analisa efisiensi penambahan fins under ship terhadap ... · analisa efisiensi penambahan fins...

4
Analisa Efisiensi Penambahan Fins Under Ship Terhadap Tahanan dan Stabilitas Kapal Wishnu Willy Permata ) ,Agoes Santoso 2) ,Suryo W. Adjie 2) , 1) Mahasiswa : Jurusan Teknik Sistem Perkapalan,FTK ITS 2) Staf Pengajar : Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, FTK ITS [email protected] ABSTRAK Parameter utama yang sangat menentukan terhadap kecepatan servis kapal adalah, rancangan sistem propulsi kapal, didalam sistem propulsi terdapat 3 hal yang mendukung sistem tersebut yaitu : (1) Main Engine , (2) Sistem Tramisi Daya , (3) Alat gerak kapal (propeller) . Sebuah gaya dorong (thrust) kapal adalah suatu hasil kerja dari propeller saat beroperasi pada putaran dan kondisi tertentu, selain dengan mengganti mesin induk kapal untuk peningkatan gaya dorong tersebut dibutuhkan terobosan-terobosan baru dan salah satunya dengan penambahan fins pada bottom kapal ini namun fins tersebut termasuk tahanan anggota badan (Appendages Resistance). Tujuan dari tugas akhir ini adalah mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan Fins under ship terhadap tahanan dan stabilitas kapal yang dihasilkan sebelum dan sesudah penambahan fins dengan metode pendekatan maxsurf. Analisa yang dilakukan yaitu melihat efek penambahan fins dalam berbagai variasi speed pada kapal. Setelah analisa berakhir kita membandingkan hasil analisa dalam grafik. Hasil dari analisa tersebut adalah tahanan yang menggunakan fins lebih besar karena penambahan displacement pada kapal akibat penambahan fins. Kata Kunci : Appendages Resistance , fins , Maxsurf PENDAHULUAN Salah satu factor keberhasilan dalam merancang sebuah kapal adalah tercapainya kecepatan servis pada kapal (Vs) sesuai dengan rencana dibangunnya kapal tersebut. Dan parameter utama yang sangat menentukan terhadap kecepatan servis kapal adalah, rancangan sistem propulsi kapal, didalam sistem propullsi terdapat 3 hal yang mendukung sistem tersebut yaitu : (1) Main Engine , (2) Sistem Tramisi Daya , (3) Alat gerak kapal (propeller) . Untuk alat gerak kapal (propeller) dalam mendukung sistem propulsi kapal sangatlah kopleks karena sebuah gaya dorong (thrust) kapal adalah suatu hasil kerja dari propeller saat beroperasi pada putaran dan kondisi tertentu, dan peningkatan gaya dorong tersebut dapat ditingkatkan dengan mengganti mesin induk kapal. Diketahui pula investasi mesin induk merupakan 30% dari keseluruhan investasi dalam merancang sebuah kapal dan saat operasional umumnya cost terbesar terdapat pada konsumsi bahan bakar, hal tersebut bisa terjadi dikarenakan dari nilai tahanan yang harus diatasi oleh kapal . Analisa Efisiensi Penambahan Fins Under Ship (sirip) ini sangatlah penting untuk dilakukan karena pada dasarnya dewasa ini masih banyak dibutuhkan terobosan-terobosan yang berguna untuk penghematan operasional cost. Dengan menggunakan fins sebagai pengarah dan untuk meningkatkan keselarasan olah gerak alirah fluida yang melintasi pada bagian bawah badan kapal menuju propeller. Tugas akhir ini akan menganalisa tahanan yang sudah ada dan tahanan yang dihasilkan karena penambahan fins tersebut dengan perbadingan bentuk dari fins tersebut yang paling effisien karena mengingat bahwa fins ini termasuk kategori tahanan anggota badan kapal( Appendages Resistance) Diharapkan dari hasil analisa dapat diketahui sejauh mana dengan adanya fins tesebut mampu memperkecil tahanan. TINJAUAN PUSTAKA Fns atau sirip lunas atau disebut juga sebagai Bilge keel berfungsi untuk meningkatkan friksi melintang kapal sehingga lebih sulit untuk terbalik. Biasanya digunakan pada kapal dengan bentuk lambung V. Skeg adalah salah satu bentuk modifikasi yang diberikan pada bagian buritan kapal bertujuan untuk yang bertujuan untuk menjaga stabilitas kapal saat melaju pada kecepatan tinggi dan membantu fluida mengalir lebih smooth melewati hull dan propeller. Dalam hal ini bilge keel berada pada bilge kapal namun pada tugas akhir ini akan mendesain fins tersebut untuk dibawah lambung kapal atau bottom kapal dan akan dilanalisa bagaimana fungsinya berdasarkan tahanan dan stabilitasnya Desain Lambung Lambung kapal adalah badan dari sebuah kapal. Lambung kapal menyediakan daya apung yang mencegah kapal dari tenggelam. Rancang bangun lambung kapal merupakan hal yang penting dalam membuat kapal karena akan mempengaruhi stabilitas kapal, rencana kecepatan kapal, konsumsi bahan bakar. Tahanan Beberapa komponen tahan kapal yang utama adalah: Tahanan gesek (frictional resistance) Tahanan tekanan (form resistance)

Upload: ngohanh

Post on 16-Mar-2019

243 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Analisa Efisiensi Penambahan Fins Under Ship Terhadap ... · Analisa Efisiensi Penambahan Fins Under Ship Terhadap Tahanan dan Stabilitas Kapal ... Parameter utama yang sangat menentukan

Analisa Efisiensi Penambahan Fins Under Ship Terhadap

Tahanan dan Stabilitas Kapal Wishnu Willy Permata

),Agoes Santoso

2),Suryo W. Adjie

2),

1) Mahasiswa : Jurusan Teknik Sistem Perkapalan,FTK – ITS

2) Staf Pengajar : Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, FTK – ITS

[email protected]

ABSTRAK

Parameter utama yang sangat menentukan

terhadap kecepatan servis kapal adalah, rancangan sistem

propulsi kapal, didalam sistem propulsi terdapat 3 hal

yang mendukung sistem tersebut yaitu : (1) Main Engine

, (2) Sistem Tramisi Daya , (3) Alat gerak kapal

(propeller) . Sebuah gaya dorong (thrust) kapal adalah

suatu hasil kerja dari propeller saat beroperasi pada

putaran dan kondisi tertentu, selain dengan mengganti

mesin induk kapal untuk peningkatan gaya dorong

tersebut dibutuhkan terobosan-terobosan baru dan salah

satunya dengan penambahan fins pada bottom kapal ini

namun fins tersebut termasuk tahanan anggota badan

(Appendages Resistance). Tujuan dari tugas akhir ini

adalah mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan

Fins under ship terhadap tahanan dan stabilitas kapal

yang dihasilkan sebelum dan sesudah penambahan fins

dengan metode pendekatan maxsurf. Analisa yang

dilakukan yaitu melihat efek penambahan fins dalam

berbagai variasi speed pada kapal. Setelah analisa

berakhir kita membandingkan hasil analisa dalam grafik.

Hasil dari analisa tersebut adalah tahanan yang

menggunakan fins lebih besar karena penambahan

displacement pada kapal akibat penambahan fins.

Kata Kunci : Appendages Resistance , fins , Maxsurf

PENDAHULUAN

Salah satu factor keberhasilan dalam merancang

sebuah kapal adalah tercapainya kecepatan servis pada

kapal (Vs) sesuai dengan rencana dibangunnya kapal

tersebut. Dan parameter utama yang sangat menentukan

terhadap kecepatan servis kapal adalah, rancangan sistem

propulsi kapal, didalam sistem propullsi terdapat 3 hal

yang mendukung sistem tersebut yaitu : (1) Main Engine

, (2) Sistem Tramisi Daya , (3) Alat gerak kapal

(propeller) .

Untuk alat gerak kapal (propeller) dalam

mendukung sistem propulsi kapal sangatlah kopleks

karena sebuah gaya dorong (thrust) kapal adalah suatu

hasil kerja dari propeller saat beroperasi pada putaran

dan kondisi tertentu, dan peningkatan gaya dorong

tersebut dapat ditingkatkan dengan mengganti mesin

induk kapal. Diketahui pula investasi mesin induk

merupakan 30% dari keseluruhan investasi dalam

merancang sebuah kapal dan saat operasional umumnya

cost terbesar terdapat pada konsumsi bahan bakar, hal

tersebut bisa terjadi dikarenakan dari nilai tahanan yang

harus diatasi oleh kapal .

Analisa Efisiensi Penambahan Fins Under Ship

(sirip) ini sangatlah penting untuk dilakukan karena

pada dasarnya dewasa ini masih banyak dibutuhkan

terobosan-terobosan yang berguna untuk penghematan

operasional cost. Dengan menggunakan fins sebagai

pengarah dan untuk meningkatkan keselarasan olah

gerak alirah fluida yang melintasi pada bagian bawah

badan kapal menuju propeller.

Tugas akhir ini akan menganalisa tahanan yang

sudah ada dan tahanan yang dihasilkan karena

penambahan fins tersebut dengan perbadingan bentuk

dari fins tersebut yang paling effisien karena mengingat

bahwa fins ini termasuk kategori tahanan anggota badan

kapal( Appendages Resistance)

Diharapkan dari hasil analisa dapat diketahui sejauh

mana dengan adanya fins tesebut mampu memperkecil

tahanan.

TINJAUAN PUSTAKA

Fns atau sirip lunas atau disebut juga sebagai

Bilge keel berfungsi untuk meningkatkan friksi

melintang kapal sehingga lebih sulit untuk terbalik.

Biasanya digunakan pada kapal dengan bentuk lambung

V.

Skeg adalah salah satu bentuk modifikasi yang diberikan

pada bagian buritan kapal bertujuan untuk yang

bertujuan untuk menjaga stabilitas kapal saat melaju

pada kecepatan tinggi dan membantu fluida mengalir

lebih smooth melewati hull dan propeller. Dalam hal ini

bilge keel berada pada bilge kapal namun pada tugas

akhir ini akan mendesain fins tersebut untuk dibawah

lambung kapal atau bottom kapal dan akan dilanalisa

bagaimana fungsinya berdasarkan tahanan dan

stabilitasnya

Desain Lambung

Lambung kapal adalah badan dari sebuah kapal.

Lambung kapal menyediakan daya apung yang

mencegah kapal dari tenggelam. Rancang bangun

lambung kapal merupakan hal yang penting dalam

membuat kapal karena akan mempengaruhi stabilitas

kapal, rencana kecepatan kapal, konsumsi bahan bakar.

Tahanan

Beberapa komponen tahan kapal yang utama adalah:

Tahanan gesek (frictional resistance)

Tahanan tekanan (form resistance)

Page 2: Analisa Efisiensi Penambahan Fins Under Ship Terhadap ... · Analisa Efisiensi Penambahan Fins Under Ship Terhadap Tahanan dan Stabilitas Kapal ... Parameter utama yang sangat menentukan

Tahanan gelombang (wave resistance)

Tahanan tambahan di gelombang (added resistance

in wave)

Tahanan Udara (air resistance)

Tahanan Total : Rt = Rf + Rr

Rr = Rw + Rp + Rair + Rapp

Stabilitas Kapal

Stabilitas kapal adalah kemampuan kapal untuk

menegak kembali sewaktu kapal pada saat diapungkan,

tidak miring kekiri atau kekanan, demikian pula pada

saat berlayar, disebabkan oleh adanya pengaruh luar

yang bekerja padanya pada saat kapal diolengkan oleh

ombak atau angin, kapal dapat tegak kembali.

Flow Chart Diagram Pengerjaan Skripsi

1. Identifikasi dan Perumusan Permasalahan

Merupakan hasil dari identifikasi terhadap

permasalahan yang diangkat dalam pengerjaan

skripsi . Dari hasil identifikasi masalah dapat

ditentukan langkah – langkah yang harus dilakukan

dalam pengerjaan skripsi beserta metode yang

diterapkan dalam menyelesaikan masalah yang ada.

2. Studi Literatur

Pada tahapan ini dilakukan studi literature terhadap

berbagai referensi terkait dengan topic penelitian.

Studi pustaka ini dimaksudkan untuk mencari

konsep dan metode yang tepat untuk menyelesaikan

masalah yang telah dirumuskan pada tahap sebelumnya dan untuk mewujudkan tujuan yang

dimaksudkan. Studi pustaka ini termasuk mencari

referensi atas teori – teori terkait atau hasil

penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya.

Studi literatur dapat diperoleh dari beberapa

sumber, seperti buku , jurnal , paper dan internet. 3. Pengumpulan Data

Selama penulisan tugas akhir ini, penulis

melakukan pengumpulan data untuk mengerjakan

skripsi. Data yang didapat utnuk menunjang

pengerjaan skripsi ini didapat baik dari internet

maupun pengambilan data secara langsung. Data

yang di ambil dari pengerjaan skripsi ini sebatas

pada data kapal yang akan digunakan untuk

mengaplikasikan fins tersebut.

4. Penggambaran Model

Pada tahap ini dilakukan penggambaran model

fins terhadap badan kapal pada bagian bottom kapal

dengan berbagai bentuk bottom kapal dan berbagai

bentuk fins, sebagai bahan perbandingan hasil

desain yang paling effisien dan menggunakan

bantuan software maxsurf..

FINS

Konstruksi E/RKonstruksi Ruang

Muat

Gambar 3.1 Bentuk Desain Lambung Tampak

Melintang Dengan Fins

Gambar 3.3 Bentuk Desain Lambung Tampak

Samping Dengan Fins.

FINS

Page 3: Analisa Efisiensi Penambahan Fins Under Ship Terhadap ... · Analisa Efisiensi Penambahan Fins Under Ship Terhadap Tahanan dan Stabilitas Kapal ... Parameter utama yang sangat menentukan

5. Simulasi

Setelah dilakukan penggambaran model

tersebut, model disimulasikan,berikut simulasi yang

dilakuan :

a. Model disimulasikan pada software maxsurf

lalu (simulasi dikatakan berhasil) jika hasil

sudah memenuhi harapan atau hipotesa dari

tugas akhir ini.

b. Kemudian dilakukan pembuatan prototype

dari hasil penggambaran model tersebut,

yang akan digunakan untuk melakukan uji

tarik untuk mengetahui besarnya nilai

tahanan yang terjadi, dilaboratorium

Hidrodinamika dengan menggunakan

gelombang air

6. Analisa Data dan Pembahasan

Pada tahap ini dilakukan analisa data dari hasil

simulasi tersebut, yakni dilakukan analisa

mengenai hasil simulasi, pengaruh penambahan fins

under ship.adapun yang akan dianalisa dalam

pembuatan tugas akhir ini adalah :

a. Analisa perubahan tahanan terhadap badan

kapal setelah penambahan fins dengan

desain yang paling effisien.

b. Analisa perubahan wave resistand kapal

setelah penambahan fins.

.

PEMBAHASAN

Hasil Pemodelan Maxsurf

Gambar 4.1 Bentuk Desain Lambung Tanpa Fins

Data Hasil Simulasi

Tanpa Fins

Dengan Fins

Hubungan Antara Speed Dan Tahanan Kapal

Grafik 4.1 Grafik Hubungan Speed dan Tahanan

Pada grafik di atas menunjukkan bahwa hambatan

kapal dengan menggunakan fins mempunyai hasil

lebih besar dibandingkan dengan tanpa fins hal ini

disebabkan karena penambahan sedikit displasement

pada kapal akibat penambahan fins.

Hasil Pemodelan Prototype

Gambar 4.15 Bentuk Desain Lambung Keseluruhan

Prototype Dengan Fins

Data Hasil Simulasi

Tanpa Fins

Page 4: Analisa Efisiensi Penambahan Fins Under Ship Terhadap ... · Analisa Efisiensi Penambahan Fins Under Ship Terhadap Tahanan dan Stabilitas Kapal ... Parameter utama yang sangat menentukan

Dengan Fins

Hubungan Antara Speed dan Tahanan Kapal

Grafik 4.5 Grafik Hubungan Speed dan Tahanan Uji

Prototype

Pada grafik di atas menunjukkan bahwa daya

kapal dengan menggunakan fins mempunyai hasil lebih

besar dibandingkan dengan daya kapal tanpa fins terlihat

pada grafik diatas. Jadi dalam uji simulasi pemodelan

maxsurf dan prototype didapatkan hasil yang sama yaitu

tahanan menggunakan fins lebih besar dibandingkan

yang tidak menggunakan fins.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil simulasi, analisa data, dan

pembahasan yang telah dilakukan, maka dapat diambil

beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Pada simulasi dengan menggunakan maxsurf

tahanan kapal tanpa menggunakan fins pada

kecepatan 8 knot ; 20.36 Kn , 9 knot ; 26.93 Kn ,

10 knot ; 40.43 Kn , 11 knot ; 54.96 Kn , 12 knot ;

73.68 Kn .

2. Sedangkan dengan menggunakan fins tahanan

kapal menjadi lebih besar yaitu pada kecepatan 8

knot ; 21.39 Kn , 9 knot ; 27.99 Kn , 10 knot ;

41.41 Kn , 11 knot ; 55.28 Kn , 12 knot ; 74.86

Kn.

3. Berdasarkan hasil simulasi dari maxsurf dan

prototype perbedaan bertambahnya tahanan

antara kedua uji simulasi sangatlah kecil.

4. Bertambahnya tahanan juga dipengaruhi

bertambahnya displasement dikarenakan adanya

penambahan fins pada dasar botttom kapal.

5. Dalam hal stabilitas fins tidak berpengaruh dan

tidak mengganggu performa karena letaknya

dibottom bukan pada bilge,seperti yang terjadi

pada bilge strake,sehingga bilge strake dapat

berpengaruh terhadap stabilitas.

DAFTAR PUSTAKA

1. Dedi Budi Purwanto . 2012 . Kajian Perbaikan

Performansi Pada Hydrofoil Kapal Cepat Dengan

Penambahan Sirip Menggunakan Metode

Computational Fluid Dynamic

(CFD)

2. Jatmiko, edi. 2005 “Studi Penyempurnaan

Rancangan Screw Propeller Untuk Peningkatan

Efisiensi Kapal” LaporanTugas Akhir, ITS.

Surabya

3. W. Adji, Surjo. 2005. Tahanan dan Propulsi.

Surabaya

4. Triyono, Kajian Teknis Penambahan Skeg Pada

Kapal Patroli Tipe 36m Dengan Metode CFD.

LaporanTugas Akhir, ITS. Surabaya

5. http://www.perpustakaan2satu.com/2012/02/hukum

-bernoulli.html

6. www.wikipedia.com