Studi Eksperimental Tahanan Kapal Ikan Tradisional Jenis Payang di Jawa Timur

Seminar Nasional Pascasarjana IX – ITS, Surabaya 12 Agustus 2009 ISBN No. 978-979-96565-5-1

Studi Eksperimental Tahanan Kapal Ikan Tradisional Jenis Payang di Jawa Timur

Ida Bagus Putu Sukadana Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Bali, Denpasar, Indonesia Email : [email protected]

Abstrak Pembangunan kapal ikan tradisional di Indonesia cenderung dipengaruhi oleh kultur, diyakini dan diterapkan secara turun temurun. Geometri lambung kapal ditentukan dengan pola yang sama dari masa ke masa tanpa adanya pembuktian bahwa desainnya telah optimum secara hidrodinamis. Sistem propulsinya juga dirancang secara empiris, tanpa adanya prosedur penentuan kebutuhan daya kapal sesuai beban tahanan lambung kapal. Dalam rangka pemberdayaan sektor perikanan laut, maka studi hidrodinamika lambung kapal ikan yang digunakan sangat diperlukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi karakteristik tahanan kapal ikan tradisional jenis payang dengan obyek penelitian difokuskan di daerah Brondong, Lamongan. Metode yang digunakan adalah eksperimen pengujian tahanan melalui Uji Tarik model kapal. Model ditetapkan berskala 1:8 tanpa appendages. Koefisien gesekan dihitung berdasarkan konsep Froude. Korelasi kapal terhadap modelnya ditentukan dengan metode ekstrapolasi ITTC 1978, dimana faktor bentuk lambung dihitung dengan metode Prohaska. Pada kondisi sarat kosong untuk kecepatan maksimum 6 knot, tahanan total model mencapai 7,6 N yang berkorelasi dengan tahanan kapal sebesar 4,77 kN. Pada sarat penuh, pengujian hanya dapat dilakukan hingga kecepatan kapal 4 knot dengan hasil 6,175 N yang berkorelasi dengan tahanan kapal sebesar 2,51 kN. Dengan menggunakan konstanta tahanan spesifik, perbandingan dengan model kapal lain yang sejenis menunjukkan karakteristik tahanan model yang diteliti kurang baik. Kata kunci : kapal ikan tradisional, payang, uji tarik, korelasi model-kapal

1. Pendahuluan Semenjak semangat pembangunan kebaharian dicanangkan dengan dibentuknya Departemen Kelautan dan Perikanan (DKP) pada tahun 1999, pengembangan sektor perikanan laut mulai mendapatkan perhatian lebih serius. Sejumlah program pemberdayaan masyarakat nelayan telah diluncurkan dan beberapa kebijakan ditetapkan untuk melindungi eksistensi komunitas nelayan tradisional dari tindakan IUU (Illegal, Unreported, Unregulated) Fishing. Dalam RENSTRA 2005-2009 DKP bahkan menargetkan pertumbuhan 7,69% per tahun untuk produksi perikanan, termasuk perikanan tangkap/laut (DKP, 2005). Untuk merealisasikan target itu, bukanlah hal yang mudah. Disamping pemberian bantuan kredit lunak bagi kelompok nelayan, diperlukan pula upaya pengembangan riset yang berkelanjutan yang berorientasi kepada penyediaan teknologi tepat guna. Teknologi yang dimaksud dapat ditujukan bagi alat tangkap, sistem penggerak maupun studi lambung kapal yang digunakan untuk penangkapan ikan di laut. Kapal ikan tradisional yang ada dan telah digunakan di wilayah pesisir Nusantara hingga saat ini dibangun dengan pola yang sama, mengandalkan teknik tertentu yang merupakan keterampilan yang diwarisi secara turun-temurun. Pola pengerjaan yang lebih mengandalkan “insting” seorang tukang ini cenderung

melahirkan produk yang lekat dengan ciri culturbased daripada technology-based product. Meski merupakan warisan yang patut dilestarikan, kelemahan yang dimiliki oleh rancangan tradisional patut mendapatkan prioritas perbaikan, tanpa meninggalkan sisi tradisi secara revolusioner.

Gambar 1. Tampak Samping Kapal Ikan Jenis Payang di Daerah Brondong, Lamongan, Jawa Timur Untuk kapal jenis payang, salah satu kelemahan

rancangan tradisional yang selalu ditemui di setiap bagian pesisir adalah geometri badan kapal yang masih berorientasikan pemenuhan kapasitas daripada faktor keamanan dan hidrodinamika (gambar 1). Ciri khas teknologi dan produk yang dihasilkan antara lain dimensi

MSN - 02

1

Seminar Nasional Pascasarjana IX – ITS, Surabaya 12 Agustus 2009 ISBN No. 978-979-96565-5-1

utama kapal (L,B,T) yang diperkirakan secara empiris, pola bentuk lambung yang sangat khas dan belum mengalami modifikasi yaitu round bottom dengan rasio L/B sangat rendah; kurang dari 2, tidak diperlukannya rancangan awal lambung kapal; seperti lines plan dan pembuatan mould loaft serta tiadanya data hasil pengujian yang mendeskripsikan tahanan kapal. Data tahanan kapal mengindikasikan beban yang harus ditanggung oleh motor penggerak dan sistem propulsi keseluruhan. Pada kasus dimana data tersebut tidak tersedia, maka pemilihan motor penggerak dilakukan berdasarkan perkiraan empiris. Tentu saja, kemungkinan dampak negatifnya adalah pemborosan penggunaan tenaga yang secara langsung mempengaruhi harga instalasi dan biaya operasional kapal. Dengan demikian, ketersediaan data tahanan kapal merupakan aspek yang penting dalam proses pembangunan kapal. Penelitian ini mengobservasi tahanan model kapal ikan jenis payang yang disederhanakan, yaitu tanpa appendages. Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah tersedianya data tahanan kapal ikan tradisional jenis payang pada kondisi beban kosong maupun penuh. Hasil penelitian diharapkan dapat dimanfaatkan untuk mendukung upaya perbaikan karakteristik lambung kapal serta membantu proses perancangan sistem propulsinya; terutama dalam memilih propeller yang sesuai.

Model diuji pada dua kondisi, yaitu sarat kosong dan penuh yang diatur dengan beban ballast kering dengan rentang kecepatan 1 hingga 7 knot. Variabel yang dihasilkan adalah tahanan total model (RTM) dalam satuan kilogram yang kemudian diubah dalam bentuk koefisien tahanan total (CTM). Konsep dasar yang digunakan dalam penentuan komponen tahanan adalah teori Froude yang membagi tahanan total menjadi komponen tahanan gesekan dan tahanan sisa (Manen dan Oossanen, 1988). Koefisien tahanan gesekan (CFM) dihitung dengan formula ITTC 1957 dan koefisien tahanan sisa (CRM) merupakan selisih antara koefisien tahanan total dan koefisien tahanan gesekan. Prosedur penelitian selengkapnya secara ringkas dipresentasikan pada gambar 2. 2.2 Populasi dan Sampel Kapal ikan jenis payang dengan bentuk khas (sering disebut “ijon-ijon) telah digunakan oleh banyak komunitas nelayan yang tersebar di sejumlah wilayah pesisir pantai Nusantara. Penelitian difokuskan pada komunitas nelayan Brondong, Lamongan, Jawa Timur dengan populasi puluhan kapal yang serupa. Untuk sampel penelitian, dipilih sebuah kapal yang dirancang untuk kapasitas 15 ton. Diharapkan, kapal ini dapat mewakili sebagian besar populasi kapal sejenis yang memiliki beberapa variasi kapasitas muatan. Berikut dimensi utama kapal obyek penelitian. Tabel 1: Dimensi Utama Kapal Ikan Obyek Penelitian

2. Metode yang diterapkan 2.1 Jenis, Rancangan dan Prosedur Penelitian Penelitian ini merupakan eksperimen murni yang dilakukan di Laboratorium Hidrodinamika FTKITS, berupa uji tarik (towing test) model. Rencana garis kapal dibuat berdasarkan pengukuran langsung pada sebuah kapal yang mewakili populasi yang diteliti sebagai acuan dalam pembangunan modelnya. Sebuah model kapal dibuat dengan skala 1:8 dengan memperhatikan konsep kesamaan (similarity) geometris dan kinematis. Skala model ditetapkan dengan mempertimbangkan efek blockage akibat terbatasnya permukaan kolam serta kedalaman air yang terbatas. Untuk mendukung proses pengujian, dilakukan pula perhitungan hidrostatis berdasarkan rencana garis. FISHING BOAT

Lines Plan

Hydrostatic

MODEL

Bare hull, scale 1:8

TOWING TEST

Light load

Full load

ANALYSIS

Hull Form Factor

Model-Ship Correlation

Notasi Lpp Lwl LOA B Tkosong Tpenuh H V GT

Nilai 10,7 10,6 11,8 5,92 1,0 1,8 2 7 15

Sat. m m m m m m m knot ton

2.3 Instrumen Penelitian Pengujian dilakukan pada sebuah kolam uji yang tersedia di Laboratorium tempat penelitian yang memiliki panjang 30 m, lebar 3 m dan kedalaman 2 m. Fasilitas uji tarik ini juga dilengkapi dengan wave maker dengan ketinggian 10 cm, periode gelombang 0,4 hingga 1,3 detik serta panjang gelombang maksimum yang dapat diciptakan sebesar 3 meter. Kecepatan kereta tarik minimal 0,8 m/detik dan maksimal 4 m/detik. Pengukur beban tarik pada kereta tarik adalah bertipe dinamometer, dengan load cell yang dipasang pada model yang diuji. Beban tarik yang terdeteksi diteruskan dalam bentuk tegangan. Kalibrasi gaya tarik dilakukan untuk mendapatkan konversi tegangan yang tepat per satuan gaya yang dikirimkan transducer.

Regression

COMPARISON & CONCLUSION

Gambar 2. Diagram Alir Prosedur Penelitian

2

Parameter Jarak antar garis tegak Panjang pada garis muat Panjang keseluruhan Lebar, moulded Sarat, kosong Sarat, penuh Tinggi geladak Kecepatan, kosong Kapasitas

2.4 Teknik Pengujian Satu kondisi sarat kapal diuji dengan rentang kecepatan 1 hingga 7 knot dengan interval 1 knot (dikonversi ke dalam satuan m/det sebagai input ke aparatus penarikan model). Untuk mendekati

MSN - 02

Seminar Nasional Pascasarjana IX – ITS, Surabaya 12 Agustus 2009 ISBN No. 978-979-96565-5-1

karakteristik aliran yang sebenarnya, digunakan turbulance stimulator pada bagian haluan model. Pemasangan model pada towing tank dibantu dengan bentangan kayu untuk mempermudah peletakan guide haluan, buritan dan load cell diatas model (gambar 3). Kalibrasi terhadap gaya dilakukan, dengan hasil konstanta kalibrasi 2,5 kg untuk setiap 1,9754 Volt tegangan yang dikirim transducer. Temperatur air pada tangki menunjukkan angka 27 C. Software pada PC pencatat dan pengolah data secara langsung akan menentukan densitas dan viskositas kinematis air tawar sesuai temperatur air di tangki pengujian.

3. Hasil Pengujian 3.1 Tahanan Model Kondisi Sarat Kosong Gambar 4 memperlihatkan hasil pengujian untuk model pada kondisi sarat kosong. Koefisien tahanan total model yang diturunkan dari persamaan tahanan total model menunjukkan kecenderungan naik pada peningkatan kecepatan, kecuali pada titik dimana Fn bernilai sekitar 0,25. Saat kecepatan tarik model dinaikkan terus, koefisien tahanan gesekan akan turun (sesuai dengan friction line yang ditetapkan oleh ITTC 1957) sedangkan koefisien tahanan sisa cenderung akan meningkat akibat perubahan pola gelombang yang terbentuk di sisi lambung kapal. model test, light running 20

CT 15

CR

10³CT 10³CR 10 10³CF

CF 5

Gambar 3. Seting Model pada Kereta Uji Tarik

0 0,05 0,08 0,10 0,13 0,15 0,18 0,20 0,23 0,25 0,28 0,30 0,33 0,35

Sebelum pengujian dilakukan, beberapa data parameter lambung model harus dimasukkan ke unit pengolah data seperti displasemen, WSA, Lpp dan B. Metode yang digunakan untuk menghitung koefisien tahanan gesekan model CFM juga ditentukan terlebih dahulu sebagai input ke PC pengolahan data sebelum pengujian berlangsung. Beban penarikan setiap titik kecepatan model secara langsung tercatat pada PC pengolah data. 2.5 Teknik Analisis Data Hasil uji tarik yang telah dikonversi ke dalam bentuk koefisien tahanan model selanjutnya diolah untuk memprediksi tahanan kapal, menggunakan metode korelasi ITTC 1978. Dengan menerapkan konsep Froude tentang komponen tahanan, koefisien tahanan sisa kapal ditetapkan sama dengan model pada Froude’s Number yang sama. Faktor bentuk lambung (hull form factor) ditentukan dengan metode Prohaska yang dihitung untuk setiap kondisi sarat model, dengan formulasi: CTM Fnn (1 k) c …………………..(1) CFM CFM Untuk menyajikan trend perubahan tahanan model/kapal terhadap perubahan kecepatan, maka dilakukan analisis regresi terhadap data tahanan kapal. Perbandingan terhadap hasil pengujian model kapal lain yang serupa dilakukan secara grafikal, dengan menetapkan konstanta tahanan spesifik © yang didefinisikan dengan: 125 RT ©= …………………….(2) π 0.5ρ 2/3V 2

Fn

Gambar 4. Hasil Uji Tarik Model pada Sarat Kosong yang menunjukkan koefisien tahanan total (CT), tahanan sisa (CR) dan koefisien tahanan gesekan (CF)

Di sekitar Fn=0,17 terjadi peningkatan kurva komponen tahanan sisa. Pada titik ini, koefisien tahanan gelombang; yang merupakan komponen terbesar dari tahanan sisa; akan mengalami fenomena yang disebut hump point sebagai efek dari interaksi gelombang haluan dan buritan yang saling memperkuat pada panjang gelombang tertentu (Carlton, 1994) dimana persamaan harmoninya dapat dinyatakan dengan angka Fn tertentu. Angka Fn=0,17 merupakan titik terjadinya hump point yang ke-6. Efek yang berlawanan akan didapatkan dari panjang gelombang haluan dan buritan yang akan menyebabkan komponen tahanan gelombang saling meniadakan, pada angka harmoni tertentu. Titik terjadinya fenomena tersebut dikenal dengan hollow point, yang kemungkinan besar terjadi pada Fn sebesar 0,25 yang merupakan titik hollow point yang ke-3. Pada titik ini, koefisien tahanan sisa cenderung turun sedikit, kemudian naik lagi. Pada kecepatan pengujian maksimum, tahanan total model mencapai angka 7,6 N dengan peningkatan hampir 50% dari titik kecepatan sebelumnya, yang hanya berbeda 1 knot. 3.2 Tahanan Model Kondisi Sarat Penuh Pada pengujian sarat penuh, tahanan model menunjukkan karakeristik yang cukup berbeda. Komponen tahanan sisa sangat fluktuatif, dengan kecenderungan meningkat terus pada

MSN - 02

3

Seminar Nasional Pascasarjana IX – ITS, Surabaya 12 Agustus 2009 ISBN No. 978-979-96565-5-1

peningkatan nilai Fn, sehingga komponen tahanan total juga mengalami hal yang sama (Gambar 5). Perlu dicatat, bahwa pada kondisi sarat penuh, pengujian hanya dapat dilakukan hingga kecepatan kapal 4 knot, dengan beda interval 0,5 knot. Hal ini disebabkan oleh timbulnya gerakan pitching yang cukup besar, yang cenderung membuat haluan model kapal terendam air. model test, full load 20

15

CT

10³CT 10³CR 10 10³CF

CR

CF

5

0 0,05

0,08

0,10

0,13

0,15

0,18

0,20

0,23

Fn

Gambar 5. Hasil Uji Tarik Model pada Sarat Penuh dengan notasi komponen tahanan seperti Gambar 4.

Titik pertama saat turunnya koefisien tahanan sisa pada gambar 5 terjadi pada Fn=0,11. Bila ditelusuri, angka ini mendekati nilai Fn=0,118, yakni titik terjadinya hollow point ke-11, dengan konstanta harmoni k=24. Hal ini menunjukkan panjang gelombang yang sangat pendek relatif terhadap panjang kapal, dimana gelombang haluan dengan dengan buritan cenderung akan saling meniadakan. Setelah titik tersebut, terjadi hump point pada Fn=0,13, dengan konstanta harmoni 23, untuk kemudian turun terus, hingga pada kecepatan sekitar 3,5 knot. Secara keseluruhan, tahanan total kapal mengalami penurunan seiring peningkatan Fn, kecuali pada kecepatan 3,5 knot (Fn=0,18). Tahanan total model yang tercapai pada kecepatan 4 knot adalah 6,175 N. Nilai ini lebih tinggi 1,7 N (peningkatan 40%) bila dibandingkan dengan tahanan total model pada kondisi sarat kosong untuk kecepatan yang sama. Suatu peningkatan yang tidak terlalu besar bila dibandingkan dengan peningkatan displasemen yang terjadi dari kondisi kosong ke kondisi penuh. Hal ini dapat diamati dari angka penunjuk yang lain, yakni rasio tahanan total terhadap displasemen model (RT/ ). Pada kecepatan 4 knot, RT/ mencapai angka 72 pada kondisi kosong dan hanya 42 pada kondisi penuh. Kesimpulan yang mengarah kepada baik tidaknya karakteristik tahanan model belum dapat dicapai dengan akurat, mengingat keterbatasan pengujian hanya pada kecepatan maksimum 4 knot. Hanya saja, ujung akhir kurva tahanan total pada gambar 5 menunjukkan indikasi tahanan total akan naik kembali bila kecepatan tarik model dinaikkan.

4

4. Pembahasan Hasil 4.1 Faktor Bentuk Lambung Sebelum dilakukannya ekstrapolasi hasil pengujian tahanan model ke dalam bentuk tahanan kapal, maka diperlukan estimasi nilai hull form factor (1+k) untuk memenuhi persyaratan analisa dengan penerapan aliran 3-dimensi. Dalam kasus ini, digunakan metode Prohaska, dimana nilai CTM/CFM dihitung untuk setiap kondisi sarat pada kisaran Fn 0,1 hingga 0,2, 4 kemudian diplot terhadap nilai Fn /CFM dengan bantuan EXCEL. Kurva yang didapatkan (gambar 6) kemudian diregresi secara linear (least square method) sehingga didapatkan sebuah persamaan garis yang mewakili kurva CTM/CFM yang 4 memotong nilai Fn /CFM pada titik nol, untuk memenuhi definisi dari hull form factor. ITTC 1978 memang menyarankan iterasi n berkisar n antara 4 hingga 6 untuk nilai Fn /CFM, namun hasilnya ternyata tidak menunjukkan perbedaan terlalu besar. Angka 1+k yang dihasilkan dari model ternyata relatif tinggi, terutama pada kondisi sarat kosong, seperti terlihat pada gambar 6. Kecenderungan penurunan koefisien tahanan sisa secara berfluktuasi mengakibatkan perbandingan CTM terhadap CFM mengalami penyebaran pada kisaran yang cukup luas. Hasil 1+k yang didapatkan menurut persamaan garis linear pada kedua kurva adalah 1,4875 dan 1,3163 masingmasing untuk kondisi sarat kosong dan penuh. full load

light running 3,5

5

3,0

4

2,5

CTM/ 3 CFM 2

2,0

y = 5,279x + 1,3163

y = 1,5858x + 1,4875 1,5 1,0

1

0,5

0

0,0

0,0

1,0

2,0

0,0

0,2

0,4

Fn/CFM

Gambar 6. Penentuan nilai (1+k) menurut Metode Prohaska .

Untuk mengetahui akurasi nilai hull-form factor yang dihasilkan dari pengujian model, nilainya dapat dibandingkan dengan harga yang didapatkan dari beberapa metode prediksi tahanan kapal atau dari hasil pengujian model kapal lain yang serupa. Dalam pengujian series model trawler UBC (Calisal dan McGreer,1993), disajikan beberapa nilai (1+k) yang didapatkan dari analisa pada kondisi sarat kosong. Seri UBC merupakan model kapal ikan dengan bentuk lambung double chine, dengan parameter dan dimensi yang paling mendekati kapal ijon-ijon, dimana dari 13 model yang paling mirip dengan ijon-ijon adalah model nomer 2, dengan nilai 1+k=1,28. Nilai hull-form factor terendah series UBC dihasilkan oleh model nomer 13, sebesar 1,06. Model ini didesain dengan Cp=0,598 dengan rasio L/B tertinggi sebesar 3,98 dan B/T terendah, hanya 2,81. Nilai hull-form factor tertinggi; sebesar 1,32; dihasilkan oleh model nomer 9 dengan parameter Cp=0,598, rasio L/B hanya 3,06 dan B/T tertinggi sebesar 4,23.

MSN - 02

Seminar Nasional Pascasarjana IX – ITS, Surabaya 12 Agustus 2009 ISBN No. 978-979-96565-5-1

Dalam kasus dimana parameter Cp bernilai sama, perbedaan nilai hull-form factor sangat dipengaruhi oleh rasio B/T dan bukan oleh rasio L/B. Untuk rasio B/T yang sama, model dengan Cp yang lebih rendah akan menghasilkan hullform factor yang lebih rendah pula. Mengingat model kapal ijon-ijon memiliki koefisien Cp lebih tinggi yaitu sebesar 0,729 maka nilai (1+k) yang dihasilkan juga lebih besar. Dengan demikian, prediksi (1+k) telah cukup akurat. 4.2 Prediksi Tahanan Kapal Prediksi karakteristik tahanan kapal yang ditentukan berdasarkan hasil pengujian modelnya telah dilakukan dengan metode korelasi ITTC 1978. Konstanta kekasaran permukaan kapal -6 ditetapkan sebesar 150 e mm. Berdasarkan pedoman ITTC 1978, semua perhitungan korelasi harus dilakukan pada temperatur air laut 15 C, sehingga nilai viskositas pada temperatur -6 tersebut adalah 1,1883 e . Koefisien tahanan total merupakan penjumlahan antara koefisien tahanan gesekan (CF), tahanan sisa (CR), tahanan tambahan akibat kekasaran permukaan lambung (CA) dan koefisien tahanan angin (CAA) dengan formulasi : RT (1 k)(CF) CR CA CAA ………(3) Hasil ekstrapolasi tahanan model menjadi tahanan kapal dilakukan sesuai rentang kecepatan pengujian pada masing-masing kondisi sarat. Untuk menggambarkan karakteristik tahanan kapal ijon-ijon sebagai fungsi kecepatannya, maka dilakukan analisis regresi Curve Fitting dengan bantuan SPSS 11. Kurva trend tahanan kapal yang dihasilkan memiliki persamaan : 2,6061 RT=0,2728 x V ……………………..(4) untuk kondisi sarat kosong, dan 2,368 RT=0,4079 x V ………………………(5) untuk kondisi sarat penuh. Besaran RT pada persamaan (4) dan (5) memiliki satuan kN dan kecepatan V dalam m/detik. Bila data kecepatan kapal 1 hingga 7 knot dimasukkan dalam kedua persamaan tersebut diatas, maka setelah diplot hasilnya menunjukkan karakteristik tahanan kapal seperti diperlihatkan pada gambar 7. extrapolation of boat's resistance

4.3 Perbandingan Karakteristik Tahanan dengan Model Serupa Sebuah studi perbandingan tentang hasil pengujian model kapal ijon-ijon perlu dilakukan untuk menginvestigasi perbandingan karakter tahanannya terhadap model kapal sejenis yang telah diuji sebelumnya. Model kapal dan series yang digunakan sebagai perbandingan adalah : 1. Series trawler UBC (Calisal dan McGreer,1993) yang terdiri dari 13 model dengan bentuk lambung double chine dan memang ditujukan untuk kapasitas kecil dan rasio L/B yang paling rendah diantara series kapal ikan lainnya. Sebuah model yang dipilih, yakni model nomer 2 yang memiliki parameter utama paling mendekati dengan kapal ijon-ijon. 2. Series kapal penangkap lobster (Gilmer,1960) yang terdiri dari 4 model kapal, dua diantaranya berbentuk lambung round bottom (M1 dan M2) dan sisanya menggunakan lambung hard chine (C1 dan C2). Karakteristik lambung kapal memang sedikit berbeda dengan kapal ijon-ijon; dengan rasio L/B tinggi sehingga kelihatan jauh lebih langsing daripada kapal ijon-ijon. Perbandingan yang diharapkan adalah pengaruh perbedaan rasio L/B yang cukup besar untuk kapal dengan kapasitas kecil. 3. Series kapal trawler NPL (Doust,1960) yang merupakan series kapal yang terdiri dari sejumlah model, namun yang digunakan sebagai perbandingan adalah kapal dengan basic form yang modelnya memiliki parameter lambung yang paling mendekati kapal ijon-ijon. Rasio L/B model ini memang terlalu tinggi, sekitar 5. Parameter yang paling mendekati adalah Cp, yakni 0,60. Secara umum, series ini mewakili keluarga model yang memiliki karakter lambung sama dengan series Gilmer. 4. Series trawler BSRA, (Lackenby, 1960), juga merupakan series yang mirip dengan series NPL, dengan rasio L/B mendekati 5 namun dengan parameter Cp yang lebih besar, yakni 0,654 untuk model BSRA-A. Koefisien parametrik model ke empat series diatas tercantum pada tabel 2. Tabel 2: Rentang koefisien parametrik lambung model pembanding.

10 9

series USNA NPL BSRA UBC

8 7 6

RT(kN)

RTfull

5

Cp 0.57~0.75 0.60~0.70 0.645~0.656 0.65~0.842

L/B 3.1~3.6 4.4~5.8 4.3~5.8 6.2~4.0

B/T 3.0~4.1 2.0~2.6 2~4 2~4

½ e 100~180 5~300 300

4 3

RTlight 2 1 0 1

2

3

4

5

6

7

knots

Gambar 7. Kurva tahanan kapal dengan regresi Curve Fitting pada kedua kondisi sarat kapal

Bila ditelusuri, sebenarnya kapal yang sangat mirip dengan ijon-ijon sangat banyak digunakan di muka bumi. Namun sayangnya, kapal-kapal tersebut tidak pernah diuji sehingga tidak dapat digunakan sebagai bahan perbandingan. Gambar 8 menunjukkan perbandingan konstanta tahanan spesifik model ijon-ijon dengan model kapal lainnya. Terlihat jelas bahwa kurva model ijon-ijon menempati bagian atas grafik, yang

MSN - 02

5

Seminar Nasional Pascasarjana IX – ITS, Surabaya 12 Agustus 2009 ISBN No. 978-979-96565-5-1

mengindikasikan karakteristik tahanan yang kurang baik. Konstanta tahanan spesifik umumnya mampu memperlihatkan sensitifitas perubahan tahanan kapal pada peningkatan kecepatan dan perubahan atau perbedaan displasement. Dalam perbandingan ini, terlihat bahwa model ijon-ijon memiliki karakter yang menyerupai model-model berukuran kecil, seperti model Gilmer(M1,M2) serta UBC-2. Model kapal berdimensi besar seperti NPL dan BSRA-A, jelas sekali memiliki karakter peningkatan tahanan yang cukup stabil dimana series yang pertama lebih superior. Keunggulan ini dapat disebabkan oleh parameter Cp yang lebih kecil meskipun displasement model NPL sedikit lebih besar daripada BSRA. comparison of specific resistance, light cond. 4,0 3,5 ijon

3,0

©

UBC2 M1

2,5

M2

C2 1,5

Pada kondisi sarat kosong untuk kecepatan maksimum 6 knot, tahanan total model mencapai 7,6 N yang berkorelasi dengan tahanan kapal sebesar 4,77 kN. Pada sarat penuh, pengujian hanya dapat dilakukan hingga kecepatan kapal 4 knot dengan hasil 6,175 N yang berkorelasi dengan tahanan kapal sebesar 2,51 kN. Formulasi tahanan kapal menurut hasil regresi: 2,6061 RT=0,2728 x V untuk kondisi sarat kosong, dan 2,368 RT=0,4079 x V untuk kondisi sarat penuh. Perbandingan dengan model kapal lain yang sejenis menunjukkan karakteristik tahanan model yang diteliti kurang baik, sehingga masih memerlukan upaya pengembangan.

6. Penghargaan

NPL

Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya-ITS yang telah memberikan dukungan dana penelitian serta staf Laboratorium Hidrodinamika Fakultas Teknologi Kelautan-ITS atas kerjasamanya hingga penelitian ini dapat diselesaikan.

BSRA 1,0 0,5

0,15

0,20 Fn 0,25

0,30

0,35

0,40

Gambar 8. Perbandingan konstanta tahanan spesifik ijon-ijon dengan model kapal serupa

Series UBC-2 nampak sangat uniform terhadap peningkatan kecepatan. Sekali lagi lambung double chine menampakkan keunggulannya, namun penerapannya pada armada ijon-ijon harus diteliti lebih jauh. Implementasi konstruksi double chine tentunya akan memerlukan adaptasi menyeluruh, mulai dari aspek produksi hingga pengoperasian. Belum lagi, efek perubahan tersebut terhadap karakter stabilitas kapal yang belum dipaparkan secara tuntas dalam paper Calisal dan McGreer(1993). Karakter perubahan tahanan model ijon-ijon sangat mirip dengan model C1. Dalam konklusinya, Gilmer menyatakan bahwa model M2 lebih superior terhadap model C1. Model M2 memiliki sudut masuk haluan yang lebih kecil (14 ) daripada model C1 (18 ), meskipun M2 adalah model dengan displasement yang paling besar. Kelemahan model M2 pada range kecepatan rendah namun sangat unggul pada range kecepatan tinggi dapat digunakan sebagai kesimpulan bahwa parameter Cp dan ½ e yang relatif rendah cocok digunakan pada range kecepatan tinggi, melebihi Fn=0,3. Hal sebaliknya berlaku bila kedua parameter tersebut dibuat agak lebih besar, seperti pada model ijon-ijon. Karakter C1 dan M2 tersebut dapat digunakan sebagai dasar pertimbangan bahwa hasil pengujian model ijon-ijon telah mengikuti pola

6

5. Kesimpulan

C1

2,0

0,0 0,10

umum karakter tahanan yang berlaku pada model lain dengan ukuran serupa. Penilaian keunggulan maupun kelemahan karakter tahanan model sangat relatif, tergantung dari rentang kecepatan pengoperasian yang diinginkan.

7. Pustaka Calisal, S.M., McGreer,D.,(1993).”A Resistance Study on a Systematic Series of Low L/B Vessels”. Marine Technology, 30(4): p.286296 Carlton,J.S., (1994). Marine Propellers and Propulsion.Oxford:Butterworth-Heinemann Ltd. DKP, (2005). “Rencana Strategis Pembangunan Kelautan dan Perikanan Tahun 2005-2009”. Jakarta: Departemen Kelautan dan Perikanan Doust, D.J.,(1960).”Statistical Analysis of Resistance Data for Trawler”. dalam Traung, J.A. (ed). Fishing Book of the World 2. Surrey: Fishing News Books Ltd. Gilmer, C.T.,(1960). ”Model Test of Some Fishing Launches”. dalam Traung, J.A. (ed). Fishing Book of the World 2. Surrey: Fishing News Books Ltd. Lackenby, H.,(1960). ”Resistance of Trawlers”. dalam Traung, J.A. (ed). Fishing Book of the World 2. Surrey: Fishing News Books Ltd. Manen, J.D. Van, Oossanen, P.Van, (1988). “Resistance”. dalam Lewis,E.V.(ed). Principles of Naval Architecture. New Jersey: The Society of Naval Architects and Marine Engineers

MSN - 02