TUGAS AKHIR (LS 1336)

TUGAS AKHIR

(LS 1336)

“STUDI PERANCANGAN SISTEM PROPULSI

DAN OPTIMASI HULL PADA KAPAL MILITER

FAST LST (Landing Ship Tank)”

PENGUSUL

NAMA : JOHAN AIRMAN SURYA

NRP : 4207 100 606

BIDANG STUDI : MMD

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2011

Latar Belakang

1. Kapal militer LST mempunyai peranan penting dalam dunia militer indonesia mengingat wilayah perairan nusantara

yang begitu luas.

2. Umumnya kapal militer tipe LST ini memiliki kecepatan sebesar 12 knot s/d 18 knot.

Perumusan Masalah

1. Bagaimana konfigurasi yang tepat antara desian lambung kapal dengan sistem propulsinya.

Batasan masalah dari Tugas Akhir ini adalah :

1. Dalam Tugas Akhir ini terbatas pada perancangan sistem propulsi pada kapal militer Fast LST

2. Dalam Tugas Akhir ini objek yang dianalisa adalah kapal militer Fast LST.

Penulisan tugas akhir ini bertujuan untuk :

1. Mendapatkan konfigurasi yang tepat antara bentuk lambung

dengan sistem propulsinya, sehingga didapatkan suatu kecepatan kapal yang optimal sesuai kebutuhan militer.

Manfaat yang dapat diperoleh dari tugas akhir ini sebagai berikut:

1. Mendapatkan design sistem propulsi yang optimal sehingga menghasilkan kecepatan kapal sesuai kebutuhan militer.

2. Memenuhi kebutuhan kecepatan kapal secara maksimal dengan pemakaian bahan bakar yang paling efisien

TIJAUAN PUSTAKA

KAPAL MILITER LST (Landing Ship Tank)

Kapal militer Fast LST adalah kapal perang militer yang mempunyai kemampuan lebih yaitu sebagai kapal yang mendistribusikan tank tempur, pasukan dan perlengkapan perang lainnya ke daerah kawasan perang atau daerah yang mengalami konflik baik konflik internal maupun konflik yang disebabkan ancaman dari luar negeri

Principle Demension :

a. Length Over All (LOA = 128.04 m

b. Length Water Line (LWL) = 121.1 m

c. Length of Perpendicular (LPP) = 119.01 m

d. Breadth (mld) Maximum = 19 m

e. Height (mld) to Main Deck = 8.1 m

f. Draft (maximum) = 3 m

g. Speed (Maximum) = 18 Knot

h. Displacement = 4372.5 Ton

i. Cb = 0.618

j. Cp = 0.702

k. Cm = 0.94

TIJAUAN PUSTAKA

TAHANAN KAPAL

Tahanan sebuah kapal pada dasarnya dipengaruhi oleh

kesepatan, displacement dan bentuk hull kapal. Tahanan total (RT) berisi dari berbagai sumber tahanan yang dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu:

 Tahanan gesek

 Tahanan sisa / residual  Tahanan udara

TIJAUAN PUSTAKA

KARAKTERISTIK PROPELLER

Propeller memiliki karakteristik yang ditentukan oleh variable-variabel seperti berikut :

 Dimensi Propeller

 Jumlah Daun Propeller

 Koeffisien Area Piringan (Disk Area)  Pitch Diameter Ratio (p/d)

 Propeller Koeffisien J, KT, KQ  Jumlah Daun Propeller

 Koeffisien Area Piringan (Disk Area)  Pitch Diameter Ratio (p/d)

 Slip Ratio (S)

 Interaksi antara lambung dan propeller  Effisiensi lambung dll

TIJAUAN PUSTAKA

Pertimbangan Pemilihan Motor Diesel:  Daya motor

 Berat motor

 SFC

 Dimensi

 Bentuk dan konstruksi hull  Konfigurasi sistem penggerak  Reversing capability

 Sistem permesinan bantu pendukung motor induk  Sistem transmisi

 Engine endurance, maintenance, repairing dan insurance  Harga motor diesel

TIJAUAN PUSTAKA

Daya

 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.

 IHP, Indicated Horse Power merupakan daya yang dapat dilihat pada indicator ruang bakar dari motor induk.

TIJAUAN PUSTAKA

Perhitungan untuk mendapatkan daya kapal secara teori adalah pertama-tama dengan menghitung besarnya tahanan yang dimiliki kapal kemudian dari tahanan ini diolah sampai dengan diperolehnya daya kapal dengan memperhitungkan efisiensi-efisiensi. Rumusan yang digunakan antara lain:

 Effective Horse Power (EHP);.

EHP = Rt x Vs

 Wake Friction (w); arus ikut yang terjadi pada bagian buritan kapal sekitar propeller.

 Speed of Advance (Va);

TIJAUAN PUSTAKA

 Effisiensi propeller (ηp);

 Effisiensi relative-rotative (ηrr); dimana nilai effisiensinya berkisar antara 1,02 s/d 1,05

 Effisiensi lambung (ηH);

ηH = (1-t )/ (1-w)  Propulsive Effisiency (PC);

PC = ηH x ηrr x ηp  Delivered Horse Power (DHP);

DHP = THP / ηP  Thrust Horse Power (THP);

THP = EHP / ηH  Shaft Horse Power (SHP);

TIJAUAN PUSTAKA

 Brake Horse Power (BHP); merupakan daya yang disalurkan mesin induk. Ada 2 macam BHP yakni:

 BHP (SCR) = Service Continuous Rates; kondisi pelayaran normal dengan nilai ηG (effiensi single reduction gear) = 0,98

BHP (SCR) = SHP / ηG

 BHP (MCR) = Maximum Continuous Rates; kondisi pelayaran maksimum (kondisi pelayaran normal ditambah asumsi untuk kondisi yang tak terprediksi misal karena faktor cuaca).Untuk nilai toleransi ditentukan sesuai kebutuhan(yang diperlukan) atau sesuai dengan karakteristik mesin. Disini dipakai nilai 85 % selain dari asumsi juga disesuaikan dengan spesifikasi mesin.

Metode Penelitian

Mulai

Studi Literatur

(paper, buku, jurnal)

Pengumpulan Data

(principal dimension kapal)

Optimasi Hull & Analisa Tahanan

Kapal (maxsurf)

Engine Type

Gear box & Propeller

Analisa

(match antara mesin dan propeller)

Kesimpulan

Selesai

Tidak

Metode Pelaksanaan

 Studi literature

Tujuan untuk memperoleh dasar-dasar teori dan berbagai informasi yang berhubungan dengan penelitian yang akan dilakukan. Dalam hal ini telaah pustaka dilakukan melalui jurnal, paper, buku-buku, e–mail, diskusi, panduan maxsurf dan media lain yang menunjang penulisan tugas akhir ini.

 Pengumpulan data

Data yang dikumpulkan berupa data kapal yang akan diangkat

sebagai tugas akhir (principal demensions, type dan diameter propeller, dan main engine).

 Perancangan Model

Pembuatan design propeller yang memiliki efiensi paling baik dan pengaturan ruangan yang tepat untuk sistem penggeraknya.

 Analisa

Design di analisa untuk mengetahui apakah design sudah optimal dan match antara hull dengan pemilihan mesin diesel.

DAFTAR PUSTAKA

1. Sv.Aa Harvald, [1992], Tahanan dan Propulsi Kapal, Airlangga University Press, Surabaya.

2. Adji W, Suryo, [2005], Engine Propeller Matching.

3. Taylor, [1972], Principle Of Naval Architecture Vol . II,The society of Naval & Marine Engineering , New Yor k.

4. Kuiper.G, [1992], The Wageningen Propeller Series. Netherlands

Kondisi sekarang

•Akan dibangun trimaran dengan Spesifikasi : LOA = 128.04 m Lwl = 121.1 m Lpp = 119.01 m B Centre hull = 19 m H = 3 m T = 8.1 m Vmax = 18 knot .

Kondisi yang dituju

Kecepatan kapal bertambah dari 18 knot menjadi 20 knot

PROSES

• Design propeller

Urutan Pengerjaan

1. Dari maxsurf, didapatkan data besar tahanan.

2. Menghitung propeller yang akan dipergunakan

dalam design

3. Koreksi daya engine yang dikarenakan

mendapatkan efisiensi propeller yang baru

4. Mencari kurva KT – J

5. Mencari kurva open water B.series

6. Koreksi daya engine yang dikarenakan

mendapatkan efisiensi propeller dari kurva open water B.series

Spesifikasi

Main engine

Merk : ABC Diesel

Tipe : 16 VDZC Cycle : 16 in V Bore : 256 mm Stroke : 310 mm SFOC : 191 g/kWh Putaran : 800 RPM Daya : 2944 kW Jumlah : 2

Spesifikasi

Gearbox

Merk : Masson Marine

Model : MM W35000

Ratio : 2.424

kW/rpm : 3.7

Max rpm : 1000

Spesifikasi

Propelleer (18 knot) Type = B5-75 N.prop = 330.03 δb = 154.88 1/Jb = 1.52 P/D behind = 0.94 η.behind = 64.6 % D.behind = 2.187 m

Kurva KT-J

Rt = (0.5 x ρ x Ct x S) x Vs2 = α x Vs2 β = α / ((1-t) x (1 – w)² x ρ x D²) KT = β x J2 J = Koefisien advance KT = Koefisien gaya dorong 10KQ = Koefisien torsi

Kurva Open Water B-series

Kurva KT – J di plotkan ke kurva open water diagram, sehingga jadi kurva seperti diatas.

J = Koefisien advance KT = Koefisien gaya dorong 10KQ = Koefisien torsi

Hasil Pembacaan Grafik

Berdasarkan pembacaan grafik maka didapatkan hasil :

1. Titik operasi propeller pada kondisi Clean Hull : J = 0.59

KT = 0.24 10KQ = 0.43 η = 0.59

2. Titik operasi propeller pada kondisi Service : J = 0.53 KT = 0.25 10KQ = 0.45 η = 0.57 Dimana : J = Koefisien advance

KT = Koefisien gaya dorong 10KQ = Koefisien torsi

Koreksi Daya

 Koefiesien propulsif

PC = ((1 – t)/(1 – w)) x η.p x η.rr

ηrr untuk kapal twins screw = 0,95 – 1,0 (PNA, 152)

 Menghitung Delivery Horse Power (DHP)

DHP = EHP/PC

 Menghitung Shaft Horse Power (SHP)

SHP = DHP/η.s

η.s adalah efisiensi yang diakibatkan oleh adanya gearbox

 Menghitung Brake Horse Power kondisi service (BHP.scr)

BHP.scr = SHP/0,98

 Menghitung Brake Horse Power kondisi MCR (BHP.mcr)

BHP.mcr = BHP.scr/0,85 η

Pemilihan Propeller

Pemilihan Propeller

Terima Kasih