8 Kapal Patroli A , Skala Model 1 : 22.5
Uji Kapal Kereta Model
Ke Knots Volt m/s 1 20 5.42 2.1689 2 21 5.69 2.2773 3 22 5.96 2.3858 4 23 6.24 2.4942 5 24 6.51 2.6027 6 25 6.78 2.7111 7 26 7.05 2.8196
Tabel 3.3 Variasi Kecepatan uji hambatan Kapal patrol A
Kapal Patroli B, Skala Model 1 : 19
2. Kalibrasi beban.
Kalibrasi beban merupakan penyesuaian beban yang diterima oleh model kapal yang terbaca pada amplifier (menghasilkan gaya dalam satuan volt) menjadi beban dalam satuan gram atau kilogram.
Kalibrasi beban dilakukan dengan memberikan berbagai macam variasi beban, misalnya 0, 0.5, 1, 1.5 dan 2 kg, kemudian angka kalibrasi dapat dibaca pada amplifier atau pada Data Acquisition, jika menginginkan angka kalibrasi yang lebih besar, dapat dilakukan dengan menguatkan tegangan pada amplifire.
Proses kalibrasi seperti yang terlihat pada gambar 3.10.
Kalibrasi dilakukan untuk setiap model kapal. Berikut ini merupakan hasil kalibrasi beban untuk model kapal Patroli.
No. Beban (Kg)
Teganngan (Volt) 1 0.00 0.018 2 0.50 0.053 3 1.00 0.091 4 1.50 0.130 5 2.00 0.172
Tabel 3.4 Variasi Kecepatan tarikan kapal Patroli B
Gambar 3.9 Grafik Kalibrasi Kapal Patroli B
Uji hambatan kapal dilakukan pada model kapal Patroli A dan Kapal Patroli B dengan kecepatan mendekati kecepatan dinas kapal. Percobaan ini dilakukan dalam kondisi air tenang dan selama percobaan model kapal dapat melakukan gerakan mengangguk (heaving dan pitching) secara bebas. Percobaan dilakukan masing-masing dengan kecepatan 20, 21, 22, 23, 24, 25, dan 26 Knots untuk kapal Patroli A dan 24, 25, 26, 27, 28, 29 knots untuk kapal Patroli B, jadi uji hambatan kapal dilakukan dalam 12 kali penarikan model.
Kereta digerakkan secara otomatis dengan menggunakan soft ware Carriage V2.
Input yang diberikan berupa kecepatan kapal sesuai dengan hasil kalibrasi kecepatan yang telah dilakukan. Kecepatan kereta mulai dari 0 dan bergerak dengan cepat menuju kecepatan yang kita inginkan sampai kereta berhenti pada ujung towing tank. Ini memungkinkan kita untuk mengambil data pada daerah yang cukup panjang pada saat kecepatan model kapal konstan.
3.4
Pengambilan data Image
Selama proses penarikan model kapal derekam dengan dua buah video recorder yang terpasang pada kereta. Dua video recorder
Uji Kapal Kereta Model Ke Knot Volt m/s
1 24 7.08 2.8323 2 25 7.38 2.9503 3 26 7.67 3.0683 4 27 7.97 3.1863 5 28 8.26 3.3043 6 29 8.56 3.4223
9 tersebut merekam pergerakan kapal selama ditarik dengan variasi kecepatan yang berbeda.
Dari data video tersebut maka dapat diperoleh data image berupa file gambar berupa JPEG image, yang nantinya
dapat diolah dan diketahui perubahan luasan permukaan basah pada kapal. Data yang semula berupa data video, kemudian di-capture dengan menggunakan Cyberlink Power DVD.
Pada setiap penarikan terdapat kondisi dimana keadaan kapal dalam kondisi stabil. Hal ini dapat dilihat dari hasil data acquisition yang menampilkan kondisi dan interval jarak pengam bilan data pada setiap kecepatan.
Dalam tampilan software yang memunculkan data acquisition di setiap kecepatan terdapat data PosX1 dan PosX2. PosX1 adalah posisi awal pengambilan data dari setiap penarikan dimana pada kondisi tersebut kapal berada pada kondisi stabil. Dengan mengetahui jarak interval dan kecepatan di setiap penarikan maka dalam setiap meng-capture gambar dari video kita dapat menentukan pada detik ke berapa kita bisa mendapatkan data yang akurat.
4. ANALISIS HASIL PENGUJIAN
4.1 Analisis Hambatan
Percobaan uji hambatan dilakukan dengan menggunakan 2 (dua) model kapal cepat, yaitu model Kapal Patroli A dan Kapal Patroli B.
Tabel 4.1 Hasil uji hambatan kapal Patroli A
Gambar 4.1 Hubungan Rt dengan Fn pada Kapal Patroli A
Gambar 4.2 Hubungan antara Ct terhadap Fn Kapal Patroli A
Pada grafik diatas dapat kita lihat bahwa harga kecepatan meningkat sepanjang peningkatan harga Froude number. Pada pengujian kapal Patroli A harga Fn berkisar antara 0,75 hingga 0,93. Berdasarkan prinsip perubahan displacemen pada kapal cepat, dengan penarikan 20 knots hingga 25 knots terlihat kapal mengalami fase semi planning.
Haluan kapal terus naik dan sampai pada Fn = 0,9 transom kapal mulai masuk ke air. Hal ini dapat kita amati dalam proses penarikan kapal sudah mengalami pengangkatan akibat adanya gaya angkat (lifting force) pada bagian haluan, dan pada bagian transom masuk ke air. Harga
Run Ke:
V (m/s) Rt
(N) Rn ( 10-
6) Ct
(10-3) Cf (10-3) Cr
(10-3) Fn 1 2.176 0.206 2.214 5.247 3.972 1.275 0.745 2 2.278 0.232 2.319 5.385 3.936 1.446 0.780 3 2.388 0.244 2.430 5.155 3.899 1.255 0.818 4 2.501 0.271 2.546 5.224 3.864 1.360 0.856 5 2.607 0.275 2.653 4.871 3.832 1.039 0.893 6 2.712 0.304 2.760 4.977 3.803 1.174 0.929
10 hambatan total kapal meningkat dengan adanya poningkatan angka froude, hal ini disebabkan oleh harga Ct yang semakin turun pada saat kecepatan kapal semakin meningkat. Pada Fn = 0.929 harga Ct kembali mengalami peningkatan menjadi 4.977 x 10-3.
Gambar 4.3 Grafik Hubungan Rt dengan Fn pada kapal Patroli B
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Ct terhadap Fn pada Kapal Patroli B
Pada kapal Patroli B kondisi kapal berada pada interval angka froude antara 0,86 hingga 1,04. Pada kondisi ini kapal juga mengalami fase semi planning dimana sebagian buritan tercelup dan bagian haluan kapal terangkat.
Harga hambatan total kapal cenderung meningkat seiring dengan peningkatan angka froude. Karena pada Kapal Patroli variasi
kecepatan tarik lebih besar dari kapal sebelumnya yaitu 24 Knot hingga 29 Knot maka tampak jelas sekali perubahan harga koefisen hambatan total pada kapal, harga Ct sempat mengalami kenaikan pada Fn = 0.97 dan Fn = 1.00 dan kembali turun pada angka froude sebesar 1.04.
4.1 Analisa Luasan Permukaan Basah Kapal
Dalam setiap percobaan penarikan model kapal dilakukan proses pengambilan data berupa video yang nantinya dianalisa perubahan luasan permukaan basah pada badan kapal. Selanjutnya diambil data berupa gambar dari setiap variasi kecepatan pada masing- masing kapal. Analisa perubahan luasan permukaan basah pada kapal (wetted surface area) akan dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan pengamatan visual dari data gambar serta dengan menggunakan metode image processing atau pencitraan digital.
4.1.1 Analisa perubahan WSA secara visual
Analisa perubahan luasan permukaan basah pada kapal dilkukan terhadap kapal Patroli A dan Kapal Patroli B, dengan pengambilan data pada tiap variasi kecepatan.
Dari setiap variasi kecepatan diambil data berupa gambar dengan teknik video capture.
Pengambilan gambar menjadi data berupa foto dilakukan pada saat kapal berada pada kondisi kecepatan stabil. Kondisi tersebut dapat kita pantau melalui data acquisition , pada gambar dibawah terdapat interval dimana data yang diambil berada pada kondisi stabil.
Gambar 4.5 Pengambilan Data Pada Data Acquisition
11 Pada interval tersebut dapat dilihat interval pada saat kapal berada pada kondisi stabil yaitu pada rentang PosX1 = 18,21 m dan PosX2 = 19,59 m. Sehingga kita dapat menentukan pada detik keberapa data berupa video kita capture menjadi data berupa foto, dengan mengetahui besarnya kecepatan tarikan kapal. Pada data acquistion diatas merupakan data Kapal Patroli A dengan variasi kecepatan 24 Knot atau 2,8168 m/s.
Waktu pengambilan data image = PosX1 / (Kecepatan Penarikan)
= 18,21 m / (2,8168 m/s)
= 6,48 detik
Dengan perhitungan maka data foto dapat diambil pada detik ke 6 hingga ke 7. Dengan teknik yang sama sehingga diperoleh data berupa foto pada setiap variasi kecepatan.
4.1.2 Teknik Perhitungan WSA dengan Pengamatan Visual
Pada awal pengerjaan model, ditentukan jarak antar garis air di atas sarat dan di bawah sarat dengan menggambar garis station dan WL pada model kapal. Jarak antar WL ditentukan dengan ukuran 1,5 cm pada model, dengan digambar di atas garis sarat dan dibawah sarat. Sementara untuk pembagian jarak antar station, dilakukan perhitungan dengan terlebih dahulu mengetahui ukuran Lpp model kapal. Pada Kapal Patroli A, ukuran Lpp yaitu 0,8693 m. Kemudian dilakukan pembagian sebanyak 20 station, dengan jarak antar station adalah sebesar 4,3465 cm.
Dengan teknik penandaan pada station dan garis air pada model kapal maka dengan mudah dilakukan proses perhitungan luasan permukaan basah pada kapal. Setelah itu dilakuakn pembacaan pada data berupa gambar pada setiap variasi kecepatan, kita ambil kecepatan V = 24 Knot pada model Kapal Patroli A.
Data yang akan ditampilkan adalah sebagai berikut ;
4.4.3 Analisa perubahan WSA dengan Image Processing
Pada dasarnya teknik Image Processing digunakan untuk membantu proses
12 pengukuran dan perhitungan luasan permukaan basah pada kapal terutama dalam hal akurasi.
Sebelum data diolah dengan menggunakan teknik image processing, maka dengan cara yang sama dengan pengamatan visual, data foto diambil pada saat kondisi kapal stabil. Metode image processing digunakan untuk mengetahui akurasi dari perhitungan data gambar secara visual. Teknik ini merupakan proses yang juga melibatkan pengamatan visual sekaligus. Dengan menggunakan software Matlab 7.0 nantinya akan dilakukan proses edge detecting dengan mengetahui perbedaan intensitas warna yang akan membedakan luasan bagian kapal yang tercelup dan tidak. Langkah pertama adalah dengan melakukan pembacaan image pada tiap data foto pada masing-masing variasi kecepatan.
Dengan mengetikkan perintah pada command windows pada Matlab 7.0;
K1
=imread('20_Depannew.jpg');
imshow(K1)
maka akan muncul di layar command ;
Warning: Image is too big to fit on screen; displaying at 42% scale.
> In truesize>Resize1 at 308 In truesize at 44
In imshow at 161
Sehingga pada layar akan muncul tampilan seperti gambar dibawah;
Langkah selanjutnya adalah dengan melakukan perintah invert atau pendeteksian perbedaan intensitas warna.
K1 = imread('20_Depannew.jpg');
imshow(K1) Invert (K1)
BW1 = edge(K1,'sobel');
BW2 = edge(K1,'canny');
imshow(BW1) figure, imshow(BW2)
Dengan pola gambar trace diatas akan lebih mudah dan akurat dalam hal pengukuran dan perhitungan luasan permukaan basah pada kapal. Karena perbedaan garis WL akan lebih jelas terlihat. Selanjutnya dengan teknik yang sama pada pembacaan data secara visual, dilakukan pengukuran dengan bantuan Autocad 2006.
13 Stelah proses marking selesai, dengan metode yang sama dalam hal perhitungan dengan menggunakan teknik pengamatan visual dengan perbandingan skala, maka diperoleh data perhitungan untuk kapal Patroli A, V = 20 Knot sebagai berikut.
5. KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan pengujian hambatan pada model kapal cepat maka dapat ditarik kesimpulan antara lain :
1. Perubahan luasan permukaan basah (wetted surface area) pada masing- masing kapal cepat.
• Perhitungan dilakukan dengan dua teknik yaitu dengan penghitungan dan pengukuran visual serta dengan menggunaka metode image processing dengan menggunaka sofware image processing pada Matlab 7.0.
• Terjadi perubahan luasan permukaan basah pada kapal cepat seiring peningkatan besar kecepatan.
• Perubahan luasan permukaan basah cenderung turun dengan grafik yang sudah ditampilkan pada bab sebelumnya. Penurunan tampak pada angka Fn > 0.9.
2. Perbandingan perhitungan luasan permukaan basah dengan teknik pengukuran secara visual dibandingkan dengan menggunakan metode image processing memiliki tingkat akurasi yang berbeda. Jika dibandingkan secara grafik, perhitungan luasan permukaan basah pada kapal dengan menggunakan metode image processing, lebih akurat daripada perhitungan dengan pengamatan visual.
3. Perhitungan ulang harga koefisien hambatan kapal dengan memasukkan harga WSA yang baru, mengakibatkan adanya perubahan harga hambatan jika dibandingkan dengan menggunakan
harga WSA yang tetap. Hal ini disebabkan oleh penurunan harga WSA pada tiap peningkatan kecepatan.
4. Perbedaan harga Cb pada masing- masing kapal mempengaruhi tingkat kecenderungan perubahan WSA pada kapal. Dengan harga Cb yang rendah dan kecepatan penarikan yang tinggi (Cb = 0,405, denagn kecepatan 24 Knot s/d 29 Knot) maka harga perubahan WSA lebih terlihat. Bentuk kapal juga berpengaruh terhadap karakteristik perubahan WSA pada masing-masing kapal.
6. DAFTAR PUSTAKA
Boat Design Forum, www.boatdesign.com Cordier,S dan Dumez, FX., Resistance
Components Of Displacement and Semi-Displacement Hull Form, a contribution to 20
thITTC Conference.
1993
Edge Detecting Method, Tutorial for Matlab. www.mathwork.com
Gonzales, Rafael. Digital Image Processing, Addison Wesley Publishing Company,USA
Lindley, A. Craig. Practical Image Processing, Acquisition, Manipulation, Storage. John Willey and Sons, Inc.
USA. 1991
Lord, Lindsay. Naval Architecture of Planning Hulls. Cornell Maritime Press, Inc. Maryland, USA. 1963.
Matlab Image Processing Tool Box tutorial.
Pratt, K. William. Digital Image Processing. Second Edition. A Wiley – Interscience Publication , John Willey and Sons, Inc. 1991.
Rodrigues, Roger.Video for Digital Iamge Processing, New Design Publishing.2004
Siswanto, D. Tahanan dan Propulsi I, Jilid I, Jurusan Teknik Perkapalan, FTK – ITS, 1983
Thiel, Hydrodynamics of Fast Ship and
Boats.
96.14
