ship resistance hambatan kapal

Pendorong Mesin Penggerak Badan Kapal

Review Hambatan Kapal 2014

BAB I

HAMBATAN (TAHANAN) KAPAL

1. PENDAHULUAN

Hambatan kapal dipelajari agar seorang mahasiswa Teknik Perkapalan dapat merancang

atau mendesain kapal dengan hambatan yang kecil.

Hambatan kapal dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu:

a. Koefisien hambatan

b. Luas permukaan benda

c. Kecepatan kapal

d. Massa jenis fluida

Hambatan (resitance) merupakan gaya- gaya yang menghambat laju kapal. Hambatan

tersebut meliputi :

a. Gaya tegak lurus terhadap badan kapal (gaya normal)

b. Gaya yang bersinggungan dengan badan kapal

Dalam merancang sebuah kapal baru, hal yang sangat mempengaruhi rancangan kapal

tersebut yakni :

a. Daya apung

b. Keseimbangan

2. LATAR BELAKANG

a. Desain dan Perencanaan Kapal

Hal- hal yang perlu diperhatikan adalah :

Jenis atau tipe kapal

Ukuran utama kapal

Koefisien bentuk badan kapal

Koefisien Blok (Cb)

Koefisien Midship (Cm)

Koefisien Water Line (Cw)

Koefisien Prismatik (Cp)

1 Dimas Bagus Darmawan (21090112130038) | Naval Architecure, UNDIP


b. Bentuk badan kapal akan mempengaruhi tekanan atau hambatan kapal

c. Tahanan atau hambatan kapal akan mempengaruhi :

Kebutuhan Horse Power (HP)

Yakni : Tenaga yang dibutuhkan untuk mendorong kapal dengan hambatan R

dan kecepatan Vo

Dimana : R = hambatan total kapal

V = kecepatan kapal

EHP mempengaruhi :

Kebutuhan bahan bakar

Berat mesin penggerak

Daya muatan kapal

3. TAHANAN KAPAL DITINJAU DARI TEMPAT KAPAL BERLAYAR

a. Kapal bergerak di atas permukaan air

- Badan kapal ada yang tercelup di dalam air, maka hambatan yang diterima badan

kapal adalah hambatan air/ fluida.

- Badan kapal ada yang diatas permukaan air , maka badan kapal menerima

hambatan udara dan angin.

Contoh : General Cargo, Container, Tanker, dll.

b. Kapal yang bergerak di dalam air

Seluruh badan kapal tercelup di dalam air, maka hambatan yang terjadi adalah

hambatan air/ fluida. Contoh : kapal selam

c. Kapal bergerak diatas permukaan air

Hampir seluruh bagian kapal berada diatas permukaan air (Tahanan yang diterima

badan kapal adalah tahanan udara, angin dan gelombang).

Contoh :Speed boat, Jetfoil, Hidrofoil, Hovercraft.


EHP= R x V75

+

-


4. HUKUM KONTINUITAS

a. Permukaan yang equipotensial artinya, permukaan mempunyai kecepatan potensial

yang sama.

b. Jika zat di dalam tabung incompressible maka volume tetap, sehingga volume zat

masuk sama dengan volume zat yang keluar.

Dapat dirumuskan :

S1 x V1 = S2 x V2

5. HUKUM BERNOULLI

ds1

V1. P1

ds1

V2. P2

h1

h2

Sepanjang aliran fluida stream line berlaku :

P + gh +

12 v2 = konstan

= massa jenis zat cair

Sehingga dari gambar disamping diperoleh

persamaan :

P1 + gh1 +

12 v1

2 = P2 + gh2 +

12 v2

2

6. ALIRAN- ALIRAN ELEMENTER

a. Aliran homogen

Adalah Aliran yang terjadi jika :

Kecepatan (v) disetiap titik pada daerah kecepatan akan selalu tetap

Besar dan arahnya tetap

δΦ/δx = v ; δΦ/δy = 0 ; δΦ/δz = 0 dimana : Φ = vx = kecepatan potensial.

b. Source merupakan aliran fluida memancar secara uniform dari titik pusat ke segala

arah, dimana kecepatan aliran di titik pusat tak hingga.

Contoh: mata air

c. Sink merupakan aliran fluida dari segala arah menuju satu titik pusat. Contoh :

sumur.



7. GERAKAN BENDA DALAM FLUIDA

Fluida :

Umum : suatu benda (cairan/gas) yang mempunyai sifat- sifat fisika dan selalu

tergantung pada sifat- sifat terkecil benda tersebut.

Hydrodinamika : suatu media yang terus menerus mengalami perubahan tanpa

mengikutsertakan struktur molekulnya.

Sifat- sifat fluida :

a. Kerapatan/ massa jenis fluida (ρ)

ρ = m / v

b. Berat jenis fluida (γ)

γ = ρ. G

c. Fluida homogen, jika massa jenis fluida sama di semua titik

d. Kepadatan atau kerapatan akan tergantung pada tekanan dan temperatur.

Contoh : volume air mengecil 0,5% pada T: 1 ~ 100 atm

e. Fluida udara : fluida bertekanan karena kepadatan udara dipengaruhi oleh tekanan

dan temperatur.

f. Fluida memiliki kekentalan (viskositas)

- Kekentalan dinamik (μ)

- Kekentalan kinematic (ν)

8. GERAK BENDA PADA FLUIDA YANG MEMILIKI KEKENTALAN

Benda yang bergerak pada fluida yang memiliki kekentalan, maka akan bekerja gaya

normal dan gaya geser.

Ada dua macam aliran fluida :

a. Aliran laminar : aliran fluida dimana cairan bergerak secara teratur dengan lapisan

tanpa perubahan massa.

b. Aliran turbulen : aliran fluida dimana cairan bergerak tidak beraturan dari intensif

massanya.

Pada saat benda bergerak di dalam fluida yang memiliki kekentalan maka akan muncul

lapisan batas diantara benda dan fluida. Lapisan ini akan akan terbentuk mengikuti

bentuk aliran dari haluan ke buritan hingga akhirnya terlepas dari badan kapal dan

membentuk aliran baru yang disebut aliran ber-eddy. Aliran eddymerupakan aliran yang



berbentuk lingkaran- lingkaran dibelakang kapal sesaat setelah aliran fluida terlepas dari

badan kapal di buritan.

9. BILANGAN REYNOLD (Re)

Bilangan reynold berfungsi untuk menunjukkan apakah aliran fluida yang terbentuk

laminar atau turbulen.

dimana : V = kecepatan rata- rata fluida

d = diameter

ν = koefisien kekentalan kinematik

untuk kapal :

dimana : v0= kecepatan kapal

l = panjang kapal

ν= koefisien kekentalan kinematic

10. TEORI BATAS LAPISAN

Tahun 1904 PRANDIT menemukan teori batas lapisan ( Boundari Layer ).

Percobaannya menunjukkan :

Bahwa pada cairan yang berkekentalan kecil (misal air dan udara) pengaruh

gaya kekentalan sangat penting artinya, terutama pada daerah yang dekat dengan

permukaan benda.

Daerah didekat permukaan benda dimana berpengaruh gaya –gaya intensif

kekentalan disebut sebagai daerah perbatasan lapisan atau lapisan gesek.

Batas lapisan akan menjadi lebih kecil dengan bertambah kecilnya kekentalan

cairan.

Gerakan benda pada cairan yang mempunyai kekentalan kecil, aliran dapat dibagi

menjadi 3 daerah aliran.


Re= V x d

ν

Re= v 0 . x l

ν


1. Daerah I

Daerah terletak dekat sekali pada permukaan benda dan mempunyai lapisan yg

sangat tipis dan gaya- gaya yg bekerja pada benda tidak terlalu besar dan terdapat

gradient kecepatan.

2. Daerah II

Aliran pada daerah yg belum dilalui benda, dimana kita lihat sebagai cairan ideal,

gerakan potensial.

3. Daerah III

Daerah yg disebut daerah hidrodinamik yaitu daerah yg dilalui oleh benda.

Benda yg mempunyai bentuk stream line yg bergerak pada cairan

berkekentalan kecil, pada daerah perbatasan lapisan akan timbul perubahan

kecepatan dari nol (pada permukaan benda) sampai pada kecepatan potensial

(seperti pada cairan ideal).

Tebal lapisan batas diukur pada garis normal permukaan benda, yang

biasanya dinyatakan dng V.

Pada daerah “Hidrodinamika Track” struktur aliran berkaitan dengan sifat

aliran fluida yg melewati lapisan batas.

Gambar benda yg bergerak pada fluida yg berkekentalan kecil :

Kapal yg bentuknya stream line bergerak pada fluida maka pada bagian

belakang kapal akan timbul perubahan lapisan batas yg besar sekali dari

permukaan kapal.

Hal ini akan menyebabkan terjadinya aliran –aliran pusaran pada buritan

kapal.



Pada badan kapal terdapat bagian- bagian yg membuat bentuk kapal tidak

benar- benar stream line, misalnya : kemudi, propeller, keel sayap, dll.

Contoh benda dengan bentuk stream line yg kurang bagus.

Titik M disebut sebagai titik potong lapisan batas, yaitu titik dimana

adanya permukaan benda dng aliran yg berbalik

Pada titik M tegangan geser pada permukaan benda sama dengan nol.

Gaya-gaya yang Bekerja pada Gerakan Benda yang Beraturan Dalam Cairan

Kita misalkan kapal yang bergerak dalam cairan dengan kecepatan Vo dalam

arah sumbu X yang searah dengan gerakan kapal, sumbu Z arah atas dan

sumbu Y ke arah samping, sehingga gerakan kapal pada bidang horizontal

adalah sebagai berikut,

- vektor gaya hambatan ( R ) = R⃗ = i⃗R + j⃗R + k⃗R

- vektor gaya Momen ( M ) = M⃗ = i⃗M + j⃗M + k⃗M

proyeksi R pada sumbu X → Rx disebut hambatan total pada gerakan kapal



Jika permukaan Basa kapal ( S ) dibagi menjadi beberapa luasn elementer (ds),

maka pada (ds) akan bekerj gaya-gaya yang disediakan oleh fluida yang

dilalui oleh kapal, yaitu : Gaya Normal atau gaya Tekan ( P. ds), Gaya

Gesekan.(τ.ds).

Proyeksi gaya-gaya terseebut disebut Gaya Hidrodinamika sbb

Rx = ∫s[ τo cos ( τo, x )+ P .cos ( p , x ) ] ds

Ry = ∫s[ τo cos ( τo, y )+ P . cos ( p , y ) ] ds

Rz = ∫s[ τo cos ( τo, z )+ P .cos ( p , z ) ] ds

Rx = Hambatan total arah yang berlawanan gerak kapal

Ry = Hambatan samping yang terjadi karena dreif(riak) kapal

Rz = Gaya angkat Keatas yang arahnya bisa keatas dan kebawah

Sedangkan Momen-momen sumbu X,Y,Z dapat ditulis sebagai berikut

Mx = Rz.y – Ry.z

Mx = Rx.y – Rz.z

Mx = Ry.y – Rx.z

Gerakan benda pada fluida ideal, Tegangan Geser τo = 0

11. BILANGAN FROUDE (Fn)

Bilangan Froude merupakan bilangan yang menunjukkan penggolongan sebuah kapal

apakah tergolong kapal cepat, sedang atau kapal lambat.

Penggolongan kapal menurut bilangan Froude :

a. Kapal lambat : kapal berlayar dengan Fn ≤ 0,20

Hambatan gelombang (Rw) = 0

b. Kapal sedang : jika 0,20 < Fn <0,35

Hambatan gesek (Rf) = 70-75% Rt

Hambatan gelombang (Rw) = 25-30% Rt

c. Kapal cepat : Fn ≥ 0,35

Hambatan gelombang = 50% Rt


Hambatan Total (Rt)

Hambatan Gesek (Rf) Hambatan Tekanan (Rp)

Hambatan Tekanan Viskositas (Re)

HambatanGelombang (Rw)

HambatanViskositas (Rvis)


Rumus Froude Number :

Dimana : V = kecepatan kapal

g = gravitasi

L = panjang kapal

12. JENIS HAMBATAN PADA KAPAL YANG BERGERAK

Skema Hambatan Total

Hambatan Total (Rt) = Hambatan Gesek (Rf) + Hambatan Tekanan (Rp)

Rt = Rf + Re+Rw

Rt = Rvis + Rp

Rt = Rvis + Re +Rw

Dimana : Rt = Hambatan Total

ɛ = koefisien hambatan hydrodinamika kapal

s = luas permukaan kapal

v = kecepatan gerakan kapal


Rt=12

ɛ . ρ. s . v2

Fn= V

√g x l


BAB II

JENIS- JENIS HAMBATAN PADA GERAKAN KAPAL

Dalam perkuliahan mata kuliah Hambatan Kapal ini, hanya dipelajari 6 jenis atau macam

hambatan kapal, diantaranya anatara lain :

A. Hambatan Gesek Kapal ( RF )

B. Hambatan Tekanan Viskositas ( Rvis )

C. Hambatan Gelombang Kapal ( RW )

D. Pengaruh Bulb pada Hambatan Kapal

E. Hambatan Angin dan Udara ( Ra )

F. Hambatanpada Kapal-Kapal Kecil berkecepatan Tinggi

Berikut penjelasan secara ringkas dari keenam hambatan kapal yang dipelajari pada mata

kuliah Hambatan Kapal :

A. HAMBATAN GESEK (Rf)

Hambatan gesek adalah hambatan yang ditimbulkan oleh dua benda atau lebih yang

bergesekan dan arahnya berlawanan dengan arah gerak benda.

Hal- hal yang mempengaruhi hambatan gesek kapal, yaitu:

a. WSA atau luas permukaan basah lambung kapal

b. Kecepatan kapal

c. Massa jenis fluida

d. Koefisien hambatan gesek

e. Bentuk badan kapal, sifat serta keadaan permukaan lambung kapal

Rumus hambatan gesek :

Dimana: Rf = hambatan gesek

Cf = koefisien hambatan gesek

ρ = massa jenis fluida


Rf=12

ρ . Cf . s . v2

Cf= 0,075

(logRe−2)2


s = luas permukaan basah kapal

v = kecepatan kapal

Pengaruh hambatan gesek pada kapal :

a. Efisiensi pemakaian bahan bakar rendah

b. Kecepatan kapal menjadi rendah akibat gesekan

c. Apabila hambatan tinggi, maka daya mesin induk yang dibutuhkan akan tinggi.

Cara mengatasi hambatan gesek yang terjadi pada kapal:

a. Merancang bentuk badan kapal yang streamline dan aerodinamis.

b. Melakukan pengecatan lambung kapal agar permukaannya halus.

B. HAMBATAN TEKANAN VISKOSITAS (Rvis)

Hambatan viskositas merupakan hambatan yang terjadi karenaadanya efek viskositas

fluida.Artinya setiap fluida akan menghasilkan hambatan saat fluida tersebut bergerak

ataupun saat sebuah benda lain bergerak melawan arah aliran fluida. Besarnya hambatan

akan berbanding lurus dengan luas penampang benda yang bersentuhan dengan fluida.

Hal- hal yang mempengaruhi hambatan tekanan viskositas , yaitu:

a. WSA atau luas permukaan basah lambung kapal

b. Kecepatan kapal

c. Massa jenis fluida

d. Koefisien hambatan tekanan viskositas

e. Kekentalan fluida yang menekan lambung kapal

Rumus hambatan tekanan viskositas:

Dimana: Rvis = hambatan tekanan viskositas

Cvis = koefisien hambatan tekanan viskositas

ρ = massa jenis fluida

s = luas permukaan basah kapal

v = kecepatan kapal


Rvis=12

ρ . Cvis . s . v2


Pengaruh hambatan tekanan viskositas pada kapal:

Hambatan tekanan viskositas mempengaruhi gerak kapal, dimana kapal akan

mengalami tahanan atau hambatan dari air laut sehingga memperlambat laju pergerakan

kapal. Air laut akan menekan badan kapal secara tegak lurus, disebut gaya normal. Ada

pula gaya yang menyinggung badan kapal sehingga laju kapal semakin menurun. Oleh

sebab gaya- gaya yang menghambat tersebut, maka kapal memerlukan daya yang lebih

besar untuk mengatasi hambatan tekanan viskositas. Apabila bentuk badan kapal sangat

besar, maka gerak kapal akan semakin lambat karena tahanan yang diterima oleh badan

kapal juga akan semakin besar.

Cara mengatasi hambatan tekanan viskositas yang terjadi pada kapal:

a. Mendesain lambung kapal yang ramping dengan Cb yang kecil.

b. Mendesain bagian haluan dan buritan yang tenggelam di dalam air menjadi lancip

atau meruncing.

c. Memperkecil kekasaran lambung, terutama bagian lambung yang mengalami

persambungan pelat.

d. Mendesain lambung kapal yang streamline sehingga aliran- aliran fluida yang

terbentuk teratur disekitar lambung dan tidak menimbulkan aliran turbulen.

Perhitungan hambatan bentuk atau viskositas menggunakan perhitungan bilangan

Reynolds yaitu :

dimana :

vs = kecepatan fluida,

L = panjang karakteristik,

μ = viskositas absolut fluida dinamis,

ν = viskositas kinematik fluida: ν = μ / ρ,

ρ = kerapatan (densitas) fluida.

(Tekanan pada Badan Kapal di Bawah WL)

C. HAMBATAN GELOMBANG (Rw)


Re= v0 . x l

ν


Hambatan gelombang merupakan hambatan gelombang yang di sebabkan oleh gerakan

pola gerakan kapal.Bagi kapal-kapal yang berkecepatan rendah dan sedang hambatan

akibat timbulnya ombak hanya sekitar 25% dari hambatan total kapal. Sedangkan untuk

kapal yang berkacepatan tinggi hambatan gelombang bisa mencapai 50% dari hambatan

total kapal.

Ombak sisi kapal yang sedang berlayar terdiri dari ombak haluan, ombak bahu muka,

ombak bahu belakang dan ombak buritan. Ombak haluan dan buritan terdiri dari :

Seri ombak yang memancar

Ombak ini memancar menjauhi kapal, yang mana garis-garis puncak ombak

condong ke belakang terhadap garis tengah kapal.

Seri ombak yang melintang

Ombak ini berjalan ke arah membelakangi kapal, dan garis-garis puncak ombak

tegak lurus terhadap garis tengah kapal.

Berdasarkan pengamatan pada sebuah titik tunggal yang bergerak sepanjang garis lurus

pada permukaan air, terdiri dari 2 jenis gelombang :

1. Gelombang melintang (Transverse wave) yang tegak lurus terhadap arah gerak dan

gelombang ini bererak bersama benda/ kapal.

2. Gelombang divergen (diverging wave) yang bergerak menyebar ke samping dari

benda/ kapal yang bergerak sepanjang garis lurus pada permukaan air.



Gelombang dapat menimbulkan masalah untuk kapal, diantaranya:

Menyebabkan getaran pada kapal sebagai akibat dari turbulensi.

Tidak memaksimalkan kinerja propeller secara optimal.

Houging dan Shaging dan puntiran pada kapal.

Menyebabkan stabilitas kapal kurang baik

Meningkatkan kemungkinan terjadingya korisi pada lambung yang terkena

turbulen

Untuk mecegahnya yaitu dengan :

1. Menghindari adanya bentuk lambung yang menghasilkan turbulen.

2. Menentukan sudut masuk yang sesuai pada kapal.

3. Dengan memberikan spray strip pada haluan untuk mencegah spray resistance

4. Memberikan boulbous pada haluan

Rumus Hambatan Gelombang

* Hambatan gelombang Rw timbul karena adanya gelombang yang berpengaruh pada

gerakan kapal pada permukaan cairan, sedangkan kecepatan energi gelombang (u)

lebih kecil dari kecepatan perlambatan gelombang (c).

* Kecepatan energi bergantung dari dalamnya (H) cairan, dan berubah dalam

interval :

12 ¿u≤c

* Untuk cairan dengan kedalaman H =`→ u =

12 C

* Hambatan gelombang Rw dapat dihitung dengan tekanan hidrodinamic (Pd) pada

permukaan benda.



Rw = ∫s Pd. Cos (P,X) . ds

Dari formula energi balance :

Rw . Vo + W = Vo . Eo

Dimana :Eo = Energi penuh gelombang

Vo = Kecepatan gelombang

W = Besaran yang berhubungan dengan kecepatan energi u

W = U .Eo

Sehingga diperoleh : Rw =

Vo−uVo . Eo

Dalam keadaan sesungguhnya bila ditulis formula untuk hambatan gelombang : Rw =

14

ρ . g .a 2[1− 2 kH

sin 2 kH]

Dimana : a = amplitudo gelombang

K = 2

πλ

ℓ = panjang gelombang

Untuk keadaan cairan tak terhingga ( H = `), didapat :

Rw =

14

ρ . g .a 2

D. PENGARUH BULBOUS BOW PADA HAMBATAN KAPAL

Bow wave adalah ombak yang terbentuk di daerah haluan kapal. Kapal dengan

draught tinggi dan haluan lebar akan memperbesar bow wave. Bow wave membawa

energi dan energi ini yang menghambat kapal. Salah satu solusi untuk menangani

kondisi di atas adalah dengan pemasangan bulbous bow.Bow wave bisa dibangkitkan

lebih awal dengan bulbous, dan inilah inti dari prinsip bulbous bow.

Bulbous bow ini merupakan bagian kapal yang terletak dibagian haluan. Bagian ini

merupakan bagian yang terintegrasi dengan lambung kapal. Fungsi utama dari

bulbous bow adalah mengurangi hambatan kapal pada saat operasi sebuah kapal.

Prinsip kerja dari bulbous bow adalah dengan membangkitkan gelombang atau

menginterferensi gelombang kapal yang datang dari haluan, sehingga gelombang



yang datang akan kehilangan tenaga karena interferensi gelombang dari bulbous bow

tadi.

Pengaruh Bulbous Bow pada haluan akan meyebabkan pengurangan hambatan kapal.

Hal ini tergantung dari type bullb, koefisien blok (Cb) kapal, dan kecepatan kapal

Bulbous Bow pada buritan akan mengurangi ketidakteraturan perubahan dari trust dan

torque baling-baling. Akibatnya wake lebih tertur sehingga mengurangi getaran

didaerah buritan dan menaikkan effisiensi propulsive sebesar 10 - 12%

Prinsip kerja dari bulbous bow adalah menggunakan interfierensi dari gelombang

yang ditimbulkan oleh bulbous dan haluan

Menurut Wegley pada tahun 1935 menyimpulkan bahwa:

a. Kecepatan kapal yang baik adalah = 0,9 ~ 1,9 ;

b. Pusat Bulbous Bow terletak pada haluan

c. Bulbous Bow dibuat sependek, sebawah mungkin, dan lebarnya disesuaikan

bentuk kapal di bagian tersebut;

d. Di bagian atasnya diusahakan tidak terlalu dekat dengan permukaan air.

Bulbous bow dapat mengurangi hambatan kapala dengan memperkecil WSA (Wet

Surface Area) sehingga dapat mengurangi konsumsi fuel sebanyak 12 – 15%. Selain

mengurangi WSA, bulbous bow juga bisa mendistribusikan tekanan gelombang ke

sepanjang kapal, hal ini deisebut dengan form effect yang pada intinya dapat

menurunkan harga wave resistance.



(Mekanisme gelombang di sekitar body akibat bulbous bow)

E. HAMBATAN ANGIN DAN UDARA ( RAA )

1. Defenisi Hambatan Angin dan Udara

Hambatan udara dan angin pada kapal yaitu tahanan yang dialami oleh bagian dari badan

utama kapal yang berada diatas permukaan air dan bangunan atas ( superstructure)

karena gerakan kapal yang juga menyusuri udara dan adanya hembusan angin.

Kapal yang bergerak pada lautan yang tenang, akan mengalami tahanan udara akibat

gerakan bagian badan atas air kapal melalui udara.

Hembusan angin akan menimbulkan tahanan angin yang besarnya bergantung pada

kecepatan hembus angin dan arah datangnya.

2. Rumus Perhitungan

Tahanan udara dan angin pada kapal yang bergerak di air tenang dapat dituliskan sebagai

berikut :

RAA = koefisien ½ ρAT V2

Dimana : AT = luas proyeksi tranversal bagian atas air kapal

V = kecepatan kapal

ρ = massa jenis udara ( 0,00238 )

Besar koefisien bergantung pada bentuk bagian atas air kapal.

Seorang ilmuwan bernama Taylor memberikan formula luas tranversal untuk tahanan

udara dan angin pada kapal yang bergerak berlawanan dengan arah angin sebagai :

AT = B B/2 = B2 /2

Berdasarkan hasil percobaan, Taylor mendapatkan besar koefisien tahanan udara dan

angin sebesar 1,28. Maka :

RAA =1,28 ½ ρ AT (VR )2

= 1,28 x ½ x 0,00238 x B2 /2 x (VR )2

= 0,00152 x ½ x B2 /2 x (VR )2 (lbs)



Dimana : VR = kecepatan hembus angin relatif terhadap kapal (fps)

B = lebar kapal (ft)

Apabila kapal bergerak di air yang tenang, maka VR = V = kecepatan kapal

Apabila VR dalam satuan knots, maka :

RAA = 0,00435 x ½ x B2 /2 x (VR )2 ; ( 1 fps = 1,689 knots )

atau :

RAA = 0,00435 x AT x (VR )2

Taylor membulatkan besar koefisien menjadi 0,004. Maka rumus manjadi :

RAA = 0,004 x AT x (VR )2

Seorang peneliti lain yang bernama Hughes melakukan banyak percobaan dengan

menggunakan model dimana bagian atas air kapal yang diletakkan pada air dalam posisi

terbalik dan di tarik dengan kecepatan dan sudut yang berbeda untuk simulasi kecepatan

relatif dan arah angin yang berbeda. Gambar berikut adalah sketsa dari tahanan angin

tersebut.

Gambar 1. Sketsa tahanan angin

Setelah kecepatan relatif angin dan arahnya ditentukan seperti di atas, gaya yang bekerja

pada model diukur dan hasilnya diperlihatkan pada gambar 2.

(Resultan gaya angin dan titik tangkap gaya)



Untuk angin yang arah datangnya tegak lurus sisi kapal, tahanan pada badan (hull) dan

bangunan atas (superstrukture) mempunyai koefissien yang sama. Maka, luas efektif

akan sama dengan luas proyeksi longitudinal kapal.

(Luas proyeksi longitudinal kapal)

Untuk angin yang arah datangnya berlawanan dengan arah gerak kapal, nilai koefisien

tahanan permukaan badan kapal di bawah geladak cuaca lebih kecil dari pada permukaan

frontal bangunan atas. Dari percobaan, Hughes mendapatkan nilai 0,31 untuk kapal

tanker, 0,27 untuk kapal cargo, dan 0,26 untuk kapal penumpang.

Untuk kebutuhan praktis, luas proyeksi transversal didapat dengan :

AT = 0,3 A1 + A2

Dimana : A1 = luas proyeksi transversal badan kapal

A2 = luas proyeksi transversal bangunan atas

Untuk mendapatkan harga K(koefisien tahanan udara dan angin), Hughes menggunakan

formula berikut :

F = K ρ (VR )2 ( Al sin2 θ) / cos ( α - θ )

Dimana F dalam lbs, VR dalam ft/sec, dan ρ adalah massa jenis udara (=0,00238).

Berdasarkan formula diatas dan hasil percobaan, Hughes mendapatkan nilai K berkisar

0,5 – 0,65 atau sekitar 0,6 untuk semua A.

Apabila VR diukur dengan satuan knots, maka :

F = K x 0,00238 x (1,689 VR )2 (Al sin2 θ + AT cos2 θ) / cos ( α - θ )

= K x 0,0068 ( VR )2 (Al sin2 θ + AT cos2 θ) / cos ( α - θ )



Untuk arah datang angin berlawanan dengan gerak kapal θ = α = 0, maka :

RAA = F = K ρ AT ( VR )2

atau

K = F / ρ AT ( VR )2

Untuk K = 0,6, didapatkan :

RAA = 0,004 x AT x (VR )2 (sama dengan rumus Taylor).

Untuk arah datang angin yang berlawanan dengan arah gerak kapal, Hughes

mendapatkan prinsip berikut :

1) Tahanan total sekumpulan unit- unit terpisah pada umumnya lebih kecil dari

jumlah tahanan total dari masing- masing unit. Hal ini terjadi karena adanya efek

melindungi.

2) Pembundaran (rounding) ujung-ujung depan bangunan atas akan mengurangi

tahanan angin dari depan. Pembundaran ujung belakang bangunan atas

memberikan efek yang kecil.

3) Sheer pada badan bagian depan memberikan efek pelindung yang besar.

Dari pengujian yang dilakukan di terowongan angin menghasilkan harga rata- rata

koefisien tahan angin CAA sebagai berikut :

Kapal barang umum CAA = 0,1 x 10-3

Kapal muatan curah CAA = 0,08 x 10-3

Kapal tangki CAA = 0,08 x 10-3

Kapal tangki yang sangat besar CAA = 0,04 x 10-3

Kapal ikan CAA = 0,13 x 10-3

Kapal peti kemas (tanpa peti kemas di atas geladak) CAA = 0,08 x 10-3

Kapal peti kemas (dengan peti kemas di atas geladak) CAA = 0,1 x 103

Kapal penumpang CAA = 0,09 x 10-3

Kapal penyeberangan CAA = 0,1 x 10-3

Faktor- faktor penyebab terjadinyaHambatan udara & angin ( RAA )

Ada beberapa faktor penyebab yang dapat menimbulkan hambatan udara dan angin,

yaitu :

1. Penyebab dari kapal itu sendiri. Kapal yang bergerak pada lautan yang tenang, akan

mengalami tahanan udara akibat gerakan bagian badan atas air kapal melalui udara.

Hal ini merupakan faktor yang mutlak terjadi yang disebabkan karena kekentalan

udara. Tahanan yang disebabkan karena terjadi pada bangunan atas kapal yang



meliputi tabung- tabung udara, tiang mas, kran- kran dan derek- derek, sekoci

penolong, tali- temali dan lain- lainnya.

2. Dari hembusan angin, yang akan menimbulkan tahanan angin, besarnya bergantung

pada kecepatan hembus angin dan arah datangnya.

Pengaruh dari RAATerhadap gerakan kapal

Didalam buku yang disusun Dr. Ir. Ricky Lukman T., disebutkan tahanan udara dan

angin akan memberikan gaya yang melawan gerakan kapal. Hal ini tentu saja akan

memberikan pengaruh terhadap kecepatan kapal, yaitu akan mengurangi kinerja dari

efectif horse power kapal, sehingga akan mengganggu kemampuan olah gerak dan

unjuk kerja ( performance ) dari kapal.

Cara mencegah atau mengurangi terjadinya RAA

Beberapa hal yang dapat dikemukakan dari uraian diatas, ada beberapa usaha untuk

mengatasi atau mengurangi sebagian dari tahanan udara dan angin yang bekerja pada

kapal, yaitu :

Usahakan dibuat pembundaran (rounding) ujung-ujung depan bangunan atas akan

mengurangi tahanan angin dari depan dan pembundaran ujung belakang bangunan

atas walaupun memberikan efek yang kecil.

Secara teoritis dalam rumus, apabila kita ingin mendapatkan hambatan udara dan

angin yang tidak terlampau besar, maka diusahakan membuat kapal dengan lebar

yang tidak terlalu panjang, tetapi cara ini tidak sering di pakai karena seorang

arsitek kapal akan membuat kapal dengan ukuran yang sesuai dengan kebutuhan.

Diusahakan sedemikian rupa agar bentuk bangunan atas mempunyai bentuk

streamline, misal bentuk cerobong asap di buat streamline. Hal ini dapat dibuktikan

dengan beberapa hasil percobaan Hughes untuk 3 jenis kapal dengan merubah

bentuk- bentuk bangunan atas, yang hasilnya sebagai berikut :

Keadaan Tanker Kargo Penumpang

Cuaca tenang Displ. (ton)

Kecepatan normal (knot)

EHP

Bangunan atas normal

Bangunan atas streamline

1600

10

1207

2,5

1,7

14800

14

2815

2,15

1,55

38000

25

35000

2,1

1,45

Angin berlawanan

arah

Banguan atas normal

Bangunan atas streamline

26,5

17,0

13,5

10,0

7,0

5,0



V = 20 knot

Angin berlawanan

arah

V= 40 knot

Bangunan atas normal

Bangunan streamline

122,0

64,0

42,0

2,75

15,5

10,4

F. HAMBATAN PADA KAPAL-KAPAL KECIL BERKECEPATAN TINGGI

Kapal- kapal kecil dengan kecepatan tinggi ada tiga macam, yaitu :

1. Round bottom boat ( Displacement boat )

2. Hard chine planning craft

3. Hydrofoil boats.

Round bottom boat

1. Kapal jenis ini disebut juga displacement boat, dimana seluruh berat badan

kapal ditahan oleh Buoyancy.

2. Analisa hambatan berdasarkan hasil percobaan oleh Nordstrom dengan

menggunakanmodel pada tangki percobaan dengan displacement 10 ~ 30 ton

dan kecepatan 10 ~ 15 knot, adalah suatu koefisien, dimana keceaptan model

kapal didasarkan pada angka Froude yang telah dirubah yaitu :

Fn ∆ = v / √g. ∆1/3 , Sedangkan hambatan total per displacement : Rt / ∆.

Hard chine planning craft

1. Berat badan kapal sebagian besar ditahan oleh gaya- gaya angkat dinamis

sedangkanpengaruh gaya buoyancy sangat kecil.

2. Bentuk kapal ini ditemukan oleh CM Rumus yang bertujuan untuk

mengurangi hambatan dengan cara mengangkat badannya sendiri keatas

permukaan air.

3. Gambar penampang melintang kapal ini dapat dilihat pada gambar.



4. Hambatan jenis kapal ini sangat bergantung dari parameter- parameter berikut:

Perbandingan panjang dan lebar ( Lp/Bpa)

Lp = Proyeksi panjang chine

Bpa = Lebar rata- rata chine

Perbandingan ukuran dan berat (Ap/∆2/3 )

Ap = Luas proyeksi dasar rata- rata.

Posisi memanjang dari titik berat ke titik AP

ROF

Bentuk dari buttock line pada Bpa/4 dari center line

Bentuk lengkungan dari chine

Bentuk dari gading- gading.

Kapal Speed Boat

1. Menurut hukun Archimedes bahwa berat air yang dipindahkan oleh suatu

benda adalah sama dengan gaya hydrostatis keatas. Sehingga dengan

bertambahnya kecepatan kapal maka bertambah juga gaya angkat keatas dan

akan memperkecil volume bagian bawah kapal yagn tercelup kedalam air.

2. Dengan kecepatan yang cukup besar kemungkinan berat kapal lebih kecil dari

gaya angkat hidrodinamika sehingga seakan- akan badan kapal terangkat



keatas sampai menggeser permukaan air. Kapal- kapal yang mempunyai

keadaan semacam ini disebut kapal Speed Boat.

3. Ada 3 keadaan kapal speed boat

Keadaan Berlaya (mengapung)

Dalam keadaan ini gaya angkat keatas dinamis =0

ρ = ¥ . V

ρ = Berat kapal

V = Volume air yang dipindahkan

Keadaan peralihan (semi planning)

Dalam keadaan ini, berat kapal (P) besarnya sama dengan sebagian gaya

hydrostatis (Ast), dan sebagian gaya hydrostatis keatas (Ad).

ρ = ¥ . V1 + Ad

V = Volume air yang dipindahkan oleh bagian bawah air.

Keadaan menggelincir (Planning)

Dalam keadaan ini, gaya angkat keatas hydrostatis (Ast) mendekati nol,

sehingga (P= Ad).

Hingga saat ini karakteristik untuk kapal- kapal cepat dapat dilihat dari

bilangan Froudenya.

Untuk kapal speed boat dipakai bilangan Froude sbb :

Fn ∆ = v0 / √g. V1/3

Dari percobaan ditemukan suatu grafik sbb :

Macam- macam bentuk badan kapal speed boat.

1. Dilihat dari penampang melintangnya.



Type A dipakai untuk speed boat dengan kecepatan kecil, sebagai bentuk

peralihan dari kapal biasa.

Type B dapat menimbulkan gaya dinamik keatas yang besar dan

memperkecil hambatan, akan tetapi jelek terhadap pengaruh gelombang

karena adanya pukulan keras gelombang pada dasar kapal sehingga

stabilitasnya kurang baik.

Type C dengan penampang “V” ini sangat baik untuk pelayaran yang

bergelombang.

Type D dipakai untuk memperkecil semburan air.

2. Dilihat dari penampang memanjangnya

Kapal Hydrofoil

1. Kapal hydrofoil adalah kapal yang terdiri dari body kapal dan sayap yang

diletakkan dibawah dasar kapal yang dihubungkan pleh penegar.



2. Badan kapal yang terangkat dari permukaan air, gaya beratnya ditahan oleh

gaya angkat dinamis pada sayap (foil) yang tercelup didalam air.

3. Sayap yang dipasang dibawah badan kapal ( pada bagian muka dan

belakang ), sayap tersebut secara otomatis dapat diubah- ubah letaknya

menurut angle of attacknya. Sehingga badan kapal terangkat bebas keatas

permukaan air bertujuan untuk mengurangi hambatan air.

4. Pada saat ini ada 2 prinsip penggunaan foil, yaitu foil yang bergerak diatas

permukaan air dan foil yang tercelup seluruhnya di air.

5. Hambatan yang bekerja pada sayap (R) hydrofoil adalah :

R = Rp + Ri + Rw.

Rp = Hamabatan profil

Ri = Hamabatan Induksi

Rw = Hamabatan gelombang

6. Ada beberapa macam konstruksi kapal hydrofoil sbb :

a) Dengan bentuk “V”

b) Dengan bentuk trapesium

c) Dengan bentuk juring lingkaran

d) Dengan bentuk tangga

e) Dengan bentuk tingkatan.



Kapal dengan bantalan udara ( Hovercraft )

1. Hovercraft beroperasi pada daerah dekat pertemuan antara udara dan

permukaan air.

2. Berlainan dengan kapal hydrofoil dimana penyangganya adalah air, sedangkan

penyangga dari hovercraft adalah dari bantalan udara.

3. Bila hovercraft bergerak diatas tanah maka lapisan udara atau bantalan udara

akan menekan benda keras yaitu tanah. Tetapi jika bergerak diatas air maka

bantalan udara akan menekan permukaan air dan akan menimbulkan

gelombang.

4. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut :

Menyedot atau menghisap udara dari atas, dan selanjutnya udara tersebut

ditekan kebawah, misalnya dengan pertolongan kompresor, sehingga kapal

akan mendapatkan resultan gaya angkat keatas yang dapat mengangkat kapal

setinggi h.

5. Hambatan yang bekerja pada kapal ini adalah hambatan udara (Ra) dan

hambatan impuls (Rq)

Rq = ρ.v0. Q ; Q = Debit udara yang disedot.

Perbandingan performence dari kapal- kapal cepat.

Diagram dibawah ini memperlihatkan ketiga macam kapal ini dengan R/∆

sebagai ordinat dan v/ √L sebagai absis.



Secara umum, round bottom boat lebih efisien daripada hardchine planning

craft untuk harga v/ √L = 3,0. Diatas harga ini planning craft mempunyai

hambatan lebih kecil dan lebih layak laut.

Hidrofoil hampir tidak mengalami wave making resistance pada saat bergerak

diatas permukaan air. Hal ini disebabkan karena permukaan basah hanyalah

struts dan sayap, sehingga hambatan gesek kecil.

Untuk berat dan daya mesin yang sama, kapal hydrofoil dapat mencapai

kecepatan 2 ~ 3 kali kecepatan kapal biasa.



BAB III

PERHITUNGAN HAMBATAN TOTAL KAPAL

MT OOZMA KAPPA

Perhitungan tenaga mesin induk kapal diawali dengan menghitung besarnya tahanan kapal.

Pada rencana umum kapal ini dalam menghitung atau menentukan besarnya tahanan

menggunakan metode Holtrop dengan data-data sebagai berikut :

A. Ukuran Utama Kapal

Panjang kapal ( Lpp ) : 130,70 m

Panjang kapal yang tercelup air ( LWL ) : 137,23 m

Lebar kapal ( B ) : 21,60 m

Sarat kapal ( T ) : 8,12 m

Tinggi sampai Upper Deck ( H ) : 11,61 m

Kecepatan Dinas Kapal ( Vs ) : 15,07 knot

Data – data berikut diambil dari Kurva Hidrostatik

Koefisien Block ( Cb ) : 0,73

Koefisien Prismatic ( Cp ) : 0,74

WSA kapal ( S ) : 3796,78 m2

LCB kapal : 2,37 m

Volume displacement ( ) : 16748,75 m3

Displacement ( ) : 17110,83 ton

Koefisien midship ( CM ) : 0,99

Radius pelayaran (S) : Jayapura – Tokyo

(2286Nautical Miles)

B. Perhitungan Tahanan Total Kapal

Perhitungan tahanan kapal ini menggunakan metode holtrop (1984), Dalam

menghitung tahanan kapal dengan menggunakan metode holtrop ada beberapa

komponen tahanan yang harus kita tentukan. Komponen – komponen tahanan tersebut

antara lain menentukan :

1. Tahanan gesek ( Rv )

2. Tahanan gelombang ( Rw )

3. Perhitungan hubungan model dengan kapal (model ship allowance) RCA



RT = Rv + Rw + RCA

= ½.ρ.V2.Cf0.(1+k).Stot + + ½.ρ.V2. Stot. CA

=

Dimana :

ρ = Massa jenis air laut

= 1,025 ton/m3

V = Kecepatan dinas kapal

= 15,07 knots

= 7,752 m/sec

Stot = Luas permukaan basah kapal total (m2)

Cf0 = Koefisien tahanan gesek kapal

(1+k) = Koefisien karena pengaruh bentuk kapal

Perhitungan koefisien tahanan gesek kapal (Cfo).

Dalam perhitungan tahanan gesek kapal Holtrop mengunakan rumus ITTC (1957),

dimana pada rumus ini akan dihitung koefisien tahanan gesek kapal (Cfo):

Cf 0=0,075

( logRn−2)2(PNA. Vol II. Hal 90)

Dimana :

Cfo = Koefisien tahanan gesek kapal

Rn = Bilangan Reynold

Rn =

V T . L

ν ( Menurut ITTC - 1957 )

VT = Kecepatan Percobaan

= 1,06 x Vs (m/s , 15,07 knot = 7,752 m/s)

= 1,06 x 7,752

= 8,2171 m/sec

L = Panjang kapal yang tercelup air (Lwl) = 137,23 m

= Koefisien kekentalan kinematis

= 1,1883.10-6 m2/s

(reff : PNA Vol II hal. 58 tabel X untuk suhu air laut 15o C )


Rw

WW

12

ρV 2S tot [C f 0(1+k )+C A ]+Rw

WW


Rn =

8,2171 x 137,23

1,1883 .10-6

= 9489460851,63

Jadi koefisien tahanan gesek kapal :

Cf0 =

0 , 075

( log 9489460851 , 63−2 )2

= 0,0011

Perhitungan luas permukaan basah total (Stot)

Stot = Total luas permukaan basah lambung kapal & appendages

Stot = WSA + Sapp

dimana :

WSA = 3796,78 m2

Sapp = Skemudi + Sboss

Skemudi =

8 ,12×137 , 23100

[1+25(21, 6137 ,23 )

2

]

Skemudi = 18,0359 m2

Sboss = 0 m2

Sapp = 18,0359 m2

Stot = 3796,78 + 18,0359

= 3814,8159 m2

Perhitungan (1+k)

( Dari PNA. Vol II. Hal 93)

Dimana :

(1+k1) =

Dalam hal ini :

LR = Length of run

= L .[

(1−Cp+0 ,06 Cp . LCB )(4 .Cp−1 )

]

Cp = 0,74 ( Data dari TR Hidrostatik dan Bonjean Curve )

LCB = 2,37 ( Data dari TR Hidrostatik dan Bonjean Curve )


Skemudi=TL

100 [1+25( BL )

2 ]

(1+k )=(1+k1 )+[(1+k 2 )−(1+k1 ) ]. SappStot

0 ,93+(0 ,4871⋅c ( BL )

1 ,0681

(TL )

0,4611

( LLR

)0 ,1216( L3

V )0,3649

(1−Cp )−0,6042 )


LR = 137 ,23 .[

(1−0,74+(0 , 06 .0,74 .(2 ,37))(4 . 0,74 −1)

]

LR = 25,571 m

c = Koefisien bentuk bagian belakang

= 1 + 0,011Cstern

Berikut ini harga Cstern berdasarkan pada tabel PNA Vol. II hal. 91

Tabel. II.1 Koefisien Harga Cstern

Karena bentuk potongan stern normal maka :

Cstern = 0

c = 1

(BL )

1, 0681

= 0,139

(TL )

0 , 4611

= 0,272

( LLR )

0, 1216

= 1,227

( L3

∇ )0, 3649

= 6,288

(1−Cp )−0,6042= 2,257

Sehingga :

(1+k1) = 0,93+(0,4871 x 1 x 0,139 x 0,272 x 1,227 x 6,288 x 2,257)

= 1,2506

(1+k2) merupakan Koefisien akibat pengaruh tonjolan pada lambung kapal di bawah

permukaan garis air


Cstern -25 For pram with gondola

Cstern -10 For V-Shaped section

Cstern 0 For normal section shape

Cstern 10 For U-shaped section with hogner stern


Harga (1+k2) ini ditunjukan oleh tabel.25 PNA Vol. II hal.92

Tabel. II.2 Harga Koefisien (1+k2)

Type of appendages Value of (1+k2)

Rudder of single srew ship 1,3 to 1,5

Spade type rudder of twin screw ship 2,8

Skeg rudder of twin screw ship 1,5 to 2,0

Shaft bracket 3,0

Bossing 2,0

Bilge keel 1,4

Stabilizer fins 2,8

Shafts 2,0

Sonar dome 2,7

Karena kapal direncanakan dengan rudder of single screw ship , bossing , shaft maka

diambil harga

(1+k2) = 1,5+ 2,0 + 2,0 = 5,5

Sehingga didapatkan :

(1+k )=(1+k1 )+[[(1+k 2 )−(1+k1 ) ].S APP

S tot

]

(1+k )=(1,2506 )+[[(5,5 )−(1, 2506 ) ]. 18,03593814 . 8159

]

(1+k) = 1,2705

(Dari PNA. Vol II. Hal 92)

Dimana :

Fn = 0,2223


Rw

W=C1 C 2C 3 e

m1

Fnd

+m2 Cos (λ Fn−2)

Fn=V t

√gL

Fn= 6 , 8158

√9,8×95 ,95


Untuk Fn ≤ 0,4

C1 = 2223105C43,7861(T/B)1,0796(90 – iE)-1,3757

C4 = koefisien yang tergantung pada rasio B/L

C4 = 0,2296 (B/L)0,3333 Untuk B/L ≤ 0,11

C4 = B/L Untuk 0,11≤ B/L ≤ 0,25

C4 = 0,5 – 0,0625.(B/L) Untuk B/L 0,25

B/L = 0,157 (0,11≤ B/L ≤ 0,25)

Maka,

C4 = B/L

C4 = 0,157

C43.7861 = 0,001

= 0,348

iE = Setengah sudut masuk garis air (½.31o)

= 15,5o ( dari lines plan)

= 0,2704 rad (dimana 1 o = л/180 rad)

= 0,0027

C1 = 2223105.C43,7861(T/B)1,0796(90 – iE)-1,3757

= 2223105.(0,157) 3,7861(8,12/21,6)1,0796.(0,0027)

= 2,0888

C2 = 1 (kapal dirancang tanpa bulb)

C3 = 1−0,8(

AT

BTCm)

AT = Luas transom yang tercelup air (V=0)

= WSA can part

= 1,50 m2 (dari tabel E, TR Hidrostatik Bonjean)

C3 = 1−0,8( 1,5

21 ,6 . 8 , 12. 0 , 99)

= 0,99309

d = -0,9000

m1 = 0,01404( L

T )−1 ,7525 (∇ 1/3

L )−4 ,7932( BL )−C5


(T B)1 .0796

(90−iE )−1, 3757


Nilai c5 adalah dihitung sebagai berikut :

C5 = 8,0798Cp – 13,8673Cp2 + 6,9844Cp3 Untuk Cp 0,8

C5 = 1,7301 – 0,7067.Cp Untuk Cp 0,8

Cp = 0,76

C5 = (8,0798. (0,74) – 13,8673.(0,742)+ 6,9844. (0,743))= 1,215

m1 = 0,01404( L

T )−1 ,7525 (∇ 1/3

L )−4 ,7932( BL )−C5

= -2,051e = 2,7182818

= 2,7182818(-2,051x3,870)

= 0,0005

m2 =

Fn-3,29 = 0,2223-3.29

= 140,789

e−0 ,034 Fn−3 , 29

= 0,008

c6 = -1,69385 L3/ 512

c6 = -1,69385 + (L/1/3 – 8)/2,3 512 < L3/ 1727

c6 = 0 L3/> 1727

L3/ = 154,300

c6 = -1,69385

m2 = −1 ,69385. 0,4 . e−0 , 034. Fn−3 ,29

m2 = - 1,69385.0,4.0,008

= -0,0054

= 1,446.Cp – 0,03.L/B Unt L/B ≤ 12

= 1,446.Cp – 0,36 Unt L/B > 12

L/B = 6,353

= (1,446 . 0,74) – (0,03 . 6,353 )

= 0,87945

Cos (.Fn-2 ) = 0,954

m2. cos(.Fn-2 ) = -0,0051


em1 Fnd

c6 . 0,4 .e−0 , 034.Fn−3 , 29


Jadi tahanan gelombang kapal (Rw) adalah :

W = berat kapal pada muatan penuh = . . g

= 1,025 .16748,75. 9,81

= 168412,86 kg

= 1684,128 kN

Rw/W = (2,0888. 1 . 0,99309 . 0,0005) + -0,0051

= -0,0040

Rw = -6.73648

CA = 0,006 . (Lwl + 100)-0,16 – 0,00205 (dari PNA vol II hal 93)

= 0,006 . (137,23 + 100)-0,16 – 0,00205

= 0,000398

Jadi Tahanan total kapal adalah :

Rt =

=

= 138,4037 kN

C. Perhitungan Daya Efektif (EHP)

EHP = Rt x Vt (PNA. Vol.II Hal. 161)

EHP = 138,4037. 8,2171

EHP = 1137,277 kW

EHP = 1137,277.1000/ 735,499 1 HP = 735,499 Watt

EHP = 1546,2658 Hp

D. Perhitungan SHP (Shaft Horse Power) dan DHP (Delivery Horse Power)

Untuk SHP dengan metode Holtrop harus ditentukan efisiensi propulsinya.

SHP = EHP/Pc

Pc = Propulsive coefiscient

Pc = Hx R x O

H = Hull efficiency

H = 1,160 (Diambil dari tabel 6 PNA vol II Hal 161 , Cb = 0,73)


RW

W=C1C2C3e

m1Fn d

+m2cos (λ Fn−2 )

12

ρV 2 S tot [CF 0 (1+k )+CA ]+RW

WW

12

.1 , 025 .(6 ,432) .3814,8159 [0,0011(1,2705)+0 ,000398 ]+(−6 ,73648 )


O = Open propeller efficiency (efisiensi Propeller)

O = 0,666 (Diambil dari tabel 6 PNA vol II Hal 161 , Cb = 0,73)

R = Relative-rotative efficiency

R =1,010 (Diambil dari tabel 6 PNA vol II Hal 161 , Cb = 0,73)

Setelah masing – masing efisiensi propulsi diketahui maka quasi-propulsive

coefficient (Pc) dapat diketahui.

Pc = H x O x R

= 1,160 x 0,666 x 1,010

Pc = 0,7802

Setelah D diketahui maka SHP dapat dihitung dengan cara :

SHP = EHP / Pc

= 1546,2658/ 0,7802

= 1981,88 hp

DHP = SHP x 0.98

= 1981,88 x 0.98

= 1942.2424 hp

E. Perhitungan BHP (Brake Horse Power)

Perhitungan BHP menggunakan dua koreksi yaitu :

Koreksi sebesar 3 % DHP untuk letak kamar mesin di belakang (ITTC 1957 )

BHP = SHP + 3 % SHP

= 1981,88 + 3 % x 1981,88

= 2041,3364 hp ≈ 2100 hp

Koreksi untuk jalur pelayaran menurut ( ITTC 1957)

1. Jalur pelayaran Atlantik utara, ke timur, untuk musim panas 15% dan musim

dingin20%.

2. Jalur pelayaran Atlantik Utara, ke barat, untuk musim panas 20% dan musim

dingin30%.

3. Jalur pelayaran Pasifik, 15 - 30 %.

4. Jalur pelayaran Atlantik selatan dan Australia, 12 - 18 %

5. Jalur pelayaran Asia Timur, 15 - 20 %

6. Karena jalur pelayaran kapal ini melalui rute jalur pelayaran Asia Timur maka koreksi

jalur pelayarannya adalah 15 – 20%



BHP = SHP + x %.SHP ( dimana: x diambil 20 % )

BHP = SHP + 19 % SHP

= 1981,88 + 20 % x 1981,88

BHP = 2378,256 hp ≈ 2400 hp

F. Pemilihan Mesin Induk

Dari pertimbangan-pertimbangan diatas, maka dapat dipilih mesin yang sesuai dengan

daya yang diharapkan, yaitu dari segi efisiensi dan keekonomisan ,dengan data mesin sebagai

berikut :

Merk Mesin : Caterpillar

Tipe Mesin : 3516A-SS MARINE PROPULSION

Daya Mesin : 2448 hp

RPM : 1600 putaran/menit

Berat Mesin : 8745 kg

Panjang : 3761 mm

Lebar : 2142 mm

Tinggi : 2150 mm


ship resistance hambatan kapal

Documents