ANALISA PERANCANGAN STERN DRIVE PADA BOAT FISHING SPORT 12 METER Ananto Sudarmadi 1), Ir. Agoes Santoso, Msc.M.Phil 2) 1) Mahasiswa : Jurusan Teknik Sistem Perkapalan,FTK – ITS 2) Staf Pengajar : Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, FTK – ITS Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail :
[email protected],
[email protected]
This paper will analyze the planning stern drive installed on a sport fishing boat 12 meters. With this analysis are expected to know how to use stern drive effect on the Sport Fishing Boat. This is a stern drive (Inboard An Outboart Motor and Motor). Operation of this unit in the forward power of the engine that was in the Hull. Where this unit combines between the propeller and rudder. This plan obtained stern drive operational cost of Rp 3.162.600/hp to 15 knots and 20 knots for the 4.216.800/hp Rp. Outboard Engine 1 (Yamaha) Rp 7.992.600/hp to 15 knots and 20 knots for the 8.870.400/hp Rp. Outboard Engine 2 (Suzuki) 5.138.000/hp to 15 knots and Rp 8.870.400/hp to 20 knots. Outboard Engine 3 (mercury) Rp 787.500/hp to 15 knots and Rp 924.000/hp to 20 Knots. It can be concluded stern drive has operations that have lower operating costs except the Outboard Engine 3 (mercury) Keyword : Stern Drive, Boat Fishing Sport, operating costs.
1. PENDAHULUAN erkembangan dunia perkapalan yang pesat menyebabkan banyak hal-hal baru yang diciptakan, salah satunya adalah sistem propulsi kapal. Dimana kehandalan gerakan kapal dibutuhkan sebagai sarana transportasi di wilayah negara perairan. Hal ini mempunyai arti bahwa, kapal haruslah mempunyai sistem propulsi (pengerak) yang dapat mengatasi keseluruhan gaya-gaya hambat (Total Resisteance) yang terjadi agar memenuhi standartnya. Secara umum, sistem propulsi kapal terdiri dari 3 (tiga) komponen utama, antara lain : Motor pengerak utama (main engine), sistem transmisi, dan alat gerak (propulsor). Ketiga komponen utama ini merupakan satu kesatuan yang didalamnya proses perencanaannya tidak dapat ditinjau secara terpisah. Konfigurasi dari ketiga komponen utama ini sangat dipengaruhi oleh rancangan fungsi kapal itu sendiri, serta bagaimana misi yang harus dijalankan dalam operasionalnya dilaut. (Suryo adji. Pengenalan sistem propulsi kapal, 2006) Motor Tempel (An Outboard Motor) adalah Sistem Propulsi pada kapal yang terdiri dari beberapa unit mandiri yang meliputi engine/mesin, Gearbox dan propeller. Yang dirancang untuk ditempelkan diluar lambung dimana dapat berfungsi sebagai pengerak kapal serta dapat juga berfungsi sebagai kemudi kapal. Hal ini merupakan metode yang
P
sangat umum untuk mendorong perahuperahu kecil serta memberikan sistem propulsi kemudian menyediakan sistem kemudi yang dimana sistem propulsi dan kemudi dirancang sedemikiaan rupa untuk mengendalikan arah beserta dorongannya. Untuk Stern Drive itu sendiri merupakan (An Outboart Motor dan Inboard Motor) hal ini dikarenakan ada beberapa bagian yang berada diluar lambung serta didalam lambung hal ini dikarenakan Dalam Pengoperasian unit ini meneruskan power dari engine yang berada dalam lambung kapal, sehingga nanti terdapat shaft yang nanti menerus dari engine menuju stern drive. Dimana unit ini mengabungkan antara propeller serta kemudinya. Untuk Kapal-kapal dengan ukuran kecil sampai sedang direkomendasikan memakai sistem pengerak berupa stern drive ini, dimana dapat diambil sebagai contoh yaitu pengunaan stern drive pada Boat Fishing sport 12 meter. prinsipal dimension sebagai berikut : Length Over All (LOA) : 12,43 m, Length Water Line (LWL) : 10,20 m, Length Of Perpendicular (LPP) : 10,60 m, Breadth (mld) : 3,50 m, Breadth (maximum) : 3,70 m, Height (mld) to Main Deck : 1,75 m, Height total (incl.Antenna) : 4,66 m, Draft (maximum) : 0,60 m, Displacement : 8,84 Ton, Speed (maximum) : 20 Knot, Speed (Economy) : 15 Knot, Crews : 2 Persons, Passanger : 10 Persons, Endurance (at Cruising 18 Knot : 250 NM, Endurance (at econo. 15 Knot) : 350 NM, Endurance Time (minimum) : 14 Hours, Sea State Capability : SS-3, Wave Height Capability : 1,50 m. Dalam pengoperasian awal Boat fishing sport 12 meter ini awalnya mengunakan propulsi berupa motor tempel, akan tetapi jenis propulsi ini memiliki kendala yaitu boros akan bahan bakar. Oleh karna itu ada jenis propulsi lain selain motor tempel yang dapat digunakan juga untuk pengerak/propulsi dari boat fishing sport 12 meter yaitu stern drive, stern drive ini merupakan diesel engine yang memiliki bahan
bakar yang sama, akan tetapi memiliki keunggulan yaitu tidak boros bahan bakar. 2. TINJAUAN PUSTAKA Stern Drive merupakan (An Outboart Motor dan Inboard Motor) hal ini dikarenakan ada beberapa bagian yang berada diluar lambung serta didalam lambung hal ini dikarenakan Dalam Pengoperasian unit ini meneruskan power dari engine yang berada dalam lambung kapal, sehingga nanti terdapat shaft yang nanti menerus dari engine menuju stern drive. Dimana unit ini mengabungkan antara propeller serta kemudinya.
mengandung pengeruh dari gesekan, pengaruh dari gelombang, pengaruh dari angin dan pengaruh lainnya.
Rt = Rgesek + Rudara + Rsisi + Rkemudi + Rpropeller Tahanan gesek adalah komponen tahanan dengan mengintergralkan tegangan tangensial keseluruhan permukaaan basah menurut gerakan kapal, Tahanan gelombang secara umum adalah bagian besar dari tahanan yang terkait dengan energi yang dikeluarkan untuk menimbulkan gelombang kavitasi. Tahanan udara adalah tahanan yang dialami anggota badan kapal yang berada diatas permukaan air dan bangunan atas karena gerakan kapal diudara. Tahanan sisa adalah kuantitas yang merupakan hasil pengurangan dari tahanan total badan kapal, yaitu suatu tahanan gesek yang merupakan hasil perhitungan yang diperoleh dengan memakai rumus atau cara khusus. Tahanan kemudi adalah komponen tahanan tambahan yang disebabkan pengunaan kemudi. 2.3. DAYA MOTOR PENGERAK
Gambar 1. Stern Drive
2.1. KARAKTERISTIK STERN DRIVE PROPULSION SYSTEM Keuntungan dari system strendrive dibanding system outboards adalah ketersediaan horsepower per engine yang lebih tinggi. Kerugian utama dari stern drive dibandingkan straight inboard adalah perawatan dari I/O (inboard dan outboard engine) lebih rumit daripada tipe outboard engine dalam beberapa bagian serta hal-hal lain 2.2. HUBUNGAN ANTARA BADAN KAPAL, MOTOR DAN PROPELLER 2.2.1. PENDAHULUAN Badan kapal, motor induk dan propeller mempunyai hubungan satu sama lain yang berinteraksi membentuk satu sistem oleh karna itu dibutuhkan satu keseimbangan yang terbaik antara bagian tersebut guna mendapatkan suatu system yang dapat berjalan dengan optimal. Berubahnya satu bagian sistem tersebut akan berpengaruh langsung maupun tidak langsung pada bagian yang lainnya. Untuk menyamakan definisi, maka berikut ini merupakan penjelasan dalam interaksi antara kapal, motor pengerak dan propeller 2.2.2. TAHANAN KAPAL Tahanan total kapal terbentuk dari beberapa komponen berbeda yang saling berinteraksi satu sama lain. nilai tahanan total adalah jumlah dari semua gaya-gaya yang berlawanan dengan gaya-gaya gerak kapal. Oleh karna itu maka tahanan total (Rt)
Gambar 2. Distribusi daya
Daya Efektif (Effective Power-PE) adalah besarnya daya yang dibutuhkan untuk mengatasi gaya hambat dari badan (hull), agar kapal dapat bergerak dari satu tempat ketempat lain dengan kecepatan service sebesar Vs. Daya Dorong (Thrust Power PT) adalah besarnya daya yang dihasilkan oleh kerja dari alat gerak kapal (Propullsor) untuk mendorong badan kapal. Daya yang disalurkan (Delivered Power-PD) adalah daya yang disalurkan oleh motor melalui poros dan diserap oleh baling-baling kapal guna menghasilkan daya dorong (PT), Daya Poros (Shaft Power -PS) daya yang terukur hingga daerah didepan bantalan tabung poros (stern tube) dri sistem perporosan pengerak kapal., Daya Rem (Brake Power-PB) adalah daya yang dihasilkan oleh motor pengerak utama (main engine) 3. METODOLOGI PENGERJAAN Adapun langkah-langkah perhitungan guna menyelesaikan tugas ahkir ini Secara garis besar yang akan dilakukan adalah sebagai begikut: Pertama-tama Pembuatan Linesplan (mengunakan Bantuan Program Maxurf) kemudian Membuat general Arrangement. Lalu Melakukan perhitungan tahanan (Mengunakan Bantuan program Hullspeed) kemudian Melakukan perhitungan Kebutuhan Power Engine lalu Memilih
sterndrive yang tepat. Kemudian melakukan analisa. Tahap penelitian dimulai melihat kondisi dari boat fishing sport 12 meter tersebut, untuk kemudian melihat kemampuan serta performance dari boat fishing sport 12 meter tersebut. Apakah masih mampu untuk bekerja secara baik sesuai kemampuan serta kapasitasnya. untuk kemudian dirumuskan menjadi permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini
Tabel 3. Nilai tahanan, kecepatan dan daya kapal pada efficiency 70% (Hullspeed)
4. ANALISA DAN PEMBAHASAN Lambung kapal dapat dimodelkan melalui Program maxsurf, maka output parameter seperti nilai Koefisien block (Cb), Koefisien Prismatic (Cp), Displacement, Panjang garis air (LWL) dan luas permukaan basah (WSA) dapat digunakan sebagai data untuk input parameter pada saat melakukan perhitungan tahanan kapal.
Setelah Perhitungan diatas, maka selanjutnya perhitungan gaya dorong kapal (T), dimana daya dorong berikut merupakan daya dorong pada satu propeller. EHP (Effective Horse Power) Dinas = Rt x Vs DHP (Delivery Horse Power) = EHP / ɳH x ɳr x ɳo SHP (Shaft Horse Power) = DHP / ɳB ɳS BHP (Brake Horse Power) = SHP / ɳG Berikut ini merupakan table speed power prediction pada kecepatan 15-20 m/s
Tabel 1. Output Data Kapal (maxsurf)
Measurement Displacement Volume Draft to Baseline Immersed depth Lwl Beam wl WSA Cp Cb Cm
Value 8,825 8,609 0,6 0,6 10,673 3,307 33,286 0,72 0,407 0,566
Unit Ton m3 m m m m m2
Pada perhitungan tahanan ini mengunakan bantuan Software Hullspeed dengan metode Perhitungan savitsky planing dan Holtorp. Perhitungan tahanan kapal merupakan metode untuk mendapatkan nilai gaya hambat kapal. Namun nilai yang didapat bukanlah nilai yang sesungguhnya, tetapi merupakan nilai pendekatan yang sesuai dengan bentuk lambung kapal. Nilai Tahanan yang dihitung adalah nilai tahanan dengan kecepatan 15 Knot-20 Knot pada saat Draft 0,6 m sesuai dengan desain Draft. Tabel 2. Output Data Kapal (Hullspeed)
Tabel 4. Tabel Speed Prediction
Dari hasil perhitungan diatas maka didapat spesifikasi sesuai dengan daya yang dibutuhkan, sehingga didapat spesifikasi motor atau stern drive adalah sebagai berikut
Merk Type
: YANMAR : 6BY2-220
Maximum output (at crankshaft) : 162 kW ( 220 mhp) / 4000 Rpm Displacement : 2.993 L (183 cu in) 4.1. ANALISA EKONOMIS 4.1.1. BIAYA OPERASIONAL Biaya operasional pada suatu kapal umumnya ditentukan oleh factor yang dominan yakni kosumsi bahan bakar selama kapal itu beroperasi. Sebelum menentukan besarnya biaya kebutuhan bahan bakar terlebih dahulu harus diketahui berat dari bahan bakar yang dibutuhkan selama kapal beroperasional. Untuk stern drive : Pada Kecepatan 15 knot = BHP = 106,25 kW Lama pelayaran (1 Trip) = 14 jam
Kebutuhan Fuel Cosumtion pada kecepatan 15 Knot (106,25 kW) adalah 22,59 g/kWh 22,59 = liter/14 Liter = 316,26 Harga marine high speed diesel (HSD) untuk operasional adalah Rp 10.000 per liter maka biaya bahan bakar pada kapal Sport fishing boat dengan kecepatan 15 knot : Biaya HSD = 316,26 x 10.000 = Rp 3.162.600/Hp Pada kecepatan 20 knot = BHP = 141,67 Kw Lama pelayaran (1 Trip) =14 jam Kebutuhan Fuel Cosumtion pada kecepatan 20 Knot (141,67 kW) adalah 30,12 g/kWh 30,12 = liter/14 Liter = 421,68 Harga marine high speed diesel (HSD) untuk operasional adalah Rp 10.000 per liter maka biaya bahan bakar pada kapal Sport fishing boat dengan kecepatan 20 knot : Biaya HSD = 421,68 x 10.000 = Rp 4.216.800/Hp Spesifikasi Motor Tempel 1 Merk : Yamaha 200 HP – 4 Tak Model : F200B/FL200B HorsePower : 200 HP Pada BHPengine = 106,25 kW Lama pelayaran (1 Trip) = 14 jam Kebutuhan Fuel Cosumtion pada kecepatan 15 Knot (106,25 kW) adalah 57,09 g/kWh 57,09 = liter/14 Liter = 799,26 Harga marine solar untuk operasional adalah Rp 10.000 per liter maka biaya bahan bakar pada kapal Sport fishing boat dengan kecepatan 15 knot : Biaya HSD = 799,26 x 10.000 = Rp 7.992.600/Hp Pada BHPengine = 141,67 Kw Lama pelayaran (1 Trip) = 14 jam Kebutuhan Fuel Cosumtion pada kecepatan 20 Knot (141,67 kW) adalah 63,36 g/kWh 63,36 = liter/14 Liter = 887,04
Harga marine solar untuk operasional adalah Rp 10.000 per liter maka biaya bahan bakar pada kapal Sport fishing boat dengan kecepatan 20 knot : Biaya HSD = 887,04 x 10.000 = Rp 8.870.400/Hp
Spesifikasi Motor Tempel 2 Merk : SUZUKI Model : DF200 TX HorsePower : 200 Pada BHPengine = 106,25 kW Lama pelayaran (1 Trip) = 14 jam Kebutuhan Fuel Cosumtion pada kecepatan 15 Knot (106,25 kW) adalah 36,70 g/kWh 36,70 = liter/14 Liter = 513,8 Harga marine solar untuk operasional adalah Rp 10.000 per liter maka biaya bahan bakar pada kapal Sport fishing boat dengan kecepatan 15 knot : Biaya HSD = 513,8 x 10.000 = Rp 5.138.000/Hp Pada BHPengine = 141,67 Kw Lama pelayaran (1 Trip) = 14 jam Kebutuhan Fuel Cosumtion pada kecepatan 20 Knot (141,67 kW) adalah 69,30 g/kWh 69,30 = liter/14 Liter = 970,2 Harga marine solar untuk operasional adalah Rp 10.000 per liter maka biaya bahan bakar pada kapal Sport fishing boat dengan kecepatan 20 knot : Biaya HSD = 970,2 x 10.000 = Rp 9.702.000/Hp Spesifikasi Motor Tempel 3 Merk : MERCURY Model : 200 Verado HorsePower : 200 hp/ 149 kW Pada BHPengine = 106,25 kW Lama pelayaran (1 Trip) = 14 jam Kebutuhan Fuel Cosumtion pada kecepatan 15 Knot (106,25 kW) adalah 562 g/kWh 56,25 = liter/14 Liter = 787,5 Harga marine solar untuk operasional adalah Rp 10.000 per liter maka biaya
bahan bakar pada kapal Sport fishing boat dengan kecepatan 15 knot : Biaya HSD = 787,5 x 10.000 = Rp 7.875.000/Hp Pada BHPengine = 141,67 Kw Lama pelayaran (1 Trip) = 14 jam Kebutuhan Fuel Cosumtion pada kecepatan 20 Knot (141,67 kW) adalah 66 g/kWh 66 = liter/14 Liter = 924 Harga marine solar untuk operasional adalah Rp 10.000 per liter maka biaya bahan bakar pada kapal Sport fishing boat dengan kecepatan 20 knot : Biaya HSD = 924 x 10.000 = Rp 9.240.000/Hp 4.1.2. BIAYA INVESTASI Untuk Stern drive Merk : YANMAR Type : 6BY2-220 Harga 1 Unit Stern drive = € 24.980,00 (1 € = Rp 12.000) = Rp 299.760.000,00 Untuk Motor Tempel 1 : Merk : Yamaha 200 HP – 4 Tak Type : F200B/FL200B Harga 1 Unit Motor Tempel 1 = US $ 20.655,00 ( 1 US $ = Rp 10.000) = Rp 206.550.000,00 Untuk Motor Tempel 2 : Merk : SUZUKI Type : DF200 TX Harga 1 Unit Motor Temple 2 = US $ 15.565,00 ( 1 US $ = Rp 10.000) = Rp 155.650.000,00 Untuk Motor Tempel 3 : Merk : MERCURY Type : 200 Verado Harga 1 Unit Motor Tempel 3 = US $ 15.323,00 ( 1 US $ = Rp 10.000) = Rp 153.530.000,00
Maka dapat diambil kesimpulan dalam perancangan stern drive untuk mendapatkan pengoperasiaan yang efektif dan optimal untuk boat fishing sport 12 meter ini, lebih baik untuk mengunakan system propulsi sterndrive karena memiliki keunggulan dalam menghemat pengeluaran untuk bahan bakar serta Powerfull & efisien kemudian ringan dan tahan lama usia pakainya lebih panjang daripada motor temple dan yang terahkir Getaran rendah dan kebisingan juga rendah. Selain itu patut sebagai diperhatikan juga yaitu biaya investasi dimana sebagai berikut Tabel 6. Perbandingan biaya operasional dan Investasi
6. UCAPAN TERIMAKSIH
5. KESIMPULAN Kesimpulan yang diperoleh dari hasil perhitungan dan analisa dari perancangan sterndrive pada sport fishing boat 12 m yang dilakukan, dimana perhitungan mengacu pada BHPmcr, SFOC, serta Lama pelayaran yang mana dilakukan perbandingan dengan system convensional atau banyak yang menyebut dengan motor temple. Table 5. Perbandingan Biaya Operasional
Orang tua tercinta yang dengan daya upaya selalu memberikan dukungan baik secara lahir dan batin. Bapak DR. Ir. A.A. Masroeri M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik Sistem Perkapalan. Bapak Ir. Agoes Santoso, Msc.M.Phil selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu dan kesabaranya untuk membimbing penulis serta memberikan arahan selama pengerjaan tugas akhir ini. Teman-teman satu angkatan dan teman-teman lainya yang tidak dapat saya sebutkan satu per satu semoga mendapatkan kebahagiaan dunia dan akhirat.
7. REFERENSI Materi Kuliah Desain IV. Sistem Permesinan dan Kelistrikan Kapal Materi Kuliah Desain II. Propeller dan Sistem Perporosan
Materi Kuliah. Sistem Propulsi Kapal Lanjut Adji, S. W, (2006), Diktat Kuliah Pengenalan Sistem Propulsi Kapal, Tehnik Sistem PerkapalnFTK-ITS, Surabaya Harrington, Roy.L, Marine Engineering Harvald, Sv. Aa(1983). Resistence and Propulsion of Ship www.yanmar.com.au/products/marineengines/power-boat-engine/ www.volvopenta.com/.../na/en/.../stern drive www.mercurymarine.com/engines/out boards/fourstokes/40-60/ suzukimarine.com.au/ www.yamaha-motor.com.au › Products
