DESAIN ULANG KAPAL PERINTIS 200 DWT UNTUK MENINGKATKAN PERFORMA KAPAL

(1)

Sidang Tugas Akhir (MN 091382)

DESAIN ULANG KAPAL PERINTIS 200 DWT UNTUK MENINGKATKAN PERFORMA KAPAL

Oleh :

Galih Andanniyo 4110100065

Dosen Pembimbing :

Ir. Wasis Dwi Aryawan, M.Sc., Ph.D.

Jurusan Teknik Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

2014

(2)

Latar Belakang

SOLUSI

Problem : KG Terlalu Tinggi Stabilitas Buruk

JANGKA PANJANG:

Desain Ulang SEMENTARA:

Pemberian Ballast Tetap

Payload berkurang Stabilitas baik &

Kapal Perintis 200 DWT

Telah dibangun

(3)

Batasan Masalah

• Analisa teknis yang dilakukan meliputi tahanan, stabilitas, titik berat, pembuatan rencana garis dan rencana umum

• Masalah teknis (perancangan) yang dibahas hanya sebatas concept

design

(4)

Maksud dan Tujuan

Tugas Akhir ini dimaksudkan untuk mendapatkan desain kapal perintis yang memiliki stabilitas yang baik sesuai dengan kriteria Intact Stability Code.

Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : a. Merubah ukuran utama kapal

b. Membuat model kapal

c. Membuat Rencana Garis dan Rencana Umum

(5)

Manfaat

1. Sebagai referensi bagi Kementrian Perhubungan Republik Indonesia dan Galangan dalam membangun kapal perintis serupa di masa yang akan datang.

2. Sebagai referensi bagi konsultan dalam mendisain kapal sejenis di masa yang akan datang.

3. Menambah wawasan penulis dan calon peneliti selanjutnya sehingga

nantinya dapat dikembangkan.

(6)

Hipotesis

Stabilitas kapal perintis 200 DWT dapat diperbaiki dengan menambah

tinggi dan atau lebar kapal.

(7)

Studi Literatur

STABILITAS KAPAL

Stabilitas statis kapal tergantung dari faktor berat dan faktor bentuk kapal.

Faktor Berat dipengaruhi oleh letak titik Gravity (G)

Faktor Bentuk kapal dipengaruhi oleh letak titik Buoyancy (B).

GZ = KN – KG . Sinθ

(8)

Metodologi

Menentukan Ukuran Utama Model Studi Literatur Mengenai Rumusan

Masalah Untuk Melakukan Desain

Pengumpulan Data Kapal

Menentukan Rasio Ukuran Utama

Menghitung Titik Berat

Analisa Stabilitas, Hambatan dan Periode

Oleng Kapal TIDAK

YA

MULAI

General Arrangement

Kesimpulan dan Saran

SELESAI

Pembuatan Model

(9)

DATA PENUNJANG TUGAS AKHIR

(10)

Kondisi Eksisting Kapal Perintis 200 DWT

•

Panjang seluruh kapal (LOA) = 44.30 m

•

Panjang antar garis tegak (LPP) = 39.90 m

•

Lebar (B) = 09.00 m

•

Tinggi (H) = 03.60 m

•

Sarat (T) = 02.30 m

•

Cb = 0.58

KAPAL KOSONG = 380.334 ton

KG = 4.888 m

KM = 4.745 m

GM=KM ‐ KG = ‐0.144 m

KETERANGAN WEIGHT

(ton)

LCG (m)

MOMENT (ton.m)

KG (m)

MOMENT (ton.m) DISPLACEMENT KAPAL SAAT

PERCOBAAN

560.477 20.098 11264.458 3.661 2,052.18

KOREKSI PENAMBAHAN BEBAN 2.1 10.5 22.05 6.652 13.97

JUMLAH 562.577 20.062 11286.508 3.672 2066.146

KOREKSI PENGURANGAN BEBAN 182.243 25.64 4672.781 1.135 206.936

KAPAL KOSONG 380.334 17.389 6613.727 4.888 1859.21

1. Ukuran Utama

2. Data Inclining Test

(11)

Kondisi Eksisting Kapal Perintis 200 DWT

3. General Arrangement

(12)

DESAIN ULANG

(13)

1.Menentukan Rasio Kapal

DWT B H L L/B B/H L/H

1 SABUK NUSANTARA 44 600 14.00 6.20 68.50 4.89 2.26 11.05 2 SABUK NUSANTARA 27 500 12.00 4.20 51.50 4.29 2.86 12.26 3 SABUK NUSANTARA 28 650 12.00 4.50 58.50 4.88 2.67 13.00 4 SABUK NUSANTARA 29 500 12.00 4.20 51.80 4.32 2.86 12.33 5 SABUK NUSANTARA 31 450 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70 6 SABUK NUSANTARA 32 450 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70 7 SABUK NUSANTARA 33 450 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70 8 SABUK NUSANTARA 34 450 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70 9 SABUK NUSANTARA 35 750 12.00 4.50 53.50 4.46 2.67 11.89 10 SABUK NUSANTARA 37 455 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70 11 SABUK NUSANTARA 38 455 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70 12 SABUK NUSANTARA 39 455 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70 13 SABUK NUSANTARA 40 455 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70 14 SABUK NUSANTARA 41 455 12.00 4.00 62.80 5.23 3.00 15.70 15 SABUK NUSANTARA 42 600 14.00 6.20 68.50 4.89 2.26 11.05 16 SABUK NUSANTARA 43 600 14.00 6.20 68.50 4.89 2.26 11.05 17 SABUK NUSANTARA 44 750 12.00 4.50 53.50 4.46 2.67 11.89

18 PAPUA BARU 600 12.00 6.00 63.00 5.25 2.00 10.50

19 PAPUA SATU 464 7.60 5.30 44.67 5.88 1.43 8.43

20 PAPUA DUA 464 7.60 5.30 44.67 5.88 1.43 8.43

21 PAPUA TIGA 787 14.20 4.50 58.00 4.08 3.16 12.89

22 PAPUA EMPAT 203 8.00 5.20 36.60 4.58 1.54 7.04

23 PAPUA LIMA 530 12.50 4.50 51.00 4.08 2.78 11.33

Dimensi Rasio

NO Nama Kapal Dari table di samping dapat disimpulkan:

 Rasio L/B untuk kapal perintis ada pada rentang 4.08 - 5.88

 Rasio B/H untuk semua kapal ada pada rentang 1.43 - 3.16

 Rasio L/H untuk semua kapal ada pada rentang 7.04 - 15.7

NO MODEL L B H RATIO

Keterangan L/B B/H L/H

1 EXISTING 44.30 9 3.6 4.9 2.5 12.3 Memenuhi 2 MODEL 1 44.30 9 4 4.9 2.3 11.1 Memenuhi 3 MODEL 2 44.30 9 4.5 4.9 2.0 9.8 Memenuhi 4 MODEL 3 44.30 10 3.6 4.4 2.8 12.3 Memenuhi 5 MODEL 4 44.30 10.5 3.6 4.2 2.9 12.3 Memenuhi 6 MODEL 5 44.30 10 4 4.4 2.5 11.1 Memenuhi 7 MODEL 6 44.30 10.5 4.5 4.2 2.3 9.8 Memenuhi

(14)

2. Menentukan Ukuran Utama

Penambahan Tinggi Kapal

Penambahan Lebar Kapal

Penambahan Tinggi

& Lebar Kapal

(15)

Model 1.

Lpp = 41.496 m B = 9.000 m H = 4.000 m

KG

₁

= KG

₀

+ (1/4 x penambahan tinggi)

= 4.888 + (1/4 x 0.4)

= 4.888 + 0.1

= 4.988 m

4.1 Program : Maxsurf

: 1. Geometri (MaxsurfPro) 2. Stabilitas (HydroMax) 3. Hambatan (Hullspeed)

3,6 m 4 m

9 m 9 m

3. Menghitung titik berat setiap model modifikasi

4. Pemodelan Kapal

(16)

Maxsurf Pro

‐ Input : Ukuran Utama

‐ Out Put : Lines Plan

Hydromax

‐ Input : Letak tangki‐tangki, Jenis dan jumlah Muatan, VCG dan LCG Muatan, Lines Plan.

‐ Output : Design 3D, analisa stabilitas berdasarkan IMO dalam bentuk Table dan Kurva GZ.

Hullspeed

‐ Input : Lines Plan, Daya Mesin, Metode

‐ Out Put : Analisa tahanan dalam bentuk Table Dan Grafik

Pemodelan 1 (Geometri)

Pemodelan 2 (Stabilitas)

Pemodelan 3 (Tahanan)

(17)

ANALISA

(18)

‐Perencanaan Load Case

1. Kondisi kapal dalam keadaan kosong tanpa consumable dan ballas(A1) 2. Kondisi stabilitas IMO

a. Pada saat kapal keadaan full load, kondisi tangki consumable dalam keadaan penuh, dan tanpa pengisian tangki ballas (B1).

b. Pada saat kapal keadaan full load, kondisi tangki consumable dalam keadaan 50%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B2).

c. Pada saat kapal keadaan full load, kondisi tangki consumable dalam keadaan 10%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B3).

d. Pada saat kapal keadaan 50% load, kondisi tangki consumable dalam keadaan penuh, dan tanpa pengisian tangki ballas (B4).

e. Pada saat kapal keadaan 50% load, kondisi tangki consumable dalam keadaan 50%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B5).

f. Pada saat kapal keadaan 50% load, kondisi tangki consumable dalam keadaan 10%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B5).

Keterangan :

- Full Load : Penumpang 100 % (114 orang) + 19 ABK - Consumable : Tangki Bahan Bakar dan Tangki Air Tawar

1. Stabilitas

(19)

Input dan Output Stabilitas

(20)

(IMO International Code on Intact Stability, 2008)

(21)

Pemeriksaan Stabilitas Model 1

Pemeriksaan Tahanan Model 1 (Hullspeed)

Tahanan Total (Rt) Model 1 = 33.97 kN

No Kriteria IMO Unit Kondisi

A1 B1 B2 B3 B4 B5 B6

1 Area 0 to 30 3.151 m.deg 0.301 3.024 0 0 3.081 0 3.081

2 Area 0 to 40 5.157 m.deg 0.301 5.838 0 0 5.908 0 5.908

3 Area 30 to 40 1.719 m.deg 0 2.814 1.116 3.438 2.828 1.094 2.828 4 Max GZ at 30 or Greater 0.2 m 0.001 0.348 ‐0.049 ‐0.222 0.346 ‐0.049 0.346

5 Angle of maximum GZ 25 deg 22 49 21 21 21 21 49

Status FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL FAIL

(22)

Menentukan Ukuran Utama Model Selanjutnya

Pemodelan

Menghitung Titik Berat (KG) Setiap Model

1.Geometry 2.Stabilitas 3.Hambatan

DESAIN ULANG

ANALISA

(23)

Analisa

Model 2 (Lpp = 39.90 m, B = 9.0 m , H = 4.50 m)

Model 3 (Lpp = 39.90 m, B = 10 m , H = 3.60 m)

Model 4 (Lpp = 39.90 m, B = 10.50 m , H= 3.60 m)

A1 B1 B2 B3 B4 B5 B6

1 Area 0 to 30 3.151 m.deg 0 2.317 0 0 2.414 0 0

2 Area 0 to 40 5.157 m.deg 0 4.638 0 0 4.776 0 0

3 Area 30 to 40 1.719 m.deg 0.58 2.32 1.852 4.252 2.361 1.852 4.268 4 Max GZ at 30 or Greater 0.2 m ‐0.056 0.335 ‐0.097 ‐0.275 0.337 ‐0.097 ‐0.297

Status FAIL FAIL FAIL FAIL PASS FAIL FAIL

A1 B1 B2 B3 B4 B5 B6

1 Area 0 to 30 3.151 m.deg 8.642 10.099 5.56 3.458 10.202 5.56 3.5 2 Area 0 to 40 5.157 m.deg 12.923 17.286 8.728 4.362 17.402 8.728 4.351 3 Area 30 to 40 1.719 m.deg 4.281 7.186 3.168 0.904 7.218 3.168 0.852 4 Max GZ at 30 or Greater 0.2 m 0.458 0.76 0.331 0.151 0.762 0.331 0.149

Status PASS PASS PASS FAIL PASS PASS PASS

A1 B1 B2 B3 B4 B5 B6

1 Area 0 to 30 3.151 m.deg 13.515 14.136 10.015 8.247 14.259 10.015 8.322 2 Area 0 to 40 5.157 m.deg 20.791 23.878 15.957 12.089 24.043 15.957 12.131 3 Area 30 to 40 1.719 m.deg 7.276 9.741 5.942 3.843 9.783 5.942 3.809

Stabilitas setiap model pada semua kondisi pembebanan (loadcase)

(24)

Analisa

Model 5 (Lpp = 39.90 m, B = 10 m , H= 4.0 m)

Model 6 (Lpp = 39.90 m, B = 10.50 m , H= 4.50 m)

A1 B1 B2 B3 B4 B5 B6

Status PASS PASS PASS FAIL PASS PASS PASS

A1 B1 B2 B3 B4 B5 B6

Status PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS PASS

Stabilitas setiap model pada semua kondisi pembebanan (loadcase)

(25)

Analisa

Tahanan (Rt) Model 2 = 33.91 kN

Tahanan (Rt) Model 3 = 35.87 kN

Tahanan setiap model (Hullspeed)

(26)

Analisa

Tahanan (Rt) Model 4 = 36,43 kN

Tahanan (Rt) Model 5 = 35,95 kN

Tahanan setiap model (Hullspeed)

(27)

Analisa

Tahanan (Rt)Model 6 = 36,43 kN

Tahanan setiap model (Hullspeed)

(28)

Analisa

T = 0.44 x B / √GM

Model Kapal

GM (m)

Periode Oleng (s)

Model 1 0.27 47.3

Model 2 0.34 42.3

Model 3 0.59 38

Model 4 0.84 31

Model 5 0.73 36

Model 6 0.63 32

Model 1 0.27 47.3 800 33.97 Fail

Model 2 0.34 42.3 800 33.91 Fail

Model 3 0.59 38 800 35.87 Fail

Resistance

(KN) Stabilitas Model Kapal GM

(m)

Periode (s)

Power (hp)

Periode Oleng

Model IV Lpp = 39.90 m, B = 10.5 m, H = 3.60 m

Rangkuman Analisa

(29)

H A S I L

(30)

Model IV Lpp = 39.90 m, B = 10.5 m, H = 3.60 m

1.Lines Plan

(31)

Hasil

2. General Arrangement

(32)

Kesimpulan

• Ukuran Utama Optimum yang didapat dari pengerjaan Tugas Akhir ini adalah model kapal IV dengan LOA= 44.30 m, LPP= 39.90 m, B= 10.5 m dan H=3.6 m.

• Model kapal IV pada kecepatan 11 knot menghasilkan tahanan sebesar 36.43 kN, memiliki periode oleng sebesar 31 detik dan memenuhi kriteria stabilitas (IMO International Code on Intact Stability, 2008 ).

• Model kapal IV dipilih sebagai model kapal terbaik karena memenuhi kriteria stabilitas

(IMO International Code on Intact Stability, 2008 ) dan memiliki periode oleng lebih baik

dari kapal eksisting.

(33)

TERIMAKASIH

(34)

(35)

Rangkuman Perhitungan Titik Berat

Titik Berat Model 2

Lwl : 41.496 m

B : 9 m

H : 4.5 m

KG2 : KG0 + (1/4 x penambahan tinggi) : 4.888 + (1/4 x 0.9)

4.888 + (0.225)

KG₂ 5.113 m

Lwl : 41.496 m

B : 10 m

H : 3.6 m

KG0

: KG₃

Vol. 3 Vol.0

4.888 : KG3

886.437 779.793

KG3 : 4.299 m

Lwl : 41.496 m

B : 10.5 m

H : 3.6 m

KG0

: KG₄

Vol. 4 Vol.0

4.888 : KG3

909.7583 779.793

KG4 : 4.189 m

Lwl : 41.496 m

B : 10 m

H : 4 m

KG0

: KG₅

Vol. 5 Vol.0

4.888

: KG5

962.707 779.793

KG5 : 3.96 m

Lwl : 41.496 m

B : 10.5 m

H : 3.6 m

KG0

: KG₆

Vol. 6 Vol.0

4.888 : KG5

1010.843 779.793

KG6 : 3.771 m

Lwl : 41.496 m

B : 9 m

H : 4.0 m

KG2 : KG0 + (1/4 x penambahan tinggi) : 4.888 + (1/4 x 0.4)

4.888 + (0.1)

KG₂ 4.89 m