Tugas Merancang Kapal

(1)

TUGAS MERANCANG KAPAL (MS 141314)

Joko Wahyu Saputra (4414 100 100)

TUGAS MERANCANG KAPAL

(MS 141314)

BULK CARRIERS 25.355 DWT

M.V MEILAN BUNOT

Oleh:

Ana Ariyanto

4414 100 701

Dosen Pembimbing

Irwan Tri Yunianto, ST. MT

4400201405002

DEPARTEMEN TEKNIK TRANSPORTASI LAUT

FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA – GASAL 2016/2017

(2)

Ana Ariyanto (4414 100 701) i

Lembar Pengesahan

MATA KULIAH

TUGAS MERANCANG KAPAL (MS 141314)

Bersama ini, MENYATAKAN bahwa:

Nama : Ana Ariyanto

NRP : 4414 100 701

Dosen Pembimbing : Irwan Tri Yunianto, ST. MT

NIP : 4400201405002

Telah menyelesaikan Tugas Merancang Kapal (MS 141314) pada semester gasal 2016/2017 yang terdiri dari:

1) Perhitungan Perancangan Kapal 2) Rencana Garis Kapal (Lines Plan) 3) Rencana Umum (General Arrangement) 4) Laporan Pengerjaan

Telah disetujui serta disahkan oleh dosen pembimbing pada: Hari : _________________

Tanggal : _________________

Disetujui oleh: Dosen Pembimbing

Irwan Tri Yunianto NIP 4400201405002

Diselesaikan oleh: Mahasiswa/i

Ana Ariyanto 4414 100 701

(3)

Ana Ariyanto (4414 100 701) ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur Saya panjatkan kepada Allah SWT dimana atas berkah, rahmat dan petunjuk-Nya sehingga Saya dapat menyelesaikan laporan Tugas Merancang Kapal ini sebagai bagian dari mata kuliah Tugas Merancang Kapal [MS141314] dengan lancar.

Saya mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu saya yang selalu mendoakan dan memberi semangat dari jauh.

2. Almarhum ayah saya yang selalu jadi puncak semangat dalam menjalani semuanya.

3. Bapak Irwan Tri Yunianto ST. MT selaku dosen pembimbing juga selaku dosen korektor yang dengan sabar dan penuh dedikasi tinggi membimbing Saya dalam mengerjakan tugas mata kuliah Tugas Merancang Kapal. 4. Kepada seseorang yang spesial yang selalu memberi semangat untuk

terus melangkah maju, serta

5. Kepada teman teman angkatan 2014, khususnya rekan saya Ameilia Pristama Putri, serta senior senior yang telah membantu dalam pengerjaan Tugas Merancang Kapal ini.

Saya menyadari dalam laporan ini masih belum sempurna. Oleh karena itu saya mengharapkan saran dan masukan yang membangun demi masa depan yang lebih baik. Semoga laporan ini memberikan ilmu pengetahuan dan manfaat bagi kita semua.

Surabaya, 26 Desember 2016

(4)

Joko Wahyu Saputra (4414 100 100) iii

DAFTAR ISI

Lembar Pengesahan _______________________________________________________ i KATA PENGANTAR _______________________________________________________ ii DAFTAR ISI______________________________________________________________ iii DAFTAR TABEL __________________________________________________________ ix DAFTAR GAMBAR ________________________________________________________ x DAFTAR GRAFIK_________________________________________________________ xi 1 Pendahuluan ________________________________________________________ 1-1 1.1 Latar Belakang ____________________________________________________ 1-1 1.2 Tujuan ___________________________________________________________ 1-1 1.3 Metodologi _______________________________________________________ 1-2 1.4 Owner Requirement ________________________________________________ 1-5 2 Studi Literatur _______________________________________________________ 2-1 2.1 Ukuran Utama Kapal dan Koefisien ____________________________________ 2-1 2.1.1 Ukuran Utama Kapal ____________________________________________ 2-1 2.1.2 Koefisien _____________________________________________________ 2-3 2.1.2.1 Block Coefficient (Cb) ___________________________________________ 2-3 2.1.2.2 Midship Coefficient (Cm) _________________________________________ 2-3 2.1.2.3 Waterplane Coefficient (Cwp)_____________________________________ 2-3 2.1.2.4 Longitudinal Center of Bouyancy (LCB) ____________________________ 2-4 2.1.2.5 Prismatic Coefficient (Cp) ________________________________________ 2-4 2.1.2.6 Volume Displacement () ________________________________________ 2-4 2.1.2.7 Displacement () _______________________________________________ 2-4 2.2 Persamaan Regresi _________________________________________________ 2-5 2.3 Hambatan Kapal ___________________________________________________ 2-5 2.3.1 Viscous Resistance _____________________________________________ 2-6 2.3.2 Appendages Resistance _________________________________________ 2-7 2.3.3 Wave making Resistance ________________________________________ 2-9 2.4 Memilih Mesin ___________________________________________________ 2-12 2.4.1 Perhitungan Daya dan Pemilihan Motor Induk ______________________ 2-12 2.5 Perhitungan Jumlah Crew (ABK) _____________________________________ 2-13 2.6 Perhitungan Berat Kapal ___________________________________________ 2-13

(5)

Ana Ariyanto (4414 100 701) iv

2.6.1 Perhitungan Deadweight (DWT) __________________________________ 2-13 2.6.1.1 Fuel Oil _______________________________________________________ 2-13 2.6.1.2 Auxilary Engine Fuel ( Diesel Oil ) ________________________________ 2-15 2.6.1.3 Lubricating Oil _________________________________________________ 2-15 2.6.1.4 Fresh water ___________________________________________________ 2-15 2.6.1.5 Provision & Store ______________________________________________ 2-17 2.6.2 Perhitungan Lightweight (LWT) __________________________________ 2-17

2.6.2.1 Perhitungan Berat Baja Kapal ___________________________________ 2-17 2.6.2.2 Perhitungan Permesinan Kapal __________________________________ 2-19 2.6.2.3 Perhitungan Berat Peralatan dan Perlengkapan Kapal ______________ 2-20 2.7 Perhitungan Titik Berat Kapal________________________________________ 2-21

2.7.1 Perhitungan TitiK Berat DWT ____________________________________ 2-21 2.7.1.1 Fuel Oil _______________________________________________________ 2-21 2.7.1.2 Lubrication Oil _________________________________________________ 2-21 2.7.1.3 Fresh Water ___________________________________________________ 2-22 2.7.1.4 Air Tawar _____________________________________________________ 2-23 2.7.1.5 Crew _________________________________________________________ 2-24 2.7.2 Perhitungan Titik Berat LWT _____________________________________ 2-26

2.7.2.1 Perhitungan Berat Baja Kapal ___________________________________ 2-26 2.7.2.2 Perhitungan Titik Berat Permesinan ______________________________ 2-26 2.7.2.3 Perhitungan Peralatan dan Perlengkapan (equipment dan outfit) _____ 2-27 2.8 Perhitungan Stabilitas _____________________________________________ 2-28

2.8.1 Definisi Input Data ____________________________________________ 2-28 2.8.2 Proses perhitungan ____________________________________________ 2-30

2.8.3 Pengecekan Stabilitas Utuh _____________________________________ 2-33 2.9 Perhitungan Tonnage Kapal _________________________________________ 2-34 2.9.1 Perhitungan Gross Tonnage (GT) _________________________________ 2-34 2.9.2 Perhitungan Net Tonnage (NT) ___________________________________ 2-35 2.10 Syarat Benda Mengapung ________________________________________ 2-36 2.10.1 Hukum Archimides ____________________________________________ 2-36 2.10.2 Penerapan pada Kapal _________________________________________ 2-36 2.11 Perhitungan Biaya _______________________________________________ 2-36 2.11.1 Biaya Pembangunan ___________________________________________ 2-36 2.11.1.1 Input Data yang diperlukan : _____________________________________ 2-37

(6)

TUGAS MERANCANG KAPAL (MS 141314) Ana Ariyanto (4414 100 701) v 2.11.2 Capital Cost __________________________________________________ 2-41 2.11.3 Biaya Operasional _____________________________________________ 2-41 2.11.3.1 Operating Cost ________________________________________________ 2-41 2.11.3.2 Voyage Cost __________________________________________________ 2-43 2.11.3.3 Cargo Handling Cost ___________________________________________ 2-43 3 Hasil Analisis Perancangan Kapal _____________________________________ 3-1

3.1 Ukuran Utama Kapal dan Koefisien ____________________________________ 3-1 3.1.1 Block Coefficient (Cb) ___________________________________________ 3-1 3.1.2 Midship Coefficient (Cm) ________________________________________ 3-1 3.1.3 Waterplane Coefficient (Cwp) ____________________________________ 3-2 3.1.4 Longitudinal Center of Bouyancy (LCB) _____________________________ 3-2 3.1.5 Prismatic Coefficient (Cp) ________________________________________ 3-2 3.1.6 Volume Displacement () ________________________________________ 3-2 3.1.7 Displacement () _______________________________________________ 3-2 3.2 Persamaan Regresi _________________________________________________ 3-2 3.3 Hambatan Kapal ___________________________________________________ 3-4 3.3.1 Viscous Resistance _____________________________________________ 3-4 3.3.2 Resistance of Appendages _______________________________________ 3-5 3.3.3 Wave Making Resistance ________________________________________ 3-6 3.3.4 Total Hambatan _______________________________________________ 3-6 3.4 Memilih Mesin ____________________________________________________ 3-6 3.4.1 Perhitungan Daya ______________________________________________ 3-6 3.4.2 Motor Induk __________________________________________________ 3-7 3.4.3 Generator ____________________________________________________ 3-7 3.5 Perhitungan Berat Kapal ____________________________________________ 3-8 3.5.1 Perhitungan Deadweight (DWT) ___________________________________ 3-8 3.5.1.1 Crew (ABK) ____________________________________________________ 3-8 3.5.1.2 Fuel Oil ________________________________________________________ 3-8 3.5.1.3 Diesel Oil ______________________________________________________ 3-8 3.5.1.4 Lubiricating Oil (Pelumas) ________________________________________ 3-9 3.5.1.5 Fresh Water ____________________________________________________ 3-9 3.5.1.6 Provision dan Store _____________________________________________ 3-9 3.5.2 Perhitungan Lightweight (LWT) ___________________________________ 3-9

(7)

Ana Ariyanto (4414 100 701) vi

3.5.2.1 Machinery weight _______________________________________________ 3-9 3.5.2.2 Perhitungan Berat Peralatan dan Perlengkapan ____________________ 3-10 3.5.3 Berat Total Kapal ______________________________________________ 3-10 3.6 Perhitungan Titik Berat Kapal________________________________________ 3-10 3.6.1 Titik Berat Deadweight _________________________________________ 3-10 3.6.1.1 Crew _________________________________________________________ 3-10 3.6.1.2 Fresh Water ___________________________________________________ 3-11 3.6.1.3 Lubricating Oil _________________________________________________ 3-12 3.6.1.4 Diesel Oil _____________________________________________________ 3-12 3.6.1.5 Fuel Oil _______________________________________________________ 3-12 3.6.1.6 Payload ______________________________________________________ 3-12 3.6.2 Titik Berat Lightweight _________________________________________ 3-12

3.6.2.1 Machinery ____________________________________________________ 3-12 3.6.2.2 Steel _________________________________________________________ 3-12 3.6.2.3 Equpment & Outfit _____________________________________________ 3-13 3.7 Perhitungan Stabilitas _____________________________________________ 3-13 3.8 Perhitungan Tonnage Kapal _________________________________________ 3-14 3.8.1 Perhitungan Gross Tonnage (GT) _________________________________ 3-14 3.8.2 Perhitungan Net Tonnage (NT) ___________________________________ 3-15 3.9 Persyaratan Teknis Kapal ___________________________________________ 3-15 3.9.1 Kapal Dikatakan Mengapung ____________________________________ 3-15 3.9.2 Kapasitas Ruang Muat _________________________________________ 3-15 3.9.2.1 Perhitungan Volume Total Kapal _________________________________ 3-15 3.9.2.2 Volume Muatan ________________________________________________ 3-17 3.9.2.3 Koreksi _______________________________________________________ 3-18 3.9.3 Stabilitas Kapal _______________________________________________ 3-18 3.10 Perhitungan Biaya _______________________________________________ 3-19 3.10.1 Biaya Pembangunan ___________________________________________ 3-19 3.10.2 Biaya Operasional _____________________________________________ 3-20 3.11 Parameter Optimasi dan Pengecekan Hasil Ukuran Utama Akhir __________ 3-22 3.11.1 Optimasi Ukuran Utama ________________________________________ 3-22 3.11.2 Pemeriksaan Hasil Ukuran Utama ________________________________ 3-23 4 Rencana Garis (Lines Plan) _____________________________________________ 4-26 4.1 Metode Pengerjaan _______________________________________________ 4-26

(8)

Ana Ariyanto (4414 100 701) vii

4.2 Hasil Pengerjaan __________________________________________________ 4-26 4.2.1 Input Data Awal ______________________________________________ 4-26 4.2.2 Pembuatan Rencana Garis ______________________________________ 4-26 4.2.3 Bentuk Haluan dan Buritan ______________________________________ 4-33 4.2.4 Bentuk Station U dan V _________________________________________ 4-33 4.2.5 Propeller Clearance ____________________________________________ 4-34 4.2.6 Radius Bilga __________________________________________________ 4-35 4.2.7 Tinggi Chamber _______________________________________________ 4-36 4.2.8 Perencanaan Panjang dan Tinggi Superstructure _____________________ 4-36 4.3 Komparasi Ukuran Utama Gambar dengan Perhitungan __________________ 4-37 5 Rencana Umum (General Arrangement) ________________________________ 5-1 5.1 Tahapan/Langkah Pengerjaan ________________________________________ 5-1 5.2 Perancangan Ruangan ______________________________________________ 5-1 5.2.1 Perancangan sistem konstruksi ___________________________________ 5-1 5.2.2 Perancangan Sekat Kedap________________________________________ 5-2 5.2.3 Perancanagan Double Bottom Double Skin __________________________ 5-2 5.2.4 Perencanaan Sekat Tubrukan _____________________________________ 5-2 5.2.5 Perencanaan Sekat Ceruk Buritan _________________________________ 5-3 5.2.6 Perencanaan Top Side dan Hopper Side Tank ________________________ 5-3 5.2.7 Perancangan Ruang Muat dan Tangki ______________________________ 5-3 5.3 Perancangan Akomodasi ____________________________________________ 5-4 5.3.1 Akses Crew Kapal (Tangga dan Pintu) _______________________________ 5-4 5.3.2 Ruangan _____________________________________________________ 5-6 5.3.3 Sirkulasi _____________________________________________________ 5-10 5.4 Perancangan Navigasi Room ________________________________________ 5-11 5.4.1 Wheel House _________________________________________________ 5-11 5.4.2 ESEP (Emergancy Source of Electrical Power) _______________________ 5-11 5.5 Perencanaan Lampu Navigasi _______________________________________ 5-11 5.5.1 Anchor Light (Lampu Jangkar) ___________________________________ 5-11 5.5.2 Mast Head Light ______________________________________________ 5-12 5.5.3 Stern Light (Lampu Belakang) ____________________________________ 5-12 5.5.4 Side Light (Lampu samping) _____________________________________ 5-12 5.5.5 Red Light ____________________________________________________ 5-12

(9)

Ana Ariyanto (4414 100 701) viii

5.6 Perancangan Peralatan Labuh dan Sandar _____________________________ 5-13 5.6.1 Jangkar _____________________________________________________ 5-17 5.6.2 Rantai Jangkar ________________________________________________ 5-18 5.6.3 Hawse Pipe __________________________________________________ 5-18 5.6.4 Chain Locker _________________________________________________ 5-19 5.6.5 Windlas _____________________________________________________ 5-19 5.6.6 Bollard ______________________________________________________ 5-21 5.6.7 Fair Lead and Chock ___________________________________________ 5-22 5.6.8 Warping Winch and Capstain ____________________________________ 5-22 5.7 Perencanaan Peralatan Keselamatan _________________________________ 5-22 5.7.1 Keselamatan Muatan __________________________________________ 5-22 5.7.2 Keselamatan Kapal ____________________________________________ 5-24 5.7.2.1 Alat Pemadam Kebakaran ___________________________________________ 5-24 5.7.2.2 Lampu Navigasi ___________________________________________________ 5-24 5.7.3 Keselamatan Crew ____________________________________________ 5-24 5.8 Perancangan Daun Kemudi (Rudder) __________________________________ 5-26 5.9 Peralatan Bongkar Muat ___________________________________________ 5-27 DAFTAR PUSTAKA ________________________________________________________ 0 LAMPIRAN _______________________________________________________________ 2

(10)

Joko Wahyu Saputra (4414 100 100) ix

DAFTAR TABEL

Table 1-1 Onwer Requirement ________________________________________ 1-5 Table 2-1 Penggunaaan Cstern _______________________________________ 2-7 Table 2-2Harga effective form factor ___________________________________ 2-8 Table 2-3 Panjang dan Lebar Deckhouse ______________________________ 2-18 Table 2-4Titik Berat Tangki Fuel Oil ___________________________________ 2-21 Table 2-5Titik Berat Tangki Lubrication Oil _____________________________ 2-21 Table 2-6 Titik Berat Tangki Air Tawar _________________________________ 2-24 Table 2-7 Perencanaan Daftar Crew __________________________________ 2-24 Table 2-8Titik Berat Crew Per Ruang Akomodasi ________________________ 2-25 Table 2-9 Harga Ckg ______________________________________________ 2-26 Table 2-10 Asumsi Panjang dan Lebar Deck house ______________________ 2-27 Table 2-11Biaya Reparasi dan Pemeliharaan ___________________________ 2-42 Table 2-12 Biaya Asuransi __________________________________________ 2-42 Table 3-1 Ukuran Utama Kapal _______________________________________ 3-1 Table 3-2 Hasil Regresi _____________________________________________ 3-4 Table 3-3 Hasil Perhitungan Stabilitas _________________________________ 3-13 Table 3-4 Kriteria IMO Regulation A. 749 (18) ___________________________ 3-18 Table 3-5 Operating Cost ___________________________________________ 3-21 Table 3-6 Voyage Cost _____________________________________________ 3-21 Table 3-7 Pengoptimasian Ukuran Utama ______________________________ 3-23 Table 3-8 Hasil Optimasi Solver ______________________________________ 3-23 Table 4-1 Komparasi Ukuran Utama Gambar dengan Perhitungan ___________ 4-37 Table 5-1Dimensi Jangkar, Rantai, dan Tali Tambat ______________________ 5-15 Table 5-2 Dimensi Jangkar _________________________________________ 5-17

(11)

Joko Wahyu Saputra (4414 100 100) x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1-1 Rute Kapal _____________________________________________ 1-6 Gambar 3-1. 2 Mesin Bantu MAN B&W Type 9 L28/32S-DF _________________ 3-8 Gambar 3-2 Volume Fore Peak Tank (Vfp) _____________________________ 3-16 Gambar 3-3 Volume Top Side Tank ___________________________________ 3-17 Gambar 3-4 Volume Hopper Side Tank ________________________________ 3-17 Gambar 4-1 Sample Design kapal ____________________________________ 4-27 Gambar 4-2 Penyesuaian Ukuran Utama Kapal _________________________ 4-27 Gambar 4-3 Penyesuaian sarat dan Lpp Kapal __________________________ 4-28 Gambar 4-4 Penyesuaian Elemen Hidrostatik ___________________________ 4-28 Gambar 4-5 Input Cb dan Penetapan Batasan untuk Parametric Transformation 4-29 Gambar 4-6 Pembagian Station ______________________________________ 4-30 Gambar 4-7 Pembagian Water Line ___________________________________ 4-30 Gambar 4-8 Pembagian Buttock Line _________________________________ 4-31 Gambar 4-9 Export Maxsurf ke Autocad _______________________________ 4-32 Gambar 4-10 Re-Drawing Lines Plan dengan Autocad ____________________ 4-33 Gambar 4-11 Propeller Clearance ____________________________________ 4-35 Gambar 4-12 Jarak AP Minimum antara Propeller Post dengan AP __________ 4-35 Gambar 5-1 Top Side Tank __________________________________________ 5-3 Gambar 5-2 Hopper Side Tank _______________________________________ 5-3 Gambar 5-3 Pintu Kapal _____________________________________________ 5-6 Gambar 5-4 Jangkar Type Hall Anchor ________________________________ 5-17 Gambar 5-5Ukuran dan Urutan Rantai Jangkar __________________________ 5-18 Gambar 5-6 Bollard _______________________________________________ 5-22

(12)

Ana Ariyanto (4414 100 701) xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 2-1 Struktural Cost ___________________________________________ 2-38 Grafik 2-2 Outfit Cost ______________________________________________ 2-39 Grafik 2-3 Machinery Cost __________________________________________ 2-40 Grafik 3-1 Persamaan Regresi DWT - Lpp _______________________________ 3-2 Grafik 3-2 Persamaan Regresi DWT - Breadth ___________________________ 3-3 Grafik 3-3 Persamaan Regresi DWT – Height ____________________________ 3-3 Grafik 3-4 Persamaan Regresi DWT – Draught ___________________________ 3-3 Grafik 3-5 Keuntungan Penggunaan Bulbous Bow ________________________ 3-5

(13)

Ameilia Pristama Putri (4414 100 006) 1-1

1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Kapal merupakan salah satu alat transportasi atau kendaraan pengangkut penumpang dan barang di laut yang vital dalam proses distribusi barang secara massal. Pada negara kepulauan, tentunya alat transportasi antar pulau yang digunakan adalah kapal, baik dari ukuran kecil hingga besar yang disesuaikan dengan jarak tempuh dan fasilitas pelabuhan atau dermaga di antar pulau tersebut. Sementara itu fungsi kapal sebagai alat distribusi yaitu mengangkut macam – macam jenis barang seperti minyak, muatan curah, kayu dan jenis muatan lainnya dalam jumlah besar. Karena fasilitas pada jalur darat dan udara tidaklah memadai.

Proses pembuatan kapal diperlukan ketelitian yang tinggi dibandingkan dengan proses pembuatan moda transportasi lainnya. Proses memproduksi sebuah kapal dimulai dengan pemesanan oleh pemilik kapal. Pemilik kapal memiliki kriteria untuk membangun kapalnya. kriteria tersebut disebut dengan owner requirements. Dari sana kemudian dilakukan proses menghitung dimensi kapal, konstruksi, daya mesin, hingga estimasi biaya. Lalu kemudian dibuatlah rencana garis (lines plan) dan rencana umum (general arrangement) berdasarkan perhitungan yang telah diselesaikan sebelumnya.

Metode dalam merancang kapal salah satunya adalah Parametric Design Approach dimana main dimension yang diperoleh merupakan hasil regresi dari beberapa kapal pembanding, kemudian dilakukan proses perhitungan secara detail hingga pembuatan rencana garis dan rencana umumnya. Selama proses pengerjaannya. diharapkan mahasiswa dapat memahami proses serta tahapan detil dalam merancang sebuah kapal secara umum. Dimulai dari penentuan owner requirements hingga sebuah kapal layak untuk diproduksi.

1.2 Tujuan

Tujuan dari Tugas Merancang Kapal I ini antara lain :

a. Mencari ukuran utama kapal yang memenuhi batasan batasan yang ada dalam permintaan pemesan (owner requirement).

b. Mencari ukuran utama kapal yang memenuhi persyaratan atau peraturan yang berlaku (rule).

c. Mencari ukuran utama kapal yang mempunyai biaya investasi (capital cost) dan biaya operasi (operational cost) termurah.

d. Membuat lines plan dan general arrangement dari ukuran utama dan data perhitungan

(14)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 1-2

1.3 Metodologi

Langkah langkah untuk menyelesaikan rancangan kapal bulk carrier dengan mengangkut pupuk dari palembang sampai tanjung wangi dengan paylod 25.000 ton adalah sebagai berikut :

1. Mencari data kapal pembanding untuk menentukan LOA, LPP, B, T dan H yang paling optimal di class clasification, seperti : Bereau Veritas (BV) prancis, class Nippon kaiji kyokai (NK) jepang, dan DNV GL

2. Menyusun dan menentukan ukuran utama kapal, dengan langkah sebagi berikut :

a. mengambil data kapal pembanding sejumlah 36 kapal dan sesuai dengan range DWT yang telah di tentukan. Kemuadian data tersebut dibuat grafik dengan absis DWT dan ordinat ukuran utama kapal, misalnya grafik DWT vs Lpp, DWT vs B, DWT vs H, dan DWT vs T.

b. Harga R² harus sebesar mungkin, minimal 0,50. Untuk persamaan regresi yang dapat dipilih linear, kuadrat, eksponensial, log, power atau yang lainnya (disesuaikan dengan sebaran data kapal pembanding). Untuk kapal ini tipe regresi yang digunakan adalah regresi linear. Adapun untuk mendapatkan harga R2_{yang besar bisa dilakukan dengan menghapus data}

kapal yang dapat menyebabkan harga R² rendah dan kemudian mengganti dengan data kapal lain sehingga mendapatkan harga R² yang besar, akan tetapi dalam penentuan jumlah kapal pembanding tidak boleh kurang dari 20 kapal.

c. Dengan membaca grafik pada DWT yang diminta, akan didapatkan ukuran utama awal L0, B0, T0 dan H0.

3. Menghitung Regresi dengan cara mengambil sampel kapal bulk carrier sebanyak 36 buah, yang di tinjau dari DWT dan selanjutnya dilakukan analisa statistik menggunakan metode trent curve approach. Dari payload yang diberikan pemilik kapal sebesar 25.000 ton di dapatkan DWT sebesar 27.500 ton. Jadi, data terkecil DWT diambil sebesar (27.500 – 20%) dan data yang terbesar diambil dari (27.500 + 20%). Didapatkan range 22.000 ≤ DWT ≤ 33.000.

4. Setelah mendapatkan regresi kapal, lalu mengkoreksi ukuran utama kapal dari regresi tersebut, serta menghitung koefisien agar sesuai dengan karakteristik koefisien kapal bulk carrier.

5. Jika, semua pengkoreksian dan koefisien sesuai deng karakteristik kapal bulk carrier maka langkah selanjutnya adalah menghitung hambatan dan propulsi

(15)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 1-3

pada kapal tersebut untuk mendapatkan total hambatan kapal. Mengetahui total hambatan kapal berguna untuk mencari mesin kapal yang sesuai dengan hambatan dan propulsi kapal. Agar kapal tersebut dapat melaju sesuai dengan kecepatan yang diinginkan.

6. Mencari mesin kapal di katalog mesin kapal yang sesuai dengan hambatan yang dihasilkan oleh kapal.

7. Menghitung crew kapal, untuk mengetahui jumlah cre yang ada di kapal dengan rumus pendekatan.

8. Menghitung DWT (deadweight tonnage) dan LWT (lightweight tonnage) 9. Menghitung hold capacity pada kapal.

10. Menghitung total equipment and outfit weight. 11. Menghitung dan mengetahui center gravity kapal. 12. Menghitung freeboard kapal.

13. Menghitung tonase kapal. 14. Mengecheck stability kapal.

15. Menghitung biaya kapal investasi dan operasional. 16. Parameter optimasi pengecekan ukuran utama akhir

17. Mendesain Lines plan di maxsuft lalu export di autoCAD ditambahkan keterangan dan tabel offset serta kepala gambar.

18. Menyusun GA (general arrangement/rancangan umum). 19. Membuat laporan tugas merancang kapal

(16)

TUGAS MERANCANG KAPAL (MS 141314) Ana Ariyanto (4414 100 701) 1-4 FLOWCART METODOLOGI MENDESAIN GA MENDESAIN LINES PLAN

UKURAN UTAMA KAPAL AKHIR BIAYA PEMBANGUNAN MENGHITUNG BIAYA

MENGHITUNG DWT DAN LWT

CEK PERBANDINGAN UKURAN UTAMA

REGRESI UNTUK MENCARI UKURAN UTAMA KAPAL DATA KAPAL PEMBANDING

OWNER REQUIREMENT MENGHITUNG HAMBATAN KAPAL MENGHITUNG TITIK BERAT MENGHITUNG STABILITAS MENGHITUNG TONASE BIAYA OPERASIONAL MENGHITUNG VOLUME RUANG

MUAT

KOREKSI VOLUME RUANG MUAT

MENGHITUNG DISPLACEMEN DAN BERAT KAPAL

MENGHITUNG KOEFISIEN

MENCARI KATALOG MESIN UTAMA MENGHITUNG PROPULSI DAN MESIN

UTAMA

MENGHITUNG EQUIPMENT AND OUTFIT

MENGHITUNG TRIM MENGHITUNG FREEBOARD

LAPORAN TUGAS MERANCANG KAPAL

(17)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 1-5

1.4 Owner Requirement

Owner Requirement yang digunakan dalam tugas merancang kapal I ini antara lain :

Table 1-1 Onwer Requirement

No Item Satuan Nilai

1 Jenis Kapal Bulk Carriers

2 Jenis Muatan Pupuk

3 Kuantitas Muatan 25.000 Ton

4 Kecepatan Dinas 13 Knot

5 Kecepatan Percobaan

14 Knot

6 Rute Palembang – Tanjung

Wangi

7 Radius Pelayaran 964,12 Nm

8 Daerah Pelayaran Pelayaran Nasional 9 Bunkering Port Palembang

10 Klasifikas BKI (Biro Klasifikasi Indonesia)

Owner requirement adalah segala ketentuan yang diinginkan oleh pemilik kapal (ship owner) yang selanjutnya akan menjadi acuan dasar dalam perancangan kapal. Owner requirement sangat penting yaitu sebagai langkah awal dalam proses merencanakan kapal baru. Beberapa pertimbangan yang perlu diperhatikan terkait dengan owner requirement diantaranya :

a. Kesesuaian antara kapal yang dirancang dengan permintaan pemilik kapal. b. Kesesuaian antara kapal dengan daerah pelayaran yang ditentukan oleh pemilik

kapal.

c. Kesesuaian kondisi dan kelas pelabuhan tempat singgah kapal (sesuai yang direncanakan) dengan kondisi kapal. terutama ukuran utama kapal atau hal lain yang disyaratkan oleh pelabuhan yang dikunjungi.

(18)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 1-6

d. Analisa ekonomis yang dilakukan sebagai dasar pertimbangan pemilik kapal. hal ini termasuk unit biaya investasi kapal, unit biaya pembuatan kapal, ataupun biaya operasional kapal.

(19)

Ameilia Pristama Putri (4414 100 006) 2-1

2 Studi Literatur

2.1 Ukuran Utama Kapal dan Koefisien

Langkah pertama yang diperlukan dalam merencanakan suatu kapal adalah dengan mencari terlebih dahulu ukuran-ukuran utama kapal yang dibutuhkan. Dalam mengerjakan Tugas Merancang Kapal ini kita harus mencari terlebih dahulu ukuran utama kapal melalui data kapal-kapal pembanding.

2.1.1 Ukuran Utama Kapal

Dalam proses perancangan suatu kapal terdapat ukuran utama kapal yang di butuhkan. Adapun ukuran-ukuran yang perlu diperhatikan sebagai kapal pembanding adalah:

a. Lpp (Length between Perpendicular)

Panjang yang diukur antara dua garis tegak yaitu jarak horizontal antara garis tegak buritan (After Perpendicular) dan garis tegak haluan (Fore Perpendicular).

b. Bm (Moulded Breadth)

Lebar terbesar yang diukur pada bidang tengah kapal diantara dua sisi dalam kulit kapal (untuk kapal-kapal baja). Sedangkan untuk kapal yang terbuat dari kayu atau bukan logam lainnya diukur antara dua sisi terluar kulit kapal.

c. H (Height)

Tinggi yang diukur dari garis dasar kapal (keel) sampai garis tepi geladak kapal. d. T (Draught)

Tinggi yang diukur dari garis air muat sampai garis tepi geladak kapal. e. DWT (Dead Weight Ton)

Berat semua yang ditambahkan pada kapal sampai pada Draft kapal tertentu f. Vs (Service Speed) atau kecepatan dinas

Kecepatan rata-rata yang dicapai dalam serangkaian dinas pelayaran yang telah dilakukan suatu kapal. Kecepatan ini juga dapat diukur pada saat badan kapal dibawah permukaan air dalam keadaan bersih (pada saat sea trial), dimuati sampai dengan sarat penuh, motor penggerak bekerja pada keadaan daya rata-rata dan cuaca normal.

(20)

TUGAS MERANCANG KAPAL (MS 141314) Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-2 Lpp = 153,06 [m] B = 24,86 [m] H = 14,75 [m] T = 9,50 [m] DWT = 27.500 [ton] Vs = 13 [Knot]

Ukuran utama diperoleh dari hasil regresi ukuran utama kapal – kapal pembanding yang telah diperoleh sebelumnya dimana persamaan dari masing– masing kurva disubstitusikan nilai DWT yang dikehendaki sehingga diperoleh ukuran utama baru yang akan digunakan dalam perhitungan kapal.

Proses perhitungan ukuran utama kapal dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :

1) Data-data kapal pembanding yang telah didapat dibuat grafik dengan absis DWT dan ordinat ukuran utama kapal, misal : Grafik DWT-L, DWT-B, DWT – T, DWT – H, dll.

2) Harga R² harus sebesar mungkin, minimal 0,7. untuk persamaan regresi dapat dipilih linear, kuadrat, eksponensial, log, power atau yang lainnya (disesuaikan dengan sebaran data kapal pembanding). Untuk kapal Bulk Carriers tipe regresi yang digunakan adalah regresi linear. Adapun untuk mendapatkan harga R2_{yang besar bisa dilakukan dengan menghapus data}

kapal yang dapat menyebabkan harga R² rendah dan kemudian mengganti dengan data kapal lain sehingga mendapatkan harga R² yang besar, akan tetapi dalam penentuan jumlah kapal pembanding tidak boleh kurang dari 15 kapal dengan rentan kecepatan dinas tidak terlalu jauh.

3) Dengan membaca grafik pada DWT yang diminta, akan didapatkan ukuran utama awal L0, B0, T0 dan H0.

4) Angka Froude awal (Fn0) dihitung dari ukuran utama awal yang sudah

didapatkan sebelumnya dan kecepatan dinas yang diminta oleh owner. Adapun rumus yang dipakai sebagai berikut :





0.5 0 L g Vs Fn  

Dimana Vs : kecepatan dinas [ms-1_]

(21)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-3

L : panjang kapal hasil regresi [m]

5) Dari ukuran utama awal, dihitung L0/B0 ; B0/T0 ; T0/H0.

2.1.2 Koefisien

Adapun koefisien koefisien dalam perancangan suatu kapal sebagai berikut: 2.1.2.1 Block Coefficient (Cb)

Koefisien blok adalah perbandingan antara volume displacement dengan isi suatu balok dengan panjang = Lwl, lebar = B dan tinggi = T. Dari harga Cb dapat dilihat apakah badan kapal mempunyai bentuk yang gemuk atau ramping. Pada umumnya kapal cepat mempunyai harga Cb yang kecil dan sebaliknya kapal-kapal lambat mempunyai harga Cb yang besar. Harga Cb terletak antara 0,20 ~ 0,84 Lwl.

Cb = - 4.22 + 27.8 √𝑭𝒏 − 𝟑𝟗. 𝟏 𝑭𝒏 + 𝟒𝟔. 𝟔 𝑭𝒏𝟑

[Parson. 2001. Parametric Design Chapter 11. Hal 11-12] 2.1.2.2 Midship Coefficient (Cm)

Cm adalah perbandingan antara luas penampang gading besar yang terendam air dengan luas suatu penampang yang lebarnya = B dan tingginya= T. Penampang gading besar (midship) yang besar dapat dijumpai pada kapal-kapal barang sesuai dengan keperluan ruangan muatan yang besar. Sedangkan bentuk penampang gading besar yang tajam pada umumnya didapatkan pada kapal tunda sedangkan yang terakhir didapatkan pada kapal-kapal pedalaman. Harga Cm terletak antara 0,50 ~ 0,995 dimana harga yang pertama di dapatkan pada kapal tunda sedangkan yang terakhir di dapatkan pada kapal-kapal pedalaman. Bentuk penampang melintang yang sama pada bagian tengah dari panjang kapal dinamakan dengan Parallel Middle Body.

Cm = 0.977 + 0.085 (CB – 0.60)

[Parson. 2001. Parametric Design Chapter 11. hal 11-12] 2.1.2.3 Waterplane Coefficient (Cwp)

Cwp adalah perbandingan antara luas bidang garis air muat (Awl) dengan luas sebuah empat persegi panjang dengan lebar B.

0.551Cb 0.471 Cb Cwp  

(22)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-4

2.1.2.4 Longitudinal Center of Bouyancy (LCB)

B merupakan titik tekan atau titik berat ke atas dari volume air yang dipindahkan oleh badan kapal yang terbenam dalam air. Jika bagian belakang lebih gemuk , maka letak B di bawah. Bila diukur dari bagian midship, maka jarak titik B diukur dari dasar kapal KB. LCB merupakan letak titik B secara memanjang.

19.4Cp 13.5

LCB  (dalam %)

[Parson. 2001. Parametric Design Chapter 11. hal 11-19] 2.1.2.5 Prismatic Coefficient (Cp)

Koefisien Prismatik Memanjang (Longitudinal Prismatic Coeficient) dengan notasi Cp. Koefisien prismatik memanjang adalah perbandingan antara volume badan kapal yang ada di bawah permukaan air dengan volume sebuah prisma dengan luas penampang midship (Am) dan panjang Lwl.

Jadi koefisien prismatik memanjang sama dengan koefisien balok dibagi koefisien midship. Harga Cp pada umumnya menunjukkan kelangsingan bentuk dari kapal.

Harga Cp yang besar terutama menunjukkan adanya perubahan yang kecil dari bentuk penampang melintang disepanjang panjang Lwl. Pada umumnya kapal mempunyai harga Cp yang terletak antara 0,50 dan 0,92.

Cm Cb

Cp

[Parson. 2001. Parametric Design Chapter 11 2.1.2.6 Volume Displacement ()

Berat cairan yang dipindahkan oleh bagian kapal yang tercelup di dalam air.

L.B.T.Cb 

 2.1.2.7 Displacement ()

Berat kapal beserta seluruh isinya. 025 . 1 *   

(23)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-5

Dengan ukuran utama yang telah ada beserta koefisien utama maka perhitungan selanjutnya dapat dilakukan. mulai dari hambatan kapal hingga pada akhirnya didapatkan ukuran utama kapal yang paling optimal (dengan metode optimasi).

2.2 Persamaan Regresi

Persamaan Regresi merupakan alat statistik yang memanfaatkan hubungan antara dua atau lebih peubah kuantitatif sehingga salah satu peubah bisa diramalkan dari peubah-peubah lainnya.

Persamaan Regresi digunakan untuk mengetahui hubungan variabel variabel yang mempengaruhi dalam menentukan ukuran utama kapal. Regresi terdiri dari beberapa komponen yaitu : L, B, T, H terhadap DWT. Dalam Persamaan Regresi menggunakan data kapal pembanding ± 33 kapal pembanding.

2.3 Hambatan Kapal

Hambatan kapal adalah gaya yang menahan kapal ketika melaju dengan kecepatan dinasnya. Perhitungan hambatan total kapal dilakukan untuk mendapatkan daya mesin yang dibutuhkan kapal. Gaya hambat ini harus dilawan oleh mesin kapal maka dengan demikian kapal dapat berlayar dengan kecepatan sebagaimana yang diinginkan oleh owner.

Untuk menghitung hambatan kapal digunakan metode Holtrop dan Mennen. Di dalam metode Holtrop, Holtrop membagi hambatan total menjadi beberapa komponen hambatan. Komponen tersebut yaitu viscous resistance (hambatan kekentalan), appendages resistance (hambatan karena bentuk kapal) dan wave making resistance (hambatan gelombang karena gerakan kapal). Dalam melakukan perhitungan hambatan utama kapal ada ukuran utama yang terlebih dahulu harus diubah yaitu Lpp menjadi Lwl dengan rumus sebagai berikut:

Lpp * 1.04 Lwl

Adapun untuk rumus hambatan total adalah sebagai berikut :

𝑅_𝑇 = 1 2. 𝜌. 𝑉 2_{. 𝑆} 𝑡𝑜𝑡[𝐶𝐹(1 + 𝑘) + 𝐶𝐴] + 𝑅_𝑊 𝑊 . 𝑊

[Lewis, 1988, Principles of Naval Architecture Vol. II hal. 93]

(24)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-6

2.3.1 Viscous Resistance

Hambatan ini terjadi karena terbentuknya partikel partikel air yang bergerak dalam satuan pusaran.

Menghitung hambatan kekentalan dibutuhkan komponen-komponen untuk mendapatkannya. Seperti bilangan Rn (Reynold number) untuk mendapatkan

koefisien gesek yang menggunakan rumus ITTC 1957 dan form factor of bare hul (1 + k1). Adapun langkah untuk menghitung sebagai berikut :

𝑅𝑉 =

1 2. 𝜌. 𝑉

2_{. 𝐶}

𝐹𝑂(1 + 𝑘1). 𝑆

[Lewis, 1988, Principles of Naval Architecture Vol .II hal. 92]

Dengan :

Ρ = massa jenis air laut = 1025 kg/m3

V = kecepatan dinas [m/s2_]

CFO = friction coefisient ( ITTC 1957 ) = 0.075 (Log Rn−2)2 Rn = Reynold Number = LWL∙ VS

1.18831∙10−6 1+k1 = form factor of bare Bull

= 0.93 + 0.4871 ∙ C ∙ (B L) 1.0681 ∙ (T L) 0.4611 ∙ (L LR) 0.1216 ∙ (LWL_V3)0.3649∙ (1 − CP)−0.6042

[Principles of Naval Architecture Vol .II hal. 91] dimana :

(25)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-7

Table 2-1 Penggunaaan Cstern

Choice No. Cstern Used for

1 -25 Pram with Gondola

2 -10 V - Shaped Sections

3 0 Normal Sectional Shape

4 10 U - Shaped Section With Hogner Stern

2.3.2 Appendages Resistance

Hambatan ini terjadi karena adanya penonjolan alat alat bantu pada lambung kapal seperti kemudi, lunas , bentuk buritan, dll. Besarnya hambatan tambahan ini dapat mencapai 10% dari hambatan total yang dialami.

Dalam menghitung hambatan kapal yang diakibatkan oleh bentuk badan kapal yang tercelup dalam air. dibutuhkan luas permukaan basah kapal (Stot) yang terdiri

dari luas badan kapal WSA (S) dan luas tonjolan-tonjolan seperti kemudi, bulbous bow dan bilge keel (Sapp). Adapun rumus yang digunakan untuk menghitung appendages

resistance yaitu :

𝑅_𝑎𝑝𝑝 = 1

2. 𝐶𝑓. 𝑟. 𝑆𝑎𝑝𝑝. 𝑉

2_{. (1 + 𝑘} 2)

[Principles of Naval Architecture Vol .II hal. 92] dimana :

1 + k₂ = (1 + k₁+ ((1 + k₂) − (1 + k₁)) ∙ Sapp S_total

Stotal = S + Sapp

S = wetted surface area

= LWL∙ (2 ∙ T + B) ∙ √CM∙ (0.453 + 0.4425 ∙ CB− 0.2862 ∙ CM−

0.003467 ∙B

T+ 0.3696 ∙ CWP+ 2.38 ∙ ABT

CB

[ Principles of Naval Architecture Vol .II hal. 92 ] ABT = cross sectional area of bulb in FP

= B ∙ T ∙ CM

(26)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-8

[Watson, 1998, hal 233]

k2 = effective form factor of appendages,

Sapp = total wetted surfaceof appendages

= Srudder + Sbilge keel

ABT = Cross sectional area of bulb in FP =10%Amidship

= 10% BT CM (B-series)

Untuk nilai dari (1 + k2), sesuai dengan data yang ada dalam Tabel

pada buku Principles of Naval Architecture (PNA) Vol. II halaman 92,

merupakan fungsi dari tipe tonjolan atau tambahan pada badan kapal, adalah sebagai berikut:

Table 2-2Harga effective form factor

Type of Appendages Value of 1 + k2 Rudder of single screw ship 1.3 to 1.5

Spade-type rudders of twin-screw ships 2.8

Skeg-rudders off twin-screw ships 1.5 to 2.0

Shaft brackets 3.0 Bossings 2.0 Bilge keel 1.4 Stabilizer fins 2.8 Shafts 2.0 Sonar dome 2.7 Srudder = (C₁∙ C₂∙ C₃∙ C₄ ∙ 1.75 ∙ L_PP∙ T

100) [BKI vol II hal 14-1]

C1 = faktor tipe kapal

C2 = faktor tipe kemudi

(27)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-9

C4 = faktor letak baling-baling

Sbilge keel = panjang keel x tinggi keel

[Watson. 1998. Practical Ship Design] Panjang keel = 0.6.Cb.L

[Watson 254. rumus8.9] Tinggi keel = 0.18 / (Cb – 0.2)

[Watson 254. rumus8.10] Jika harga k2 lebih dari 1. maka dihitung menggunakan rumus ini :









i i 2 i effect ive 2 ΣS k 1 ΣS k 1  

Catatan : Srudder harus dikali dengan 2

2.3.3 Wave making Resistance

Hambatan ini terjadi karena adanya variasi tekanan air terhadap lambung kapal pada saat kapal bergerak dengan kecepatan tertentu.

Untuk menghitung hambatan gelombang dibutuhkan masukan data seperti berat displacement, sudut masuk, luasan bulbous bow dan transom. Adapun rumus diberikan sebagai berikut :

RW

W = C1∙ C2∙ C3∙ e

(m1∙Fnd+m2∙cos(λ∙Fn−2))

[Holtrop. J. and Mennen. G.GJ.. 1988. An Approximate Power prediction Method. hal.166]

dimana :

untuk kecepatan rendah (Fn  0.4) W = displacement weight

=  . g . [N]

(28)

TUGAS MERANCANG KAPAL (MS 141314) Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-10 keterangan : C4 = 0.2296. ((B/Lwl)^0.3333) ; untuk ( B/Lwl ≤ 0.11) C4 = B/Lwl ; untuk ( 0.11  B/Lwl  0.25 ) C4 = 0.5-0.0625*(Lwl/B) ; untuk ( B/Lwl > 0.25 ) d = -0.9

iE = half angle of entrance at the load waterline

=





3 f a 3 P 2 P T T T 6.8 LCB 0.1551 234.32C 162.25C L B 125.67            Ta = moulded draft at AP [m] Tf = moulded draft at FP [m] Ta = Tf = T m1 = 0.01404 ∙LWL_T − 1.7525 ∙ √∇ 3 LWL− 4.7932 ∙ ( B LWL) − C5 keterangan : C5 = 8.0798.CP – 13.8673.CP2 – 6.9844.CP3 [untuk Cp  0.8] C5 = 1.7301 – 0.7067 .CP [untuk Cp  0.8] m2 = C₆∙ 0.4 ∙ e−0.034∙Fn −3.29 keterangan : C6 = -1.69385 [untuk L3 /  512] C6 = -1.69385 + (Lwl / 1/3-8)/2.36 [untuk 512  Lwl3 / ≤ 1727] C6 = 0 [untuk Lwl3 /  ≥ 1727]  = 1.446CP 0.03L B [untuk L / B  12]

(29)

TUGAS MERANCANG KAPAL (MS 141314) Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-11  = 1.446CP 0.36 [untuk Lwl / B ≥ 12] C2 =



γ i



BT γ A e B B BT 1.89  

C2 = 1. tidak ada bulb

keterangan :

B = effective bulb radius

=

0.5 BT

0.56A

i = effective sub mergence of the bulb = Tf hB0.4464γB

Tf = moulded draft at FP = T

hB = height of the centroid of the area ABT above base line

= 2 D 85% C3 = 1 − 0.8∙AT B∙T∙CM keterangan :

AT = immersed area of the transom at zero speed = 0

Kemudian langkah selanjutnya menghitung hambatan total ( RT )

dengan persamaan :

R_Total= 0.5 ∙ 1025 ∙ V_S2∙ S_total∙ (C_FO∙ (1 + k) + C_A+ (RW W ∙ W)

Hasilnya adalah hambatan kapal (dalam Newton), dengan kulit kapal dalam keadaan bersih dan laut tenang. Pada harga ini ditambahkan “sea margin” sebesar 15 % untuk kulit kapal dalam keadaan kasar dan laut bergelombang dan harga ini yang dipakai untuk merancang baling-baling.

(30)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-12

2.4 Memilih Mesin

Mesin induk pada kapal membutuhkan perkiraan daya motor induk yang mampu mencakup seluruh kebutuhan kapal sehingga kapal dapat beroperasi dengan baik. Setelah daya motor induk dihitung, selanjutnya adalah pemilihan motor induk yang ada di katalog motor induk dengan kapasitas daya yang sama atau sedikit diatas daya yang telah dihitung. Katalog yang dipakai adalah katalog mesin MAN B&W Diesel Engine.

Dalam proses perhitungan dalam memilih mesin yang akan dipakai harus mampu mencakup seluruh kebutuhan kapal sehingga kapal dapat beroperasi dengan baik. Dengan katalog mesin MAN&BMW ada beberapa komponen yaitu :

2.4.1 Perhitungan Daya dan Pemilihan Motor Induk

Untuk perhitungan daya motor induk (PB). rumus dalam ”Parametric

Design Chapter 11” diberikan seperti dibawah ini : PB = BHP (break horse power)

= rg S D .η η P [kW] dimana :

PD = DHP (delivered power at propeller)

= D T η .Vs R [kW] S = shaft efficiency = 0.98 – 0.985

rg = reduction gear efficiency

= 0.98

Setelah mendapat harga PB. kemudian dilakukan koreksi kerugian akibat

letak kamar mesin dan rute pelayaran :

Koreksi akibat letak kamar mesin = 3% PB

Koreksi akibat rute = 10% PB

(31)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-13

2.5 Perhitungan Jumlah Crew (ABK)

Untuk rumus pendekatan dalam menghitung jumlah ABK (ZC)yang

dibutuhkan. dalam ”Diktat Kuliah Perancangan Kapal”diberikan sebagai berikut :

ZC = cadet 10 BHP C 10 35 H B L C C 3 1 5 eng 6 1 5 dk st               _ _ _   dimana : Cdk = coeffisiendeckdepartment = 11.5  14.5

Cst = coeffisien steward departement = 1.2  1.33

Ceng = coeffisien engine departement = 8.5  11.0 (untuk mesin

diesel)

Cadet = jumlah kadet = 2 orang

L = LPP

2.6 Perhitungan Berat Kapal

Perhitungan berat kapal sangat penting dilakukan untuk pembangunan sebuah kapal, karena dapat untuk menentukan total muatan, dan lainnya. Adapun yang termasuk dalam perhitungan berat kapal adalah perhitungan Deadweight (DWT) dan Lightwight(LWT).

2.6.1 Perhitungan Deadweight (DWT)

DWT adalah berat semua yang ditambahkan pada kapal kosong (bobot mati). DWT terdiri dari beberapa komponen yaitu : gaya berat muatan bersih yang membayar (payload), gaya berat bahan bakar dan minyak lumas (fuel and lubricating oil ), gaya berat air tawar dan bahan makanan (fresh water and provision) dan dan gaya berat anak buah kapal dab bawaannya (crew and luggage). Setelah berat komponen

DWT didapatkan, maka dilakukan perhitungan titik berat DWT untuk mencari harga KG. Berikut merupakan contoh perhitungan komponen DWT :

2.6.1.1 Fuel Oil

Menurut Parson kebutuhan bahan bakar dipengarui oleh konsumsi rata-rata bahan bakar dari mesin utama. Selain itu kebutuhan bahan bakar dipengaruhi oleh MCR atau PB dan lama berlayar. Adapun langkah perhitungannya adalah

(32)

TUGAS MERANCANG KAPAL (MS 141314) Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-14 WF =    s V range MCR SFR margin [ton]

[Parson, Chapter 11, hal. 11-24] SFR = Specific Fuel Rate

= 0.000190 [ton/kW hr] untuk diesel engine MCR = PB atau BHP [kW]

Range = jarak pelayaran [mil laut] Margin= 1.3 ~1.5 VFO = FO FO ρ W + koreksi [m3_]

VFO = volume fuel oil

FO = berat jenis fuel oil

= 0.95 ton/m3

Koreksi:

Tambahan konstruksi = +2%

Ekspansi panas = +2%

1. motor putaran lambat (< 400 rpm) memakai heavy fuel oil (HFO), biasanya untuk daya> 3000 kW

2. motor putaran sedang (400 rpm < 700 atau 1000 rpm) memakai marine fuel oil (MFO), biasanya untuk daya 1000 kW < power < 3000 kW

3. motor putaran cepat (>1000 rpm) memakai diesel oil (DO), biasanya untuk daya< 1000 kW

4. tetapi sekarang, motor putaran sedang bisa juga memakai HFO 5. harga DO dan MFO beda harganya hanya sedikit, tidak seperti dulu

6. jika bisa dipakai fuel oil yang sama antara motor induk dan motor bantu, dipakai minyak yang sama karena hanya dibutuhkan 1 sistem.

(33)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-15

2.6.1.2 Auxilary Engine Fuel ( Diesel Oil ) WDO = CDO .WDO [ton] CDO = 0.1  0.2 VDO = DO DO ρ W + koreksi [m3_]

VDO = volume diesel oil

DO = berat jenis diesel oi

= 0.85 ton/m3 Koreksi: Tambahan konstruksi = + 2% Ekspansi panas = + 2% 2.6.1.3 Lubricating Oil WLO =    S LO ME V S b BHP margin [ton] bLO = 1.2 ~ 1.6 [gr/kW hr] Margin = 1.3 ~1.5 VLO = LO LO ρ W + koreksi [m3_]

VLO = volume lubrication oil

LO = berat jenis lubrication oil = 0.9 ton/m3

Koreksi:

Tambahan konstruksi = + 2% Ekspansi panas = + 2%

2.6.1.4 Fresh water

(34)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-16

WFW1 = Berat air tawar

= [ton]

[Watson, Chapter 11, hal11-24] dimana :

• C1fw = koefisien pemakaian air tawar untuk crew :

• Mandi dan cuci = 200 kg / orang / hari • Minum = 10  20 kg / orang / hari

 Untuk Pendingin

WFW2 = berat air tawar untuk pendingin

= C2fw .BHP . 10-3

C2fw = koefisien pemakaian air tawar untuk pendingin

= 2 ~ 5 kg/HP Sehingga :

VFW = volume total air tawar

VFW = + koreksi[m3]

dimana :

WFW = WFW1 + WFW2

FW = berat jenis air tawar

= 1 ton / m3 koreksi : - tambahan konstruksi = + 4%WFW - expansi panas = + 4%WFW FW FW ρ W 1000 1 24 1 Vs S C Z_C _1fw  

(35)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-17

2.6.1.5 Provision & Store

WPR = Berat provision dan Store

=

[Watson, Chapter 11, hal11-25] dimana :

CP = Koefisien kebutuhan konsumsi

= 3 ~ 5kg/orang/hari

Untuk detail perhitungan komponen DWT terlampir

2.6.2 Perhitungan Lightweight (LWT)

LWT adalah berat saat kapal kosong (bobot kosong). LWT terdiri dari beberapa komponen yaitu : gaya berat baja (steel weight), gaya berat permesinan (weight of machinery), dan gay berat perlengkapan dan peralatan (equipment and outfit). Untuk perhitungan berat baja lambung Schneecluth membagi kedalam beberapa bagian antara lain berat baja lambung, berat baja lambung, berat baja bangunan atas dan berat rumah geladak.

Perhitungan berat peralatan dan perlengkapan Schneecluth membagi kedalam beberapa grup, tetapi pada laporan ini kita hanya memakai Grub 1 dan Grub 2. Adapun penjelasan tentang Grub 1 dan Grub 2 sebagai berikut :

1. Grup I : Accomodation 2. Grub II : Miscellanious

2.6.2.1 Perhitungan Berat Baja Kapal

Referensi : H. Schneekluth & V. Bertram, Ship Design for Efficiency and Economy – 2ND_{edition, Butterwort – Heinemann, Oxford – UK : 1998.}

[Harvald & Jensen Method ( 1992)] Rumus :

WSt = ( L . B . DA ) . Cs

DA = tinggi kapal setelah dikoreksi dengan superstructure dan

deckhouse = Lpp.B DA DH 1000 1 24 1 Vs S C ZC P  

(36)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-18

[Harvald & Jensen Method, hal 154] Volume Structure ∇_𝐴= ∇_𝑃+ ∇_𝐹𝐶  ∇𝑃 = volume poop = lp . bp . tp lp = panjang poo = 20% Lpp bp = lebar poop = B tp = tinggi poop = 2.5 m  ∇𝐹𝐶 = volume forecastle = ½ . ( bf . tf ) . lf lf = panjang forecastle = 10% Lpp bf = lebar forecastle = B tf = tinggi forecastle = 2.5 m ∇DH = ∇II + ∇III +∇IV + ∇wheelhouse ∇tiap layer = ld . bd . td

td = tinggi deckhouse tiap layer = 2.5 m

Table 2-3 Panjang dan Lebar Deckhouse

Layer Panjang (Ldh) Lebar (Bdh) II 15% Lpp =

23,885

(37)

TUGAS MERANCANG KAPAL (MS 141314) Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-19 III 10% Lpp = 15,924 20,860 IV 7,5% Lpp = 11,943 18,860 Wheelhouse 5% Lpp = 7,962 16,860 CS = U = log (  / 100 )

 = displacement kapal [ ton ]

CSO [ t/m3 ] tergantung pada tipe kapal;

untuk tipe kapal Ro-Ro maka Cso : 0.0752

2.6.2.2 Perhitungan Permesinan Kapal Propulsion Unit

[ Referensi : Ship Design Efficiency and Economy , 1998, hal 175 ] Untuk perhitungan berat komponen-komponen propulsion unit adalah sebagai berikut :

 Engine

Untuk Engine, beratnya disesuaikan dengan data pada katalog mesin.

 Gearbox

Untuk berat gearbox diberikan rumus sebagai berikut :

Wgetr = (0.34  0.4) [ton]

PB = Power of Break = BHP [kW]

n = putaran mesin induk [rpm]

 Shafting

Untuk material poros propeller dengan tensile strength 700 N/mm2

diberikan rumus sebagai berikut :

 2.45 1 . 0 5 . 0 . 064 . 0 u u SO e C          n P_B

(38)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-20

d = diameter poros propeller

= 11.5 [cm]

= 0.081 [ton/m]

l = panjang poros propeller[m] = 5 + 2 = 7 m

MS = berat poros propeller [ton]

= . l

 Propeller

Untuk propeller dengan material campuran mangan dan perunggu (manganesealumunium bronze propeller) diberikan rumus sebagai berikut :

Wprop = D3 . K [ton]

K  atau

K  .

D = diameter propeller ds = diameter poros propeller

2.6.2.3 Perhitungan Berat Peralatan dan Perlengkapan Kapal

Untuk perhitungan berat peralatan dan perlengkapan yang dihitung hanya Grup III dan Grup IV karena jenis kapal adalah kapal

1/3 D n P             l M _D 2/3 n P             l MS





100 2 Z A A 0.18 0 E                D d_S





100 2 A A 1.85 O E         Z

(39)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-21

2.7 Perhitungan Titik Berat Kapal

Titik Berat kapal adalah titik bouyancy / titik tekan keatas / titik benam dari gaya tekan air keatas terhadap lambung kapal.

2.7.1 Perhitungan TitiK Berat DWT 2.7.1.1 Fuel Oil

Untuk perhitungan titik berat tangki fuel oil diberikan rumus sebagai berikut:

Table 2-4Titik Berat Tangki Fuel Oil

Item Keterangan Letak Tinggi (tFO) Lebar (lFO) Panjang (pFO) KG LCG

Di Ruang mesin di tween deck. Tinggi double bottom [ hdb ]

65% B FO FO FO l t V  ¾. H Lch + Lrm + Lcofferdam + ½ . pFO 2.7.1.2 Lubrication Oil

Untuk perhitungan titik berat tangki lubrication oil diberikan rumus sebagai berikut

Table 2-5Titik Berat Tangki Lubrication Oil

Item Keterangan

Letak

Tinggi (tLO)

Lebar (lLO)

Panjang (pLO)

Di belakang tangki diesel oil sepanjang 1.38 m dan di dalam double bottom ruang mesin

Tinggi double bottom [ hdb ]

(40)

TUGAS MERANCANG KAPAL (MS 141314) Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-22 KG LCG LO LO LO .l t V ½ . hdb Lch + Lrm +Lcofferdam + LDO + ½ . pLO

Untuk detail perhitungan titik berat DWT terlampir

2.7.1.3 Fresh Water

 Untuk Crew

WFW1 = berat air tawar [Watson. Chapter 11. hal11-24]

= 1000 1 24 1 Vs S C Z_C _1fw   [ton] dimana :

C1fw = koefisien pemakaian air tawar untuk Crew :

- Mandi dan cuci = 200 kg / orang / hari - Minum = 10  20 kg / orang / hari

 Untuk Pendingin

WFW2 = berat air tawar untuk pendingin

= C2fw . BHP . 10-3

C2fw = koefisien pemakaian air tawar untuk pendingin

= 2 ~ 5 kg/HP Sehingga :

VFW = volume total air tawar

VFW = FW FW ρ W + koreksi [m3_] dimana : WFW = WFW1 + WFW2

(41)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-23

FW = berat jenis air tawar = 1 ton / m3

koreksi :

- tambahan konstruksi = + 2% WFW

- expansi panas = + 2% WFW

2.7.1.4 Air Tawar

Untuk perhitungan titik berat tangki air tawar diberikan rumus sebagai berikut

(42)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-24

Table 2-6 Titik Berat Tangki Air Tawar

Item Keterangan Letak Tinggi (tFW) Lebar (lFW) Panjang (pFW) KG LCG

Di belakang sekat ceruk buritan dan di atas Garis air

H – T 65% B FW FW FW l t V  T + ½ . tFW Lpp + ½ . pFW 2.7.1.5 Crew

Untuk menghitung titik berat crew, maka terlebih dahulu dilakukan perencanaan pembagian untuk crew berdasarkan jabatannya. Adapun perencanaannya adalah sebagai berikut :

(43)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-25

Setelah penyusunan crew di tiap layer ruang akomodasi, maka selanjutnya dapat dihitung berat crew (WC&E) per layer dengan menggunakan rumus :

WC&E = ZC per ruang * berat rata-rata crew / 1000 [ton]

dengan asumsi berat rata-rata crew = 0,17 ton/orang

Selanjutnya untuk menghitung titik berat crew. digunakan rumus sebagai berikut :

Table 2-8Titik Berat Crew Per Ruang Akomodasi

R. Akomodasi KG terhadap base line LCG terhadap FP Poop Layer II Layer III Layer IV H + ½ . hp H + hp + ½ . hII H + hp + hII+ ½ . hIII H + hp + hII + hIII + ½.hIV ½ . Lp + Lrm + Lch+Lcofferdam ½ . LdII + Lrm + Lch+Lcofferdam ½ . LdIII + Lrm + Lch+Lcofferdam ½ . LdIV+ Lrm + Lch+Lcofferdam Keterangan :

(44)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-26

Lch = panjang tangki ceruk haluan hp = tinggi poop

hx = tinggi deckhouse per layer

Ldx = panjang deck per layer

Titik berat crew total :

KG = E & C E & C W KG W







2.7.2 Perhitungan Titik Berat LWT

2.7.2.1 Perhitungan Berat Baja Kapal KG = CKG . DA

CKG = koefisien titik berat KG

Table 2-9 Harga Ckg

Type kapal CKG

Bulk Carriers 0.58

[Referensi : Ship Design Efficiency and Economy . 1998. hal 175 ]

2.7.2.2 Perhitungan Titik Berat Permesinan

Adapun rumus titik berat permesinan dalam ”ParametricDesign Chapter 11” diberikan sebagai berikut :

KGm = hdb + 0.35 (D’– hdb) [m]

hdb = tinggi double bottom

D’ = tinggi kapal pada kamar mesin = H

(45)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-27

LCGm = sisi belakang mesin utama

= -1/2 L + panjang ceruk buritan + 5 [m]

Untuk detail perhitungan titik berat permesinan terlampir.

2.7.2.3 Perhitungan Peralatan dan Perlengkapan (equipment dan outfit) Untuk menghitung titik berat peralatan dan perlengkapan kapal digunakan

rumus sebagai berikut :

KGE&O = (1.02  1.08) . DA

Dimana :

DA = tinggi kapal setelah dikoreksi dengan supersructure dan deckhouse

= L.B DA DH Volume Superstructure : A = P + FC P = volumepoop FC = volumeforecastle DH = II + III + IV + wheelhouse  tiap layer = ld . bd . td

td = tinggi deckhouse tiap layer = 2.4 m

Table 2-10 Asumsi Panjang dan Lebar Deck house

Layer Panjang (ld) Lebar (bd) Poop II III IV 20% Lpp 15% Lpp 10% Lpp 7.5% Lpp B B – 2.4 B – 4.8 B – 6

(46)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-28

Wheelhouse 5% Lpp B – 8

LCG = jarak titik berat masing-masing layer deck house secara memanjang terhadap midship

= – 0.5 L + ( Lcb + Lkm ) – 0.5 . ld [m] ld = panjang deck house per layer [m] Lcb = panjang ceruk buritan [m]

Lkm = panjang kamar mesin [m]

Untuk detail perhitungan titik berat peralatan dan perlengkapan terlampir.

2.8 Perhitungan Stabilitas

Stabilitas adalah Keseimbangan suatu kapal pada saat diapungkan, tidak miring kekiri atau kekanan, demikian pula pada saat kapal terkena gaya dari luar, misalkan : angin, ombak, dan sebaginya, maka kapal dapat kembali ke kedudukan awalnya.

2.8.1 Definisi Input Data

L = Lwl [feet]

B = lebar maksimum [feet]

Bw = lebar maksimum pada waterline

= B [feet]

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 251]

H = tinggi waterline

= T (sarat pada muatan penuh) [feet] DM = minimum depth [feet]

SF = sheer depan = 2.465 [m]

(47)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-29

SM = sheer tengah = 0.616 [m]

∆0 = displacement pada waterline [tons]

Ld = panjang bangunan atasyang selebar kapal atau minimum 0.96

B [feet]

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 251] d = tinggi bangunan atasyang selebar kapal atau minimum 0.96 B

[feet]

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 251] CB = koefisien blok

CW = koefisien waterline pada sarat H

CX = koefisien midship pada sarat H = Cm

CPV = koefisien prismatik vertikal pada sarat H

= W B

C C

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 252] A0 = luas waterline pada sarat

= L . BW . CW [feet2]

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 252] AM = luas midship yang tercelup air

= Bw . H . CX [feet2]

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 252] A2 = luas vertical centerline plane sampai depth D

=



0.98.L.D_M



S[feet2]

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 256] dimana :

(48)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-30

= luas centerline plane di atas minimum depth dibagi dengan panjang =





_                          3 S .L. 3 S .L. .d L A 2 1 F 2 1 d [feet2]

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 255] D = mean depth = D_M L S _       _[feet] F = effective freeboard = D – H [feet]

A1 = luas waterline pada depth D yang diestimasikan dari A0 dan

station dasar dibawah waterline = 1.01 . A0 [feet2]

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 255]

2.8.2 Proses perhitungan T =





              35 F 2 A A Δ 0 1 0 [tons] = T Δ₀ 2 Δ        [tons]

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 252] Cw’ = L.D A₂ Cx’ = B.D B.F A_M  CPV’ = D A 35Δ 1 T CPV” = B A 35Δ 2 T

(49)

TUGAS MERANCANG KAPAL (MS 141314) Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-31 Cw” = Cw’ -



1 C "



B.D.L 140δ PV 

KG = tinggi titik berat kapal di atas lunas [feet]

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 252 - 253] GG’ = KG’ – KG

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 253] dimana :

KG = tinggi titik berat kapal di atas lunas [feet]

Untuk harga f1 dapat diperoleh dari harga CPV’ yang telah dihitung

sebelumnya. Rumus untuk menghitung f1 adalah :

f1 =



1-C '



2F A A 1 D PV 1 0               

harga h1 didapat dari perpotongan antara CPV' dengan grafik f1 :

KG’ =





0 T 1 2Δ δ Δ h 1 D   [feet] G’B0 = KG’ – KB0

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 253] dimana :

Untuk harga f0 dapat diperoleh dari harga CPV yang telah dihitung

f0 =



PV



0 1 C 1 2F 1 A A H                 Harga h0 = 0.335 CPV + 0.1665

(dapat dicari dari hasil regresi hal 254 fig. A – 14 The Theory and Tecnick of Ship Design).

(50)

Ana Ariyanto (4414 100 701) 2-32

KB0 = tinggi titik apung awal

=



1h₀



H[feet] G’B90 =   _                  _               " C 1 B δ 70 A Δ 17.5δ 4Δ B h Δ PV 2 0 2 0 2 T

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 253]

dimana :

Untuk harga f2 dapat diperoleh dari harga CPV’’ yang telah dihitung

f2 =        89 . 0 ' 89 . 0 ' X X X C 0 C ) 0.89 ' C ( 9.1

h2 dapat dicari dari hasil regresi hal 254 fig. A – 14 . The Theory and

Technic of Ship Design. harga h2 didapat dari perpotongan antara CPV” dengan

grafik f2. Persamaan garis

h2 = -0.4918 . (CPV”)2 + 1.0632 . CPV” - 0.0735

G’M0 = KB0 + BM0 – KG’

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 254] BM0 = 0 3 1 35Δ Bw .L C [feet] G’M90 = BM90 – G’B90

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 254]

BM90 = _             0 2 d 0 3 1 140Δ dD L 35Δ LD ' C [feet]

[The Theory and Technique of Ship Design hal. 257] GM0 = Tinggi metasenter awal

= KB0 + BM0 – KG [feet]