189
BAB 6
KESIMPULAN DAN SARAN
Dalam Bab 6 yang merupakan bab kesimpulan dan saran, diutarakan penjelasan pengungkapan fenomena gerak kapal bersayap WiSE-8 di kecepatan planing (V) menjelang lepas dari permukaan air (take-off) berdasarkan letak step yang posisinya berada di sekitar bawah letak titik berat kapal. Type bentuk step yang digunakan tunggal dan melintang lurus. Posisi letak step lintang lurus ini pada tahap gerak planing mempengaruhi timbulnya gaya-gaya hidrodinamik dan aerodinamik yang bersama-sama dengan gaya-gaya lainnya mencakup gaya gravitasi berupa gaya berat (Fg), gaya apung hidrostatik (Fhs), gaya-gaya angkat hidrodinamik (Fhd) dan aerodinamik (Fa), gaya dorong dari sistem propulsi (Fp), gaya hidrodinamik dan aerodinamik dari sistem kendali (Fc), gaya dari lingkungan sekitar (Fd) menyebabkan bergeraknya kapal bersayap dengan suatu kondisi tertentu. Fenomena gerak kapal bersayap dengan letak step berbeda-beda diungkap melalui pengamatan dan pengukuran karakteristik trim sebagai parameter gerak heave (η3) dan pitch (η5). Gerak heave dan pitch dilihat dari dinamika perubahan sarat depan (Tfp), sarat belakang (Tap), sudut trim (υ), dan momen trim (MT). Letak step itu sendiri secara teliti ditunjukkan oleh karakteristik badan kapal bersayap yang tercelup air berdasarkan parameter panjang keel (LK) dan chine (LC) yang tercelup air diukur dari transom (LK, LC) dan dari step (LKS,
LCS); ditambah dengan parameter rasio panjang chine terhadap panjang keel yang tercelup air (LC/LK, LCS/LKS) dan jarak memanjang dari letak step terhadap transom (LST) dan terhadap titik berat kapal (LSCG). Sedangkan karakteristik hidro-aerodinamik berdasarkan parameter luasan permukaan basah (S), tahanan total kapal (CRT), koefisien gaya angkat hidro (CLhidrodinamik) dan aerodinamik (CLaerodinamik), koefisien momen trim (CMT), koefisien tahanan total (CT) sebagai parameter besaran gaya-gaya hidrodinamik dan aerodinamik yang timbul. Perpaduan antara gerak heave (η3), pitch (η5), dan surge (η1) di antara kondisi-kondisi tertentu dapat berupa peristiwa sticking, dan juga peristiwa lain seperti
190
Informasi data gerak lebih rinci diperoleh dari hasil kegiatan pemodelan fisik melalui eksperimen uji tarik hidrodinamik ditambah dengan pengamatan melalui uji aerodinamik di terowongan angin. Eksperimen dilakukan di kolam tarik Laboratorium Hidrodinamika UPT BPPH dengan mengikuti prosedur uji HSMV - ITTC 7.5-02-05-01, dan di terowongan angin UPT LAGG dengan mengikuti prosedur uji ILST-NLR. Pemodelan gerak selanjutnya dilakukan secara numerik menggunakan perangkat lunak Mathlab dengan mengikuti persamaan gerak Collu (2007). dan diperkuat dengan komputasi aliran fluida dinamik.
Analisis hasil eksperimen dan analisis numerik dilakukan terhadap gerak 5 (lima) buah model uji WiSE-8 dengan klasifikasi letak step sebagai berikut :
1) Dua model uji dengan letak step di bawah bagian belakang letak titik berat kapal (Model Uji Nomor 1 dan 2).
2) Satu model uji dengan letak step tepat di bawah letak titik berat (Model Uji Nomor 3).
3) Satu model uji dengan letak step di bawah bagian depan letak titik berat kapal (Model Uji Nomor 4).
4) Satu model uji dengan kondisi kapal bersayap tanpa step (Model Uji Nomor 5).
Hasil pemodelan numerik tersebut di atas dilakukan untuk memvalidasi hasil analisis pemodelan fisik atau eksperimen. Validasi tersebut dipertegas lagi dengan hasil komputasi aliran fluida dinamik gerak kapal bersayap.
5.1 Kesimpulan
Dari hasil analisis dan pembahasan gerak kapal bersayap dengan variasi letak step
dan variasi kecepatan gerak kapal sebelum lepas dari permukaan air (take off) dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1). Gerak kapal bersayap WiSE-8 sebelum lepas dari permukaan air berupa gerak
heave (η3), pitching (η5), dan surge (η1) yang diamati berdasarkan konfigurasi geometri kapal bersayap WiSE-8 sesuai dengan rekomendasi hasil-hasil penelitian terdahulu oleh Husa (2000), Savitsky (1964), Collu et al (2007), serta Iskendar (2006, 2010) dan berdasarkan karakteristik trim (Tfp, Tap, τ,
191
LCS/LKS, LST, LSCG); dan karakteristik hidrodinamika dan aerodinamika (S,
CRT,CL hidrodinamik, CL aerodinamik, CMT, CT), kondisinya sangat dipengaruhi oleh beberapa hal sebagai berikut :
(1) Ada dan tidak adanya step pada konstruksi dasar lambung kapal bersayap;
(2) Posisi letak step terhadap letak titik berat kapal (CG) yang ditunjukkan oleh parameter LK, LC, LKS, LCS LST, LSCG;
(3) Besarnya kecepatan (V) planing atau angka Froude (Fr).
Kondisi tersebut dapat dipelajari dengan pemanfaatan persamaan gerak kendaraan hybrid hidro-aerodinamika hasil penelitian Collu (2007).
Adapun masing-masing hal yang mempengaruhi gerak kapal bersayap tersebut di atas dapat diungkapkan sebagai berikut :
(1) Dengan diberi step pada konstruksi dasar lambung kapal bersayap, maka terungkap bahwa pada kecepatan (V) planing semakin tinggi, sarat depan (Tfp) dan sarat belakang (Tap) menjadi semakin lebih rendah, sudut trim τ menjadi semakin lebih kecil, yang berakibat bahwa pada kecepatan kapal s/d. 24 knot penurunan luas permukaan basah (S) semakin besar, mencapai + 88,6 % dari luas permukaan basah di saat kecepatan 0 knot. Sedangkan pada kapal bersayap tanpa step penurunan luas permukaan basah hanya mencapai + 54,5 % saja. Kondisi ini menyebabkan besaran momen trim atau momen pitching (MT) pada kapal bersayap dengan konstruksi step cenderung semakin lebih kecil, semakin mudah timbul
heave, mudah timbul pitch, surge tidak terjadi osilasi. Porpoising
semakin bisa timbul, jika konstruksi letak step-nya terlalu jauh ke depan dari letak titik berat kapal. Sticking semakin bisa timbul, jika konstruksi letak step-nya terlalu jauh ke belakang dari letak titik berat kapal.
(2) Apabila letak step di sekitar bawah letak titik berat kapal bersayap, dan berada pada posisi semakin jauh ke depan dari letak titik berat kapal, maka terungkap bahwa pada kecepatan planing semakin tinggi di kecepatan sampai dengan 24 knot, sarat depan dan sarat belakang
192
semakin kecil, setelah itu bertahan; sudut trim sampai semakin besar, setelah itu bertahan; momen trim turun landai dan setelahnya bertahan datar; teramati bahwa gerak heave, kapal terangkat semakin tinggi pada kecepatan sampai dengan 24 knot, setelah itu turun landai, peningkatan gerak pitch terjadi, yaitu dengan peningkatan sudut trim, setelah itu sudut trim mengecil datar. Sedangkan gerak surge terus terjadi lurus normal. Gerak porpoising semakin timbul. Sticking tidak terjadi.
(3) Apabila letak step tepat di bawah letak titik berat kapal, maka terungkap bahwa pada kecepatan planing semakin tinggi terlihat bahwa pada kecepatan sampai dengan 24 knot, sarat depan dan sarat belakang semakin kecil, setelah itu bertahan. Sudut trim semakin besar, setelah itu bertahan. Momen trim knot turun landai dan setelahnya bertahan datar. Gerak heave, kapal terangkat semakin tinggi setelah itu turun landai. Pada gerak pitch terjadi peningkatan sudut trim, setelah itu mengecil datar. Gerak surge terus terjadi lurus normal. Gerak porpoising tidak timbul. Sticking tidak terjadi.
(4) Apabila letak step berada di bawah dan pada posisi semakin jauh ke belakang dari letak titik berat kapal, maka terungkap bahwa pada kecepatan sampai dengan 24 knot, sarat depan dan sarat belakang semakin kecil, setelah itu bertahan; sudut trim semakin besar, setelah itu bertahan; momen trim turun landai dan setelahnya bertahan datar; gerak
heave, kapal terangkat semakin tinggi, setelah itu turun landai; gerak
pitch terjadi peningkatan sudut trim, setelah itu mengecil datar; gerak surge terus terjadi lurus normal; gerak porpoising tidak terjadi; gerak cenderung semakin Sticking.
2) Pengaruh perancangan desain badan kapal bersayap tanpa step terhadap gerak kapal bersayap WiSE-8 terungkap bahwa pada kecepatan planing semakin tinggi sarat depan dan sarat belakang cenderung semakin tetap bertahan pada posisinya, sudut trim semakin kecil, besaran momen trim atau momen
193
surge tidak terjadi osilasi. Porpoising tidak terlihat. Gerak kapal bersayap semakin terlihat Sticking secara nyata.
3) Persamaan gerak hasil penelitian Collu et al (2007) untuk pemodelan numerik kecepatan planing kapal bersayap WiSE-8 sebelum lepas dari permukaan air (take off) secara nyata dapat dimanfaatkan untuk mengungkap gerak kapal bersayap. Pemodelan fisik tervalidasi secara nyata dengan pemodelan numerik. Penyimpangan nilai parameter gerak heave, dan pitch antara ke dua pemodelan tersebut hanya berkisar + 5%.
Di samping hasil-hasil penelitian utama sebagaimana disimpulkan di atas, maka dari hasil kajian yang dilakukan juga diperoleh hasil komplementer berupa pengembangan pendekatan komputasi gerak planing Savitsky 1964. Komputasi gerak planing dengan pendekatan Savitsky 1964 mempunyai peluang untuk dimanfaatkan bagi analisis gerak kapal bersayap berlambung dasar rata ber-step. Dengan menambahkan input letak step yang mempertimbangkan karakteristik badan kapal yang tercelup air dan kecepatan sebagai faktor koreksi, maka kondisi ketidakstabilan gerak planing berupa porpoising dapat diprediksi.
5.2 Saran
Setelah diketahui mekanisme terjadinya gerak kapal bersayap di saat gerak menjelang lepas dari permukaan air (take off) yang terhindar dari peristiwa
porpoising dan sticking yaitu dengan menerapkan saran atau rekomendasi dari hasil-hasil penelitian para peneliti terdahulu dan menempatkan letak step di bawah dan dengan tidak jauh dari letak titik berat kapal baik ke bagian depan maupun ke bagian belakang titik berat, maka penelitian ini dapat dilanjutkan dengan penelitian-penelitian yang mempunyai tujuan mengangkat nilai parameter yang universal hasil penelitian gerak kapal bersayap ke dalam bentuk penelitian dasar yang pada akhirnya dapat digunakan untuk dimanfaatkan pada setiap perancangan kapal bersayap untuk berbagai bentuk dan ukuran. Sebagai contoh hal ini dapat dilanjutkan dan dikembangkan penelitian konfigurasi step dengan bentuk dasar prismatik.
194 Saran selanjutnya adalah :
(1) Jika dibandingkan dengan hasil pemodelan fisik yang dilakukan melalui eksperimen, maka karakteristik gerak yang diperoleh dari hasil pemodelan numerik dan distribusi tekanan aliran fluida terhadap permukaan badan kapal baik di lower fuselage maupun di uper fuselage secara kualitatif dan kuantitatif menunjukkan trend hasil yang sama, Dengan demikian untuk efisiensi waktu, pemodelan numerik ini dapat dilakukan lebih awal di dalam perancangan penentuan letak step dalam suatu perancangan kapal bersayap. (2) Untuk kapal bersayap tanpa step memperlihatkan kecenderungan gerak yang
sulit lepas dari permukaan air (take off), selalu terjadi sticking. Dengan demikian pada pengujian ataupun penelitian kapal bersayap berikutnya ada baiknya tidak perlu ada alternatif uji tanpa step. Sehingga pengujian model kapal bersayap tanpa step berikutnya dapat ditiadakan.
(3) Nilai parameter universal dari hasil pemodelan numerik untuk rancang bangun kapal bersayap model uji 3 dengan bentuk dan konfigurasi kapal yang serupa, maka hasil ini dapat dijadikan pedoman perancangan letak step kapal bersayap di masa mendatang.
