Teknik Permesinan KapalMERANCANG SISTEM PROPULSI LARGE PASSENGER SHIP (KAPAL PESIAR)

MARINE ENGINEERING ITSCREATED BY FAUZAN FIKRI (4212100112)

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada ALLAH SWT , yang telah memberikan

rahmat-Nya kepada penulis sehingga terselesainya Tugas membuat rancangan sistem

propulsi pada kapal yang penulis beri judul “MERANCANG SISTEM PROPULSI

LARGE PASSANGER SHIP (KAPAL PESIAR)”

Tugas membuat rancangan sistem propulsi kapal ini guna untuk memenuhi salah

satu tugas dari mata kuliah Teknik Permesinan Kapal 1 pada Jurusan Teknik Sistem

Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.

Pada kesempatan kali ini tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Aguk Zuhdi M.Eng, Ph.D sebagai dosen mata kuliah Teknik

Permesinan Kapal 1 Jurusan Teknik Sistem Perkapalan – ITS, yang telah

memberikan bimbingan kepada penulis, sehingga terselesainya tugas ini.

2. Kepada teman-teman dari kelas A Mata Kuliah TPK 1, Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, FTK - ITS, yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, yang telah memberikan bantuan selama penyelesaian tugas ini.

Penulis menyadari bahwa dalam makalah ini belum bisa dikatakan sempurna, maka

dari itu penulis memohon maaf serta memohon kritik agar dapat menjadi perbaikan ke

depannya.

Surabaya, November 2013

Penulis

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR........................................................................................................i

DAFTAR ISI......................................................................................................................ii

DAFTAR GAMBAR........................................................................................................iii

BAB I PENDAHULUAN..................................................................................................1

1.1 Latar Belakang......................................................................................................................1

1.2 Rumusan Masalah.................................................................................................................2

1.4 Tujuan...................................................................................................................................2

BAB II PEMBAHASAN....................................................................................................3

2.1. Data Kapal............................................................................................................................3

2.2. Tahanan................................................................................................................................4

2.3. Sistem Propulsi Kapal............................................................................................................6

2.3.1. Motor Penggerak Utama (Main Engine).........................................................................7

2.3.2. Sistem Transmisi..........................................................................................................11

2.3.3. Propulsor (Alat Gerak Kapal)........................................................................................12

2.4. Perancangan Sistem Propulsi...............................................................................................19

2.4.1. Motor penggerak utama (Main Engine)........................................................................19

2.4.2. Sistem transmisi..........................................................................................................20

2.4.3. Propulsor.....................................................................................................................20

BAB III KESIMPULAN.................................................................................................23

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................................24

ii

DAFTAR GAMBAR

gambar 1 - kapal ASUKA II.............................................................................................3

gambar 2- contoh tahanan kapal......................................................................................4

gambar 3- sistem propulsi kapal......................................................................................6

gambar 4- mesin uap.........................................................................................................7

gambar 5- turbin uap........................................................................................................8

gambar 6- mesin diesel......................................................................................................9

gambar 7- turbin gas.........................................................................................................9

gambar 8- mesin nuklir dalam kapal selam..................................................................10

gambar 9- sistem transmisi kapal..................................................................................11

gambar 10- archimedes screw.........................................................................................12

gambar 11- ide baling-baling..........................................................................................13

gambar 12- fixed pitch propeller.....................................................................................14

gambar 13- ducted propeller............................................................................................15

gambar 14- contra rotating propeller..............................................................................15

gambar 15- overlapping propeller...................................................................................16

gambar 16- controllable pitch propeller..........................................................................16

gambar 17- water jet pump..............................................................................................17

gambar 18- cycloidal propeller........................................................................................18

gambar 19- paddle wheel.................................................................................................18

iii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kapal merupakan kendaraan pengangkut penumpang dan barang di sungai maupun

laut. Berabad-abad kapal digunakan oleh manusia untuk mengarungi sungai atau lautan .

Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan kapal pada masa lampau menggunakan

kayu, bambu kemudian digunakan lah bahan-bahan logam seperti besi/baja karena

kebutuhan manusia akan kapal yang kuat. Semakin besar kebutuhan akan daya muat, maka

dibuatlah kapal dalam ukuran besar.

Untuk penggeraknya manusia pada awalnya menggunakan dayung, lalu angin

dengan bantuan layar, sampai pada suatu saat revolusi Industri muncullah cara penggerak

baru yaitu dengan mesin uap lalu mesin diesel serta Nuklir.

Pada abad ke-20 ini memasuki era globalisasi, era dimana menuntut akan segala

kebutuhan dipenuhi dengan cara semudah mungkin dan mengibaratkan bagaikan tak ada

jarak untuk memisahkan apapun, termasuk dalam bidang tranportasi massal seperti kapal

penumpang/kapal pesiar yang sudah mengibaratkan lautan bagai daratan, yang didalamnya

terdapat fasilitas lengkap yang sangat memudahkan melewati sebuah lautan.

Semua jenis kapal saat ini mengalami perkembangan terus menerus untuk

memenuhi kebutuhan yang antaralain kebutuhan dalam distribusi barang serta transportasi

massal. Transportasi laut pengangkut massal yang biasa disebut kapal pesiar ini pun yang

notabene sekarang ini digunakan mengarungi antar lautan mengalami perkembangan dari

mulai bentuk yang dapat memuat penumpang dalam jumlah besar, fasilitas yang lengkap,

sampai sistem permesinan dalam kapal tersebut untuk mengoptimalkan kerja kapal.

Keoptimalan kerja kapal ini pun berkaitan erat dari faktor penggerak kapal yang bekerja,

yang biasa disebut dalam dunia perkapalan sebagai sistem propulsi kapal, dalam sistem

propulsi ini dijelaskan bagaimana menggerakkan kapal dengan kondisi kapal dan kondisi

pelayaran yang ada agar dapat memenuhi kebutuhan yang ada.

1

Sistem propulsi kapal ini meliputi penggerak utama (mesin uap, mesin diesel ,gas

turbin, dll), sistem transmisi, dan alat penggerak(propeller) . Pemilihan sistem propulsi adalah

salah satu pertimbangan dasar dan termasuk penting pula dalam merancang sebuah kapal.

Bagaimanapun harus dibuat sebuah desain dari sistem yang paling optimal, yang memiliki

sebanyak mungkin faktor-faktor yang menguntungkan. Sehingga begitu pentingnya

mengetahui dan memilih sistem propulsi untuk mendapatkan keoptimalan kerja kapal,

khususnya dalam merancang kapal large passanger ship (kapal pesiar) agar berbagai

keuntungan pun didapatkan, Oleh karena itu, maka penulis mengangkat judul

“MERANCANG SISTEM PROPULSI PADA LARGE PASSANGER SHIP (KAPAL

PESIAR)”

1.2 Rumusan MasalahBerdasarkan uraian latar belakang di atas dijelaskan permasalahan yang akan

dibahas pada makalah ini antara lain :

1. Jenis kapal yang dijadikan kajian dalam merancang sistem propulsi kapal

2. Elemen-elemen yang berkaitan dengan sistem propulsi kapal

3. Pemilihan sistem propulsi kapal agar mendapatkan kerja optimal untuk

large passanger ship (kapal pesiar)

1.3 TujuanTujuan dari pembuatan makalah ini antara lain :

1. Mengetahui elemen-elemen yang berkaitan dengan sistem propulsi kapal

2. Mengetahui faktor-faktor pengaruh pengoptimalan kerja kapal

2

BAB IIPEMBAHASAN

2.1. Data Kapal

Jenis kapal yang akan dijadikan kajian perancangan sistem propulsi kapal pada

kali ini adalah Large passenger ship (kapal pesiar), merupakan salah satu jenis kapal

penumpang yang memiliki ukuran besar. Kapal pesiar adalah kapal penumpang yang

digunakan untuk pelayaran pesiar/menjelajah, yaitu pelayaran dengan jarak tempuh yang

jauh dan berlangsung lama yang notabene berlayar antar lautan. Penumpang menaiki kapal

pesiar untuk menikmati waktu yang dihabiskan di atas kapal yang dilengkapi fasilitas

penginapan dan perlengkapan bagaikan hotel berbintang yang sudah mengibaratkan lautan

bagaikan daratan, tidak ada pembatas sedikitpun.

Sebagian kapal pesiar memiliki rute pelayaran yang selalu kembali ke pelabuhan

asal keberangkatan. Lama pelayaran kapal pesiar dapat berbeda-beda, mulai dari beberapa

hari sampai sekitar tiga bulan tidak kembali ke pelabuhan asal keberangkatan. Kapal pesiar

berbeda dengan kapal samudra (ocean liner) yang melakukan rute pelayaran reguler di laut

terbuka, kadang antar benua, dan mengantarkan penumpang dari satu titik keberangkatan

ke titik tujuan yang lain.

Dalam skala global, large passanger ship sudah banyak dibangun dan sudah

beroperasi. Salah satu contohnya adalah kapal ASUKA II yang akan dijadikan sebagai

bahan kajian perancangan sistem propulsi kapal. Kapal ini berasal dari negara Jepang dan

telah teregistrasi di NK Class. Kapal Asuka II memiliki dimensi kapal sebagai berikut :

1. Panjang LOA (Lenght Overall) : 240,960 meter2. Panjang kapal (L) : 205,000 meter3. Lebar kapal (B) : 29,600 meter4. Tinggi kapal (H) : 19,250 meter5. Tinggi sarat (T) : 8,022 meter

Kapal ASUKA II ini mempunyai jalur pelayaran di daerah Asia Timur

3

gambar 1 - kapal ASUKA II

2.2. Tahanan

Ketika suatu body bergerak pada daerah permukaan bebas dari suatu fluida, maka

variasi tekanan didaerah sekitar body tersebut akan menghasilkan gelombang pada

permukaan fluida. Gaya yang dibutuhkan untuk mempertahankan terjadinya gelombang

tersebut, disebut tahanan (resitance) . Tahanan kapal adalah fungsi yang sangat kompleks

tergantung dari variabel bentuk lambung, displasmen dan kecepatan. Beberapa komponen

tahanan kapal yang utama adalah :

-    Tahanan Gesek

-    Tahanan Tekanan

-    Tahanan Gelombang

-    Tahanan Tambahan di Gelombang

-    Tahanan Udara

Tahanan kapal adalah sebuah gaya fluida yang bekerja pada badan kapal yang

sedemikian rupa sehingga bekerja melawan gerakan kapal. Tahanan kapal (resistance)

didefinisikan sebagai :

R = ½.C.ρ. V2.S

C = adalah koefisien tahanan,

V = kecepatan kapal,

ρ = masa jenis air laut, dan

S = luas permukaan basah kapal.

Tahanan total (RT) dapat diuraikan menjadi sejumlah komponen tahanan yang

diakibatkan oleh berbagai macam penyebab dan saling berinteraksi terhadap kapal.

4

gambar 2- contoh tahanan kapal

Untuk kondisi pelayaran dinas harus diberikan kelonggaran tambahan yang

tergantung pada daerah pelayaran (sea margin) . Harga faktor kelonggaran tersebut dapat

diberikan dalam persentase tahanan total dari kondisi pelayaran percobaan. Untuk jalur

utama, persentase kelonggaran tambahan (p) untuk kondisi pelayaran dinas dapat diberikan

sebagai berikut :

o Jalur pelayaran Atlantik Utara ke timur, untuk musim panas 15% dan

musim dingin 20%

o Jalur pelayaran Atlantik Utara, untuk musim panas 20% dan musim dingin

30%

o Jaluran pelayaran Pasific, 15-30%

o Jalur pelayaran Atlantik Selatan dan Australia, 12-18%

o Jalur pelayaran Asia Timur, 10-20 %

Bila suatu kapal melakukan pelayaran dinas, maka tahanan total (Rt) rumusnya

menjadi :

R = ½.C.ρ. V2.S . (1+P)

C = adalah koefisien tahanan,

V = kecepatan kapal,

ρ = masa jenis air laut, dan

S = luas permukaan basah kapal.

P = kelonggaran tambahan kondisi pelayaran

Pada kasus kali ini , kapal ASUKA II yang menjadi bahan kaji dalam merancang

sistem propulsi pada kali ini mempunyai jalur pelayaran Asia Timur . Dapat diasumsikan

kelonggaran tambahan nya yaitu 15 %. Sehingga pada perhitungan tahanan total pun akan

berbeda daripada kapal yang tidak mempunyai pelayaran dinas

5

2.3. Sistem Propulsi KapalSebuah kapal yang dibangun tentunya untuk dapat beroperasi di laut. Dalam

operasinya dilaut kapal memiliki kecepatan dinas (Vs), dan kapal harus memiliki

kemampuan untuk mempertahankan kecepatan dinas sesuai perencanaannya. Hal ini yang

mengharuskan sebuah kapal memiliki sistem penggerak untuk mengatasi keseluruhan

gaya-gaya hambat (total resistance) yang terjadi agar memenuhi standar kecepatan

dinasnya.

Dalam sistem propulsi kapal secara umum memiliki tiga komponen utama yaitu :

Motor penggerak utama (main engine)

Sistem transmisi

Alat penggerak (propulsor).

Ketiga komponen dari sistem propulsi kapal ini tidak dapat ditinjau secara terpisah,

dan ketiganya saling berhubungan satu sama lain. Apabila dalam sistem propulsi kapal ini

ada salah satu komponen yang tidak sukses beroperasi atau terdapat kesalahan beroperasi,

maka akan terjadi beberapa kemungkinan yaitu :

1. Tidak tercapainya kecepatan dinas yang direncanakan,

2. Fuel oil consumption yang tidak effisien,

3. Turunnya nilai ekonomis dari kapal tersebut,

4. Pengaruh tingkat vibrasi yang terjadi pada badan kapal, dsb.

6

gambar 3- sistem propulsi kapal

2.3.1. Motor Penggerak Utama (Main Engine)

Motor penggerak utama dalam perkembangannya memiliki beberapa tipe adalah

sebagai berikut :

1. Steam Engine (Mesin Uap)

Pada generasi awal, tipe steam engine ini banyak digunakan sebagai motor

penggerak utama dalam sistem propulsi pada kapal. Pada tipe ini memiliki keunggulan

adalah sebagai berikut :

a. Pengendalian beban yang baikb. Arah reversed (arah mundur) yang mudahc. Kecepatan putar match dengan kinerja propeler

Dan bila menggunakan tipe steam engine ini memiliki kerugian adalah sebagai

berikut :

a. Instalasinya relatif berat,b. Kebutuhan space yang besar,c. Output per cylinder yang masih sangat terbatas,d. Tidak dapat bekerja secara efektif, pada tekanan yang relatif rendah,e. Kebutuhan fuel consumptin yang relatif besar.

7

gambar 4- mesin uap

2. Steam Turbine (Turbin Uap)

Steam turbine ini merupakan penyempurnaan dari tipe steam engine, dimana steam

turbin juga dikembangkan dalam sistem propulsi kapal. Keunggulan dari tipe steam turbine

adalah sebagai berikut :

a. Memberikan torsi balik yang sama, untuk kinerja yang besar,b. Efisiensi termal yang tinggi,

Selain keunggulan diatas, steam turbin memiliki beberapa kerugian adalah sebagai

berikut :

a. Non-reversible b. Memiliki kecepatan putar yang terlalu tinggi, sehingga harus menggunakan gear

box untuk mengurangi kecepatan putar tersebut.

3. Internal Combusion Engine

Internal combusion engine yang digunakan pada sistem propulsi kapal pada

umumnya adalah diesel engine. Diesel Engines ini kemudian dibuat, mulai dari kebutuhan

untuk pleasure boats hingga ke modern super tankers dan passenger liners. Diesel engine

memiliki beberapa keunggulan adalah sebagai berikut :

Dibangun dalam segala ukuran yang digunakan mulai dari kapal kapal kecil hingga

untuk kapal tanker super besar (less 100 hp ~ >30,000 hp),

1. Biaya pengoperasian lebih ekonomis karena harga bahan bakar lebih murah.

2. Thermal efficiency tinggi (motor bensin adalah 20-30% dan motor diesel adalah 30–35%).

3. Bahaya kebakaran lebih rendah karena titik nyala 4. Tidak membutuhkan sistem penyalaan (ignition device) dan carburator. 5. Dapat menghasilkan tenaga yangbesar pada putaran rendah.

8

gambar 5- turbin uap

Selain itu diesel engine juga memiliki beberapa kerugian adalah lebih berat

dari pada gas turbin.

4. Gas Turbine (Turbin Gas)

Turbin gas pada umumnya digunakan dalam kedirgantaraan, namun sekaran juga

telah digunakan sebaga motor penggerak utama sistem propulsi pada kapal. Dimana turbin

gas ini turbin diputar oleh gas panas hasil pembakaran yang telah dikompresikan. Turbin

gas memiliki beberapa keunggulan adalah sebagai berikut :

a. Tidak memerlukan boiler,b. Sangat ringan,c. Memberikan gerakan halus yang berkelanjutan (continous) dan waktu pemanasan,

yang sedikit.

Selain itu turbin gas juga memiliki kerugian adalah sebagai berikut :

a. Membutuhkan biaya yang mahal dan dalam perawatannya,b. Membutuhkan sebuah gear untuk mengurangi kecepatan putar.

9

gambar 6- mesin diesel

gambar 7- turbin gas

5. Nuclear (nuklir)

Tenaga nuklir yang awalnya hanya digunakan untuk memutar generator

pembangkit listik, kini perkembanyannya tenaga nuklir mulai dipakai untuk penggerak

utama kapal. Adapun keunggulan menggunakan nuklir adalah sebagai berikut :

a. Tidak membutuhkan boiler, b. berat bahan bakar sangat kecil,c. dapat mengoperasikan beban penuh dalam jangka waktu yang sangat lama.

Selain itu motor penggerak yang menggunakan tenaga nuklir jiga memiliki

kerughian adalah sebagai berikutn :

a. Berat reaktor dan perisai perlindungan yang sangat berat,b. Maslah lingkungan yang berpotensi untuk terjadinya polusi.

10

gambar 8- mesin nuklir dalam kapal selam

EHP : Effective Horse PowerTHP : Thrust Horse PowerDHP : Delivered Horse PowerSHP : Shaft Horse PowerBHP : Brake Horse Power

SHP BHPDHP HPTHP HP RT

2.3.2. Sistem Transmisi

Pada sistem propulsi kapal, daya dari motor induk hingga daya yang dibutuhkan

untuk mendorong kapal mengalami reduksi daya karena sistem propulsi ini mengalami

beberapa kali proses transmisi tenaga. Pembagian daya pada sistem propulsi kapal dapat

dilihat pada bagan berikut ini :

  EHP, Effective Horse Power adalah daya yang diperlukan untuk menggerakkan kapal

di air atau untuk menarik kapal dengan kecepatan V.

  THP, Thrust Horse Power adalah daya yang diperlukan untuk menghasilkan gaya

dorong pada bagian belakang propeller kapal.

  DHP, Delivered Horse Power merupakan daya pada tabung poros baling-baling.

  SHP, Shaft Horse Power merupakan daya pada poros baling-baling.

  BHP, Brake Horse Power adalah daya yang keluar dari motor induk. Untuk pemilihan

motor induk diperlukan Brake Horse Power saat keadaan maximum continous rating.

11

VsDaya efektif

EHP

gambar 9- sistem transmisi kapal

2.3.3. Propulsor (Alat Gerak Kapal)

Secara mendasar alat gerak kapal dapat diklasifikasikan menjadi 2 (dua), yaitu :

alat gerak kapal yang non-mekanik dan yang mekanik. Alat gerak kapal yang non-mekanik

adalah Dayung dan Layar. Sedangkan alat gerak kapal yang mekanik, adalah sebagai

berikut :

1. Fixed Pitch Propeller

2. Ducted Propeller

3. Contra-rotating Propeller

4. Overlapping propeller

5. Controllable Pitch Propeller

6. Waterjet Propulsion System

7. Cyclodial Propeller

8. Paddle Wheels

9. Superconducting Electric Propulsion System

10. Azimuth Podded Propulsion System

Propulsor Konvensional

Awal sejarah perkembangan tentang alat gerak kapal mungkin dapat ditarik jauh

hingga kisaran 287 – 212 SM yang mana seorang Archimedes menemukan piranti untuk

memindahkan air dari danau ke saluran irigasi pertanian Syiracuse di Sicily. Alat ini

kemudian dikenal dengan sebutan “Archimedean Screw Pumps”. Adapun bentuk dari

Archimedean Screw Pump adalah seperti yang diilustrasikan seperti Gambar 8

12

gambar 10- archimedes screw

Beberapa tahun kemudian di tahun 1661, Toogood dan Hayes mematenkan

temuannya yang mana prinsip screw sebagai propeller. Selanjutnya, Hooke di tahun 1680

menyarankan untuk menggunakan Archimedean screw pada sistem penggerak kapal (ship

propulsion).

Pada tahun 1839, Smith melengkapi kapal buatannya yang berbobot 237 ton,

dengan Archimedes screw props, yang mana hasilnya sukses luar biasa dan hal ini

kemudian menggeser aplikasi dari Paddle propulsion systems ke Screw propulsion system.

Perkembangan dari steam engines (1840-1850) telah memberikan kontribusi untuk

penggunaan screw propellers secara efektif. Di tahun 1845, kapal Great Britain adalah

kapal dengan screw propeller pertama yang melintasi lautan Atlantic. Selanjutnya, pada

tahun 1880, Thornycroft telah merancang propellers yang bentuknya sama dengan

propellers saat ini.

Selanjutnya mulai tahun 1880 hingga 1970, bentuk dasar dari propeller tidak

banyak mengalami perubahan. Baru kemudian di era 1970 hingga 1990 an, dimana terjadi

kondisi ‘Fuel crisis’ dan pertimbangan-pertimbangan terhadap ‘environmental effects’

(misalnya ; low noise, vibrations dan emissions) telah memberikan impact pada rancangan

bentuk propeller dan stern configurations, yang mana juga membawa pada perkembangan

mengenai unconventional propellers.

13

gambar 11- ide baling-baling

Propulsor Modern

o Fixed Pitch Propellers (FPP)

• Baling-baling jenis ini secara ‘tradisi’ telah membentuk basis produksinya

• Baling-baling ini secara umum telah memenuhi ‘proporsi’ yang tepat terutama jenis

rancangan dan ukurannya, baik itu untuk baling-baling perahu motor yang kecil hingga

untuk kapal muatan curah hingga kapal tangki yang berukuran besar

• FPP ini adalah mudah untuk membuatnya

14

o Ducted Propeller

Baling-baling Ducted terdiri dari dua komponen, yaitu :

• Saluran pipa (Duct) berbentuk seperti gelang yangmana mempunyai potongan

melintang berbentuk aerofoil, dan

• Baling-baling

Keberadaan ‘saluran pipa’ (duct) akan mengurangi gaya-gaya tekanan yang

menginduced pada lambung kapal. Baling-baling jenis ini dikenal dengan sebutan Kort

Nozzles, melalui pengenalan Kort Propulsion Company’s sebagai pemegang Hak Paten

dan asosiasi dari jenis baling-baling ini. Efisiensi Baling-Baling ditingkatkan tergantung

atas beban baling-baling.

15

gambar 12- fixed pitch propeller

o Contra-rotating propellers

Baling-baling jenis ini mempunyai dua-coaxial propellers yang dipasang dalam

satu sumbu poros, secara tersusun satu didepan yang lainnya dan berputar saling

berlawanan arah.

Baling-baling ini memiliki keuntungan hidrodinamis terhadap permasalahan

penyelamatan energi rotasional ‘slip stream’ yang mungkin akan ‘hilang’ bilamana

menggunakan sistem ‘single screw propeller’ yang konventional. Energi yang dapat

diselamatkan sekitar 15% dari dayanya.

Baling-baling jenis ini biasanya

diaplikasikan pada small outboard units

yang beroperasi pada putaran 1500 sampai

dengan 2000 RPM. Untuk aplikasi pada

kapalkapal yang berukuran relatif besar

terdapat permasalahan teknis yang terkait

dengan sistem perporosan yang relatif

mempunyai ukuran lebih panjang.

o Overlapping Propellers

Konsep dari baling-baling ini adalah dua

propeller tidak dipasang/diikat secara coaxially, tapi

masing-masing propeller memiliki sumbu poros pada

sistem perporosan yang terpisah. Sistem ini dalam

prakteknya, adalah sangat jarang diaplikasikan.

Meskipun efisiensi propulsi dari sistem ini

adalah lebih tinggi dari single screw propeller, namun

16

gambar 13- ducted propeller

gambar 14- contra rotating propeller

gambar 15- overlapping propeller

sistem ini sangat berpengaruh terhadap besarnya tingkat getaran dan kavitasi yang

ditimbulkan

o Controllable Pitch Propellers (CPP)

Pemilihan dalam aplikasi baling-baling CPP dibandingkan dengan penerapan FPP,

adalah disebabkan oleh kebutuhan yang lebih tinggi untuk pengaturan dalam operasional

yang harus lebih fleksibel dari pada kebutuhan efisiensi propulsi pada saat kondisi servis.

Baling-baling CPP menyediakan ekstra dalam tingkat ‘derajad kebebasan’ melalui

kemampuan perubahan ‘pitch’ dari daun baling-balingnya. Hal ini khususnya untuk kapal-

kapal jenis ferries, tugs, trawlers, dan fisheries yang membutuhkan kemampuan

manouever (olah-gerak) lebih tinggi.

Namun demikian, biaya manufaktur sangat tinggi serta kebutuhan biaya untuk

perawatan dan perbaikan juga relatif tinggi.

o Waterjet Propulsion System

Sistem propulsi waterjet telah menjawab tentang kebutuhan akan aplikasi sistem

propulsi untuk variasi dari small high speed crafts, meski sesungguhnya juga banyak kita

jumpai aplikasi sistem propulsi ini pada kapal-kapal yang berukuran relatif besar.

Prinsip operasi dari waterjet yaitu air dihisap melalui sistem ducting oleh internal

pump yang mana terjadi penambahan energi pada air. Kemudian, air tersebut di

semprotkan ke belakang dengan kecepatan yang tinggi. Gaya dorong (Thrust) yang

17

Gambar 1.8 – Baling-baling jenis CPP

gambar 16- controllable pitch propeller

dihasilkan merupakan hasil dari penambahan momentum yang diberikan ke air. Sistem

propulsi Waterjet memiliki kemampuan untuk meningkatkan olah-gerak kapal.

o Cycloidal Propellers

Sistem Cycloidal Propellers adalah juga dikenal dengan sebutan baling-baling

poros vertikal meliputi satu set verically mounted vanes, enam atau delapan dalam jumlah,

berputar pada suatu cakram horisontal.

Sistem ini mempunyai keuntungan yang pantas dipertimbangkan ketika

kemampuan olah gerak dalam mempertahankan posisi stasiun kapal merupakan faktor

penting pada perencanaan kapal. Dengan aplikasi propulsor jenis ini, maka instalasi

kemudi yang terpisah pada kapal sudah tidaklah diperlukan.

Sistem memperlengkapi dengan rangka pengaman untuk membantu melindungi

propulsor tersebut dari kerusakan-kerusakan yang di sebabkan oleh sumber eksternal.

18

gambar 17- water jet pump

gambar 18- cycloidal propeller

o Paddle Wheels (Roda Pedal)

Seperti namanya, maka Paddle Wheels ini adalah suatu roda yang pada bagian

diameter luarnya terdapat sejumlah bilah/sudu-sudu yang berfungsi untuk memperoleh

momentum geraknya. Ini adalah salah satu tipe propulsors mekanik yang aplikasinya

sudah jarang ditemui saat ini.

Kelemahan teknis dari propulsors ini adalah terletak pada adanya penambahan /

perubahan lebar kapal sebagai konsekuensi terhadap penempatan kedua roda pedal di sisi

sebelah kiri dan kanan dari badan kapal. Selain itu, keberadaan instalasi roda pedal adalah

relatif berat bila dibandingkan dengan screw propeller.

Secara umum aplikasi roda pedal membawa konsekuensi juga terhadap berat

instalasi motor penggerak kapal. Kemudian paddle-wheels ini juga rentan terhadap gerakan

rolling kapal, yang mana akan menyebabkan ‘ketidak-seimbangan’ momentum gerak yang

dihasilkan. Aplikasi yang tepat dari roda pedal ini adalah untuk perairan yang tenang,

seperti danau, sungai dan pantai.

2.4. Perancangan Sistem PropulsiPerancangan sistem propulsi ini berguna untuk membuat sebuah desain kapal agar

memiliki keoptimalan kerja, yang memiliki sebanyak mungkin faktor-faktor yang

menguntungkan . Sebelum merancang sistem propulsi, kita harus mengetahui terlebih

dahulu beberapa hal berikut yang sebelumnya sudah dijelaskan yang menjadi faktor

penentu dalam perancang sistem propulsi kapal , diantaranya yaitu:

1. Data kapal yang akan dikaji

2. Tahanan kapal

19

gambar 19- paddle wheel

3. Kriteria sistem propulsi kapal

Setelah faktor penentu sudah diketahui, maka perancangan sistem propulsi dapat

dimulai dari elemen-elemen penting yang ada pada sistem propulsi, diantaranya yaitu :

1. Motor penggerak utama (Main Engine)

2. Sistem Transmisi

3. Propulsor (Alat Gerak Kapal)

2.4.1. Motor penggerak utama (Main Engine)

Berikut beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penentuan motor penggerak

utama (main engine), diataranya yaitu :

1. Tipe, jenis, misi, dan kondisi operasional kapal.2. Kriteria spesifikasi main engine baik daya, putaran, tipe mesin, berat,

dimensi, dan konsumsi bahan bakar

Sesuai dengan tipe kapal yang dikaji yaitu large passanger ship (kapal pesiar),

kapal penumpang yang memiliki dimensi besar dan memiliki waktu beroperasi yang lama,

maka secara teknis main engine dapat ditentukan yaitu dengan menggunakan motor

penggerak tipe internal combusion engine atau diesel engine, yang memiliki beberapa

keuntungan, diantaranya yaitu :

1. Biaya pengoperasian lebih ekonomis karena harga bahan bakar lebih

murah.

2. Thermal efficiency tinggi (motor bensin adalah 20-30% dan motor diesel

adalah 30–35%).

3. Dapat menghasilkan tenaga yangbesar pada putaran rendah.

2.4.2. Sistem transmisi

Sistem transmisi berfungsi untuk konversi dari mesin menjadi torsi dan kecepatan

yang berbeda-beda untuk diteruskan ke penggerak akhir. Konversi ini mengubah kecepatan

putar yang tinggi menjadi lebih rendah tetapi lebih bertenaga, atau sebaliknya. Tentu yang

perlu diperhatikan adalah dalam kerja penggerak kapal ini tidak terlalu besar kehilangan

daya yang terjadi.

20

2.4.3. Propulsor

Berikut beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penentuan propulsor (alat

gerak), diataranya yaitu :

1. Tipe, jenis, misi, dan kondisi operasional kapal.

2. Spesifikasi propeller baik diameter propeller, jumlah daun, pitch, dan

efisiensi dari propeller tersebut

Dalam menentukan sistem penggerak utama tersebut seorang marine engineer

harus memertimbangkan berbagai kombinasi dari permesinan. Perancangan sistem

propulsi yang sering di jumpai pada kapal cepat adalah dengan memberikan sudut ke

bawah pada propeller, selain untuk memberikan jarak antara propeller dan lambung kapal

hal ini juga bertujuan untuk memberikan daya angkat yang lebih kepada kapal agar

tahanan atau badan kapal yang tercelup air menjadi berkurang sehingga pada kecepatan

tinggi akan menaikan kecepatan dari kapal tersebut. Namun penerapan sudut ini harus

memperhatikan aturan instalasi mesin induk.

Sesuai dengan tipe kapal yang dikaji yaitu large passanger ship (kapal pesiar),

yang notabene berdimensi besar, teknik memberikan sudut pada sistem propulsi tersebut

dapat diasumsikan tidak cocok di aplikasikan pada tipe kapal tipe ini, karena akan

berpengaruh kepada tahanannya, teknik tersebut akan cocok apabila di gunakan pada kapal

bertipe speed boat karena kapal jenis tersebut memiliki tahanan yang kecil.

Pada umumnya berbagai jenis propeller yang digunakan pada kapal memiliki

kelebihan dan kekuranganya masing-masing seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya.

Dan propeller yang cocok di gunakan untuk kapal bertipe passanger ship adalah FPP dan

CPP.

Namun berdasarkan karakteristik propeller yang sudah dijelaskan sebelumnya pula,

propeller yang paling cocok di gunakan pada tipe large passanger ship (kapal pesiar)

adalah fixed pitch propeller (FPP), karena pada tipe kapal tersebut tidak terlalu

membutuhkan manouver (olah gerak) yang tinggi dalam kondisi servis. Sehingga

Propeller jenis (CPP) lebih cocok di aplikasikan pada passanger ship yang berukuran relatif

21

START

Study Literatur :Penggerak sistem propulsi kapalJenis Penggerak utama kapalJenis sistem propulsi kapal

Pengambilan Data Kapal :Dimensi / ukuran kapalRencana umum (GA)Kecepatan operasi kapal

Pemilihan propeller :modelPitchPutaran Efisiensi propeller

Ya

kecil karena kapal tersebut membutuhkan tingkat fleksibilitas yang tinggi pada kondisi

servisnya.

Berikut pun kelebihan dari fixed pitch propeller (FPP), di antaranya yaitu :

1. Biaya produksinya yang rendah

2. Mudah pembuatannya

3. Memiliki ukuran bos yang kecil

4. Tidak ada batasan area atau bentuk blade pada propeller

22

FLOW CHART

PROSES PERANCANGAN

SISTEM PROPULSI KAPAL

BAB IIIKESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari makalah ini adalah sebagai berikut :

1. Tujuan perancangan sistem propulsi adalah agar mengoptimalkan kerja suatu kapal agar

dapat memenuhi kebutuhan yang ada dan yang memiliki sebanyak mungkin faktor-faktor

yang menguntungkan

2. Hasil kajian perancangan sistem propulsi pada large passanger ship dimana kapal

ASUKA II sebagai bahan kaji nya, yaitu :

Motor Penggerak Utama (Main Engine) : Diesel Engine

23

FINISH

Tidak

Tidak

Ya

Alat Penggerak (Propulsor) : Fix Pitch Propeller (FPP)

3.

4.

DAFTAR PUSTAKA

Materi kuliah tahanan dan propulsi Bapak Made Ariana

Materi kuliah sistem propulsi Bapak Surjo Adji

Wikipedia.co.id

Tugas akhir mahasiswa UNDIP

24

SHIP

DATABASE

TAHANAN

KAPAL

KRITERIA PERANCANGAN SISTEM

PROPULSI KAPAL

FAKTOR PENENTU

PERANCANGAN SISTEM

PROPULSI KAPAL

MOTOR

PENGGERAK UTAMA

SISTEM

TRANSMISI

ALAT PENGGERAK

(PROPULSOR)

ELEMEN

SISTEM PROPULSI

KAPAL

25