

stabilias netral adalah stabilitas kapal dimana titik G berimpitdengan titik M.

Gambar 2.3 Kondisi Stabilitas Netral

3. Stabilitas Negatif (Unstable Equilibrium)Berdasarkan dari gambar 2.4 menyatakan bahwa suatu

stabilitas negatif adalah stabilitas kapal dimana titik G beradadi atas titik M. Penyebabnya yaitu penempatan muatandibagian bawah lebih kecil dibandingkan penempatan muatandiabagian atas.

13

Gambar 2.4 Kondisi Stabilitas Negatif.

2.2.4 Stabilitas MelintangDasar dari keseimbangan kapal secara melintang terdiri

dari beberapa titik berat. Gaya berat (force of gravity) bekerjapada titik berat (center of gravity), dimana semua berat darikapal terkonsentrasi. Gaya berat bekerja vertikal kebawah.Gaya apung (force of buoyancy) bekerja pada titik apung(center of buoyancy), merupakan tempat resultan semua gayaapung bekerja. Gaya apung bekerja vertikal keatas.

Kondisi kapal miring melintang disebabkan karenapengaruh gaya dari luar dan gaya apung pindah dari bidangtengah melintang kapal, terdapat pemisahan garis kerja padagaya berat dan gaya apung. Sebelum kapal miring melintangkedua gaya tersebut satu garis kerja. Pemisahan garis kerjakedua gaya ini, yang bekerja berlawanan arah dan besarnyasama, membentuk kopel yang besarnya adalah perkalian salahsatu gaya diatas displasemen dengan jarak garis kerja keduagaya tersebut. Apabila kopel (momen) cenderungmengembalikan kapal pada kedudukan tegak, momen inidisebut momen pengembali positif. Berikut contoh gambarkeadaan dan posisi titik yang bekerja pada kapal yangmemperngaruhi stabilitas pada saat kapal stabil

14

Gambar 2.5 Posisi titik-titik yang mempengaruhi stabilitaspada saat kapal tidak oleng

Berbeda dengan keadaan pada saat kapal oleng, titik beratyang ada di kapal bergerak. Berikut contoh gambar keadaandan posisi titik yang bekerja pada kapal yang memperngaruhistabilitas pada saat kapal oleng.

Gambar 2.6 Posisi titik-titik yang mempengaruhi stabilitaspada saat kapal oleng

15

2.2.5 Persyaratan Stabilitas Kapal Menurut IMOSebagai persyaratan yang wajib, tentunya stabilitas kapal

harus mengacu pada standar yang telah ditetapkan oleh BiroKlasifikasi setempat atau Marine Authority sepertiInternational Maritime Organisation (IMO). Jadi prosesanalisa stabilitas yang dilakukan harus berdasarkan denganstandar IMO (International Maritime Organization) Kode A749 Chapter 2 poin 2.4.5 yang mensyaratkan ketentuan-ketentuan sebagai berikut:

1. Section A.749 (18), Chapter 3.1.2.1 :a. Luasan pada daerah dibawah kurva GZ pada sudut oleng

0º– 30º (deg) tidak boleh kurang atau sama dengan 3,151m.deg.

b. Luasan pada daerah dibawah kurva GZ pada sudut oleng0º– 40º (deg) tidak boleh kurang atau sama dengan 5,157m.deg.

c. Luasan pada daerah dibawah kurva GZ pada sudut oleng30º– 40º (deg) tidak boleh kurang atau sama dengan 1,719m.deg.

2. Section A.749 (18), Chapter 3.1.2.2 : nilai GZ maksimumyang terjadi pada sudut 30º– 180º (deg) tidak boleh kurangatau sama dengan 0,2 m.

3. Section A.749 (18), Chapter 3.1.2.3 : sudut pada nilai GZmaksimum tidak boleh kurang atau sama dengan 25º (deg)

4. Section A.749 (18), Chapter 3.1.2.4 : nilai GM awal padasudut 0º (deg) tidak boleh kurang atau sama dengan 0,15 m.

Sedangkan kriteria spesial untuk sudut oleng diatur dalam IMOchapter 3 poin 3.1.2:

1. Sudut oleng tidak boleh lebih dari 10 derajat, denganperhitungan sebagai berikut :

16

Dimana :MR : Momen Oleng (kNm)Vo : Kecepatan Oleng (m/s)Lwl : Panjang garis air (m)Δ : Displacement (ton)d : Sarat (m)KG : Tinggi keel-titik G (m)

2.2.6 Perhitungan Stabilitas KapalTerdapat 2 perhitungan stabilitas untuk kapal, yaitu intactstability dan damage stability:

1. Intact stabilityIntact Stability adalah perhitungan stabilitas kapal utuh(tidak bocor) yang dihitung pada beberapa kondisi tangkiuntuk tiap-tiap derajat kemiringan kapal. Perhitungan intactstability dilakukan untuk mengetahui kemampuan kapalkembali pada posisi kesetimbangannya setelah mengalamikemiringan.

2. Damage stabilityDamage stability adalah perhitungan kapal bocor (damage)yang dihitung pada beberapa kondisi untuk tiap-tiap derajatkemiringan. Perhitungan damage stability ini dilakukanuntuk mengetahui kemampuan kapal untuk menahankebocoran agar tetap stabil ketika lambung kapal rusak /bocor.

2.3 Gerakan KapalGerakan kapal dibagi menjadi 2 macam, yaitu gerakan

secara linier dan rotasi. Gerakan linier, yaitu gerakan kapalyang bersumbu pada sebuah garis dengan gerakan linier.Sedangkan gerakan rotasi kapal adalah gerakan berputar kapalyang bersumbu pada suatu garis. Berikut pembagian gerakanlinier dan gerakan rotasi kapal beserta gambarnya.

17

1. Gerakan Linier KapalHeaving :Gerakan kapal secara linier ke arah atas dan

bawah.Swaying :Gerakan kapal secara linier ke arah sisi samping

kapal, portside dan starboard kapal.Surging :Gerakan kapal secara linier ke arah after dan fore

kapal.

Gambar 2.7 Gerakan Linier Kapal

2. Gerakan Rotasi KapalYawing :Gerakan rotasi kapal yang berputar ke arah fore

dan after kapal secara top view.Pitching :Gerakan rotasi kapal yang berputar ke arah fore

dan after kapal secara side view.Rolling :Gerakan rotasi kapal yang berputar ke arah sisi

samping kapal portside dan starboard kapal.

18

Gambar 2.8 Gerakan Rotasi Kapal

Pada pembahasan ini akan lebih di titik beratkan padaperhitungan gerakan rotasi kapal secara pitching dan rolling.Alasan Utama menggunakan sistem stabilisasi rolling padakapal adalah untuk mencegah kerusakan kapal dan untukmeningkatkan efektifitas penumpang. Dari sudut pandangkeamanan dapat diketahui bahwa gerakan roll yang besarmenyebabkan peluang kesalahan pengemudi semakin besarseperti akurasi penembakan, pendaratan helikopter dankenyaman penumpang selama pelayaran. Oleh karena itustabilitas rolling pada kapal patrol merupakan bagian yangsangat penting untuk kapal beroperasi secara optimal.

2.4 Stabilizer Kapal

2.4.1 Bilge KeelBilge keel adalah alat untuk menahan gerak oleng kapal

dimana fungsinya sebagai alat penambah stabilitas kapal.Pemasangan bilge keel harus ditempatkan sejauh mungkin darisumbu oleng dan mengarah kearah atau sejajar sumbu tersebut.Bilge keel ini biasanya dipasang hanya pada 1/2 L atau 1/3 Lbagian tengah kapal dan ditempatkan pada bagian bilge keelsejauh pararel midel body. Ujung depan dan belakang bilge

19

keel harus berbentuk miring sebaik mungkin agar kotoran dantali-menali tidak tersangkut. (J.L Gaol, 1994)

Bilge keel adalah plat tambahan yang diletakkan padabagian bilga dari kapal. Fungsi dari bilge keel itu sendiri adalahuntuk menambahkan damping dari kapal sehingga gerakanakibat rolling yang terjadi tidak begitu besar. Bilge keel adalahsistem stabilitas pasif. Dimana sistem ini tidak dapat diaturpergerakannya karena sistem ini di las.

Bilge keel umumnya berbentuk “v” dan di las sepanjanglpp kapal atau dengan rasio tertentu. Letaknyapun beradadisekitar bilge kapal. Bilge keel tidak memiliki komponenpengatur yang terletak di dalam kapal. Jika ada, akanmempengaruhi volume kapal dan mengurangi ruang untukmenempatkan muatan.

Kriteria perancangan dari bilge keel ini juga harusdiperhatikan. Karena jika pembuatan bilge keel tidakmemperhatikan kondisi wilayah operasi kapal, dikawathirkannanti keberadaan bilge keel ini akan menyebabkan grounding/ kandas (Ikeda, et.al. 2004)

Menurut penelitian yang dilakukan oleh Kawahera et.al(2009), bilge keel ini dapat menghasilkan 15.50% nilai rolldamping keseluruhan yang didapat oleh kapal. Maka dari itunilai koefisien roll damping ini akan semakin besar dengansemakin besarnya ukuran bilge keel. Namun sekali lagi,penentuan dimensi bilge keel ini harus melihat kondisilingkungan dmana kapal beroperasi. Karena jika bilge keelterlalu besar, maka ditakutkan nantinya akan terjadi groundingdan justru akan membahayakan kondisi kapal.

Pemasangan bilge keel dapat meningkatkan tinggimetacentre kapal, dimana metacentre akan berpengaruhterhadap stabilitas kapal. Semakin tinggi metacentrekapal akan memberikan hasil yang positif terhadap stabilitassuatu kapal. Namun dengan adanya pemasangan bilge keelpada kapal akan mengurangi kecepatan kapal karena bilge keeltersebut akan menambah tahanan gerak kapal (Gaol, 1994)

20

Bilge keel bisa terdiri dari bilah rata, profil bulb,atau bentuk V yang didalamnya diisi kayu untukmengurangi kemungkinan bengkok akibat benturan ataukandas. Menurut Pursey dalam Hutabarat (1996), bilgekeel kadang-kadang dapat robek walaupun telah diletakkandengan baik, jika kapal menyentuh dasar taut. Oleh karenaitu sangat penting untuk merancangnya sehingga apabilahal ini terjadi, kulit badan kapal dapat tetap utuh. Bilge keeldihubungkan dengan badan kapal dengan menggunakanpaku pengeling atau batangan T, yang menempel kuatpada pelat. Apabila bilge keel terlepas, lambung kapal tetaputuh.

Pemasangan bilge keel pada harlan kapal berpengaruhjuga terhadap tahanan gerak kapal. Menurut Gaol (1994)bilge keel dengan bentuk persegi panjang menghasilkantahanan gerak kapaJ yang lebih kecil dibandingkan denganbilge keel dengan bentuk segitiga, Perbedaan tabanan gerakkapaJ dipengaruhi juga oleh posisi pemasangan bilge keeldan pemasangan bilge keel pada y. draft mem.punyaitabanan gerak kapal yang kecil serta memberikan stabilitasyang lebih baik.

Menurut Iskandar dan Novita (2006) pemasanganbilge keel pada badan kapal dapat mengurangi rollingduration sebesar 1,67 % hingga 7,79 %. Dengan adanyapemasangan bilge keel pada badan kapal, kapal menjadi lebihstabil dibandingkan dengan kapal yang tidak menggunakanbilge keel.

Saat ini umumnya kapal-kapal modem dilengkapidengan berbagai macam peralatan anti oleng. Peralatanyang paling efektif, diantaranya adalah pemakaian siripstabilisator yang dikendalikan secara otomatis dengangiroskop. Kelemahan pemakaian sirip stabilisator ini adalahterlalu banyak memakan tempat pada badan kapal sehinggasebagai penggantinya dipakai sirip tetap yang tidak dapatbergerak (bilge keel). Prinsipnya sarna dengan sirip

21

stabilisator, tetapi tidak seefisien alat tersebut. Selainmengurangi oleng kapal, pemasangan bilge keel padahaluan kapal dapat mengurangi goyang angguk (pitching).Dari beberapa basil pengujian di laut, alat ini dapatmengurangi pitching sebesar 200% di laut bergelombangakibat angin yang berkecepatan 24 knot dan di laut dengankecepatan angin 40 knot, alat ini masih mampu mengurangipitching (Lewis, 1988)

Menurut Haryanto (1987), hasil penelitian yangdilakukan terhadap model kapal yang di Pelabuhan Ratumenunjukan bahwa pemasangan bilge keel berpengaruhnyata terhadap stabilitas kapal ikan. Dimana pemasanganbilge keel dari bahan yang mempunyai berat jenis lebihbesar dari berat jenis air akan memberikan pengaruhterhadap tinggi metacentre kapal.

Gambar 2.9 Bilge Keel Tampak Depan

2.4.2 Fin StabilizerFin stabilizer adalah suatu peralatan roll damping system

yang dipasang pada lambung kanandan kiri kapal bagianbawah yang berfungsi untuk menjaga keseimbangan kapalpada saat kapal beradadi atas air dan bekerjanya berdasarkanprinsip pengontrolan posisi fin. Peralatan ini dimaksudkanuntuk mengurangi pengaruh gerakan roll (oleng) kapal yangdisebabkan gelombang air laut. Tujuan dipasang fin stabilizer

22

adalah untuk memberikan kenyamanan bagi penumpang atauABK (Anak Buah Kapal) dan keamanan peralatandidalamnya serta peningkatan akurasi sistem senjata padakapal perang. Terutama pada kapal perang jenis kapal cepatdan tipe patroli, dimana kapal-kapal tipe ini memiliki beratyang ringan karena sebagian dari badan kapal terbuat darilogam aluminium agar memungkinkan kapal dapat bergeraklebih cepat dan lebih lincah. Berbeda dengan kapal- kapaldengan tipe combaten atau fregat yang memiliki ukuran yanglebih besar dan badan kapal seluruhnya terbuat dari logam bajayang tebal.

Fin stabilizer bekerja berdasarkan kecepatan kapal, danamplitudo oleng kapal. Apabila kecepatan kapal rendah makaposisi fin stabilizer mempunyai sudut yang lebar dan apabilakecepatan kapal tinggi maka posisi sudut fin stabilizer haruskecil. Pada saat amplitudo oleng kapal tinggi maka sudut finstabilizer akan besar dan bila amplitudo oleng kapal rendahmaka sudut fin stabilizer juga harus kecil. Amplitudo olengkapal selalu berubah-ubah sehingga sudut fin stabilizer jugaharus berubah mengikuti perubahan keduanya. Untukmengatur besarnya sudut fin stabilizer berdasarkankecepatan kapal digunakan speed control switch padakontrol panel. Data amplitudo dan periode oleng kapaldihasilkan oleh rate gyro yang terintegrasi langsung dengansistem hidrolik dan mekanik dari fin stabilizer. Posisi finstabilizer dan pergerakannya pada badan kapal dapat dilihatpada gambar dibawah ini.

23

Gambar 2.10 Posisi fin dan pergerakanyaFin stabilizer terdiri dari bagian-bagian besar sebagai berikut:1. Kontrol Panel

Suatu panel yang terdiri dari saklar dan indikator yangsebenarnya merupakan bagian pemberi sinyal acuan ataureferensi.

2. Gyro panel unitMerupakan bagian dari sistem fin stabilizer yangberfungsi sebagai pembangkit sinyal pengendali finstabilizer.Gyro Panel Unit mempunyai tiga bagian pokok yaitu:a. Roll rate sensing gyro dan damped position pendulum

yang berfungsi mendeteksi setiap gerakan oleng(rolling) kapal.

b. Summing amplifier, unit ini menerima sinyal dari rollrate sensing gyro dan damped position pendulum untukkemudian dijumlahkan setelah melalui penkondisiansinyal terlebih dahulu.

c. Fin control assy, merupakan unit pengendali gerakan finstabilizer.

3. Sistem hidraulikGerakan kedua fin dikendalikan oleh tekanan hidraulikyang dihasilkan oleh power pack assembly.

24

4. FinTerdapat dua buah fin, masing-masing dipasang padalambung kiri dan kanan kapal. Fin dibuat dari bahan bajaberbentuk trapesium yang didasarkan atas pertimbanganhidrodinamik.

5. Unit feed backTerdiri dari sebuah unit yang berisikan transmitter danpotensio meter yang digerakkan oleh sebuah tuas. Tuas inimenghubungkan unit tersebut dengan poros fin, sehinggatransmitter beserta potensionya akan bergerak sesuaigerakan/putaran poros fin. Unit ini akan mengirimkanposisi sudut fin ke control panel dan juga mengirimkansinyal feedback ke control unit.

Secara umum sistem fin stabilizer dapat dilihat pada gambardi bawah ini.

Gambar 2.11 Diagram Blok Fin Stabilizer

Besar kecilnya gerakan oleng dari kapal selain dipengaruhioleh alam juga dipengaruhi kecepatan dari kapal tersebut.Umumnya pada kondisi alam normal, makin besar kecepatan

25

gerak dari kapal, gerakan oleng dari kapal pun akan semakinkecil dan lunas dari kapal akan sedikit terangkat. Sehinggagerakan yang dihasilkan dari Fin pun hanya akanmembutuhkan sudut yang kecil pula.Dikarenakan hal inilah maka besar/kecilnya sudut gerakmaksimum dari Fin kita atur berdasarkan kecepatan gerak darikapal tersebut. Alat pengatur besar/kecil nya gerakan Findapat kita temukan pada Kontrol Panel.

Macam Kontrol Fin Stabilizer :1. Kontrol Fin Stabilizer Secara Manual

Pada saat ini pengontrolan besarnya sudut kayuhan finyang diatur berdasarkan atas data dari kecepatan kapal,masih dilakukan secara manual oleh personil kapal.Pengaturan switch position secara manual inilah yangkadang kala menyebabkan kerusakan pada sistem hidrolikdari fin, sehingga harus dilakukan pengesetan ulang padasistem tersebut. Dimana untuk pengesetan harusdilaksanakan di perairan yang airnya tenang (seperti dipangkalan) agar dapat menghasilkan posisi fin pada posisitengah yang sempurna atau baik.

2. Kontrol Fin Stabilizer Secara AutomatisDengan sistim kontrol automatis maka tugas personil

kapal dalam menangani posisi switch kontrol dari finstabilizer menjadi lebih ringan bahkan bisa dirangkap olehjuru mudi kapal, karena alat ini akan dipasang pada bagianKontrol Panel (dekat dengan kemudi kapal). Switchkontrol automatis ini akan mengatur besarnya sudutmaksimum kayuhan dari fin secara automatis denganmasukan dari data kecepatan kapal. Pada alat kontrolautomatis ini akan digunakan mikrokontroler sebagaialat pengontrolnya. Sedangkan pada permodelannya sistim

mekanik dari fin stabilizer dan data kecepatan kapal(speed log) ini akan digantikan dengan komponen lain,namun prinsip kerja dari alat pengontrol automatis ini akan

26

tetap seperti aslinya. Sistem mekanik dari fin stabilizer akandiganti dengan menggunakan motor stepper yang besarsudut geraknya akan disesuaikan dengan besarnya sudutgerak dari fin kapal.

3. Sistem MikrokontrolerMikrokontroler merupakan sebuah piranti yang dapat

menjalankan perintah- perintah yang diberikan kepadanyadalam bentuk baris-baris program yang dibuat untukpekerjaan tertentu.

Gambar 2.12 Blok Diagram Mikrokontroler

Program dalam hal ini adalah kumpulan perintah yangdiberikan pada sistem mikrokontroler, yang kemudian diolaholeh sistem tersebut untuk melaksanakan pekerjaan tertentu.

2.4.3. Active Tank StabilizerActive Tank Stabilizer adalah sistem peralatan yang

fungsinya hampir sama dengan fin stabilizer, yaitumenggurangi gerakan rolling kapal. Pada sistem ini untukmengurangi gerakan rolling, menggunakan perpindahanballast dari sisi starboard maupun ke sisi portside denganmenggunakan dengan pompa. Pada sistem ini perludirencanakan kapasitas dari pompa dan tangki yang diletakanpada sisi starboard maupun sisi portside. Untuk kapasitas dari

27

tangki ballast itu sendiri diperoleh dari perhitungan momengerakan rolling kapal yang dibutuhkan.Sistem Active Tank Stabilizer:

Gambar 2.13 Sistem active tank stabilizer.

Dikarenakan sistem ini dapat digunakan untuk respon yangcepat terhadap momen rolling kapal yang terjadi maka hampirsemua sistem menggunakan sistem otomatis. Terdapatbeberapa sub sistem pada active tank stabilizer ini antara lainsub sistem gyroscope, pompa, katup, pengukuran ballast.

a) GyroscopeGyroscope adalah perangkat untuk mengukur atau

mempertahankan orientasi, dengan prinsip ketetapanmomentum sudut. Mekanismenya adalah sebuah roda berputardengan piringan didalamya yang tetap stabil. Gyroscope seringdigunakan pada robot, heli, kapal dan alat-alat cangggihlainnya.

28

Gambar 2.14 Gyroscope

Prinsip kerja gyroscope adalah berupa sensor gyro untukmenentukan orientasi gerak dengan bertumpu pada roda ataucakram yang berotasi dengan cepat pada sumbu. Gyro sensorbisa mendeteksi gerakan sesuai gravitasi, atau dengan kata lainmendeteksi gerakan pengguna dan mengirimkan hasil berupaperubahan gerak atau sudut dari gerakan.

Pada kapal gyroscope berguna untuk mengirimkan datasudut oleng kapal yang nanti datanya akan diolah oleh sistemPLC (Progamable Logic Control) menjadi sistem mekanikyang menggerakan pompa dan katup.

b) Sistem pompa dan katupSistem katup dirancang menggunakan remote control

pneumatik, hidrolik, katup elektro-hidrolik, atau dioperasikansecara elektrik. Sistem elektrik menngunakan PLC yangmemberikan hubungan sinyal antara semua komponen.Pengaturan sistem ini dirancang khusus untuk instalasidesentralisasi. Berikut gambar sistem pompa dan katup besertamonitor sistem active tank.

29

Gambar 2.15 Sistem Pompa dan Katup.

c) Sistem Tank Measuring ManagementSistem ini merupakan sistem yang mengatur berapa

kapasitas volume ballast yang berada sisi portside maupunstarboard kapal hasil dari data yang telah diolah oleh PLC dangyroscope. Sistem ini sangat menentukan berapa ballas yangharus dipindahkan dari sisi starboard ke portside atausebaliknya dalam mengatasi momen rolling kapal yang terjadi.

Gambar 2.16 Sistem Tank Measuring Management.

30

d) Sistem MonitoringSistem ini merupakan sistem yang mengatur semua

peralatan yang ada pad active tank stabilizer antara lain,pompa, katup, sensor level dll. Sistem ini ditampilkan padasebuah monitor yang ditempatkan pada navigation deck untukmemudahkan ABK memonitoring kinerja active tankstabilizer.

Gambar 2.17 Sistem Monitoring Active Tank..

2.5 Software PendukungDalam Pengerjaan tugan akhir ini tentang analisa stabilitas

menggunakan stabilizer jenis fin stabilizer dan active tankstabilizer dibutuhkan software pendukung untuk prosespengerjaanya. Jenis software yang digunakan adalah sebagaiberikut:

31

2.5.1 AutoCAD 2007AutoCAD adalah sebuah program CAD yang dikeluarkan

oleh Autodesk, sebuah perusahaan pembuat software desaindari Amerika. CAD kependekan dari Computer Aided Designadalah program untuk merancang atau menggambar teknikmenggunakan komputer dengan tujuan untuk menghasilkanoutput rancangan yang memiliki tingkat akurasi tinggi dandirancang dalam waktu yang singkat. Salah satu software CADyang paling banyak digunakan oleh perusahaan maupunperorangan baik di bidang arsitektur, teknik mesin maupunbidang teknik lainnya adalah AutoCAD. AutoCAD merupakanprogram yang bersifat umum yang menawarkan berbagaikemudahan dalam menggambar, baik 2 dimensi maupun 3dimensi. Semua kelemahan menggambar teknik secara manualdapat teratasi dengan AutoCAD. Beberapa kelebihanAutoCAD dalam menggambar teknik antara lain :

a) Gambar yang dihasikan mempunyai kualitas jauh lebihbaik dibanding dengan hasil gambar manual karenagambar jauh lebih rapi dan presisi.

b) Gambar desain yang dihasilkan mempunyai tingkatakurasi yang tinggi karena AutoCAD mempunyai tingkatpresisi hingga tiga belas digit sehingga gambar lebihsempurna dan tepat ukurannya.

c) Gambar yang dihasilkan akan terjamin kerapian dankebersihannya karena sangat memungkinkan direvisimaupun pengeditan gambar untuk kesesuaian cetak yangdikehendaki.

d) Bidang gambar kerja AutoCAD tidak terbatas sehinggamemungkinkan untuk membuat gambar dengan ukuranyang sangat luas dan kompleks, tetapi dalampencetakannya bisa dipilih bagian tertentu saja.

e) Skala gambar yang dihasilkan fleksibel karena dapatmencetak gambar desain yang dihasilkan dengan jenisskala yang sangat variatif.

32

f) Gambar yang dihasilkan bisa disimpan dengan cara yangsangat mudah, dimana hasil penyimpanan gambar tersebutbisa dibuka dengan software lain serta di publikasikanuntuk kerja antar tim bila diperlukan.

2.5.2 Maxsurf ProMaxsurf.Pro adalah program yang digunakan oleh Marine

Engineer untuk membuat model (Lines Plan). PembuatanLines Plan ini merupakan kunci utama suksesnyaperancangan desain sebelum model dilakukan analisahidrodinamika, kekuatan struktur dan pendetailan lebih lanjut.Seringkali pembuatan model dan analisa ini selalu berubahkarena ketidak sesuaian antara desain dan analisanya, sehinggaproses desain dapat digambarkan sebagai desain spiral yangsaling menyempurnakan. Dasar pembangunan model padaMaxsurf.Pro menggunakan surface yang dapat ditarik dandibentangkan sehingga bisa menjadi model yang utuh.

2.5.3 HydromaxProHydromaxPro adalah software analisa untuk kebutuhan

naval engineering. Program ini menjadi satu kesatuan denganprogram Maxsurf, tetapi pada HydromaxPro hanya dapatmenjalankan analisa saja. Desain yang akan di analisa di dalamprogram ini harus sudah di desain pada software desain yangmemungkinkan untuk nantinya di import di programHydromax Pro ini. Beberapa analisa yang dapat dilakukan olehprogram ini yaitu penghitungan kurva hydrostatik,penghitungan stabilitas kapal, penghitungan dan perencanaantanki-tanki kapal, penhitungan kekuatan memanjang kapal,dan lain lain.

Pada perencaan perhitungan analisa stabilitas kapal patrolini menggunakan sub perhitungan stabilitas sebagai berikut:a) Upright Hydrostatic

biasa disebut dengan nama Carena Curve adalah salahsatu analisa stabilitas yang dapat dilakuakan di

33

HydromaxPro dan berfungsi untuk menghitungkarateristik badan kapalyang berada dibawah permukaanair.

b) Specified Conditionadalah salah satu jenis analisi di HydromaxPro yang

akan menghitung karateristik kapal sesuai dengan kondisiyang diinginkan.

c) Large Angle StabilityAdalah salah satu jenis analisis di HydromaxPro yang

akan menghitung stabilitas kapal sesuai dengan kondisiyang telah dihitung pada specified condition analysis.

d) Equilibrum ConditionAdalah salah satu jenis analisis di HydromaxPro yang

akan menghitung kemungkinan kesetimbangan kapaldengan tanpa kemiringan secara melintang (heel) namundengan kemiringan secara memanjang (trim).

e) Limiting KGAdalah salah satu jenis analisi di HydromaxPro yang

akan menghitung limitasi nilai KG pada desain kapal yangtelah dibuat.

f) KN ValuesAdalah salah satu jenis analisis di HydromaxPro yang

akan menghitung nilai Panto Carena untuk desain kapalyang telah dibuat.

34


35

1. BAB III2. METODOLOGI

Pada metodologi ini akan menggambarkan tentang prosespengerjaan tugas akhir ini mulai dari perhitungan stabilitas danmomen rolling sesuai dengan standar IMO. Kebutuhan momenrolling kapal digunakan untuk merencanakan dan menghitungkebutuhan power, ruangan dan respon waktu dari active tank danfin stabilizer.

3.1 Identifikasi dan Perumusan MasalahIndentifikasi, perumusan masalah dan tujuan penelitian

dilakukan pertama kali agar penelitian terarah dan selaluterfokus. Permasalahan yang diangkat dalam penelitian iniadalah bagaimana merencanakan active tank dan finstabilizer. Dengan menghitung dan menganalisa sesuai datateknis dari kebutuhan dari kapal patrol 70 meter.

3.2 Studi LiteraturPentingnya studi literatur adalah untuk memberikan

dasar, acuan ataupun wacana bagi peneliti dalampenyelesaian masalah sehingga tercapai tujuan yang telahdirumuskan sebelumnya. Studi literatur dilakukan untukmengumpulkan semua informasi yang berkaitan denganpenelitian yang dilakukan dengan cara pengumpulan berbagaisumber pustaka antara lain : dari buku, internet, jurnal danwawancara yang berhubungan dengan penelitian yangmeliputi perhitungan dan analisa power dari active tank danfin stabilizer.

Kegiatan diskusi juga dilakukan oleh penulis denganpihak yang kompeten di bidangnya yang berkaitan denganpenelitian ini. Diharapkan penelitian dapat dilakukan denganbenar dan sehingga hasilnya dapat memberikan sumbangan

36

terhadap perkembangan bagi dunia industri dan ilmupengetahuan.

3.3 Pengumpulan DataPada bab ini akan dijelaskan data-data yang dibutuhkan

dalam penyusunan tugas akhir ini. Data-data yang digunakanpada penelitian ini diperoleh dari data spesifikasi yang telahditentukan owner.

Data yang dibutuhkan untuk menyelesaikan tugas akhirini adalah :a. Data kapal patrol 70 meterb. Spesifikasi active tank stabilizerc. Spesifikasi fin stabilizer

3.4 Perhitungan dan Desain Active Tank dan FinStabilizer

Pada tahap ini melakukan perhitungan stabilitas danmomen rolling kapal sesuai dengan standard IMO.Merencanakan active tank dan fin stabilizer yang bisamengatasi momen rolling sesuai dengan standar IMO. Makadapat dihitung kebutuhan power, ruangan dan respon waktudari active tank dan fin stabilizer.

3.5 Pengambilan Kesimpulan dan SaranPada tahap akhir akan dibuat kesimpulan yang

merupakan hasil akhir dari pengerjaan tugas akhir ini. Danjuga memberikan inti informasi penting dari seluruhpembuatan tugas akhir ini. Serta memberikan saran apa sajayang mungkin dapat membuat laporan tentang perbandingankeefektifan dari active tank dan fin stabilizer pada kapalpatrol 70 meter.

37

Berikut flow chart yang digunakan untuk perencanaan sistem stabilizer:

Identifikasi dan perumusanmasalah

Data teknis :- Spesifikasi Fin Stabilizer- Spesifikasi Active Tank Stabilizer

Apakah memenuhidengan perencanaan?

Studi literature mengenaiFin Stabilizer dan Active

Tank Stabilizer

-Buku-Internet-Jurnal-Wawancara

- W

awancaraPengumpulan data yang

dibutuhkan untukperencanaan Stabilizer

Finish

Perhitungan dan DesainStabilizer :

Power Design Space Cost

Kesimpulan dan saran

Tidak

Ya

START

3.6 Diagram Alur Pengerjaan Tugas Akhir

Gambar 3.1. Flowchart Pengerjaan Tugas Akhir

38


39

BAB IVANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data KapalData kapal yang akan digunakan dalam pengerjaan tugas

akhir ini adalah Kapal Patroli 70 Meter TNI AL. Data kapaltersebut nantinya akan digunakan sebagai acuan untukperbandingan sistem stabilitas kapal antara active tank denagnfin stabilizer. Gambar kapal yang digunakan dapat dilihatpada Gambar 4.1.sampai Gambar 4.4. dengan data utamakapal sebagai berikut :

Principal Dimension- Length Over All (LOA) : 70 meter- Length Water Line (LWL) : 67.24 meter- Lenght of Perpendicular (LPP) : 64.55 meter- Breadth (B) : 11.50 meter- Height (mid) to main deck : 5.50 meter- Draft (maximum) : 3.00 meter- Speed : 22 knot- Ship Crews : 41 orang- Displacement : 1335 Ton

Machinery- Type : MTU 16V 4000M93L- Quantity : Double Engine- Power : 5600 kW- RPM : 2100- Length : 3583 mm- Width : 1463 mm- Height : 2368 mm- Weight : 9600 kg

40

Gambar 4.1. Side view Kapal Patroli 70 m.

Gambar 4.2. Upper Deck view Kapal Patroli 70 m

Gambar 4.3. Main deck view Kapal Patroli 70 m.

Gambar 4.4. Second deck view Kapal Patroli 70

41

4.2 Permodelan Pada Software MaxsurfSebelum melakukan proses analisa pada hydromaxpro

maka bentuk kapal harus dimodelkan terlebih dahulu padasoftware maxsurf. Model kapal di bawah syarat air telahdidapatkan dari sumber, sedangkan model bangunan atasperlu dimodelkan sesuai dengan rencana umum. Bangunanatas yang perlu dimodelkan antara lain adalah, transom maindeck after, main deck fore, upper deck dan navigation deck.Berikut gambar permodelan sebelum software maxsurf.

Gambar 4.5. Model Kapal di Bawah Sarat Air

4.2.1 Permodelan Transom

Gambar 4.6. Model Kapal Dengan Transom.

42

4.2.2 Permodelan Main Deck

Pada permodelan ini terdapat main deck dengan dimensipanjang 16 meter, lebar 11.5 meter, tinggi 2.6 meter danterletak pada frame 4-134.

Gambar 4.7. Model Kapal Dengan Main Deck.

4.2.3 Permodelan Upper Deck

Pada permodelan ini upper deck dengan dimensi panjang21.5 meter, lebar 8 meter, tinggi 2.6 meter dan terletak padaframe 64-107.

Gambar 4.8 Model Kapal Dengan Upper Deck.

43

4.2.4 Permodelan Navigation Deck

Pada permodelan ini navigation deck dengan dimensipanjang 12.5 meter, lebar 5 meter, tinggi 2.6 meter danterletak pada frame 79-104.

Gambar 4.9 Model Kapal Dengan Navigation Deck.

4.2.5 Permodelan Supper Structure

Pada permodelan ini semua bangunan atas dari kapalpatrol 70 meter sudah dimodelkan, terdiri dari , transom maindeck after, main deck fore, upper deck dan navigation deck.Berikut gambar permodelan setelah software maxsurf.

Gambar 4.10. Permodelan Supper Structure View SW Isometric

44

Gambar 4.11. Permodelan Supper Structure view SE isometric

4.2.6 Lines Plan Model

Gambar 4.12. Body Plan Model

Gambar 4.13. Sheer Plan Model.

45

Dari permodelan maxsurf tersebut maka didapatkan nilaihydorostatik kapal, berikut hasil hydrostatik kapal :

4.1 Tabel Data Hidrostatik Kapal Patroli 70 Meter

No Measurment Value Unit1 Displacement 1334.961 tonne2 Volume 1302.401 m^33 Draft to Baseline 3 m4 Immersed depth 3 m5 Lwl 67.238 m6 Beam wl 11.492 m7 WSA 868.131 m^28 Max cross sect area 32.428 m^29 Waterplane area 604.455 m^210 Cp 0.59711 Cb 0.56212 Cm 0.94613 Cwp 0.78214 LCB from zero pt 30.048 m15 LCF from zero pt 27.506 m16 KB 1.77 m17 KG 0 m18 BMt 4.336 m19 BMl 122.605 m20 GMt 6.107 m21 GMl 124.375 m22 KMt 6.107 m23 KMl 124.375 m24 Immersion (TPc) 6.196 tonne/cm25 MTc 24.694 tonne.m26 RM at 1deg = GMt.Disp.sin(1) 142.272 tonne.m27 Precision Medium 50 stations

46

4.3 Perencanaan Distribusi BebanPada perencanaan tahap ini perlu dilakukan pembagian

distribusi beban pada kapal, seperti peletakan posisi mesin,tangki bahan bakar, air tawar dan lain-lain. Pembagian bebantersebut guna untuk mendapatkan stabilitas yang baik dankondisi kapal yang even keel. Dalam perencanaan distribusibeban ini hanya pada kondisi kapal full load. Pembagianbeban ini akan menggunakan software hydromaxpro. Hasildari distribusi beban ini akan mendapatkan nilai LCG(Longitudinal Centre of Gravity), VCG (Vertical Centre ofGravity) dan TCG (Tranversal Centre of Gravity).

Data komponen pada kapal patroli:

1. Konstruksi Kapal

Perhitungan kontruksi kapal menurut Practical ShipDesign dengan Llyod’s Equipment Numeral E.

E = L(B+T)+0.85L(H-T)+0.85(l1. h1)+0.75(l2 . h2)Wst= k x E1.36

Dimana :L : 64.55 m (Lpp)B : 11.5 mH : 5.5 mT : 3 ml1 : 22 m (Panjang upper deck)h1 : 2.6 m (Tinggi upper deck)l2 : 12 m (Panjang navigation deck)h2 : 2.6 m (Tinggi navigation deck)k : 0.023

47

E = L(B+T)+0.85L(H-T)+0.85(l1. h1)+0.75(l2 . h2)E = 64.55 (11.5 + 3)+0.85 x 64.55 (5.5-3) + 0.85

(22 x 2.6) + 0.75 (12 x 2.6)E = 1145.2Wst = k x E1.36

= 0.038 x 1145.21.36

= 549.35 ton

2. Machinery- Engine : 2 x 9600 kg- Gear box : 2 x 800 kg- Instalasi permesinan

Wm : 0.02 (MCR)0.78

: 0.02 (5600)0.78

: 17000 kg- Shafting : 1000 kg- Rudder : 500 kg- Bow Thruster : 2 x 500 kg

3. Tangki- Fuel oil tank : 2 x 87000 kg- Fuel oil daily : 2 x 19000 kg- Fresh water : 2 x 53000 kg

4. Peralatan Pendukung- Helikopter : 5000 kg- Heli pad : 2000 kg- 12 Raiding Boat : 100 kg- 9 m Inflatable Boat : 80 kg- 5.5 Rubber Boat : 50 kg

48

Berikut hasil pembagian distribusi beban dengan hasil akhirnilai LCG (longitudinal centre of gravity), VCG (verticalcentre of gravity) dan TCG (tranversal centre of gravity).

4.2 Tabel Distribusi Beban

Item Name Qty Berat(ton)

L.Arm(m)

V.Arm(m)

T.Arm(m) FS

Heli 1 5 8.5 10 0 0Heli Pad 1 2 8.5 8.1 0 012 m Raiding Boat 1 0.1 22 6 3.5 09 m Inflatable Boat 1 0.08 22 6 -3.5 05.5 rubber boat 1 0.05 60 8.5 -2.5 0Fresh Water PS 1 53 15 1.6 -2.8 0Fresh Water SB 1 53 15 1.6 2.8 0Fuel Oil Daily Tank PS 1 19 11 3.2 -2.8 0Fuel Oil Daily Tank SB 1 19 11 3.2 2.8 0Fuel Oil Tank PS 1 87 8 3.7 -2.8 0Fuel Oil Tank SB 1 87 8 3.7 2.8 0Main Engine PS 1 9.6 22 1.9 -2.5 0Main Engine SB 1 9.6 22 1.9 2.5 0Gear Box PS 1 1 20 1.4 -2.5 0Gear Box SB 1 1 20 1.4 2.5 0Permesinan Bantu 1 17 25 1 0 0Shafting 1 0.5 8 1.2 0 0Propeller 1 0.1 3 1.2 0 0Steering Gear 1 0.5 2 4.2 0 0Rudder 1 0.5 2 1.3 0 0Bow Thruster PS 1 1 60 1.4 -2.6 0Bow Thruster SB 1 1 60 1.4 2.6 0Peralatan Tambat 1 1 65 8.6 0 0Peralatan di Second Deck 1 1.5 40 3.5 0 0Peralatan di Main Deck After 1 1 8.5 5.8 0 0Peralatan di Main Deck Fore 1 2.5 40 5.8 0 0Peralatan di Upper Deck 1 1.5 45 8.5 0 0Peralatan di Navigation deck 1 1 45 11 0 0Hull 1 550 35 3.5 0 0

49

Total Weight 926 LCG=32.26

VCG=3.29

TCG=0.000

0

Hasil :- Weight : 926 ton- LCG : 32.26 m from AP- VCG : 3.29 m- TCG : 0 m

4.4 Analisa Perhitungan StabilitasPada perencaan perhitungan stabilitas dengan

meggunakan software hydromaxpro. Dengan sub perhitunganstabilitas sebagai berikut:1. Upright Hydrostatic

biasa disebut dengan nama Carena Curve adalahsalah satu analisa stabilitas yang dapat dilakuakan diHydromaxPro dan berfungsi untuk menghitungkarateristik badan kapalyang berada dibawah permukaanair.

2. Specified Conditionadalah salah satu jenis analisi di HydromaxPro yang

akan menghitung karateristik kapal sesuai dengan kondisiyang diinginkan.

3. Large Angle Stabilityadalah salah satu jenis analisis di HydromaxPro yang

akan menghitung stabilitas kapal sesuai dengan kondisiyang telah dihitung pada specified condition analysis.

4. Equilibrum Conditionadalah salah satu jenis analisis di HydromaxPro yang

akan menghitung kemungkinan kesetimbangan kapaldengan tanpa kemiringan secara melintang (heel) namundengan kemiringan secara memanjang (trim).

50

5. Limiting KGadalah salah satu jenis analisi di HydromaxPro yang

akan menghitung limitasi nilai KG pada desain kapalyang telah dibuat.

6. KN Valuesadalah salah satu jenis analisis di HydromaxPro yang

akan menghitung nilai Panto Carena untuk desain kapalyang telah dibuat.

4.5 Hasil Perhitungan Stabilitas4.3 Tabel Hasil Analisa Stabilitas Menurut IMO

Code Criteria Value Units Actual Status

A.749(18)Ch3 3.1.2.1: Area 0to 30from thegreater ofspec. heelangle

0 deg 0to the lesser ofspec. heelangle

30 deg 30angle ofvanishingstability

180 degshall not beless than (>=)

3.151 m.deg 49.977 Pass

A.749(18)Ch3 3.1.2.1: Area 0to 40from thegreater ofspec. heelangle


40 deg 40firstdownfloodingangle

n/a degangle ofvanishingstability


5.157 m.deg 73.366 Pass

A.749(18)Ch3 3.1.2.1: Area30 to 40from thegreater ofspec. heelangle


40 deg 40firstdownfloodingangle

n/a degangle ofvanishingstability


1.72 m.deg 23.389 Pass

51

A.749(18)Ch33.1.2.2: MaxGZ at 30 orgreaterin the rangefrom thegreater ofspec. heelangle


180 degangle of max.GZ

143.6 deg 143.6shall not beless than (>=)

0.2 m 3.092 PassIntermediatevaluesangle at whichthis GZ occurs

deg 143.6

A.749(18)Ch33.1.2.3: Angleof maximumGZshall not beless than (>=)

25 deg 143.6 Pass

A.749(18)Ch3 3.1.2.4: InitialGMtspec. heelangle


0.15 m 9.403 Pass

Dari hasil perhitungan pada software maxsurf hasilperhitungan stabilitas maka harus sesuai dengan kriteriastabilitas dari intact stability chapter 2 poin 2.4.5 stabilitycriteria dan hell criteria chapter 3 poin 3.1.2 IMO 749 tahun2008.Kriteria stabilitas menurut IMO :

1.Section A.749 (18), Chapter 3.1.2.1 :a. Luasan pada daerah dibawah kurva GZ pada sudut oleng

0º– 30º (deg) tidak boleh kurang atau sama dengan 3,101m.deg.

b. Luasan pada daerah dibawah kurva GZ pada sudut oleng0º– 40º (deg) tidak boleh kurang atau sama dengan 5,157m.deg.

c. Luasan pada daerah dibawah kurva GZ pada sudut oleng30º– 40º (deg) tidak boleh kurang atau sama dengan1,719 m.deg.

52

2. Section A.749 (18), Chapter 3.1.2.2 : nilai GZ maksimumyang terjadi pada sudut 30º– 180º (deg) tidak bolehkurang atau sama dengan 0,2 m.

3. Section A.749 (18), Chapter 3.1.2.3 : sudut pada nilai GZmaksimum tidak boleh kurang atau sama dengan 25º (deg)

4. Section A.749 (18), Chapter 3.1.2.4 : nilai GM awal padasudut 0º (deg) tidak boleh kurang atau sama dengan 0,15m.

4.6 Perencanaan Perhitungan Fin StabilizerDalam menentukan fin stabilizer maka perlu

diketahui kriteria momen oleng dari IMO, berikutkeriteria sudut oleng dan momen oleng dari IMO:Kriteria momen oleng menurut IMO:1. Sudut oleng tidak boleh lebih dari 10 derajat, dengan

perhitungan sebagai berikut :

Dimana :MR : Momen Oleng (kNm)Vo : Kecepatan kapal (m/s)Lwl : Panjang garis air (m)Δ : Displacement (ton)d : Sarat (m)KG : Tinggi keel-titik G (m)

Data perhitung momen oleng :Vo : 11.3 (m/s)Lwl : 67.24 (m)Δ : 926 (ton)d : 3 (m)KG : 2.99 (m)

53

MR = 0.200 x (Vo2 / Lwl) x Δ x {KG-(d/2)}= 0.200 x (11.32 / 67.24) x 926 x {2.99-(3/2)= 55.79 kNm

Diketahui momen oleng yang disyaratkan oleh IMOsebesar 55.79 kNm, maka spesifikasi dari fin stabilizer harusmampu mengatasi momen oleng sebesar 55.79 kNm. Artinyadaya yang fin stabilizer untuk gaya angkat lebih besar dari55.79 kNm. Dalam merencanakan pemilihan dari finstabilizer perlu dipertimbangkan bentuk dari lambung kapal.Pada kapal patroli 70 meter ini bentuk lambungnya adalahtipe U, oleh karena itu dipilih fin stabilizer tipe retractable.Untuk menghindari tabrakan pada dinding pelabuhan padasaat kapal bersandar. Berikut spesifikasi dari tipe fin stabilizerretractable.

Gambar 4.14. Spesifikasi Retractable Fin Stabilizer

54

Gambar 4.15. Lifting force fin Z300 pada sudut 45º dan 60º

Perencanaan posisi retractable pada kapal patroli 70meter ditempatkan pada bilga kapal. Direncanakan untukpanjang fin stabilizer tidak melebihi garis baseline kapal,untuk menghindari fin kandas atau tertabrak karang padaperairan dangkal. Perencanaan pemasangan fin secaramembujur diupayakan berada di sekitar titik LCG atau padaframe 65. Berikut pemasangan retractable fin stabilizer padakapal patrol 70 meter.

Gambar 4.16. Sket Pemasangan Retractable fin stabilizer

55

Dari pemasangan fin stabilizer pada gambar diatas danpemilihan retractable fin stabilizer maka dapat dihitunglifting force pada fin stabilizer untuk mengatasi momen olengyang sudah disyaratkan oleh IMO. Dengan pusat momen padatitik G kapal dan lengan momen adalah jarak Antara titik Gkapal dengan jarak fin stabilizer.

Lifting force pada sudut 45º dengan waktu reaksi 6.75 detik.LF = 12000 N x 6

= 72000 Nm= 72 kNm

Lifting force pada sudut 60º dengan waktu reaksi 6.75 detik.LF = 18000 N x 6

= 108000 Nm= 108 kNm

4.7 Perencanaan Perhitungan Actice Tank StabilizerDalam merencanakan Active Tank Stabilizer kebutuhan

momen rolling dari active tank haruslah sama dengan momenrolling dari fin stabilizer. Pada perencanaan desain active tankakan menempatkan tanki yang akan di pasang pada sisistarboard dan portside kapal. Sedangkan penempatan tankisecara membujur diupayakan berada disekitar titik LCG atauframe 65. Desain ukuran tangki akan disesuaikan denganmomen rolling yang dihasilkan fin stabilizer yaitu sebesar108.000 Nm. Tanki active tank direncanakan mempunyailengan momen 5 m dari titik G kapal.Massa tank = Momen fin / lengan

= 108.000 / 5.5= 19.637 N

Berat tank = 19.637 / 9.81= 2002 kg

Pada perencanaan active tank ini akan diisi dengan airlaut, maka:

56

Vol. tank = Berat tank / massa jenis air laut= 2002 / 1025= 1.95 m3

Maka kebutuhan volume active tank pada sisi starboard danportside kapal sebesar 1.95 m3. Berikut direncanakan volumedan sket dari active tank stabilizer secara melintang:

Panjang : 2 m (4 frame spacing)Lebar : 1 mTinggi : 1.1 mVolume : 2 m3

Gambar 4.17. Sket pemasangan Active Tank Stabilizer

4.8 Perabandingan Fin dengan Active Tank Stabilizer

4.8.1 Fin Stabilizera. Kebutuhan Power

Pada pembahasan diatas sudah direncanakan dandipilih tipe dari fin stabilizer, yaitu fin dari pabrikanBlohm+Voss dengan retractable fin type Z 300 dengankebutuhan power 100 HP atau 74.6 kW.

b. Kebutuhan RuanganDikarenakan pusat oleng kapal secara membujur dan

melintang maka perencanaan peletakan diatur secara

57

membujur dan melintang. Peletakan secara membujurharus disekitar titik LCG atau momen putar secaramembujur yaitu di frame 65 (32.5 m dari AP). Sedangkanpeletakan secara melintang diapasang pada bilga keel,diupayakan panjang dari fin tidak melebihi dari garisbaseline kapal, untuk menghindari fin kandas atautertabrak karang pada perairan dangkal.Perencanaan fin secara melintang :

Gambar 4.18. Perencanaan Fin Secara Melintang

Perencanaan fin secara membujur :

Gambar 4.19. Perencanaan Fin secara membujur

58

Dari perencanaan kebutuhan ruang untuk sistem finstabilizer dibutuhkan ruang sepanjang 15 kali jarakgading atau dengan panjang 7.5 meter. Dengan tinggiruangan second deck 3.1 m dikurangi tinggi doublebottom 0.8 menjadi 2.3 meter. Sedangkan lebar ruangansama dengan lebar kapal 11.5. Jadi volume ruangan yangdibutuhkan sebagai berikut :

V = p x l x t= 7.5 x 11.5 x 2.3= 198.37 m3

c. Respon WaktuDalam mengatasi momen rolling dibutuhkan momen

dari fin stabilizer, untuk menghasilkan momenpengembali tersebut dibutuhkan waktu dan disebut responwaktu. Respon waktu dari fin yang telah dipilih telahtertera pada spesifikasi fin. Respon waktu dipilih untukmenghasilkan momen yang paling besar.

Dapat dilihat pada gambar grafik 4.9, untukmenghasilkan momen paling besar pada sudut fin 45º danmenghasilkan momen 12.000 N membutuhkan responwaktu sebesar 6.75 detik. Sedangkan untuk sudut fin 60ºdan menghasilkan momen 18.000 N membutuhkanrespon waktu sebesar 6.8 detik

4.8.2 Active Tank Stabilizera. Kebutuhan Power

Untuk mengetahui kebutuhan power active tank ataudaya pompa perlu direncanakan terlebih dahulu sistemperpipaan dan dan kecepatan transfer ballast sebagaistabilizer. Berikut perencanaan dari sistem perpipaanactive tank stabilizer :

59

Gambar 4.20. Perencanaan Sistem Active Tank

Direncanakan pada tanki yang pada saat tidakgunakan untuk mengatasi momen rolling terdapat 0.25dari volume tank atau 0.5 m3. Digunakan untukmendapatkan head suction untuk memompa. Makavolume air yang dipindahkan 0.75 kapasitas tanki atau 1.5m3. Dengan kecepatan perpindahan sama dengan responwaktu fin stabilizer yaitu 6.8 detik. Dengan perhitungansebagai berikut:

Menentukan kapasitas :

Q = V / t= 1.5 m3 / 6.8 detik= 0.22 m3/detik atau 792 m3/jam

Menentukan diameter pipa:

Q = A x v , digunakan 3 m/detik= (π x d2 / 4) x v

60

d = √(Q x 4) / (π x v)= √(0.22 x 4) / (3.14 x 3)= 0.3 m= 300 mm

Dipilih pipa karbon galvanis dengan standard JIS, denganspesifikasi sebagai berikut :

Normal Pipe Size : 12 inchDiameter luar : 318.5 mmTebal : 6.9 mmDiameter dalam : 304.7 mm

Menghitung Head Statis, pressure dan velocity:

Hs : 0.8 m (Hs discharge- Hs suction)Hp : 0 (Hp disc dan,Hp suct 1 atm)Hv : 0 (v disc dan v suct sama 3 m/det)

Viskositas (n) : 0.0000008 m2 cst pada suhu 30º CReynold number (Rn) :(Pompa dan Kompresor Ir.Sularso,MSME hal 28)

Rn = (v x d) / n= (3 x 0.3) / 0.0000008= 1125000 (Turbulen)

Jika, Rn < 2300 maka laminerRn>2300 maka turbulen

ʎ = 0.02 + (0.0005/d)= 0.02 + (0.0005/0.3)= 0.0216

61

Lossis mayor (Hf) di suction :

Hf = ʎ x L x v2 x (d x 2g)= 0.0216 x 5 x 32 x (0.3 x 2 x 9.81)= 5.72 m

Lossis Minor (Hm) di suction :Asesoris pada di suction:

No. Asesoris n k n x k1 Butterfly valve 2 0.3 0.6

Σ 0.6Hm = (Σ n.k x v2) / 2g

= (0.6 x 32) / 2 x 9.81= 0.27 m

Head loss pada suction :

Hsuc = Hm + Hf= 5.72 + 0.27= 5.99 m

Lossis mayor (Hf) di dicharge :

Hf = ʎ x L x v2 x (d x 2g)= 0.0216 x 7 x 32 x (0.3 x 2 x 9.81)= 8.00 m

Lossis Minor (Hm) di dicharge :

Assesoris pada di dicharge:

No. Asesoris n k n x k1 Butterfly valve 2 0.3 0.6

Σ 0.6

62

Hm = (Σ n.k x v2) / 2g=(0.6 x 32)/ 2 x 9.81= 0.27 m

Head loss pada dicharge :

Hsuc = Hm + Hf= 8.00 + 0.27= 8.27 m

Head Total = Hs + Hp + Hv + Σhead loss(suct&disc)= 0.8 + 0 + 0 + 5.99 + 8.27= 15.06 m

Spesifikasi pompa:Merek : CLH SeriesTipe : CLH1300-250-12Kapasitas : 816 m3/jamHead : 41.8 mPower : 120.48 kW

b. Kebutuhan RuanganPerencanaan ruangan active tank berdasarkan

kebutuhan momen dari fin stabilizer yang telah dihitungpada bab diatas. Volume active tank yang diperlukanadalah sebesar 2 m3, dengan rincian sebagai berikut :

Panjang: 2 m (4 frame spacing)Lebar : 1 mTinggi : 1.1 mVolume: 2 m3

Sedangkan untuk posisi dari tank yaitu sama denganperencanaan posisi fin. Secara membujur berada disekitar momen putar membujur yaitu LCG. Berikutperencanaan posisi tank secara membujur dan melintang.

63

Perencanaan tank secara melintang :

Gambar 4.21. Perencanaan Active Secara Tank Melintang.

Perencanaan tank secara membujur :

Gambar 4.22. Perencanaan Active Secara Tank Membujur

64

Dari perencanaan kebutuhan ruang untuk sistemactive tank stabilizer dibutuhkan ruang sepanjang 6 kalijarak gading atau dengan panjang 3 meter. Dengan tinggiruangan second deck 3.1 m dikurangi tinggi doublebottom 0.8 menjadi 2.3 meter. Sedangkan lebar ruangansama dengan lebar kapal 11.5. Jadi volume ruangan yangdibutuhkan sebagai berikut :

V = p x l x t= 3 x 11.5 x 2.3= 79.35 m3

c. Respon WaktuRespon waktu yang diperlukan untuk menyamai

respon waktu fin stabilizer adalah 6.8 detik. Jika responwaktu disamakan maka akan membutuhkan kapasitaspompa yang besar, sekitar 750 m3/jam dan berbandingdengan itu maka memerlukan daya pompa yang besarpula. Maka dalam perencanaan respon waktu active tanksekitar 2 kali respon waktu fin stabilizer yaitu 13.6 detikuntuk memindahkan 1.5 m3 air dari tanki portside kestarboard dan sebaliknya.

4.9 Analisa Daya SisaUntuk menganalisa daya pada kapal patroli 70 meter

harus dihitung terlebih dahulu kebutuhan daya listriksemua peralatan yang ada dikapal. Dari semua kebutuhandaya yang dibutuhkan maka dapat dipilih generator yangtepat. Pemilihan jumlah generator disesuakan dengankondisi berlayar kapal patrol. Terdapat 4 kondisi yangdirencanakan dalam kapal patrol ini, yaitu kondisiberlayar, manuver, dipelabuhan dan kondisi pengejaran.

65

Masing-masing dari kondisi kapal maka kebutuhandayanya juga berbeda. Dari kebutuhan daya yang berbedamaka dapat dipilih jumlah generator yang tepat, gunamenghemat daya. Perencanaan daya pada masing-masingkondisi, di pelabuhan membutuhkan daya yang palingkecil (25% daya), kondisi berlayar daya yang lebih besar(70% daya) dan kondisi pengejaran daya yang palingbesar (95% daya).

Pemilihan jumlah generator yang tepat untukkebutuhan daya pada seluruh kondisi yang dialami kapaladalah 3 generator. Pada kondisi berlabuh makamenggunakan 1 generator, berlayar menggunakan 2genrator dan pada kondisi pengejaran membutuhkan 3generator. Dengan kapasitas 3 generator sebesar 115%dari seluruh daya, 15% daya digunakan untukmengantisipasi daya start peralatan. Artinya masing-masing generator mempunyai daya 40% dari dayakesuluruhan kapal.

Dikarenakan data daya kapal patroli tidak ada, makadirencanakan daya untuk sistem stabilizer sebesar 15%dari seluruh kebutuhan daya listrik yang ada dikapal.Dengan perencanaan daya sebesar 15% dari dayakesuluruhan atau daya dari sisitem stabilizer yang palingbesar yaitu sistem active tank stabilizer atau 120.48 kW.Maka seluruh kebutuhan daya pada kapal adalah sebesar805 kW.

Pembagian daya sisa pada maisng-masing kondisidengan sistem stabilizer yang aktif yaitu dalam kondisi,dipelabuhan, berlayar dan pengejaran. Dalam kondisi dipelabuhan yang menggunakan 1 generator (40% dayatotal) membutuhan daya 25% maka daya sisa sebesar15% daya total atau 120.7 kW. Sedangkan dalam kondisipelayaran yang menggunakan 2 generator (80% dayatotal) membutuhan daya 70% maka daya sisa sebesar10% daya total atau 80.5 kW. Dan dalam kondisi

66

pengejaran yang menggunakan 3 generator (120% dayatotal) membutuhan daya 95% maka daya sisa sebesar25% daya total atau 201.25 kW.

67

BAB VKESIMPULAN

5.1 Kesimpulan1. Dari hasil perhitungan stabilitas berdasarkan IMO 749

Chapter 2 poin 2.4.5 pada kapal patrol 70 meter makasemua persyaratan dan ketentuan memenuhi.

2. Dari hasi perhitungan distribusi beban didapatkan nilai,LCG : 32.26 m dari AP, VCG : 3.29 dan TCG : 0.

3. Dari hasil perhitungan momen rolling berdasarkanpersyaratan dari IMO 749 chapter 3 poin 3.1.2 makadapat dipilih kebutuhan power, space dan respon dariactive tank stabilizer dan fin stabilizer. Didapatkan hasilberikut:a. Pada kapal patroli 70 meter standard momen rolling

dari IMO sebesar sekian 55.79 kNm.b. Pada sistem memerlukan fin stabilizer power 74.6 kW,

space ruangan 198.37 m3 dan respon waktu 6.8 detik.c. Pada sistem active tank stabilizer memerlukan power

pompa 120.48 kW, space ruangan 79.35 m3 danrespon waktu 13.6 detik.

4. Prosentase perbandingan antara active tank dan finstabilizer dengan respon waktu yang sama 1 : 1.Perbandingan kebutuhan power, 1:1.6. Sedangkanperbandingan kebutuhan ruangan menurun 2.49 : 1.

5.2 SaranUntuk hasil yang lebih baik, maka penulis memberikan

saran dalam pemilihan dan perhitungan sistem stabilizer padakapal perlu di perhatikan:1. Dalam perhitungan distribusi beban semua komponen

dikapal dihitung supaya mendapat perhitungan stabilitasyang lebih akurat.

68

2. Dalam penentuan olah gerak kapal perlu dianalisamenggunkan software lain, misalkan seakeeper.

3. Perlu dilakuakan analisa perhitungan biaya awal danbiaya perawatan untuk membandingkan antara sitemactive tank dengan fin stabilizer.

69

DAFTAR PUSTAKA

[1] Dontiawan, Vibrio Yulian. (2012). Tugas Akhir:“Perancangan Sistem Kendali Stabilitas Rolling padaKapal Perang Kawal Rudal Kelas Sigma-KRIDiponegoro dengan menggunakan Logika Fuzzy”,Teknik Fisika FTI-ITS Surabaya

[2] Bhattacharya, R. (1978). “Dynamic of Marine Vehicles”.New York, United State of America

[3] Biran, A.B. (2003). “Ship Hydrostatic and Stability”.Butterworth-Heinemann, United State of America

[4] House, David. J. (2007). “Ship Handling Theory andPractice”. Butterworth-Heinemann, United State ofAmerica

[5] Kiryanto. (2010). Tugas Akhir: “Analisa TeknisStabilitas Dan Olah Gerak Kapal Patrol Speed BoatGrass Carp Di Perairan Rawa Pening Jawa Tengah”.Teknk Perkapalan Fakultas Teknik-UNDIP Semarang

[6] Wikipedia. (2015). Seismic Source, diakses darihttps://id.wikipedia.org/wiki/Stabilitas_kapal

[7] Fin Stabilizer. (2015). Britannica, diakses darihttp://www.britannica.com/technology/fin-stabilizer

[8] Tank Stabilization System. (2015). Hoppe Marine,diakses darihttp://www.hoppe-marine.com/?q=en/node/15

Aang

Rectangle

Model Fin Area (m2) Torque (kg-m) Power Consumption (HP) Power Consumption (kW) Hydraoulic (psi)

Z 300 9 3510 100 74.6 2800

Z 400 13 5070 145 108.17 4000

Z 500 17 6630 185 138.01 5300

Z 600 21 8190 230 171.58 6500

BIODATA PENULIS

Penulis dilahirkan di Ponorogo pada tanggal 2 Juni 1991, merupakan anak pertama dari dua bersaudara. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 1 Coper, SMPN 1 Sambit, dan SMAN 1 Sambit Ponorogo. Pada tahun 2009 penulis melanjutkan pendidikan Diploma III di

Jurusan Teknik Bangunan Kapal, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya dan lulus pada tahun 2012. Pada tahun 2012-2014 penulis bekerja pada R&D bidang otomotif di Jakarta. Pada Februari 2014 penulis melanjutkan studi S1 jurusan Sistem Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan-ITS dengan kosentarsi ilmu pada Marine Manufacture and Design (MMD). Selama perkuliahan penulis aktif dalam bekerja pada beberapa perusahaan mechanical dan manufaktur yang berada di Surabaya. Serta penulis juga aktif dalam beberapa kegiatan seminar dan pelatihan, baik yang diselengarakan oleh pihak dari Jurusan Teknik Sistem Perkapalan maupun dari luar kampus. A’ang Kunaifi Jurusan Teknik Sistem Perkapalan-FTK-ITS [email protected]

SKIRPSI - ME 141501 ANALISA PERBANDINGAN KEBUTUHAN...

Documents

Transcript of SKIRPSI - ME 141501 ANALISA PERBANDINGAN KEBUTUHAN...