Sidang Tugas Akhir (MN 091382)
DESAIN ULANG KAPAL PERINTIS 200 DWT UNTUK MENINGKATKAN PERFORMA KAPAL
Oleh : Galih Andanniyo
4110100065
Dosen Pembimbing : Ir. Wasis Dwi Aryawan, M.Sc., Ph.D. Jurusan Teknik Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014
7/10/2014
1
Latar Belakang Kapal Perintis 200 DWT Telah dibangun
Problem : KG Terlalu Tinggi Stabilitas Buruk
SOLUSI SEMENTARA: Pemberian Ballast Tetap
Payload berkurang
7/10/2014
JANGKA PANJANG: Desain Ulang
Stabilitas baik & Payload memenuhi 2
Batasan Masalah • •
Analisa teknis yang dilakukan meliputi tahanan, stabilitas, titik berat, pembuatan rencana garis dan rencana umum Masalah teknis (perancangan) yang dibahas hanya sebatas concept design
7/10/2014
3
Maksud dan Tujuan Tugas Akhir ini dimaksudkan untuk mendapatkan desain kapal perintis yang memiliki stabilitas yang baik sesuai dengan kriteria Intact Stability Code. Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : a. Merubah ukuran utama kapal b. Membuat model kapal c. Membuat Rencana Garis dan Rencana Umum
7/10/2014
4
Manfaat 1.
2. 3.
Sebagai referensi bagi Kementrian Perhubungan Republik Indonesia dan Galangan dalam membangun kapal perintis serupa di masa yang akan datang. Sebagai referensi bagi konsultan dalam mendisain kapal sejenis di masa yang akan datang. Menambah wawasan penulis dan calon peneliti selanjutnya sehingga nantinya dapat dikembangkan.
7/10/2014
5
Hipotesis Stabilitas kapal perintis 200 DWT dapat diperbaiki dengan menambah tinggi dan atau lebar kapal.
7/10/2014
6
Studi Literatur STABILITAS KAPAL Stabilitas statis kapal tergantung dari faktor berat dan faktor bentuk kapal. Faktor Berat dipengaruhi oleh letak titik Gravity (G) Faktor Bentuk kapal dipengaruhi oleh letak titik Buoyancy (B). GZ = KN – KG . Sinθ
7/10/2014
7
Metodologi MULAI
Studi Literatur Mengenai Rumusan Masalah Untuk Melakukan Desain
YA
General Arrangement
Pengumpulan Data Kapal Kesimpulan dan Saran Analisa Stabilitas, Hambatan dan Periode Oleng Kapal
Menentukan Rasio Ukuran Utama Menentukan Ukuran Utama Model
TIDAK
SELESAI
Menghitung Titik Berat
Pembuatan Model
7/10/2014
8
DATA PENUNJANG TUGAS AKHIR
7/10/2014
9
Kondisi Eksisting Kapal Perintis 200 DWT 1. Ukuran Utama • • • • • •
Panjang seluruh kapal (LOA) Panjang antar garis tegak (LPP) Lebar (B) Tinggi (H) Sarat (T) Cb
= = = = = =
44.30 39.90 09.00 03.60 02.30 0.58
m m m m m
2. Data Inclining Test WEIGHT LCG (ton) (m) 560.477 20.098
KETERANGAN DISPLACEMENT KAPAL SAAT PERCOBAAN KOREKSI PENAMBAHAN BEBAN JUMLAH KOREKSI PENGURANGAN BEBAN KAPAL KOSONG KAPAL KOSONG
KG KM GM=KM ‐ KG
7/10/2014
2.1 562.577 182.243 = 380.334
= = =
MOMENT KG (ton.m) (m) 11264.458 3.661
10.5 22.05 20.062 11286.508 25.64 4672.781 17.389 380.334 6613.727 ton
4.888 4.745 ‐0.144
6.652 3.672 1.135 4.888
MOMENT (ton.m) 2,052.18 13.97 2066.146 206.936 1859.21
m m m
10
Kondisi Eksisting Kapal Perintis 200 DWT 3. General Arrangement
7/10/2014
11
DESAIN ULANG
7/10/2014
12
1.Menentukan Rasio Kapal
NO
Nama Kapal
Dimensi
Dari table di samping dapat disimpulkan:
DWT
B
H
L
L/B
Rasio B/H
L/H
1
SABUK NUSANTARA 44
600
14.00
6.20
68.50
4.89
2.26
11.05
Rasio L/B untuk kapal perintis ada pada rentang 4.08 - 5.88
2
SABUK NUSANTARA 27
500
12.00
4.20
51.50
4.29
2.86
12.26
3
SABUK NUSANTARA 28
650
12.00
4.50
58.50
4.88
2.67
13.00
Rasio B/H untuk semua kapal ada pada rentang 1.43 - 3.16
4
SABUK NUSANTARA 29
500
12.00
4.20
51.80
4.32
2.86
12.33
5
SABUK NUSANTARA 31
450
12.00
4.00
62.80
5.23
3.00
15.70
Rasio L/H untuk semua kapal ada pada rentang 7.04 - 15.7
6
SABUK NUSANTARA 32
450
12.00
4.00
62.80
5.23
3.00
15.70
7
SABUK NUSANTARA 33
450
12.00
4.00
62.80
5.23
3.00
15.70
8
SABUK NUSANTARA 34
450
12.00
4.00
62.80
5.23
3.00
15.70
9
SABUK NUSANTARA 35
750
12.00
4.50
53.50
4.46
2.67
11.89
NO
MODEL
L
B
H
1
EXISTING
44.30
9
3.6
MODEL 1
44.30
9
4
10 SABUK NUSANTARA 37
455
12.00
4.00
62.80
5.23
3.00
15.70
2
11 SABUK NUSANTARA 38
455
12.00
4.00
62.80
5.23
3.00
15.70
3
MODEL 2
44.30
9
4.5
12 SABUK NUSANTARA 39
455
12.00
4.00
62.80
5.23
3.00
15.70
13 SABUK NUSANTARA 40
455
12.00
4.00
62.80
5.23
3.00
15.70
4
MODEL 3
44.30
10
3.6
14 SABUK NUSANTARA 41
455
12.00
4.00
62.80
5.23
3.00
15.70
5
MODEL 4
44.30 10.5 3.6
15 SABUK NUSANTARA 42
600
14.00
6.20
68.50
4.89
2.26
11.05
6
MODEL 5
44.30
16 SABUK NUSANTARA 43
600
14.00
6.20
68.50
4.89
2.26
11.05
17 SABUK NUSANTARA 44
7
MODEL 6
44.30 10.5 4.5
750
12.00
4.50
53.50
4.46
2.67
11.89
600 464 464 787 203 530
12.00 7.60 7.60 14.20 8.00 12.50
6.00 5.30 5.30 4.50 5.20 4.50
63.00 44.67 44.67 58.00 36.60 51.00
5.25 5.88 5.88 4.08 4.58 4.08
2.00 1.43 1.43 3.16 1.54 2.78
10.50 8.43 8.43 12.89 7.04 11.33
18 19 20 21 22 23
PAPUA BARU PAPUA SATU PAPUA DUA PAPUA TIGA PAPUA EMPAT PAPUA LIMA
7/10/2014
10
4
L/B
RATIO B/H L/H
Keterangan
4.9
2.5
12.3 Memenuhi
4.9
2.3
11.1 Memenuhi
4.9
2.0
9.8 Memenuhi
4.4
2.8
12.3 Memenuhi
4.2
2.9
12.3 Memenuhi
4.4
2.5
11.1 Memenuhi
4.2
2.3
9.8 Memenuhi
13
2. Menentukan Ukuran Utama
Penambahan Tinggi Kapal
Penambahan Lebar Kapal
Penambahan Tinggi & Lebar Kapal
7/10/2014
14
3. Menghitung titik berat setiap model modifikasi
Model 1. Lpp B H KG1
= 41.496 m 3,6 m = 9.000 m = 4.000 m = KG0 + (1/4 x penambahan tinggi) = 4.888 + (1/4 x 0.4) = 4.888 + 0.1 = 4.988 m
4 m
9 m
9 m
4. Pemodelan Kapal 4.1 Program : Maxsurf : 1. Geometri (MaxsurfPro) 2. Stabilitas (HydroMax) 3. Hambatan (Hullspeed)
7/10/2014
15
Pemodelan 1 (Geometri)
‐ Input ‐ Out Put
Maxsurf Pro
: Ukuran Utama : Lines Plan
Hydromax ‐ Input : Letak tangki‐tangki, Jenis dan jumlah Muatan, VCG dan LCG Muatan, Lines Plan. ‐ Output : Design 3D, analisa stabilitas berdasarkan IMO dalam bentuk Table dan Kurva GZ. Hullspeed Pemodelan 3 (Tahanan) Pemodelan 2 (Stabilitas)
‐ Input ‐ Out Put
7/10/2014
: Lines Plan, Daya Mesin, Metode : Analisa tahanan dalam bentuk Table Dan Grafik
16
ANALISA
7/10/2014
17
1. Stabilitas ‐Perencanaan Load Case 1. Kondisi kapal dalam keadaan kosong tanpa consumable dan ballas(A1) 2. Kondisi stabilitas IMO a. Pada saat kapal keadaan full load, kondisi tangki consumable dalam keadaan penuh, dan tanpa pengisian tangki ballas (B1). b. Pada saat kapal keadaan full load, kondisi tangki consumable dalam keadaan 50%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B2). c. Pada saat kapal keadaan full load, kondisi tangki consumable dalam keadaan 10%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B3). d. Pada saat kapal keadaan 50% load, kondisi tangki consumable dalam keadaan penuh, dan tanpa pengisian tangki ballas (B4). e. Pada saat kapal keadaan 50% load, kondisi tangki consumable dalam keadaan 50%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B5). f.
Pada saat kapal keadaan 50% load, kondisi tangki consumable dalam keadaan 10%, dan tanpa pengisian tangki ballas (B5).
Keterangan :
7/10/2014
-
Full Load
: Penumpang 100 % (114 orang) + 19 ABK
-
Consumable
: Tangki Bahan Bakar dan Tangki Air Tawar
18
Input dan Output Stabilitas
7/10/2014
19
(IMO International Code on Intact Stability, 2008)
7/10/2014
20
Pemeriksaan Stabilitas Model 1 No
Kriteria
IMO
Kondisi
Unit A1
B1
B2
B3
B4
B5
B6
1 Area 0 to 30
3.151
m.deg
0.301 3.024
0
0 3.081
0 3.081
2 Area 0 to 40
5.157
m.deg
0.301 5.838
0
0 5.908
0 5.908
3 Area 30 to 40
1.719
m.deg
0 2.814
1.116
3.438 2.828
1.094 2.828
4 Max GZ at 30 or Greater
0.2
m
5 Angle of maximum GZ
25
deg
Status
0.001 0.348 ‐0.049 ‐0.222 0.346 ‐0.049 0.346 22 FAIL
49 FAIL
21 FAIL
21 FAIL
21 FAIL
21 FAIL
49 FAIL
Pemeriksaan Tahanan Model 1 (Hullspeed)
Tahanan Total (Rt) Model 1 = 33.97 kN
7/10/2014
21
DESAIN ULANG
Menentukan Ukuran Utama Model Selanjutnya Menghitung Titik Berat (KG) Setiap Model Pemodelan
1.Geometry 2.Stabilitas 3.Hambatan
ANALISA
7/10/2014
22
Analisa Stabilitas setiap model pada semua kondisi pembebanan (loadcase) Model 2 (Lpp = 39.90 m, B = 9.0 m , H = 4.50 m) No
Kriteria
IMO
Unit
Kondisi A1
B1
B2
B3
B4
B5
B6
1 Area 0 to 30
3.151 m.deg
0 2.317
0
0 2.414
0
0
2 Area 0 to 40
5.157 m.deg
0 4.638
0
0 4.776
0
0
3 Area 30 to 40
1.719 m.deg
1.852
4.252 2.361
1.852
4.268
4 Max GZ at 30 or Greater
0.2
m
5 Angle of maximum GZ
25
deg
Status
0.58
2.32
‐0.056 0.335 ‐0.097 ‐0.275 0.337 ‐0.097 ‐0.297 21
59
FAIL
21
FAIL
FAIL
B1
B2
21 FAIL
59
21
21
PASS
FAIL
FAIL
B4
B5
B6
Model 3 (Lpp = 39.90 m, B = 10 m , H = 3.60 m) No
Kriteria
IMO
Unit
Kondisi A1
1 Area 0 to 30
3.151 m.deg
2 Area 0 to 40
5.157 m.deg 12.923 17.286 8.728 4.362 17.402 8.728 4.351
3 Area 30 to 40
1.719 m.deg
4 Max GZ at 30 or Greater
0.2
m
5 Angle of maximum GZ
25
deg
Status
8.642 10.099
B3
5.56 3.458 10.202
5.56
3.5
4.281
7.186 3.168 0.904
7.218 3.168 0.852
0.458
0.76 0.331 0.151
0.762 0.331 0.149
29 PASS
43 PASS
31 PASS
24 FAIL
43
31
PASS
PASS
B4
B5
23 PASS
Model 4 (Lpp = 39.90 m, B = 10.50 m , H= 3.60 m) No
Kriteria
IMO
Unit
Kondisi A1
B1
B2
B3
1 Area 0 to 30
3.151 m.deg 13.515 14.136 10.015
2 Area 0 to 40
5.157 m.deg 20.791 23.878 15.957 12.089 24.043 15.957 12.131
3 Area 30 to 40
1.719 m.deg
4 Max GZ at 30 or Greater
0.2
m
5 Angle of maximum GZ
25
deg
PASS
PASS
7/10/2014
Status
8.247 14.259 10.015
B6 8.322
7.276
9.741
5.942
3.843
9.783
5.942
3.809
0.741
1.025
0.601
0.427
1.028
0.601
0.426
32
43
34
28
43
34
27
PASS
PASS
PASS
PASS
PASS
PASS
PASS
23
Analisa Stabilitas setiap model pada semua kondisi pembebanan (loadcase) Model 5 (Lpp = 39.90 m, B = 10 m , H= 4.0 m) No
Kriteria
IMO
Unit
Kondisi A1
B1
B2
B4
5.157 m.deg 12.923 17.286 8.728 4.362 17.402 8.728 4.351
3 Area 30 to 40
1.719 m.deg m
5 Angle of maximum GZ
25
deg
Status
5.56
B6
2 Area 0 to 40
0.2
5.56 3.458 10.202
B5
3.151 m.deg
4 Max GZ at 30 or Greater
8.642 10.099
B3
1 Area 0 to 30
3.5
4.281
7.186 3.168 0.904
7.218 3.168 0.852
0.458
0.76 0.331 0.151
0.762 0.331 0.149
29 PASS
43 PASS
31 PASS
24 FAIL
43
31
PASS
PASS
B4
B5
23 PASS
Model 6 (Lpp = 39.90 m, B = 10.50 m , H= 4.50 m) No
Kriteria
IMO
Unit
Kondisi A1
B1
B2
B3
3.151 m.deg 13.515 14.136 10.015
2 Area 0 to 40
5.157 m.deg 20.791 23.878 15.957 12.089 24.043 15.957 12.131
3 Area 30 to 40
1.719 m.deg
4 Max GZ at 30 or Greater 5 Angle of maximum GZ Status
7/10/2014
0.2
m
25
deg
PASS
PASS
8.247 14.259 10.015
B6
1 Area 0 to 30
8.322
7.276
9.741
5.942
3.843
9.783
5.942
3.809
0.741
1.025
0.601
0.427
1.028
0.601
0.426
32 PASS
43 PASS
34 PASS
28 PASS
43 PASS
34 PASS
27 PASS
24
Analisa Tahanan setiap model (Hullspeed)
Tahanan (Rt) Model 2 = 33.91 kN
Tahanan (Rt) Model 3 = 35.87 kN
7/10/2014
25
Analisa Tahanan setiap model (Hullspeed)
Tahanan (Rt) Model 4 = 36,43 kN
Tahanan (Rt) Model 5 = 35,95 kN
7/10/2014
26
Analisa Tahanan setiap model (Hullspeed)
Tahanan (Rt)Model 6 = 36,43 kN
7/10/2014
27
Analisa Periode Oleng
T
= 0.44 x B / √GM Model Kapal
GM Periode Oleng (m) (s)
Model 1
0.27
47.3
Model 2
0.34
42.3
Model 3
0.59
38
Model 4
0.84
31
Model 5
0.73
36
Model 6
0.63
32
Rangkuman Analisa Model Kapal
GM Periode Power (m) (s) (hp)
Resistance (KN)
Stabilitas
Model 1
0.27
47.3
800
33.97
Fail
Model 2
0.34
42.3
800
33.91
Fail
Model 3
0.59
38
800
35.87
Fail
Model 4
0.84
31
800
36.43
Pass
Model 5
0.73
36
800
35.95
Fail
Model 6 7/10/2014
0.63
32
800
36.52
Pass
Model IV Lpp = 39.90 m, B = 10.5 m, H = 3.60 m
28
H A S I L
7/10/2014
29
1.Lines Plan Model IV Lpp = 39.90 m, B = 10.5 m, H = 3.60 m
7/10/2014
30
Hasil 2. General Arrangement
7/10/2014
31
Kesimpulan •
Ukuran Utama Optimum yang didapat dari pengerjaan Tugas Akhir ini adalah model kapal IV dengan LOA= 44.30 m, LPP= 39.90 m, B= 10.5 m dan H=3.6 m.
•
Model kapal IV pada kecepatan 11 knot menghasilkan tahanan sebesar 36.43 kN, memiliki periode oleng sebesar 31 detik dan memenuhi kriteria stabilitas (IMO International Code on Intact Stability, 2008 ).
•
Model kapal IV dipilih sebagai model kapal terbaik karena memenuhi kriteria stabilitas (IMO International Code on Intact Stability, 2008 ) dan memiliki periode oleng lebih baik dari kapal eksisting.
7/10/2014
32
TERIMAKASIH
7/10/2014
33
7/10/2014
34
Rangkuman Perhitungan Titik Berat Titik Berat Model 1 Lwl 41.496 m : B 9 m : H 4.0 m : KG2 : KG0 + (1/4 x penambahan tinggi)
Titik Berat Model 3 41.496 Lwl : B 10 : H 3.6 :
: 4.888 + (1/4 x 0.4) 4.888 + (0.1) 4.89 m
KG0 Vol. 3
:
4.888 886.437
:
KG3
:
KG2
Titik Berat Model 2 Lwl 41.496 m : B 9 m : H 4.5 m : KG2 KG + (1/4 x penambahan tinggi) : 0
KG2
: 4.888 + (1/4 x 0.9) 4.888 + (0.225) 5.113 m
:
4.888 : 909.7583 KG4
7/10/2014
KG3 Vol.0 KG3 779.793 4.299
Titik Berat Model 4 41.496 Lwl : B 10.5 : H 3.6 : KG0 Vol. 4
:
m m m
m
m m m
KG4 Vol.0
KG0 Vol. 5
:
4.888 962.707
:
KG5
:
:
4.888 : 1010.843
779.793 m
KG6
:
m m m
KG5 Vol.0 KG5 779.793 3.96
Titik Berat Model 6 41.496 Lwl : B 10.5 : H 3.6 : KG0 Vol. 6
KG3
4.189
Titik Berat Model 5 Lwl 41.496 : B 10 : H 4 :
m
m m m
KG6 Vol.0 KG5 779.793 3.771
m
35
