• Tidak ada hasil yang ditemukan

HAMBATAN ANGINA DAN HAMBATAN UDARA

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2018

Membagikan "HAMBATAN ANGINA DAN HAMBATAN UDARA"

Copied!
13
0
0

Teks penuh

(1)

HAMBATAN ANGINA DAN HAMBATAN UDARA

Disusun Oleh :

Nur Rifqi Sabila

21090114120012

M Gama Damarjati

21090114130090

Daud Martin Sihombing

21090114120002

Bobby Parel

21090114130104

Lukman Gewa Nur Hakim

21090114130126

Imam Cahyadi

21090114140143

Kholil Bayu Ardhiyanto

21090114130161

Listyo Ardi S

21090114120069

Rayroha Matonang

21090114120030

Mangatas Y Rajaguguk

21090114120049

(2)

Daftar Isi

PENDAHULUAN...3

A. Latar belakang masalah...3

B. Rumusan masalah...3

PEMBAHASAN...4

A. Hambatan Angin Dan Udara ( Raa )...4

B. Faktor- Faktor Penyebab Terjadinya Hambatan Udara & Angin ( Raa )...8

C. PENGARUH DARI RAATERHADAP GERAKAN KAPAL...8

D. CARA MENCEGAH ATAU MENGURANGI TERJADINYA RAA...8

(3)

PENDAHULUAN

A. Latar belakang masalah

Ship Resistance (hambatan kapal) adalah salah satu aspek yang sangat penting dalam proses mendesain suatu kapal. Karena aspek ini berujung pada biaya alias uang. Semakin besar hambatan kapal, maka akan semakin besar pula daya mesin induk (main engine) yang dibutuhkan untuk mendorong kapal. Semakin besar daya mesin induk yang dipakai, tentu saja harga mesin induk sangat mahal, selanjutnya biaya operasional kapal juga sangat mahal karena konsumsi bahan bakarnya juga sangat banyak.

Banyak faktor yang mempengaruhi besarnya hambatan kapal, faktor yang paling menetukan adalah bentuk lambung kapal. Faktor lainnya antara lain tonjolan-tonjolan pada lambung kapal (appendages), kekasaran permukaan lambung kapal dan faktor-faktor lainnya. Bentuk lambung kapal adalah faktor-faktor yang memiliki pengaruh terbesar pada hambatan kapal, oleh karena itu desain bentuk lambung harus didesain sebagus mungkin agar memiliki hambatan yang kecil.

Ada beberapa methode yang digunakan untuk menghitung hambatan kapal, diantaranya Holtrop, Savitsky, Latiharju, Planning dan beberapa metode lainnya. Tiap-tiap metode memiliki karakter yang berbeda-beda, biasanya tergantung pada jenis kapal dan lambungnya.

B. Rumusan masalah

1. Apa yang dimaksud Hambatan angin dan udara ( Raa)?

2. Apa saja Faktor- faktor penyebab terjadinya hambatan udara & angin ( raa )? 3. Apa Pengaruh dari Raa terhadap gerakan kapal?

(4)

PEMBAHASAN

A. 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 (V R )2

= 0,00152 x ½ x B2 /2 x (V

R )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 )

(5)

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)

(6)

(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 :

(7)

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

(8)

B. Faktor- Faktor Penyebab Terjadinya Hambatan Udara & Angin ( Raa )

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

 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.

 Dari hembusan angin, yang akan menimbulkan tahanan angin, besarnya bergantung pada kecepatan hembus angin dan arah datangnya.

C. 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.

D. 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.

(9)

dengan beberapa hasil percobaan Hughes untuk 3 jenis kapal dengan merubah bentuk- bentuk bangunan atas, yang hasilnya sebagai berikut :

Keadaan Tanker Kargo Penumpang

E. CONTOH PERHITUNGAN HAMBATAN KAPAL

DATA DAN UKURAN KAPAL MT. LASKAR SULI-SULI 02

Length Between Perpendicular (LBP) = 94,45 m

Length Waterline (LWL) = 98,23 m

Breadth (B) = 16,68 m

Draught (H) = 8,14 m

Draft (T) = 6,43 m

Kecepatan (v) = 14,50 knot

= (1 knot = 0,5144 m/s) Block Coefficient (Cb) = 0,66

Midship Coefficient (Cm) = 0,98 Waterline Coefficient (Cwl) = 0,79

Prismatic Coefficien (Cp) = 0,673

 (Displacement) = 7180,654 ton

 (Volume) = 6953,366 m3

LCB = -0,803 % LBP

As = Luas bidang tambahan

(10)

= 0,4 × 6,43 = 2,572 m

AT = Luas transom

= 10,0476 m2 ( dari tugas lines plan)

LCB = -0,803 % LBP

Sangin = Luas bidang tangkap angin yaitu 339,4753 m2 Cstern = Stern shape parameter

= Dalam paper An Approximate Power Prediction Method oleh J. Holtrop and G.G.J Mennenhalaman 5, nilai Cstern maksimum adalah 10

air= 1025 kg/m3

udara = 1300 kg/m3

PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL MT. LASKAR SULI-SULI 02

1) Menentukan minimal lima macam kecepatan kapal dalam satuan knot untuk diselidiki (catatan : jarak antar tiap kecepatan adalah 1 knot)

Kecepatan (Knot)

12,5 13,5 14,5 15,5 16,5

2) Kecepatan dalam satuan m/s

V(knot) = V(knot) × 0,5144

Kecepatan (m/s)

6,430 6,944 7,458 7,973 8,487

Menghitung Tahanan Angin (RA)

(Paper An Approximate Power Prediction Method Oleh J. Holtrop And G.G.J Mennen)

a) Menentukan koefisien C4

98,23m=0,065 , sehingga formula yang digunakan adalah :

C4 = 0,04 When

TF

LWL > 0,04

b) Menentukan koefisien tahanan angin (CA)

(11)

 CA1 = 0,006 (L + 100)-0,16 – 0,00205 + 0,003

c) Menentukan tahanan angin (RA)

Tahanan angin (RA) dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

RA = 0,5 × × Sangin × v2 × CA

Dimana :

 = Massa jenis udara yaitu 1300 kg/m3

Sangin = Luas bidang tangkap angin yaitu 339,4753 m2 v = Variasi kecepatan kapal

CA = Koefisien tahanan angin yaitu 0,000523965 Sehingga :

 Pada kecepatan 6,430 m/s

RA = 0,5 × 1300 kg/m3 × 339,4753 m2 × (6,430 m/s)2 × 0,000523965 = 4780,194 N

 Pada kecepatan 6,944 m/s

RA = 0,5 × 1300 kg/m3 × 339,4753 m2 × (6,944 m/s)2 × 0,000523965 = 5575,618 N

 Pada kecepatan 7,458 m/s

RA = 0,5 × 1300 kg/m3 × 339,4753 m2 × (7,458 m/s)2 × 0,000523965 = 6432,229 N

 Pada kecepatan 7,973 m/s

RA = 0,5 × 1300 kg/m3 × 339,4753 m2 × (7,973 m/s)2 × 0,000523965 = 7350,027 N

(12)
(13)

DAFTAR PUSTAKA

Harval, Sv. Aa. 1974. Resistance and Propultion of Ships. Akademisk Forlag, Copenhagen. J.M.Journee. 2000.An Approximate Power Prediction Method Oleh J. Holtrop And G.G.J

Mennen

https://www.academia.edu/12084341/Tahanan_Kapal_Metode_Guldhamer_Holtrop_dan_Ya magata

Gambar

Gambar 1. Sketsa tahanan angin

Referensi

Dokumen terkait

5. Sebutkan salah satu bentuk perjuangan non fisik dalam mempertahankan kemerdekaan Indonesia… A. Manakah dibawah ini yang bukan merupakan hasil kesepakatan Perundingan Roem-Royen…

Universal joint, U sendi, Cardan joint, Hardy-Spicer sendi, atau sendi Hooke adalah joint dalam sebuah batang kaku yang dimungkinkan batang tersebut

Penelitian ini bertujuan untuk mengaplikasikan Sistem Informasi Geografis Hutan Kota Propinsi DKI Jakarta berbasis web online yang menggunakan pengembangan basis data

 Mampu melakukan semua tugas: anak mampu melakukan semua pertanyaan aspek motorik halus pada KPSP yang sesuai usianya.  Gagal melakukan ≥1 tugas: anak gagal

[r]

kalangan ulama tafsir sunni menyatakan bahwa Allah SWT hanya membenarkan dua cara dalam penyaluran nafsu seksual. Pertama, melalui pasangan yang dinikahi tanpa

Pendidikan IPS yang berwajah multikultural dan demokrasi harus dilakukan secara komprehensif, dimulai dari design perencanaan dan melalui proses penyisipan,

Salam sejahtera, teriring doa semoga BapakJIbu se.nantiasa berada daJam Iindungan Tuhan Yt\IIE dalam menjalankan tugas pengabdian kepada Bangsa dan Negara. Dalam rangka