TUGAS I

MAKASSAR, 26 FEBRUARI 2011

TAHANAN KAPAL[SHIP RESISTANCE]

SYARIF ALHIDAYAH [D331 09 264]

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN PERKAPALAN

PROGRAM STUDI SISTEM PERKAPALAN

UNIVERSITAS HASANUDDIN

A. Tahanan Kapal

Dalam membuat suatu perancangan dan design suatu kapal, perancang kapal harus memperhatikan tiga unsur, yakni efektif, efisien, dan safe. Efektif di sini mengandung pengertian harus sesuai dengan apa yang dibutuhkan owner sekaligus yang dibutuhkan, misalnya ukuran dan kapasitas, kecepatan, manuver, permesinan dll. Efektif disini mengandung pengertian bahwa memiliki fungsi andal dan ekonomis. Ketiga keselamatan, artinya kapal harus beroperasi di bawah kondisi yang diharapkan tanpa insiden dan untuk bertahan hidup yang lebih ekstrem tentang resiko yang dihadapi.

Setiap benda yang bergerak atau dinamis pastinya akan memiliki hambatan atau tahanan yang mengiringinya. Hal ini disebabkan karena ketika benda bergerak, maka akan timbul gaya gesek antara benda dengan benda/media lain. Misalnya antara ban mobil dengan aspal jalan raya akan timbul gesekan yang sedikit tidak akan menghambat laju mobil tersebut. Sekalipun hambatan yang timbul dari suatu benda terhadap media yang lain kecil maka tetap berpengaruh terhadap benda tersebut. Sehingga hambatan itu perlu diperhitungkan agar tidak mengganggu kerja dari suatu alat yang kita gunakan. Dalam bidang Perkapalan hambatan itu dikenal dengan istilah tahanan kapal.

Tahanan kapal sendiri didefinisikan sebagai estimasi kebutuhan daya efektif agar kapal mampu bergerak dengan kecepatan servis, Sebuah kapal yang bergerak di atas permukaan air akan dapat gangguan yang berasal dari gelombang dari haluan dan buritan kapal. Gelombang ini berbeda-beda dan merupakan gelombang transversal. Gelombang ini menyebabkan perubahan dalam arah jalan dari kapal. Adapun asumsi yang dibuat dalam perhitungan tahanan adalah kondisi air tenang, lambung bersih dari gangguan hewan, dan tidak ada gelombang. Tahanan kapal ini merupakan gaya hambat dari media fluida yang dilalui oleh kapal saat beroperasi dengan kecepatan tertentu. Besarnya gaya hambat total ini merupakan jumlah dari semua komponen gaya hambat (tahanan) yang bekerja di kapal, meliputi :

1. Tahanan Gesek (Friction Resistance) Tahanan gesek merupakan tahanan yang terjadi pada permukaan kapal yang tercelup air.

Karena semua fluida mempunyai viskositas, dan viskositas menimbulkan gesekan. Sehingga besar tidaknya nilai gesekan ini tergantung pada jenis fluida. Viskositas menyebabkan perubahan aliran di sekitar lambung kapal, yang secara perlahan akan menaikkan tekanan hingga daerah ujung akhir dari lambung kapal. Akibat kondisi ini, sering pula dikenal dengan sebutan Viscous Pressure Resistance. 2. Tahanan Gelombang (Wave-making Resistance)

Wave-making-resistance atau tahanan gelombang adalah hilangnya energi yang disebabkan oleh gelombang ketika haluan kapal menabrak air.

3. Tahanan Tambahan (Apendages Resistance) Tahanan Tambahan juga terkadang disebut tahaanan udara (Air or Wind Resistance)

karena memang yang dominan adalah udara angin. Komponen Tahanan Tambahan yang lain yaitu disebabkan oleh Daun Kemudi, Bilge Keel, Bossing/Open Shaft, Struts, Skegs.

Tahanan Udara (Air or Wind Resistance) Tahanan udara adalah tahanan yang dialami oleh bagian badan kapal yang berada diatas

permukaan air dan bangunan atas (super structure) akibat gerakan udara atau angin. Tahanan udara dialami oleh seluruh permukaan kapal yang tidak tercelup air. Kapal container mengalami tahanan udara yang cukup besar karena luas permukaan yang tidak tercelup air cukup banyak. Hal ini disebabkan muatan yang dibawa yaitu cointainer-container disusun di atas dek, sehingga agar pandangan tidak terganggu oleh muatan container tersebut maka bangunan atas kapal tersebut dibuat sangat tinggi, sehingga memperbesar tahanan udara kapal tersebut.

Tahanan udara yang bekerja pada floating body / kapal akan dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut : - Kecepatan kapal - Kecepatan udara / angin - Luas permukaan badan kapal di atas air - Arah kapal terhadap arah angin b. Tahanan Tambahan oleh komponen lain

Tahanan pada Bilge Keel terjadi karena adanya gesekan akibat penambahan luas permukaan basah dan juga Interferensi drag pada pertemuan antara bilge keel dengan lambung.

Penampang Bilga Kee

Tahanan pada Daun Kemudi disebabkan adanya gesekan antara daun kemudi tersebut dengan air laut terutama pada saat kapal melakukan maneuvering.

Tahanan oleh Shaft-Bossing terjadi akibat gesekan antara poros baling-baling dengan air laut sehingga menimbulkan tahanan pada sisi buritan kapal.

Prosentase nilai pendekatan tahanan tambahan terhadap tahanan lambung kapal :

c. Tahanan Bentuk (Form Resistance)Selain tahanan tambahan di atas terdapat tahanan yang disebabkan oleh bentuk badan

kapal. Tahanan ini disebabkan oleh timbulnya Arus Pusaran (Eddy Current) yang muncul yang akan menyerap energy atau daya pada kapal sehingga menjadikannya sebagai tahanan.

B. Upaya Teknis dalam Mengurangi Ship Resistance pada Suatu Kapal

Setelah mengetahui komponen-komponen yang mempengaruhi besarnya tahanan kapal. Maka harus ada upaya teknis dalam mengurangi tahanan kapal tersebut untuk meminimalisir kerugian yang disebabkan oleh komponen-komponen tahanan tersebut. Adapun upaya teknis yang dapat dilakukan adalah sesuai dengan jenis tahanan yang dihasilkan oleh komponen tersebut antara lain:

1. Tahanan GesekUntuk mengurangi tahanan ini adalah dengan mengurangi luas permukaan kapal yang

tercelup air, sehingga memperkecil tahanan gesek yang terjadi. Hal ini sudah diaplikasikan pada Advanced Marine Vehicles (AMV's) dengan bentuk lambung yang tidak konvensional seperti, Hydrofoils, Hovercraft, dan Kapal dengan lambung ganda (Multihulls). Dengan bentuk lambung tersebut selain dapat mengurangi tahanan gesek juga dapat mengurangi tahanan gelombang, karena bagian yang tercelup dari AMV tersebut sangat kecil.

Selain itu juga, untuk mengurangi tahanan gesek digunakan teknologi WAIP (Winged Air Induction Pipe). WAIP menghasilkan gelembung-gelembung mikro pada permukaan lambung bawah dengan memberi udara bertekanan pada permukaan sayap untuk mengurangi tahanan gesek.Prinsip kerjanya dapat digambarkan sebagai berikut: Ketika sayap bergerak secara horizontal hingga sudut tertentu, udara bertekanan di

alirkan melalui sayap tersebut hingga akhirnya dapat melapisi permukaan kapal sehingga mampu mengurangi tahanan gesek kapal ( gambar 2). Namun untuk kapal dengan sarat air yang besar, diperlukan WAIP yang dilengkapi dengan kompresor untuk membantu agar gelombang udara yang dihasilkan dapat naik kebagian atas sayap dan melapisi seluruh badan kapal yang tercelup air. Teknologi ini terbukti dapat mengurangi konsumsi bahan bakar sebesar 15%.

2. Tahanan gelombangTahanan gelombang dapat dikurangi dengan menggunakan bulbous bow. Bulbous bow

adalah struktur di haluan kapal yang membulat dan barada di bawah permukaan air yang barfungsi menghasikan gelombang sebelum kapal mendorong air. Gelombang yang dihasilkan bulbous bow berlawan arah dengan gelombang yang dihasilkan badan kapal, sehingga kedua gelombang tersebut akan saling mengimbangi dan mambuat gelombang yang dihasilkan menjadi lebih kecil. Efek dari pemakaian bulbous bow berhasil mengurangi total tahanan kapal sebesar 30%.

3. Tahanan Tambahan

a. Tahanan Udara

Untuk mengurangi tahanan udara adalah dengan mengurangi bangunan superstructure pada atas geladak. Namun hal ini tidak berlaku pada kapal container karena itu tahanan udara sangat besar pengaruhnya pada kapal kontainer.b. Tahanan Komponen lain

Tahanan Kemudi dapat dikurangi dengan mengurangi koefisien gesek yang tergantung dari bentuk masing rudder pada suatu kapal. Semakin ramping bentuk rudder maka semakin kecil koefisien geseknya. Untuk tahanan Bilge Keel dengan mengurangi interferensi Drag.Interferensi drag berkurang dengan peningkatan sudut antara bilge keel dengan lambung. Tahanan pada Shaft-Bossing tergantung pada ukuran panjang dan juga sudut poros. Semakin panjang poros yang keluar suatu kapal maka tahanannya akan semakin besar. Begitu pula dengan sudut antara poros dan arah aliran.c. Tahanan Bentuk

Tahanan pada kapal berikutnya adalah tahanan bentuk (Form Resistance). Bentuk lambung kapal berpengaruh pada bentuk aliran air yang melewatinya, hal tersebut juga menghasilkan kecepatan aliran yang bervariasi. Pada bagian lambung kapal yang tidak streamline atau terdapat patahan, maka aliran fluida tidak mampu mengikuti garis-nya sehingga muncul arus pusaran (Eddies Current) yang menyerap energi dan menambah tahanan kapal tersebut, hal tersebut biasanya terjadi di daerah Transom Stern.Maka untuk mengurangi tahanan tersebut, bentuk kapal harus dibuat se-streamline mungkin untuk mengurangi kemungkinan terjadinya arus pusaran.

Tahanan pada kapal dipengaruhi juga oleh faktor perbandingan dimensi pada kapal itu sendiri seperti,panjang kapal (L) terutama mempunyai pengaruh terhadap kecepatan kapal dan pada kekuatan memanjang kapal, penambahan panjang pada umumnya akan mengurangi tahanan yang diderita kapal pada displacement tetap dan akan mengurangi kekuatan memanjang kapal. Disamping itu penambahan panjang dapat pula mengurangi kemampuan olah gerak kapal (maneuvering), mengurangi fasilitas galangan (dock) dan terusan (canal). Sedangkan pengurangan panjang (L) pada displacement tetap akan menyebabkan ruangan badan kapal yang bertambah besar. Perbandingan L/B yang kecil memberikan kemampuan stabilitas yang baik tetapi dapat juga menambah tahanan kapal sehingga dibutuhkan tenaga yang lebih besar.