Page 1
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 1/37
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Gambaran Umum Olah Gerak Kapal
Hingga saat ini kapal ang !ipr"!uksi masih
menggunakan kemu!i untuk melakukan "lah gerak. Kemu!i
ter!iri !ari !aun kemu!i #rudder $!engan t"ngkat kemu!i
#rudder stock $%!i pasang !i buritan kapal ang
!igerakan se&ara mekanis. Untuk menggerakan kemu!i
biasana menggunakan mesin kemu!i #steering gear$ang
!itempatkan pa!a ruang mesin kemu!i #steering engine
room $!i an'ungan kapal.
Pengemu!ian kapal artina menggunakan kemu!i untuk
mengubah arah haluan kapal akni !ari gerak ma'u lurus%
berbel"k ke arah ang !ikehen!aki selain itu men'aga
agar 'alanna kapal !apat sesuai !engan arah garis
haluan ang !itentukan Nakh"!a !alam kegiatan
pelaaran. (e!angkan "lah gerak kapal # manouvering $a!alah gerakan ma'u ) mun!ur atau perubahan haluan
!engan mengen!alikan baik arah maupun besarna putaran
mesin in!uk penggerak baling*baling !an 'uga
menggerakan kemu!i atau peralatan lain !i kapal%
misalna alat ang !ikenal sebagai +bow thruster , akni
sebagai alat pen!"r"ng arah melintang ang !ipasang !i
bagian haluan !an lain sebagaina.(e&ara umum salah satu si-at kapal ang perlu
!iketahui "leh Nakh"!a !an ualim kapal a!alah
kemampuan "lah gerak saat berlaar !an ketika akan
bersan!ar atau akan keluar !ari !ermaga akni !ari
ke&epatan resp"n bila r"!a kemu!i ataupun tuas ken!ali
mesin in!uk !i an'ungan !igerakan !an 'uga besar*
ke&ilna 'ari*'ari lingkar putar kapal.
1
Page 2
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 2/37
Kapal penumpang atau kapal peneberangan 'ika harus
mampu san!ar atau lepas !ari !ermaga tanpa !ibantu
kapal tun!a #tug boat$% maka memerlukan peralatan
kemu!i !an kemampuan "lah gerak ang lebih an!al%
sehingga biasana kapal*kapal tersebut berbaling*baling
gan!a !engan satu atau !ua !aun kemu!i !an alat !"r"ng
mekanis ang !ipasang !ihaluan akni +bow thruster ,.
Untuk kapal*kapal ang berukuran besar seperti kapal
penumpang% kapal peti kemas !an lain sebagaina maka
sesuai kebutuhanna untuk kemampuan "lah gerak !ipasang
/ #!ua$ unit +bow thruster , !i haluan kiri kanan !an+stern thruster ,!i buritan sehingga !apat melakukan
"lah gerak sen!iri.
Banak hal ang telah !iper"leh !ari beberapa hasil
per&"baan ang !ilakukan "leh para pakar !an peneliti
!ibi!ang "lah gerak kapal antara lain Joessel,
Hovgaard, Baker !an Bottomley ang hingga saat ini
masih !ipakai sebagai a&uan.Dibeberapa negara termasuk
In!"nesia memiliki -asilitas pengu'ian !engan
menggunakan m"!el !i Lab"rat"rium Hi!r"!inamika Kapal
akni selain tangki per&"baan untuk pengu'ian
resistansi #resistance test$% ter"0"ngan kaitasi untuk
pengu'ian kaitasi pr"peller #cavitation test
propeller $ 'uga !ilengkapi k"lam untuk pengu'ian "lah
gerak # manoeuvering test$. (atu satuna lab"rat"rium
pengu'ian hi!r"!inamika ang a!a !i In!"nesia a!alah
milik UP2 Balai Pengka'ian !an Penelitian hi!r"!inamika
BPP2 !i (urabaa.
Kemu!i kapal ang memakai sistem !aun kemu!i !engan
mesin kemu!i sebagai penggerakna masih men!"minasi
!alam kegiatan "lah gerak kapal% !igunakan baik untuk
kapal*kapal barang antara pulau% kapal ikan maupun
kapal*kapal samu!era ang berukuran besar termasuk
2
Page 3
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 3/37
termasuk kapal*kapal tun!a samu!era #ocean going tug $.
Untuk kapal*kapal khusus seperti kapal tun!a #tug
boat$% kran apung #floating crane$ ang !i"perasikan !i
pelabuhan lebih memilih menggunakan Z-peller !an a!a
'uga menggunakan Voith Schneider propeller karena
memerlukan kemampuan "lah gerak tinggi !engan segala
kelebihan !an kekuranganna.
I./ Istilah Penting Dalam Dinamika kapal
A!apun istilah penting ang biasana a!a !alam
!inamika kapal akni3
) (ea keeping% a!alah un'uk ker'a kapal pa!a saat ber"perasi !i laut% berupa gerakan heaving % gerakan
pitching !an gerakan olling .
) ana"ueribilit% a!alah kemampuan kapal untuk
mempertahankan p"sisina !iba0ah ken!ali "perat"r
kapal.
) (ea 0"rthiness% a!alah kemampuan kapal untuk tetap
selamat !alam "perasi"nalna !i laut.
) (ea kin!liness% a!alah resp"n kapal terha!ap k"n!isi
"perasi"nal !i laut
) De&k 0etness% a!alah air naik keatas gela!ak kapal%
sehingga gela!ak men'a!i basah.
) 4ae spe&trum% a!alah spektrum gel"mbang ang
merepresentasikan k"n!isi gel"mbang pa!a lautan
terbuka.
I.5 Aliran Air !an 2ekanan Pa!a Ba!an Kapal (esaatBerputar elingkar
(ebuah kapal berm"t"r !engan !aun kemu!i tunggal !i
bagian buritan tengah kapal se!ang berlaar !engan
ke&epatan tetap #6s$ !iperairan tenang% kea!aan &ua&a
baik !an ti!ak a!a angin maupun gel"mbang. Kapal
tersebut !ikemu!ikan !angan p"sisi arah haluan tetap%
!alam hal ini p"sisi !aun kemu!i !itengah !engan su!ut
3
Page 4
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 4/37
kemu!i #helm angle 7 8 99$ sehingga gerakan kapal
p"sisi ma'u lurus ke !epan. Dalam kea!aan ang
!emikian% aliran air ang menelubungi ba!an kapal
!iba0ah garis air pa!a umumna simetris terha!ap bi!ang
garis tengah kapal #centre plane$ !an pembagian tekanan
pa!a lambung sisi kiri !an kanan sama% sebagaimana ang
!iperlihatkan pa!a gambar 1.
Gambar 1. Bentuk aliran air pa!a buritan!an lambung sisi kiri kanan.
Kemu!ian kapal ang se!ang bergerak lurus ke !epan
!engan ke&epatan tetap mengubah arah haluan !an
berbel"k ke suatu arah !engan melakukan &ikar kemu!i
sehingga !aun kemu!i membentuk su!ut #7$ terha!ap garis
Gambanr /. Perlaran per&"baan kapal berputar melingkar #turning test$
tengah kapal. Kea!aan ini menebabkan aliran air ang
menelubungi ba!an kapal berubah men'a!i ti!ak
simetris% !emikian 'uga pembagian tekanan pa!a lambung
kiri !an kanan mengalami perubahan akibat a!ana suatu
gaa ang timbul pa!a !aun kemu!i. Gaa tersebut
4
Page 5
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 5/37
!ikenal sebagai gaa n"rmal #normal force$ ang beker'a
tegak lurus terha!ap pusat luas !aun kemu!i.
1.: ;enis Gerak Kapal
(e&ara umum gaa*gaa luar ang !ipikul ba!an kapal
termasuk gaa pa!a !aun kemu!i ang menebabkan
ter'a!ina gerakan kapal% ang menurut 'enis terbagi
atas gerakan translasi !an gerakan r"tasi. Gerakan*
gerakan translasi mengikuti arah sumbu <% = !an >
se!angkan gerakan r"tasi mengikuti sumbu putar
meman'ang G<% G= !an G>% sebagaimana ang !iperlihatkan
pa!a gambar 5.Gerakan translasi ang mengikuti arah sumbu < a!alah
gerak lerus ke!epan #surge$% gerakan ang mengikuti
arah sumbu = #heave$ !an gerakan ang mengikuti arah
sumbu > a!alah gerak lurus ke samping #sway $. (e!angkan
gerakan r"tasi ang mengikuti sumbu putar meman'ang G<
#roll$% gerakan ang mengikuti sumbu putar meman'ang G=
# yaw $ mengakibatkan haluan kapal berubah arah !an
gerakan ang mengikuti sumbu putar meman'ang G> # pitch$
serta akibat gaa pa!a !aun kemu!i% membuat kapal
berbel"k arah#turning $.
Gambar 5. (istem k""r!inat sumbu <%= !an >% Bi!angtengah kapal #center line plane$sertaBi!ang putar # plane of turning motion$
5
Page 6
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 6/37
Dalam ka'ian "lah gerak kapal% gerakan ang
!itin'au a!alah gerakan ang hana mampu !iresp"n "leh
ba!an kapal% aitu gerakan heaving, gerakan pitching
dan gerakan rolling .
Gerakan heaving berupa gerak linear turun naik%
ketika kapal !ipaksa bergerak ke !alam air !ari p"sisi
keseimbangan na maka akan melepaskan !aa apung% 'ika
!aa apungna lebih besar !ari beban kapal maka kapal
akan bergerak tegak lurus untuk men&apai titik
keseimbangan a0al #n"rmal$.
Gerakan pitching berupa gerakan bersu!ut !imana
sumbu sebagai sumbu putar ang !apat mengakibatkan
ter'a!ina trim #anggukan by the bow-by the stern$.
Gerakan olling berupa gerakan bersu!ut !imana
sumbu sebagai sumbu putar ang !apat mengakibatkan
ter'a!ina kemiringan kapal #"leng$.
A!apun resp"n !arigerakan kapal ini meliputi3
* !dded mass inertial force a!alah pertambahan massa
pa!a kapal untuk kembali pa!a p"sisi semula.
- "amping force a!alah gaa pere!am ang berla0anan
arah !engan arah gerak kapal ang menghasilkan
pengurangan amplitude gerakan kapal se&ara berangsur*angsur.
* estoring force a!alah gaa untuk mengembalikan kapal
ke p"sisi semula #e#uilibrium position$% Gaa ini
merupakan gaa buoyancy tambahan.
* &'citing force a!alah gaa eksternal ang beker'a
pa!a kapal. &'citing force berasal !ari hasil
6
Page 7
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 7/37
integrasi gaa apung tambahan !an gel"mbang sepan'ang
kapal
A!apun pergerakan kapal se&ara isual sebagaimana!iperlihatkan pa!a gambar :.
Gambar :. 6isual pergerakan translasi !an r"tasi kapal
Dengan !emikian akibat a!ana &ikar kemu!i% maka
akan timbul gaa*gaa ang menebabkan haluan kapal
berubah sehingga kapal akan berputar membuat suatu
lingkaran !engan suatu 'ari*'ari !an !iameter tertentu
ang akan men'a!i salah satu t"lak ukur !alam penilaian
kemampuan kapal !alam ber"lah gerak.
7
Page 8
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 8/37
BAB II
PE?(AAAN GE?AK KAPAL
II.1 Persamaan Gerak 2ranslasi
a. Per&epatan gerakan surgePer&epatan surge !apat !itentukan -"rmula3
Cba g ax 002,0 ××= @ m!et ................#1$g" 8 per&epatan graitasi% %C m!et/
b 8 k"e-isien bl"ka" 8 per&epatan a0al @ m!et/ % ang !apat
!itentukan !engan -"rmula3
1
3CvCv
L
Cwao ++
×=
L = Panjang Antara Garis Air Tegak (Lbp) ;
!" = #$e%isien "ater &ine, 'apat 'itentkan
'engan %$r&a
,100
30075,10
2*3
−
−= LCw
50
LCv =
dan L
VsCv =
1
b+ Perepatan s"a-
Per&epatan s0a !apat !itentukan -"rmula3
003,0 a g az ××= ; m!et/ .......................#/$
&. Per&epatan% gaa !an peri"!e heaePerepatan .ea/e !apat !itentukan -"rmula3
Cb
a g ay 0
07,0 ××=
@ m!et/ .....................#5$
Penambahan masa pa!a kapal untuk kembali pa!a
p"sisi semula !isebut added mass inertia force
!engan k"e-isien pembalik. rekuensi ang berla0anan
Page 9
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 9/37
arah untuk menambah massa agar kapal !apat kembali
ke p"sisi semula% !itentukan !engan -"rmula3
µ µ ω ω ω $s g
wwe −=
; HF .........................#:$
=wω -rekuensi gel"mbang% !apat !itentukan
!engan -"rmula3 w
w L
g π ω
2=
@ HF
"umping force pa!a gerakan heave% !apat
!itentukan !engan -"rmula3 t
bd
d b F 2−=
, !imana #*b$
a!alah dumping coeficient untuk gerakan heave.
"umping coeficient se&ara n"rmal tergantung pa!a
-akt"r 'enis gerakan "ksilasi% pertemuan -rekuensi
"ksilasi !an bentuk kapal.
estoring force pa!a gerakan heave a!alah gaaapung tambahan ang memberikan gaa pa!a ba!an kapal
untuk kembali pa!a p"sisi semula% pa!a saat kapal
bera!a pa!a sarat air z A g cz wp ×××= ρ % !imana A 0p
a!alah luas bi!ang garis air !an F a!alah additional
innertia pa!a pakal.
&'citing force pa!a gerakan heave a!alah gaa
ang !ipengaruhi "leh gel"mbang pa!a k"n!isi
#hagging(sagging $%sehingga e'citing force pa!a
sebuah penampang meman'ang kapal akni3 dx gy Fe ξ ρ 2=
!imana e maksimum 'ika su!ut !atang gel"mbang 99
atau /99 sehingga nilai e a!alah3
Awpha g Fe ××= ρ 2
!imana ha a!alah amplitu!e gel"mbang laut.
Page 10
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 10/37
Peri"!e heave !apat !itentukan !engan -"rmula3
5,02
×
××= Cw
Cb
d T h @ #!etik$ ................#$
! 8 (arat Kapal% b 8 K"e--. Bl"k !an
0 8 K"e--. Garis Air
II./ Persamaan Gerakan ?"tasi
a. Per&epatan% m"ment% gaa !an peri"!e r"ll
Per&epatan roll !apat !itentukan !engan -"rmula3
( ) z hT
ax R
roll −
=
2
2π φ
@ ra!ian .................#$
J 8 su!ut roll% ang !apat !itentukan !engan
-"rmula3
+×
=75
50
B
C φ
@ ra!ian
B 8 lebar kapal @ m
8 #1%/ ) 9%9/2? $k
k 8 k"e-isien ang memperhitungkan
bentuk kemu!i #1%9 ) 1%/$
2? 8 Peri"!e rolling @ !etik
> 8 'arak !ari base line ke sumbu roll
> 8
2
D
; m
h 8 ;arak !ari keel ke titik berat kapal @ m
;ika sumbu putar bera!a pa!a titik #G$% maka
#h * F$ 8 9
10
Page 11
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 11/37
Peri"!e roll !apat !itentukan !engan -"rmula3
T GM
IxxT
×∆= π φ 2
; !etik ......................#$
I#$ 8 inertial m"ment pa!a sumbu* @ m :
M 8 displacement kapal @ t"n
G 2 8 tinggi metacentre melintang @ m
Peri"!e roll kapal !ipengaruhi "leh tipe kapal%akni
untuk kapal3
* )assenger 3 /9 ) / !etik
* *argo-)assenegr 3 19% ) 1:% !etik
* +eneral *argo 3 ) 15 !etik
* anker 3 ) 19 !etik
* ishing Boat 3 % ) !etik
* *ruiser 3 1/ ) 15 !etik
* "estroyer 3 ) % !etik
* orpedo Boat 3 ) % !etik
Persamaan gerakan rolling a!alah3
t M cdt
d b
dt
d a eω θ
θ θ $s02
2
=++...............#C$
!imana32
2
dt
d a
θ
8 a!alah m"men internal massasesungguh na ang !ipergunakan untuk rolling .
dt
d b θ
8 a!alah resp"n !ari damping moment.
dt
d θ
8 a!alah ke&epatan su!ut.
θ c 8 a!alah damping m"men k"e-isien
11
Page 12
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 12/37
"amping force ang beker'a selama gerakan
rolling berlangsung sangat !ipengaruhi "leh beberapa
k"mbinasi !ari beberapa -akt"r antara lain3) Pembentukan gel"mbang
) Pergeseran air ang ter'a!i pa!a permukaan atau
ang ter'a!i pa!a pusaran air #eddy making $
) A!ana k"nstruksi tambahan seperti bilge keels%
skeg% atau k"nstruksi se'enis laina
) 2ahanan angin ang ter'a!i pa!a kapal) Energi ang hilang selama gerakan r"lling
) 2egangan permukaan
Nilai !amping k"e-isien ini !apat !irumuskan
!engan strip method sebagai berikut3
2
2
3
2
2 θ
ω
ρ A
Bn g bn
e
=
...........................#$
!imana3
( )
22
22*
×==
g
Bnd
Bn A e
a
a ω
φ
ξ φ θ
b. Per&epatan% m"ment !an peri"!e pit&hing
Per&epatan pitching pa!a pan'ang #l$ !ari AP !apat
!itentukan !engan -"rmula3
2
45,0
120
−
×= L
Ll
az ptch φ @ ra!ian ................#19$
l 8 'arak antara !fter )eak !engan pusat
sumbu pitching @ m
J 8 su!ut pitching % !apat !itentukan !engan
-"rmula3
×=
0
025,0 g
aφ
@ ra!ian
12
Page 13
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 13/37
Empat m"ment ang sangat berpengaruh pa!a saat
gerakan pit&h a!alah added mass inertial moment,
damping moment, e'citing moment dan restoring
moment% A!apun persamaan gerak pit&h a!alah3
t M cdt
d b
dt
d a eω θ
θ θ $s
02
2
=++............#11$
!imana32
2
dt
d a θ
8 Inertial m"ment.
a 8 "men inersia ang sebenarna.
2
2
dt
d θ
8 Per&epatan su!ut gerakan pit&h.
dt
d b θ
8 "amping moment.
b 8 "amping moment coefficient ang
!apat !iper"leh !ari p"t"ngan pa!a
tiap*tiap station ang su!ah !i
tentukan% ang kemu!ian !integrasi
kan pa!a seluruh pan'ang kapal.
dt
d θ
8 Ke&epatan su!ut.
θ c = estoring moment% !ianggap sebagai
&ara linear !alam penentuan su!ut
pit&h !imana & a!alah restoring
moment of coefficient !an θ a!alah
displacement bersu!ut !alam pitch.
t M eω $s0 8 &'citing moment% !alam kaitanna
!engan keti!ak seimbangan m"ment
ang !isebabkan "leh "mbak pa!a
bagian tengah kapal !an gerakan
anggukan atau naik turun kapal !apat
13
Page 14
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 14/37
!ikurangi !engan !istribusi tekanan
hi!r"statik.
Peri"!e pitching !apat !itentukan !engan -"rmula3
( )
×
∆=
g
L
LC
L
Tp3
01,0 @ !etik .................#1/$
8 k"ntanta #9.99 * 9.91$
Peri"!e pitching !alam hal ini !ipengaruhi "leh tpe
kapal% displacement kapal !an pan'ang kapal. Gerakan
heaving-pitching !ipengaruhi "leh tinggi gel"mbang%
bentuk ba!an kapal% muatan kapal !an ke&epatan kapal.
Gerakan *oupled Heaving-)itching kapal !ipengaruhi
"leh3
) Perban!ingan !imensi utama kapal #BD% LD%LB$ !an
parameter hi!r"statis.
) (u!ut pitching pa!a gerakan coupled heaving pitching
!engan ke&epatan kapal pa!a gel"mbang reguler.
) 2inggi gel"mbang reguler head seas.
BAB III
GE?AKAN KAPAL BE?PU2A? ELINGKA?
III.1 Parameter Karakteristik Kapal Dalam Olah Gerak
Pemisalan ang !ibahas !alam gerakan kapal berputar
melingkar antara lain3
14
Page 15
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 15/37
* Kapal bergerak pa!a bi!ang <*= sebagai bi!ang putar.
* (emua gaa ang timbul termasuk gaa pa!a !aun
kemu!i% gaa !"r"ng pr"peller !an tahanan t"tal pa!a
ke&epatan kapal beker'a pa!a bi!ang putar tersebut.
* 2itik berat kapal #G$ bera!a pa!a bi!ang putar a!alah
sebagai titik pusat sumbu <*=*>.
* Kapal hana mempunai satu !aun kemu!i ang
penempatanna !i!aerah buritan pa!a bi!ang tengah
kapal.
Kapal !engan pemisalan*pemisalan tersebut !i atas
se!ang berlaar !engan arah haluan lurus% p"sisi !aunkemu!i !itengah. Kemu!ian kemu!i &ikar kanan !engan
!engan su!ut &ikar#7$terha!ap garis tengah meman'ang
kapal.Hal ini menebabkan arah haluan kapal berubah !an
gerakan kapal tersebut merupakan perpa!uan antara gerak
translasi pa!a arah sumbu = !engan gerak r"tasi pa!a
sumbu ertikal > ang melalui titik berat kapal#G$.
Gerakan kapal ini !apat !ipela'ari !engan mela&ak
gerakan titik #G$!an ternata 'alan ang !itempuh akan
membentuk suatu kura akni pa!a a0alna berbentuk
seperti huru- +(, ang kemu!ian berubah bentuk men'a!i
bagian a0al !ari sebuah +spiral, !an akhirna berubah
men'a!i sebuah lingkaran nata #tru circle$!engan 'ari*
'ari #radius of turning circle$ ang !iberikan simb"l
!engan lambang #$
Pa!a gambar . menun'ukan pergerakan kapal !engan
kura 'alanna titik berat kapal #G$ akni berturut*
turut G" sesaat sebelum kemu!i &ikar kanan kemu!ian G1%
G/%G5%G: !an seterusna sampai gerakan kapal berputar
melingkar se&ara teratur.
15
Page 16
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 16/37
Gambar . Pergerakan kapal berputar melingkar
Lebih lan'ut !iketahui bah0a garis tengah meman'ang
kapal #AB$ begitu !aun kemu!i !i&ikar saat p"sisi
se!ang ma'u lurus% ke!u!ukan garis #AB$ bergerak
se!emikian sehingga haluan kapal ang !itan!ai !engan
titik #A$ selalu bera!a !alam kura 'alanna titik #G$.
(u!ut ang !ibentuk "leh garis #AB$ !engan garissinggung pa!a kura !i titik #G$ akni titik ang
!itin'au !an bera!a !i garis #AB$ !isebut sebagai su!ut
hanut #!ri-t angle$ ang !iberi simb"l !engan +ø,.Pa!a
saat titik #G$ bera!a !i titik #G1$ su!ut hanutna
a!alah G1 !an berturut*turut saat !i G/%G5%G: !an
seterusna masing*masing a!alah G/% G5% G:.Demikian
halna pa!a titik #A$ !an #B$ ang 'uga bera!a pa!a
garis #AB$ masing*masing setiap saat mempunai su!ut
hanut tersen!iri.
Parameter untuk karakteristik kapal ang berkaitan
!engan kemampuan "lah gerak antara lain3
* !dvance% a!alah 'arak la'una kapal ang !ihitung
mulai !ari titik G9 akni saat !aun kemu!i mulai
16
Page 17
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 17/37
!i&ikar sampai titik G5 saat arah haluan kapal
men&apai su!ut 99 terha!ap a0al arah haluan kapal.
* ransfer % a!alah 'arak melebar pergerakan kapal akni
!ari p"sisi a0al G9 sampai G5 saat haluan kapal telah
berubah bertambah 99.
* actical diameter #Dt$% a!alah 'arak melebar
pergerakan kapal akni !ari p"sisi a0al G9 sampai
saat haluan kapal telah men'a!i berla0anan arah pa!a
titik G: #haluan kapal berubah !i 1C99.
* adius of turning circle #$% a!alah 'ari)'ari
lingkaran pergerakan kapal setelah kapal berputar melingkar se&ara teratur !engan ke&epatan tetap.
* "iameter of turning circle a!alah / 'ari*'ari
lingkaran putar% /.
(alah satu t"lak ukur untuk penilaian kemampuan "lah
gerak kapal berputar melingkar a!alah besarna #$ baik
saat kapal &ikar kiri maupun &ikar kanan !engan su!ut
&ikar maksimum 7 8 59.
III./ Pen!ekatan Penentuan Ke&epatan Kapal
Pen!ekatan ke&epatan kapal setelah berputar melingkar
merupakan hasil analisis !ari kegiatan per&"baan
pelaaran beberapa kapal ang berbaling*baling gan!a
!engan !aun kemu!i tunggal !iburitan tengah kapal%
!imana ke!ua mesin penggerak !i'alankan pa!a putaran
ang sama. A!apun pen!ekatan ke&epatan kapal setelah
berputar melingkar !apat !itentukan !engan -"rmula3
Vs
!
A
"sVg ×
×
−=
α 1
; knot .............#15$
!imana3 6g 8 Ke&epatan kapal setelah bergerak berputar
melingkar se&ara teratur @ kn"t
6s 8 Ke&epatan !inas kapal #sebelum kemu!i
!i&ikar$ @ kn"t
7 8 (u!ut &ikar kemu!i @ !era'at
17
Page 18
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 18/37
Ks 8 *oefficient #tabel. 1$
A 8 Luas permukaan satu sisi !aun kemu!i @ m /
( 8 Luas bi!ang tengah meman'ang kapal @ m /
Harga &"e--i&ient Ks besarna berariasi terha!ap
perban!ingan parameter Lwl ! ×∇
!imana3 ∇ 8 6"lume "- !ispla&ement kapal @ m 5
( 8 Luas bi!ang penampang tengah meman'ang
kapal 8 L 4L 2 #9% * 9%C$ @ m /
L 4L 8 Pan'ang antara garis air @ m
2 8 (arat air kapal @ m
2abel.1 *oefficient Ks
Lwl ! ×∇ 9%9: 9%9 9%9 9%9 9%9C 9%9
Ks :%/ 5% 5%55 /% /%C /%:
Lwl ! ×∇
9%19 9%11 9%1/ 9%15 9%1: 9%1
Ks /%/ /%15 /%9/ 1%: 1%CC 1%C5
Interpelasi untuk menentukan cofficient Ks !apat !i
tentukan !engan -"rmula3 ( )111 A B A B
AC
A "n n
−×
−−
+=
!imana3 #A$ 8 9%15 #A1$8 1%:
#B$ 8 9%1: #B1$8 1%CC #!ata !ari tabel.1$
#n$8 nilai ang telah !iper"leh !ari hasil
perhitungan.
#Kn$8 nilai ang akan !i&ari.
1
Page 19
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 19/37
(ebagai &"nt"h penggunaan -"rmula ke&epatan kapal
setelah berputar melingkar% !iberikan latihan s"al
sebagai berikut3
* Latihan s"al #1$
(ebuah kapal berbaling*baling gan!a !engan !aun kemu!i
tunggal mempunai ukuran p"k"k sebagai berikut3
Pan'ang garis air #L0l$8 :99%9 -t% lebar #m"ul!e!$
#B$8 /% -t% sarat air #!$ 8 /9%9 -t% !isplasemen
kapal#∆$8 19.999 t"n% luas !aun kemu!i #A$8 C%9 -t/
(e0aktu kapal ma'u !engan arah halun lurus ke&epatan
#6s$8 1/%9 kn"t% kemu!i !i&ikar kekirikekanan !engansu!ut &ikar #7$8 599.Ke&epatan kapal setelah bergerak
berputar teratur #steady turning speed $. Ke&epatan #6g$
!apat !ihitung sebagai berikut3
6"lume "- displacement kapal#∆$819.999 t"n 5 -t5t"n
8 59.999 -t5t"n.
Luas bi!ang tengah meman'ang kapal #($ 8 L0l 2 9%C
8 :99%9 /9%9 9%C 8 C:9 -t/.
Lwl ! ×∇
=112,0
0,400740
000+350 =×
Ber!asarkan tabel.1 untuk nilai coefficient Ks%!i
per"leh !engan &ara interpelasi akni3
( )111 A B
A B
AC A " n
! −×
−
−+=
( ) 10,213,202,211,012,0
11,0112,013,2 =−
−−
+=
engan %$r&a (13) 'apat 'itentkan ni&ai (g), -akni
14,100,12740
0,5
10,2
301 =×
×
−=Vg
kn"t
* Latihan s"al #/$
1
Page 20
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 20/37
(ebuah kapal barang berbaling*baling tunggal% !aun
kemu!i tunggal !an ke&epatan ma'u penuh 6s 8 1/%9 kn"t
#k"n!isi muatan penuh$ !engan ukuran p"k"k kapal
sebagai berikut3 Pan'ang garis air #L0l$8 %9 m%
Pan'ang antara garis tegak #Lbp$8 /%1 m% Lebar
# moulded $ B 8 1%9 m% 2inggi # moulded $ H 8 %C9 m !an
(arat air kapal ! 8 %:9 m.
"isplacement ∆ 8 / t"n% 6"lume "- displacement ∇ =
:9 m 5% Luas !aun kemu!i 8 19%19 m /% Luas bi!ang
tengah meman'ang kapal ( 8 9 m /.
Ke&epatan kapal 6g sesaat setelah bergerak berputarteratur pa!a su!ut kemu!i 7 8 59 a!alah@
Lwl ! ×∇
=
114,050,5506
540=
×
Ber!asarkan tabel.1 untuk nilai coefficient Ks%
!iper"leh !engan &ara interpelasi akni3
( )111
A B A B
AC A " n
! −×
−−
+=
( )13,202,211,012,0
11,0114,013,2 −
−−
+=
= 2,06
engan %$r&a (13) 'apat 'itentkan ni&ai (g), -akni
30,50,12506
10,10
06,2
351 =×
×
−=Vg
kn"t
III.5 Perkiraan Penentuan ?ati" DtL0l
Perkiraan penentuan ratio DtL0l a!alah a!alah
sebagai t"lak ukur !alam penilaian kemampuan "lah gerak
kapal% !engan tahapan perhitungan sebagai berikut%
a. Perkiraan 'ari*'ari lingkaran putar
Persamaan ang !ikembangkan "leh Hovgaard memiliki
kekurangan bah0a pengaruh !ari ariabel*ariabel ang
berbe!a ti!ak !apat !iperkirakan !engan 'elas !an
20
Page 21
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 21/37
perhitunga 'ari*'ari lingkaran putar #$ memerlukan
pr"ses ang rumit. Oleh karena itu untuk keperluan
peren&anaan kapal !ibutuhkan sebuah -"rmula se!erhana
untuk memperkirakan#$ !engan memakai !ata karakteris
tik kapal ang terse!ia sehingga perkiraan 'ari*'ari
lingkaran putar !apat !itentukan !engan -"rmula3
××∇
=α
ρ Cos ACn
" 3
; m .................#1:$
Dimana3 ∇ 8 6"lume "- !ispla&ement @ m 5
A 8 Luas satu sisi !aun kemu!i @ m /
7 8 (u!ut &ikar !aun kemu!i @ !era'at
K5 8 *oefficient #tabel./$
n 8 *oefficient gaa n"rmal !aun kemu!i% ang
!apat !itentukan !engan -"rmula Joessel3
α
α
!n
!nCn
305,015,0
11,0
+=
............#1$
79 8 angle of attack #aliran air ang mengenai !aun
kemu!i pa!a su!ut &ikar kemu!i #!era'at$ 7.
2abel./ *oefficient K5
Lwl ! ×∇
9%99 9%9 9%99 9%9 9%99 9%9C9 *
K3 1%:19 1%/C 1%199 9%9 9%C: 9%9 *
Lwl ! ×∇
9%99 9%19 9%11 9%1/ 9%15 9%1: 9%1
K3 9%9 9%:9 9%:99 9%59 9%5 9%5: 9%5:9
Bila !i&ermati harga*harga &"e--i&ient K5 pa!a
tabel./% !apat !iketahui bah0a bila ratio ∇(.L0l
bertambah ke&il maka harga K5 bertambah besar. Hal ini
menun'ukan perban!ingan lebar !an pan'ang kapal #BL$
mempunai pengaruh terha!ap turning &hara&teristi&
kapal ang bersangkutan. (ebagai a&uan !alam peren&ana
21
Page 22
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 22/37
an kapal% hasil per&"baan gerak melingkar se'umlah
'enis kapal sebagaimana ang !iperlihatkan pa!a tabel.5
2abel.5 atio perban!ingan DtL0l kapal
DtL0l Kapal Perang
Battle ship Heavy cruiser
tanpadeadwood aft
Heavy cruiser !engan
deadwood aft
"estroyer ke&epatanren!ah
"estroyer ke&epatantinggi
5%9 * :%9 5%9 ) :%9 5% ) :% %9 ) %9 %9 ) %DtL0l Kapal Niaga
2anker +eneral cargo ug boat
5%: ) %9 :%:9 ) %19 1%9 ) /%59
* Latihan s"al #1$
(ebuah kapal barang pengangkut kau #timber carrier $
/ D42 berbaling*baling !an !aun kemu!i tunggal +
!"ble plate !engan p"t"ngan +symmetrical aerofoil,
!engan ukuran p"k"k kapal%L0l Lbp B H !#design$
8 199%1 m C%1 m 1%55 m C%:9 m %C/ m. esin
in!uk 1 unit m"t"r !iesel ber!aa 5C99 Hp pa!a /59 ?pm.
Ke&epatan kapal 6s 8 1/%9 kn"t% 6"lume "- !ispla&ement
kapal ∇ 8 C/99 m /% Luas bi!ang tengah meman'ang kapal
( 8 C m / !an luas !aun kemu!i A 8 11%/9 m /.
Dengan menggunakan pen!ekatan -"rmula Joessel untuk
n%besarna Diameter ta&ti&al #Dt$ !an rati" per
ban!ingan DtL0l saat kemu!i !i&ikar 7 8 59 ke kirike
kanan !apat !iestimasi sebagai berikut%
124,061,10065
200=
×=
×∇ Lwl ! , !imana coefficien K5 !apat
!iper"leh !ari tabel./ !engan melakukan interpelasi%
akni3
( )1113
A B A B
AC A " n −×
−−
+=
( ) 364,0370,0355,012,013,0
12,0124,037,0 =−
−
−+=
22
Page 23
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 23/37
e'angkan ntk $e%%iient !n 'ari %$r&a (15) 'apat 'itentkan,akni
26,137,0
466,0
574,305,015,0
574,011,0
305,015,0
11,0==
−×+
×=
+
=
α
α
!n
!nCn
;ari*'ari lingkaran putar#$ sesuai -"rmula #1:$%akni3
50,2621,020,1126,1
200364,03 =
××
=
×∇
=α
ρ ACosCn
"
2a&ti&al !iameter #Dt$ / 8 / //%9 8 / m.
(ehingga ratio perban!ingan DtL0l 8 /199%1 8 %//
* Latihan s"al #/$
(ebuah kapal barang semi container 59 D42
berbaling*baling !an kemu!i tunggal 'enis stream line
rudder .Ukuran p"k"k kapal L0l Lbp Bml! Hml! !
#design$8%99 m /%1 m 1%9 m %C9 m %:9 m.
esin in!uk penggerak kapal akni 1 unit m"t"r !iesel
159 HpC:9 ?pm. Ke&epatan kapal 6s 8 1/%9 kn"t%
6"lume "- displacement kapal ∇ 8 :9 m /.Luas bi!ang
tengah meman'ang kapal ( 8 9C m / !an luas !aun kemu!i
A 8 19%9 m. Perhitungan harga rati" DtL0l pa!a su!ut
&ikar kemu!i 7 8 59 a!alah sebagai berikut%
114,00,550
540=
×=
×∇ Lwl ! , !imana coefficien K5 !apat
!iper"leh !ari tabel./ !engan melakukan interpelasi%
akni3 ( )
1113 A B A B
AC A " n −×
−−
+=
( ) 3,040,0370,011,012,0
11,0114,040,0 =−
−−
+=
e'angkan ntk $e%%iient !n saa .a&n-a 'engan s$a& n$+1 a'a&a. 1,26+
;ari*'ari lingkaran putar#$ sesuai -"rmula #1:$%akni3
23
Page 24
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 24/37
2051,007,1026,1
5403,03 =
××
=
×∇
=α
ρ ACosCn
"
2a&ti&al !iameter #Dt$ / 8 / /9 8 :9 m.
(ehingga rati" perban!ingan DtL0l 8 :9%9 8 :%/
III.5 Peri"!e (irkulasi Kapal
Peri"!e sirkulasi kapal terbagi atas 5 #tiga$ -ase%
antara lain3
a. Peri"!e pertama
Dimulai saat kemu!i !i&ikar sehingga membentuk su!ut
kemu!i sampai pa!a saat kapal mulai berputar #0aktuna
relati- ke&il sehingga !ianggap n"l !etik. Apabila !aun
kemu!i !iputar sehingga membentuk su!ut #7$ maka akan
timbul gaa n"rmal kemu!i #Pn$ ang tegak lurus bi!ang
!aun kemu!i.
K"mp"nen gaa ke arah meman'ang kapal #Pn (in7$
!engan tahanan kapal #4$ akan menghambat gerak ma'u
kapal% se!angkan k"mp"nen gaa ke arah melintang kapal
Pn "s7 akan menebabkan kapal akan miring kesamping.
Pa!a permulaan peri"!e sirkulasi ini m"men inersia
kapal belum !apat mengimbangi m"men #k"pel$ ang !ibuat
"leh gaa Pn "s7 sebesar #Pn "s7 ?G$sehingga
menebabkan kapal miring ke kiri 'ika !aun kemu!i
!i&ikar ke kanan !an sebalikna kapal miring ke kanan
'ika !aun kemu!i !i&ikar ke kiri. Peri"!e sirkulasi ini
berlangsung sangat &epat !imana arah haluan kapal mulai
berbel"k ke kanan akibat a!ana m"men Pn "s7 ?G.
24
Page 25
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 25/37
b. Peri"!e ke!ua
Dimulai saat ke&epatan su!ut putar bertambah sampai
pa!a saat ke&epatan su!ut men'a!i k"nstan. (ebagai
akibat gerakan kesamping ba!an kapal pa!a peri"!e
sirkulasi pertama !an gerakan bel"k arah haluan kapal
!i peri"!e sirkulasi ke!ua maka tahanan kapal #4$ ang
semula beker'a pa!a centre line berangsur*angsur akan
berpin!ah ke arah belakang #4$!engan membentuk su!ut
#Q$ terha!ap centre line% sehingga k"mp"nen gaa arah
meman'ang kapal 4"sQ !an Pn (in7 merupakan k"mp"nen
gaa ang akan menghambat kapal. (e!angkan k"mp"nengaa 4(inQ akan mengimbangi Pn "s7 membuat kemiringan
ba!an kapal pa!a peri"!e sirkulasi ini men'a!i
berkurang.
K"pel 4sQ BG akan membantu k"pel Pn "s7 ?G
akan membuat ke&epatan su!ut gerak putar bertambah%
k"pel akan mengikuti lengkungan !engan 'ari*'ari ang
makin berkurang !engan bertambahna ke&epatan su!ut
gerak putar.
Pa!a kea!aan !imana tahanan 4 beker'a !iantara
titik G !engan haluan kapal% k"pel berputar !engan
haluan !ibagian !alam !an buritan bera!a !iluar
lengkungan lintasan titik G% k"n!isi ang !emikian
!inamakan path of centre gravity G.
&. Peri"!e ketiga
Dimulai saat keseimbangan kapal ter&apai% !alam hal
ini per&epatan su!ut !an per&epatan tangensial ke!ua
!uana akan berhenti. ;ari*'ari lengkunagn #$ men'a!i
25
Page 26
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 26/37
k"nstan !an akhirna titik G akan keluar !ari turning
circle. Peri"!e ketiga !i&apai setelah haluan kapal
telah men&apai su!ut 199 !ari arah semula.
A!apun t"rit"rial sirkulasi kapal sebagaimana ang
!iperlihatkan pa!a gambar .
Gambar . 2"rit"rial sirkulasi kapal
DF 8 Dma% !iameter sirkulasi kapal !an merupakan
ukuran utama sirkulasi kapal.
Dt 8 Diameter taktikal sirkulasi% 'arak antara bi!ang
membu'ur pa!a kea!aan pertama #saat kemu!i
!iputar$ !engan bi!ang membu'ur setelah kapal
berla0anan 1C99 !ari kea!aan pertama.
R1 8 Perubahan kesamping% a!alah 'arak titik berat
kapal !alam kea!aan pertama menga!akan perubahan
kemu!i !engan bi!ang membu'ur setelah menga!akan
perputaran 99.
R/ 8 Perubahan lurus% a!alah 'arak pen!ek antara
kea!aan kapal pertama sampai !engan titik berat
kapal setelah berputar 99
.R5 8 Perubahan perla0anan arah% a!alah 'arak maksimal
!ari kapal !alam kea!aan semula !engan kapal
berubah haluan pa!a peri"!e pertama.
Peri"!e sirkulasi a!alah 0aktu ang !ipergunakan untuk
arah 599% !apat !itentukan !engan -"rmula3
R
Rr Rs
×= 2
; !etik .....................#15$
26
Page 27
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 27/37
!imana3 R 8 Ke&epatan rata*rata setelah kapal
berputar melingkar @ kn"t
r 8 ;ari*'ari lingkaran @ m
BAB I6
KEUDI KAPAL
I6.1 Daun Kemu!i
Kapal berbaling*baling tunggal maupun berbaling*
baling gan!a biasana mempunai !aun kemu!i ang!itempatkan !iburitan kapal. Penempatan !aun kemu!i !i
buritan kapal lebih menguntungkan% antara lain !apat
terlin!ung !ari bahaa benturan !engan ben!a keras !ari
!epan !an 'uga mempunai pengaruh p"siti- akibat a!ana
interaksi antara ba!an kapal #hull$ !engan !aun kemu!i
tersebut serta a!ana arus air akibat putaran
propeller .
(aat berlaar% ke&epatan aliran air ang mele0ati
!aun kemu!i !i buritan kapal !ipengaruhi "leh arus ikut
#wake$akibat a!ana sekumpulan air ang terseret ikut
gerakan kapal #boundary layer $ !an 'ika !aun kemu!i
!itempatkan !i belakang pr"peller 'uga !ipengaruhi "leh
hembusan air !ari pr"peller # propeller race$.
Akibat ke!ua hal tersebut maka su!ut pukul air ang
membentur permukaan !aun kemu!i merupakan su!ut pukul
!aun kemu!i ang sesungguhna% besarna ti!ak sama
!engan su!ut kemu!i 7#ru!!er angle$.Nilaina tergantung
pa!a bentuk ba!an kapal !ibagian belakang #a-ter b"!
lines$!an gerakan putar !an gerakan a0ing kapal.
;enis*'enis !aun kemu!i baik kemu!i tunggal maupun
kemu!i gan!a ter!iri !ari 'enis kemu!i ang !u!uk pa!a
sepatu kemu!i # pintle kemu!i$% 'enis kemu!i spa!e !an
27
Page 28
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 28/37
!an 'enis kemu!i semi spa!e sebagaimana ang
!iperlihatkan pa!a gambar . (e!angkan kemu!i !an 'enis
tumpuan t"ngkat kemu!i #rudder stock $sebagaimaba ang
!iperlihatkan pa!a gambar .
Gambar. ;enis !aun kemu!i
Gambar . Kemu!i !an 'enis tumpuan t"ngkat kemu!i
6I./ Gaa !an "men Pa!a Daun Kemu!i
"rmulai gaa ang beker'a pa!a !aun kemu!i !an
m"men ang beker'a pa!a p"r"st"ngkat kemu!i perlu
!iketahui !alam peren&anaan kapal untuk menentukan luas
!aun kemu!i !an !an estimasi !aa ang !ibutuhkan mesin
kemu!i.
2
Page 29
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 29/37
Be!asarkan hasil per&"baan ang telah !ilakukan%
Baker !an Bottomley membuat suatu -"rmulasi untuk
menentukan gaa n"rmal pa!a !aun kemu!i kapal 'enis
pelat #plate ru!!er$berbaling*baling tunggal% !engan
-"rmula3
2Vs A# $n ××= ....................#1:$
Dimana3
Pn 8 gaa n"rmal pa!a !aun kemu!i @ Lbs
A 8 luas !aun kemu!i @ -t
6s 8 ke&epatan kapal @ -t!et
k 8 k"e-isien ang nilaina tergantung !ari aspect
ratio !an su!ut &ikar kemu!i #untuk !aun kemu!i
berbentuk persegi pan'ang$ sesuai tabel.:
2abel.: *oefficient k untuk !aun kemu!i pelat persegi pan'ang
79
s019 1 /9 59 5
/%5 9%: 9% 9%C: 1%19 1%/:
5%55 9%: 9%1 9% 1%99 1%15
79 8 su!ut kemu!is08 aspect ratio tinggi !an lebar !aun kemu!i
"rmulasi menurut *ho.o /no 3 Pn 8 C% A 6 / @ kg
"rmulasi !ka.aki3 Pn 8 19%/ A 6s/ @ kg
Dimana3
A 8 Luas !aun kemu!i @ m /
6 8 Ke&epatan @ kn"t
* Untuk kapal berbaling*baling tunggal3 6 8 1%19 6s
* Untuk kapal berbaling*baling gan!a3 6 8 1%1 6s
6s 8 Ke&epatan !inas @ kn"t
(e!angkan -"rmulasi gaa n"rmal pa!a !aun kemu!i
menurut Baker !an Bottomley a!alah5,104,1
Vs A# Fn ××=
!imana k 8 &"e--i&ient sesuai tabel.
2
Page 30
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 30/37
2abel. &"e--i&ient k
7919 1 /9 59 5
k 9% 9%C 1%99 1%5 1%/
Kebera!aan !aun kemu!i !iburitan kapal saat kapal
berlaar sebagaimana ang !iperlihatkan pa!a gambar C%
maka kiner'a !aun kemu!i akan !ipengaruhi "leh beberapa
-akt"r% antara lain3
* Pengaruh wake !an propeller race.
* (u!ut pukul arus air ang menimpa permukaan !aun
kemu!i ti!ak sama !engan su!ut &ikar kemu!i #rudder angle$.Perbe!aan tersebut bergantung pa!a bentuk b"!
plan !i bagian buritan kapal.
Gambar.C P"sisi !aun kemu!i saat kapal berlaar&ikar kanan
Gambar.C Kemu!i !an 'enis ru!!er st"&k
2"rsi pa!a p"r"s t"ngkat kemu!i !apat !ihitung !ari
hasil perkalian gaa n"rmal pa!a !aun kemu!i #n$
!engan 'arak !ari sumbu putarsumbu t"ngkat kemu!isampai titik P% titik !imana beker'a gaa n"rmal
#a!alah a$ sesuai -"rmula3
( )d x Fna $n% −×=×=
1 ...........#1$
!imana3
* S 8 t"rsi pa!a p"r"s t"ngkat kemu!i @ lbs-t
* n 8 gaa n"rmal pa!a !aun kemu!i @ -t/
30
Page 31
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 31/37
* a 8 ;arak antara t"ngkat kemu!i !engan titik !imana
beker'a gaa n"rmal #Pn$ pa!a !aun kemu!i @ -t
* <1 8 ;arak antara u'ung !aun kemu!i bagian !epan
!engan titik #Pn$ @ -t
* ! 8 ;arak antara u'ung !aun kemu!i bagian !epan
!engan t"ngkat kemu!i @ -t
A!apun letak 'arak <i% a% ! !an letak titik P
(ebagaimana ang !iperlihatkan pa!a gambar.
Gambar. Daun kemu!i !u!uk !an gantung
Gaa n"rmal !an t"rsi kemu!i terha!ap tepi !epan
!aun kemu!i !apat menggunakan -"rmula Joessel !engan
&"e--i&ient #n$ melalui per&"baan !engan menggunakan
papan segi empat !apat !itentukan !engan -"rmula3
0
0
2
0
sin305,015,0
sin77,0
α
α
+××
= V A
$n
................#1$
1
0
0
2
0
sin305,015,0
sin77,0 x
V A%r ×
+××
=α
α
............. #1$
(e!angkan -"rmulasi untuk besarna t"rsi pa!a
t"ngkat kemu!i% akni t"rsi kemu!i terha!ap p"r"s putarkemu!i a!alah3
( )d x
V A% −×
+××
= 1
0
0
2
0
sin305,015,0
sin77,0
α
α
.........#1C$
Dimana3 6 9 8 ke&epatan aliran air @ -t!et
79 8 su!ut pukul @ !era'at
31
Page 32
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 32/37
Gaa !an t"rsi pa!a kemu!i menurut Bir" Klasi-ikasi
In!"nesia% untuk !aun kemu!i biasa !apat menggunakan
-"rmula3
Pn 8 15/.A.6 / k1 k/ k5 k: @ N .......#1a$
Pn 8 15%:.A.6 / k1 k/ k5 k: @Kg......#1b$
!imana3 A 8 t"tal luas !aun kemu!i ang bergerak @ m /
untuk no..le rudders% besarna A !ihitung
ti!ak b"leh lebih ke&il !ari 1%5 luas
pr"eksi no..le na.
6 #untuk k"n!isi kapal ma'u*ahead $
6 8 6 9 akni 'ika ke&epatan maksimum kapal#kn"t$ saat putaran mesin in!uk ma'u penuh
pa!a sarat kapal +summer load water line,
!an k"n!isi laut tenang.
Bilamana 6 9< 19 kn"t maka nilai 6 na a!alah
6 815# 6 9 T /9 $@kn"t
6 #untuk k"n!isi kapal mun!ur*astern$
6 8 6 a akni 'ika ke&epatan kapal mun!ur #kn"t$saat putaran mesin in!uk mun!ur penuh.
Bilamana 6 a ≤ 9%: 6 9 atau kn"t% !iambil
harga ang terke&il% !alam hal ini ti!ak
perlu perhitungan gaa n"rmal !an t"rsi.
A!apun bagian !ari suatu !aun kemu!i
sebagaimana !iperlihatkan pa!a gambat 19.
32
Page 33
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 33/37
Gambar 19. Bagian !aun kemu!i
K1 8 coefficient ang besarna tergantung !ari
aspect ratio 8 15 # T/$ !imana hargaᴧ ᴧ
ti!ak b"leh lebih besar !ari /
K/ 8 coefficient ang besarna tergantung !ari
tpe p"t"ngan pr"-il !aun kemu!i% sesuai
tabel.
K5 8 coefficient ang besarna tergantung pa!a
l"kasi penempatan !aun kemu!i% akni3
* 9%C9 untuk !aun kemu!i !iluar propeller
0et.
* 1%1 untuk !aun kemu!i !ibelakang
propeller no..le.
- 1%99 bagi ang lain termasuk !aun kemu!i
!alam peopeller 0et.
K: 8 coefficient ang tergantung pa!a thrust
coefficient K2 !an biasana K2 8 1%9.
42
D
T " T ××
=π ρ
!imana3 2 8 gaa !"r"ng ang !ihasilkan baling*baling #thrust$ @ kg
8 masa 'enis air laut #!ensit$ @
kg !et/m :
n 8 putaran tiap !etik #rps$baling*
baling @ !et*1
D 8 !iameter baling*baling @ m
2abel. *oefficient K/ a
33
2ipe p"t"ngan pr"-il !aun kemu!i1!*!-22 series
+otingen profileslat side profiles
Hollow profiles
High liftrudders
Page 34
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 34/37
$ Harus a!a pertimbangan khusus% 'ika ti!ak !iketahui maka
!iambil 8 1%
2"rsi pa!a t"ngkat kemu!i% !apat !itentukan !engan
-"rmula3
S 8 Pn r @ Nm ......................#/9a$
S 8 Pn r @ kg ......................#/9b$
!imana3 r 8 0 #7 ) k b$ @ m
harga minimum r 8 9%1 0 @ m
7 8 9%55 #untuk k"n!isi kapal ma'u$% 7 8 9%
#untuk k"n!isi kapal mun!ur 7 8 9% bagi
hollow rudders$.
Bila a!a bagian !aun kemu!i bera!a !ibelakang
#fi'ed structure$% seperti halna tan!uk kemu!i
#rudder horn$% maka3 7 8 9%/ #untuk k"n!isi
kapal ma'u$ !an 7 8 9% #untuk k"n!isi kapal
mun!ur$. Bagi high li-t ru!!er !iambil harga7 8 9%: untuk k"n!isi kapal ma'u.
k b #balance factor $8 A -A%8 9%9C untuk kemu!i
'enis unbalanced .
Untuk !aun kemu!i !engan a!a bagian ang !ip"t"ng
#cut-out$tipe semi spade rudder maka gaa n"rmal
!iperhitungkan untuk masing*masing luas !aun !engan
menggunakan -"rmula #1a !an 1b$kemu!ian men'umlahkan
na% !engan -"rmulasi sebagai berikut3
Pn1 8 Pn#A 1A$ @ N atau Pn1 8 Pn#A 1A$ @ kg ...#/1a$
Pn/ 8 Pn#A /A$ @ N atau Pn/ 8 Pn#A /A$ @ Kg ...#/1b$
!imana harga gaa n"rmal Pn !ihitung !engan
menggunakan -"rmula #1a !an 1b$untuk masing*masing
luas !aun kemu!i% sehingga gaa n"rmal !aun kemu!i ang
sesungguhna a!alah3
Pn 8 Pn1 T Pn/ @ N atau Kg ..............#//$
34
!head 1%1 1%1 1%5 1%
!stern 1%: 1%: 1%: $
Page 35
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 35/37
(e!angkan t"rsi terha!ap t"ngkat kemu!i !apat
!itentukan sebagai berikut3
S1 8 Pn1 r1 @ Nm !an S/ 8 Pn/ r/ @ Nm ........#/5a$
S1 8 Pn1 r1 @ Kgm !an S/ 8 Pn/ r/ @Kgm .......#/5b$
!imana3 r1 8 01 #7 ) k b1$@ m !an k b1 8 A 1-A 1
r/ 8 0/ #7 ) k b/$@ m !an k b/ 8 A /-A /
Perhatikan gambar 19.
A 1- !an A /- masing*masing a!alah luas bagian
atas !an ba0ah !i!epan sumbu t"ngkat kemu!i
#sumbu putar kemu!i$.
01 8 A 1(1 !an 0/ 8 A /(/ % (1 !an (/ masing* masing a!alah rata*rata !ari luas !aun A 1 !an
luas !aun A / % sehingga t"tal t"rsi pa!a kemu!i
men'a!i3
S 8 S1 T S/ @ Nm atau S min 8 Pn r1%/ min @ Nm !an
S 8 S1 T S/ @ kgm atau S min8 Pn r1%/ min @ Kgm
ang mana untuk k"n!isi kapal ma'u3
? 1%/ min 8 9%1A #01 A 1 T 0/ A /$ @ m % !engan
mengambil harga ang terbesar.
6I.5 Luas Daun kemu!i
a. Luas !aun kemu!i !engan -"rmula pen!ekatan
*ho.o /no a!alah3
r
T L A
×=
; 2 ..........#/:$
Dengan harga ru!!er &"e--i&ient #r$% antara
lain3
* Kapal barang 3 r 8 9% untuk kapal ang
!iisaratkan memiliki kemampuan "lah gerak
#man"eureablit$ tinggi r ≤ .
* Kapal tun!a #tug b"at$!an kapal peneberangan
#-err$% r 8 9 ~ 70
b. Luas !aun kemu!i !engan -"rmula pen!ekatan
ba!an klasi-ikasi% antara lain3
35
Page 36
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 36/37
1. Det N"rske 6eritas #Dn6$
+
×=
2
251100 L
BT L A
@ m/ ................
#/$
Dimana3 L 8 pan'ang 0ater line @ m
B 8 lebar kapal%# moulded $ @ m
2 8 sarat kapal ran&angan #k"n!isi
muatan penuh$ @ m
/. BKI #sama !engan GL$
××
×××=100
75,14321
T L & & & & A
@ m / .....#/$
!imana3
-1 #-akt"r tipe kapal$8 1%9 untuk kapal pa!a
umumna% 8 9% untuk kapal bulk carriers
!an tankers !engan displacement ⩟ V 9.999 t"n. 8 9% untuk kapal tun!a !an
trawller .
-/ #-akt"r tipe kemu!i$8 1%9 untuk !aun
kemu!i pa!a umumna% 8 9% untuk kemu!i
semi spade% 8 9%C untuk kemu!i gan!a
#tiap !aun kemu!i$% 8 9% untuk !aun
kemu!i tipe high lift.-5 #-akt"r p"t"ngan pr"-il$8 1%9 untuk
pr"-il NAA !an !aun kemu!i pelat
tunggal%8 9%C untuk pr"-il kemu!i hollow%
: #-akt"r penempatan kemu!i$ 8 1%9 untuk
kemu!i !i!alam propeller 0et% 8 1% untuk
ang terletak !iluar propeller 0et.
36
Page 37
7/23/2019 Dinamika Bab i, Bab 2, Bab III Dan Bab IV
http://slidepdf.com/reader/full/dinamika-bab-i-bab-2-bab-iii-dan-bab-iv 37/37
Untuk perhitungaan luas !aun kemu!i tipe
semi spa!e agar !itambah 9 W !ari luas
pr"eksi # pro0ectet area$tan!uk kemu!i
#rudder horn$% sesuai gambar.11a !an 11b