MAKALAH K3 MARITIM STABILITAS KAPAL
AGUS HERMAWAN 6511040608
TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA 2013
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1
LATAR BELAKANG Pada waktu bongkar muat maupun pada waktu berlayar, kapal selalu mendapat gaya-gaya baik dari muatan yang sedang dibongkar-muat maupun dari benda dan alam sekitarnya: ombak, arus, angin, tumbukan dengan dermaga, kapal lain atau kandas. Gaya-gaya ini menyebabkan kapal mengalami oleng dan gerakan-gerakan lain. Dalam cuaca buruk, gaya-gaya ini akan menjadi semakin besar dan akan menyebabkan oleng dan gerakan lain yang besar dan cepat, bahkan dapat menyebabkan kapal terbalik. Jadi kita perlu tahu kemampuan kapal menghadapi gaya-gaya tersebut dan kemungkinan kapal terbalik. Umumnya, tanker, kapal angkut besar dan kapal penumpang punya kestabilan yang lebih daricukup untuk memastikan bahwa peraturan dipatuhi ketika muatannya penuh.Kapal barangkering, kapal peti kemas dan kapal tongkang dapat berkurang kestabilannya ketika merekabermuatan; oleh sebab itu kondisi kapal perlu dipastikan agar memenuhi peraturan minimumkestabilan yang ada. Jika hal ini tidak diikuti maka keselamatan kapal, kru dan barang akandipertaruhkan. Selama bertahun-tahun, banyak klaim yang melibatkan kapal barang danpeti kemas yang disebabkan karena kurangnya kestabilan kapal namun kapal tetap diijinkanmelakukan pelayaran dalam kondisi tersebut.Terdapat banyak sekali kecelakaan serupa yangmelibatkan kapal tongkang beratap datar yang dimuati oleh muatan curah, peti kemas, potonganlogam atau kombinasi dari ketiganya.Dalam kebanyakan kasus, kurangnya kestabilan kapalbiasanya tidak tampak sampai adanya faktor luar yang terjadi pada kapal seperti kondisi lautyang buruk, perubahan yang besar atau dorongan dari kapal tunda.
1.2
RUMUSAN MASALAH 1. Titik-titk apa saja yang berhubungan dengan stabilitas ? 2. Bagaimana cara menentukan macam-macam stabilitas ? 3. Bagaimana cara untuk meningkatkan stabilitas kapal ? 4. Bagaimana cara menentukan nilai GZ ? 5. Apa saja yang menjadi syarat untuk stabilitas kapal menurut IMO ?
1.3
TUJUAN 1. Menentukan titik-titik yang berhubungan dengan stabilitas 2. Menentukan macam-macam stabilitas 3. Upaya meningkatkan stabilitas kapal 4. Menentukan nilai GZ 5. Persyaratan stabilitas kapal menurut IMO
BAB 2 ISI 2.1. STABILITAS KAPAL 2.1.1. Definisi Stabilitas Sebuah kapal dapat mengoleng disebabkan karena kapal mempunyai kemampuan untuk menegak kembali sewaktu kapal menyenget yang dikarenakan oleh adanya pengaruh luar yang bekerja pada kapal. Beberapa contoh pengaruh luar yang dimaksud adalah: arus, ombak, gelombang, angin dan lain sebagainya. Dari sifat olengnya apakah sebuah kapal mengoleng terlalu lamban, ataukah kapal mengoleng dengan cepat atau bahkan terlalu cepat dengan gerakan yang menyentak-nyentak, atau apakah kapal mengoleng dengan enak, maka dibawah ini akan diberikan pengertian dasar tentang olengan sebuah kapal. 1. Sebuah kapal yang mengoleng terlalu lamban, maka hal ini menandakan bahwa kemampuan untuk menegak kembali sewaktu kapal menyenget adalah terlalu kecil. Kapal yang pada suatu saat mengoleng demikian dikatakan bahwa stabilitas kapal itu kurang atau kerapkali juga disebut bahwa kapal itu “langsar“. 2. Sebuah kapal yang mengoleng secara cepat dan dengan menyentaknyentak, maka hal itu menandakan bahwa kapal kemampuannya untuk menegak kembali sewaktu kapal menyenget adalah terlalu besar atau kelewat besar. Kapal yang dalam keadaan demikian itu dikatakan bahwa stabilitas kapal itu terlalu besar atau seringkali disebut bahwa kapal itu “kaku “. 3. Sebuah kapal yang mengoleng dengan “enak “ maka hal itu menandakan bahwa kemampuannya untuk menegak kembali sewaktu kapal menyenget adalah sedang. Kapal yang dalam keadaan demikian itu sering kali disebut sebuah kapal yang mempunyai stabilitas yang “ baik “
Sebuah kapal yang stabilitasnya terlalu kecil atau yang disebut langsar itu untuk keadaan-keadaan tertentu mungkin berakibat fatal, sebab kapal dapat terbalik. Kemungkinan demikian dapat terjadi, oleh karena sewaktu kapal akan menegak kembali pada waktu kapal menyenget tidak dapat berlangsung, hal itu dikarenakan misalnya oleh adanya pengaruh luar yang bekerja pada kapal, sehingga kapal itu akan menyenget lebih besar lagi. Apabila proses semacam itu terjadi secara terus menerus, maka pada suatu saat tertentu kapal sudah tidak memiliki kemampuan lagi untuk menegak kembali. Jelaslah kiranya bahwa apabila hal itu terjadi, maka sudah dapat dipastikan bahwa kapal akan terbalik. Sebuah kapal yang kaku dapat berakibat : 1. Kapal “ tidak nyaman “ sebagai akibat dari berolengnya kapal yang secara cepat dan menyentak-nyentak itu, sehinggamungkin sekali terjadi semua awak kapalnya (terlebih-lebih para penumpang) menjadi mabuk, sebab dapat dikatakan bahwatidak ada satu saatpun kapal itu dalam keadaan“ tenang “. 2. Sebagai akibat dari gerakannya yang menyentak-nyentak dan dengan cepat itu maka konstruksi kapal dibangunan-bangunan atasnya akan sangat dirugikan, misalnya sambungan-sambungan antara suku-suku bagian bangunan atas akan menjadi longgar, sebab paku-paku kelingnya menjadi longgar. Akibat lain yang mungkin juga terjadi adalah longsornya muatan yang dipadat didalam ruang-ruang dibawah. Longsornya muatan itu dapat membawa akibat yang sangat fatal (kapal dapat terbalik). Sebuah kapal yang stabilitasnya kecil atau yang disebut langsar yang disebabkan karena bobot diatas kapal dikonsetrasikan dibagian atas kapal. Sebuah kapal dapat bersifat kaku, oleh karena pemadatan muatan dikapal itu dilakukan secara tidak benar, yakni bobot-bobot dikonsentrasikan di bawah, sehingga kedudukan titik beratnya terlalu rendah.
Pada pokoknya, stabilitas kapal dapat digolongkan didalam 2 jenis stabilitas yaitu: 1. Stabilitas kapal dalam arah melintang (sering kali disebut stabilitas melintang) 2. Stabilitas kapal dalam arah membujur (sering kali disebut stabilitas membujur) Stabilitas melintang adalah kemampuan kapal untuk menegak kembali sewaktu kapal menyenget dalam arah melintang yang disebabkan oleh adanya pengaruh luar yang bekerja padanya. Stabilitas membujur adalah kemampuan kapal untuk menegak kembali sewaktu kapal menyenget dalam arah membujur yang disebabkan oleh adanya pengaruh luar yang bekerja padanya.
2.1.2. Stabilitas Awal Stabilitas awal sebuah kapal adalah kemampuan dari kapal itu untuk kembali kedalam kedudukan tegaknya semula sewaktu kapal menyenget pada sudut-sudut kecil (= 60). Pada umumnya stabilitas awal ini hanya terbatas pada pembahasan pada stabilitas melintang saja. Didalam membahas stabilitas awal sebuah kapal, maka titik-titik yang menentukan besar kecilnya nilai-nilai stabilitas awal adalah : 1. Titik Berat Kapal ( G ) a. Definisi Titik berat kapal adalah sebuah titik di kapal yang merupakan titik tangkap dari Resultante semua gaya berat yang bekerja di kapal itu, dan dipengaruhi oleh konstruksi kapal. b. Arah bekerjanya Arah bekerjanya gaya berat kapal adalah tegak lurus kebawah. c. Letak / kedudukan berat kapal Titik berat kapal dari suatu kapal yang tegak terletak pada bidang simetris kapal yaitu bidang yang dibuat melalui linggi depan linggi belakang dan lunas kapal.
d. Sifat dari letak / kedudukan titik berat kapal Letak / kedudukan titik berat kapal suatu kapal akan tetap bila tidak terdapat penambahan, pengurangan, atau penggeseran bobot diatas kapal dan akan berpindah tempatnya bila terdapat penambahan, pengurangan atau penggeseran bobot dikapal itu : 1. Bila ada penambahan bobot, maka titik berat kapal akan berpindah kearah / searah dan sejajar dengan titik berat bobot yang dimuat. 2. Bila ada pengurangan bobot, maka titik berat kapal akan berpindah kearah yang berlawanan dan titik berat bobot yang dibongkar. 3. Bila ada penggeseran bobot, maka titik berat sebuah kapal akan berpindah searah dan sejajar dengan titik berat dari bobot yang digeserkan.
2. Titik Tekan = Titik Apung ( B ) a. Definisi Titik tekan = Titik apung = Centre of buoyency sebuahtitik di kapal yang merupakan titik tangkap Resultantesemua gaya tekanan keatas air yang bekerja padabagian kapal yang terbenam didalam air. b. Arah bekerjanya Arah bekerjanya gaya tekan adalah tegak lurus keatas c. Letak / kedudukan titik tekan/titik apung Kedudukan titik tekan sebuah kapal senantiasa berpindah pindah searah
dengan
menyengetnya
kapal,
maksudnya
bahwa
kedudukan titik tekan itu akan berpindah kearah kanan apabila kapal menyenget kekanan dan akan berpindah ke kiri apabila kapal menyenget ke kiri, sebab titik berat bagian kapal yang terbenam berpindah-pindah sesuai dengan arah sengetnya kapal. Jadi dengan berpindah-pindahnya kedudukan titik tekan sebuah
kapal sebagai akibat menyengetnya kapal tersebut akan membawa akibat berubah-ubahnya stabilitas kapal tersebut. 3. Titik Metasentrum ( M ) a. Definisi Titik Metasentrum sebuah kapal adalah sebuah titik dikapal yang merupakan titik putus yang busur ayunannya adalah lintasan yang dilalui oleh titik tekan kapal b. Letak / kedudukan titik Metasentrum kapal Titik Metasentrum sebuah kapal dengan sudut-sudutsenget kecil terletak pada perpotongan garis sumbudan arah garis gaya tekan keatas sewaktu kapalmenyenget c. Sifat dari letak / kedudukan titik metasentrum Untuk sudut-sudut senget kecil kedudukan Metasentrum dianggap tetap, sekalipun sebenarnya kedudukan titikitu berubah-ubah sesuai dengan arah dan besarnyasudut senget. Oleh karena perubahan letak yang sangat kecil, maka dianggap tetap.Dengan berpindahnya kedudukan titik tekan sebuah kapal sebagai akibat menyengetnya kapal tersebut akan membawa akibat berubah-ubahnya kemampuan kapal untuk menegak kembali. Besar kecilnya kemampuan suatu kapal untuk menegak kembali merupakan ukuran besar kecilnya stabilitas kapal itu. Jadi dengan berpindah-pindahnya kedudukan titik tekan sebuah kapal sebagai akibat dari menyengetnya kapal tersebut akan membawa akibat berubah-ubahnya stabilitas kapal tersebut. Dengan
berpindahnya
kedudukan
titik
tekan
B
dari
kedudukannya semula yang tegak lurus dibawah titik berat G itu akan menyebabkan terjadinya sepasang koppel, yakni dua gaya yang sama besarnya tetapi dengan arah yang berlawanan, yang satu merupakan gaya berat kapal itu sendiri sedang yang lainnya adalah gaya tekanan keatas yang merupakan resultante gaya tekanan keatas yang bekerja pada bagian kapal yang berada didalam air yang titik tangkapnya adalah titik tekan. Dengan
terbentuknya sepasang koppel tersebut akan terjadi momen yang besarnya sama dengan berat kapal dikalikan jarak antara gaya berat kapal dan gaya tekanan keatas. Untuk memperoleh keterangan yang lebih jelas, harap perhatikan gambar dibawah ini.
Gambar. 2.1. Kedudukan titik G, B, M, sebuah kapal 2.1.3. Macam-macam Keseimbangan Secara umum beberapa macam keseimbanganbenda adalah : A. Keseimbangan Benda Melayang Sesuai referensi “Teori Bangunan Kapal”sebagai berikut :
Gambar 2.2 Posisi titik B dan G benda melayang Keterangan Gambar : WL = garis air
W’L’ = garis air setelah kapal miring B = Titik tekan benda (buoyancy) G = Titik berat benda (gravity) P = gaya tekan ke atas A.1. Titik B diatas G Kondisi ini disebut stabil, karena terjadi momenkopel antara titik tekan keatas dan titik tekan kebawah A.2. Titik B dan titik G berada dalam satutitik Kondisi ini disebut indiferen karena titik tekanke atas dan ke bawah dalam satu titik sehinggatidak terjadi momen kopel. A.3. Titik B berada dibawah titik G Kondisi ini labil karena momen kopel yang terjadi semakin memperbesar kemiringan kapal.
B. Keseimbangan Benda Mengapung Menurut
V.
Semyonov-Tyan-Shansky
“Theoryof
Buoyancy,
Stability and Launching” sebagaiberikut :
Gambar 2.3 Posisi titik B dan G benda mengapung Keterangan Gambar : G = Titik berat benda (Gravity) B = Titik tekan awal benda (buoyancy). B’= Titik tekan akhir benda (buoyancy). D = Gaya berat benda
M = Titik metasentra benda (metacentre). gV = Sudut oleng benda B.1. Titik M berada diatas titik G dan titik B Pusat dari daya apung ( titik B) terletak dibawahtitik berat ( titik G) tetapi ketika kapaldimiringkan maka titik berat akan bergesersejauh jarak metacentre ( titik M) terletak di atastitik berat ( titik G) dan couple yang dibentukoleh gaya berat dan gaya ke atas akanmengembalikan kapal ke arah posisi tegaksehingga kapal stabil. Posisi dari titik M, G danB seperti ini banyak ditemui. B.2. Titik M berada dibawah titik G dan titikB dibawah titik G Pusat dari daya apung (B) terletak dibawah titikberat (G). Ketika kapal dimiringkan maka Bberpindah sesuai jarak titik M yang beradadibawah titik berat (G) sehingga couple yangdibentuk oleh gaya berat D dan gaya keatas ρVmemutar kapal ke arah dari kemiringan tersebut,dalam kondisi ini kapal adalah tidak stabil B.3. Titik M berada dititik G dan titik Bdibawah titik G Di posisi awal pusat dari daya apung (B) terletakdibawah titik berat (G). Ketika kapaldimiringkan maka pusat dari B akan berpindahsedemikian sehingga metacentre (M) samadengan titik berat (G) sehingga momen terjadi adalah nol dan kapal akan
mengapung
dikedudukan
tetap
miring.
Dengan
kondisitersebut maka kapal bisa dikatakan tidak stabil
2.1.4. Teori Koppel Dan Hubungannya Dengan Stabilitas Kapal Yang dimaksud dengan sepasang koppel adalah sepasang gaya yang sama besarnya tetapi dengan arah yang berlawanan. Apabila pada sebuah benda bekerja sepasang koppel, maka benda tersebut akan berputar. Besarnya kemampuan benda itu
berputar ditentukan oleh hasil perkalian antara gaya yang membentuk koppel itu dan jarak antara kedua gaya tersebut. Apabila sebuah kapal menyenget, pada kapal tersebut akan terjadi
sepasang koppel yang menyebabkan kapal itu memiliki
kemampuan untuk menegak kembali atau bahkan bertambah menyenget lagi. Untuk memperoleh gambaran yang lebih jelas, harap perhatikan gambar-gambar dibawah ini.
Gambar. 2.4. Momen Kopel Besarnya kemampuan untuk menegak kembali sebuah kapal sewaktu kapal menyenget dengan suatu sudut tertentu adalah sama dengan hasil perkalian antara gaya berat kapal dan jarak antara gaya berat kapal dan gaya tekanan keatas yang bekerja pada kapal saat tertentu itu.
Gambar. 2.5. Momen Penegak ( Mp )
Besarnya kemampuan untuk menegak kembali kapal itu adalah sebesar = W x GZ. Atau jika dituangkan dalam bentuk rumus akan berbentuk : Mp = W x GZ Dimana Mp adalah Momen penegak. Mungkin saja bahwa dua kapal dengan kondisi sama ukuran, berat benaman, dan sudut sengetnya sama besar, yang demikian itu memiliki stabilitas yang berlainan. Adapun penjelasannya adalah sebagai berikut : Stabilitas kedua kapal itu dapat berlainan, oleh karena besarnya momen penegak ( Mp = W x GZ ), maka satu-satunya alasan yang menyebabkan momen kedua kapal itu tidak sama adalah faktor GZ = lengan penegak. Besarnya lengan penegak kedua kapal itu tidak sama besar disebabkan oleh karena kedudukan titik berat kedua kapal itu tidak sama tinggi (lihat gambar dibawah ini) Lukisan : Penjelasan Perhitungan Momen Kopel ( Mp )
Mp = W x GZ
Mp = W x GZ
Jika berat benaman kedua kapal = 15.000 ton, maka Dan lengan penegak kapal A = 0,45 meter Lengan penegak kapal B = 0,30 meter Perhitungannya :
W
= 15.000 ton
W
= 15.000 ton
GZ
= 0,45 meter, maka
GZ
= 1 kaki, maka
Mp = 15.000 ton x 0,45 meter
Mp
= 15.000 ton x 0,30
meter = 6.750 ton meter
= 4.500 ton meter
Kesimpulan-kesimpulan yang dapat ditarik dari rumus Mp = W x GZ adalah : 1. Apabila W semakin besar, maka Mp pun semakin besar 2. Apabila GZ semakin besar, maka Mp pun semakin besar 3. Apabila W tetap, maka besarnya nilai M sebanding dengan nilai GZ Artinya bahwa MP merupakan fungsi dari GZ artinyabahwa semakin besar nilai GZ maka semakin besar pula nilaiM, semakin kecil nilai GZ semakin kecil pula nilai M tersebut. Jika hubungan antara kedua faktor itu dituangkan didalambentuk rumus, maka rumus itu akan berbentuk :Mp = f(GZ), baca : Mp adalah fungsi GZ artinya bahwabesarnya nilai MP adalah semata-mata tergantung dari nilaiGZ. Jarak antara gaya berat kapal (berat benaman kapal) dan gaya tekanan keatas itu disebut : Lengan koppel. Apabila momen yang terjadi akan menegakan kembali kapal yang sedang menyenget, maka jarak antara berat benaman kapal dan gaya tekan keatas itu sering disebut Lenganpenegak, sedangkan apabila momen yang terjadi akan mengakibatkan bertambah besarnya senget kapal, maka jarak antara berat benaman dan gaya tekan keatas itu seringkali juga disebut Lengan penyenget. Alasan yang dipergunakan sebagai dasar penamaan nilai GZ yang demikian itu adalah disebabkan oleh karena momen yang terjadi oleh sepasang koppel itu akan mengakibatkan tegak kembalinya kapal yang sedang dalam keadaan miring. Apabila sebuah kapal yang sedang menyenget dengan sudut senget sedemikian rupa sehingga kedudukan titik B nya berada tegak lurus dibawah titik G nya, maka pada saat itu kapal tidak memiliki kemampuan untuk menegak kembali. Hal ini disebabkan
karena momen penegaknya pada saat itu sama dengan nol, sebab besarnya lengan penegak pada saat sama dengan nol. Untuk memperoleh gambaran yang lebih jelas, harap perhatikan uraian yang disertai dengan penjelasan seperti tersebut dibawah ini.
Gambar. 2.6. Lengan/Momen Penegak = 0 Sesuai dengan gambar tersebut diatas maka gaya berat kapal berimpit dengan gaya tekan keatas, sehingga jarak antara kedua gaya tersebut adalah sama dengan nol. Selanjutnya sesuai dengan rumus : Mp = W x GZ Jika nilai GZ = 0 , Maka : Mp = W x 0= 0 Hal ini berarti bahwa jika momen penegaknya
=
0,
makaakibatnya bahwa pada saat itu dalam keadaan stabilitas netral, artinya bahwa pada saat itu kapal tidak mempunyai kemampuanuntuk menegak kembali. 2.1.5. Macam Keadaan Stabilitas Kapal Dalam membahas keadaan-keadaan stabilitas, dikenal 3 (tiga) macam keadaan stabilitas, yakni : 1. Stabilitas mantap atau stabilitas positif Keadaan stabilitas kedudukan
titik
G
kapal
lebih
yang demikian ini
rendah
dari
pada
apabila
kedudukan
metasentrumnya (titik M), sehingga sebuah kapal yang memiliki
stabilitas mantap sewaktu kapal menyenget mesti memiliki kemampuan untuk menegak kembali. (Lihat Gambar dibawah ini).
Gambar. 2.7. Stabilitas mantap/positif 2. Stabilitas goyah atau stabilitas negatif Keadaan stabilitas kedudukan
titik
G
kapal
lebih
yang demikian ini
tinggi
dari
pada
apabila
kedudukan
metasentrumnya (titik M),sehingga sebuah kapal yang memiliki stabilitas goyah atau negatifsewaktu kapal menyenget kapal tidak memiliki kemampuan untuk menegak kembali, tetapi bahkan sudut sengetnya akanbertambah besar (lihat gambar dibawah ini)
Gambar. 2.8. Stabilitas goyah/negatif 3. Stabilitas netral Sebuah kapal mempunyai stabilitas netral apabila kedudukan titik berat G berimpit dengan kedudukan titik M (Metasentrum). Oleh karena jarak antara kedua gaya yang membentuk sepasang koppel itu sama dengan nol, maka momen penegak kapal yang
memiliki stabilitas netral sama dengan nol, atau bahwa kapal tidak memiliki
kemampuan
untuk
menegak
kembali
sewaktu
kapalmenyenget (lihat gambar dibawah ini).
Gambar. 2.9. Stabilitas netral Ditinjau dari hubungan-hubungan yang ada antara kedudukan titik berat ( G ) dan Metasentrumnya ( M ), sebuah kapal mungkinmemiliki stabilitas sebagai berikut : 1. Stabilitas mantap (stabilitas positif), apabila kedudukan metasentrumnya (M) lebih tinggi dari pada kedudukan titik beratnya (G), Sebuah kapal yang memiliki stabilitas mantap sewaktu kapal menyenget, kapal memiliki kemampuan untuk menegak kembali. 2. Stabilitas goyah (stabilitas negatif), apabila kedudukan metasentrumnya ( M ) lebih rendah dari pada kedudukan titik beratnya ( G ). Sebuah kapal yang memiliki stabilitas goyah (stabilitas negatif) ini sewaktu kapal menyenget. Kapal tidak memiliki kemampuan untuk menegak kembali, tetapi bahkan sengetnya semakin besar. 3. Stabilitas netral, apabila kedudukan titik beratnya berimpit dengan kedudukan metasentrumnya. Sebuah kapal yang memiliki stabilitas netral ini sewaktu menyenget, kapal tidak memiliki kemampuan untuk menegak kembali demikian pula
tidak bertambah menyenget lagi.Perbedaan terhadap jenis stabilitas sebagaimana tersebut diatas hanya berlaku didalam hal stabilitas awal saja. Mengapa demikian, sebab sudah jelas bahwa kapal yang menyenget dengan sudut-sudut yang besar, pada akhirnya kapal akan menjadi goyah danterbalik. Syarat yang harus dipenuhi oleh sebuah kapal agar mempunyai stabilitas yang mantap, yakni apabila titik beratnya ( G ) kapal terletak lebih rendah dari pada metasentrumnya ( M ). Stabilitas sebuah kapal akan menjadi semakin kecil, apabila kedudukan titik beratnya ( G ) kapal itu semakin mendekati kedudukan mentasentrumnya ( M ), dengan catatan bahwa titik berat ( G ) itu masih lebih rendah dari pada metasentrumnya (M), dengan catatan bahwa titik berat ( G ) ini terletak lebih rendah dari pada metasentrumnya.
2.1.6. Upaya Peningkatan Stabilitas Kapal Begitu penting nilai stabilitas kapal, banyak metode untuk meningkatkan nilai stabilitas kapal antara lain :
Bilge atau Sirip lambung Sirip lunas (Bilge keel) berfungsi untuk meningkatkan gaya apung tambahan ketika ada oleng tanpa menambah bouyency. Bentuk ini tidak dapat diubah-ubah berdasarkan keolengan.
Tangki penyeimbang Merupakan tangki yang berfungsi menstabilkan posisi kapal dengan mengalirkan air ballast dari kiri ke kanan dan sebaliknya kalau miring kekanan.
Sekat tangki Fungsinya sangat penting yaitu untuk menghindari free surface yang sangat berbahaya ketika keolengan, karena bukannya menambah bouyency namun malah menambah titik berat secara spontan ketika oleng.
Sirip stabilizer
Untuk metode ini biasa menggunakan foil seperti hydrofoil. Sistemnya memanfaatkan Cf dan Cd ketika fluida menyerang foil, karena nilai Cf berpengaruh dengan Cd yang dapat menambah hambatan kapal.
2.2
Persyaratan Stabilitas Kapal Utuh Menurut SOLAS Persyaratan sekarang diambil dari “Code on Intact Stability for All Types of Ships Covered by IMO Instrument”, 2002 edition, IMO, London. 2.2.1 General intact stability criteria for all ships Recommended general criteria: 1. Luas gambar di bawah kurva lengan penegak GZ - Tidak boleh kurang dari 0.055 meter radian sampai sudut oleng = 30° - Tidak kurang dari 0.09 meter radian samapai sudut oleng = 40° atau sudut air masuk Ɵr jika sudut ini kurang dari 40°. - Selain itu luas gambar dibawah kurva lengan penegak GZ antara sudut oleng 30° dan 40° atau sudut air masuk Ɵr jika sudut ini kurang dari 40°,tidak boleh kurang dari 0.03 meter radian 2. Lengan penegak GZ harus paling sedikit 0.2 meter pada sudut oleng 30° atau lebih. 3. Lengan penegak maksimum sebaiknya terjadi pada sudut oleng lebih dari 30° tetapi tidak kurang dari 25°. 4. Tinggi metasenter awal GM0tidak boleh kurang dari 0.15 meter. 5. Selain itu, untuk kapal penumpang, sudut oleng akibat penumpang bergerombol di satu sisi kapal seperti ditentukan dalam paragraph 3.5.2.6 sampai dengan 3.5.2.9 tidak boleh melebihi 10°. 6. Selain itu, untuk kapal penumpang, sudut oleng akibat kapal berbelok tidak boleh melebihi 10° jika dihitung dengan rumus berikut :
Dengan MR
= momen pengoleng (kN.m)
V0
= kecepatan dinas (m/s)
L
= panjang kapal pada bidang air (m)
Δ
= displasemen (ton)
d
= sarat rata-rata (m)
KG
= tinggi titik berat di atas bidang dasar (m)
Setiap penumpang dianggap bermassa 75 kg, tetapi dapat dikurangi menjadi tidak kurang dari 60 kg jika ada alas an cukup. Massa barang bawaan dan letaknya ditentukan oleh Administration. 7. Tinggi titik berat penumpang dianggap sama dengan a. 1.0 m di atas geladak untuk penumpang yang berdiri. Jika perlu, pengaruh camber dan sheer diperhitungkan juga b. 0.30 m di atas tempat duduk untuk penumpang yang duduk 8. Penumpang dan bagasinya dianggap berada di tempat yang memang disediakan untuk mereka, untuk perhitungan menurut 3.1.2.1 sampai dengan 3.1.2.4 9. Penumpang tanpa bagasi harus dianggap terdistribusi sedemikian hingga menghasilkan momen pengoleng terbesar dan/atau tinggi metacentre awal terkecil yang mungkin dalam praktek, pada waktu perhitungan menurut 3.1.2.5 dan 3.1.2.6. Dianggap dalam tiap m2 tidak lebih dari 4 penumpang.
2.2.2 Standard Loading Condition to be Examined a) Kapal Penumpang i. Kapal dalam kondisi berangkat dengan muatan penuh, dengan penumpang
penuh
bersama
barang
bawaannya,
dengan
persediaan dan bahan bakar penuh ii. Kapal dalam kondisi datang dengan muatan penuh, dengan penumpang penuh bersama barang bawaannya, tetapi persediaan dan bahan bakar tinggal 10% saja iii. Kapal dalam kondisi berangkat tanpa muatan (cargo), dengan penumpang penuh bersama barang bawaannya dan dengan persediaan dan bahan bakar penuh
iv. Kapal dalam kondisi datang tanpa muatan, dengan penumpang penuh bersama barang bawaannya tetapi persediaan dan bahan bakar tinggal 10% saja b) Kapal Barang i. Kapal dalam kondisi berangkat dengan muatan penuh, dengan muatan tersebar merata dalam semua ruang muat dan dengan persediaan dan bahan bakar penuh ii. Kapal dalam kondisi datang dengan muatan penuh, dengan muatan tersebar merata dalam semua ruang muat, tetapi persediaan dan bahan bakar tinggal 10% saja iii. Kapal dengan ballast dalam kondisi berangkat tanpa muatan, dengan persediaan dan bahan bakar penuh iv. Kapal dengan ballast dalam kondisi dating tanpa muatan, tetapi dengan persediaan dan bahan bakar tinggal 10% saja c) Kapal Barang dengan Muatan geladak i. Kapal dalam kondisi berangkat dengan muatan penuh, dengan muatan tersebar merata dalam semua ruang muat dan muatan dengan tinggi, tempat serta berat tertentu di geladak, dengan persediaan dan bahan bakar penuh ii. Kapal dalam kondisi datang dengan muatan penuh, dengan muatan tersebar merata dalam semua ruang muat dan muatan dengan tinggi, tempat serta berat tertentu di geladak, tetapi dengan persediaan dan bahan bakar tinggal 10% saja
2.3
Perhitungan GZ Kurva stabilitas adalah bentuk di mana untuk menyimpan informasi yang diperlukan untuk menentukan sudut karakteristik besar stabilitas dari kapal di displacment apapun, tetapi pada posisi yang diasumsikan tunggal dari pusat gravitasi. Untuk operator kapal serta untuk arsitek kapal selama proses desain, apa yang dibutuhkan adalah penentuan lengan lurus atau saat-saat kapal bertumit ke setiap sudut sementara dalam kondisi pembebanan yang diberikan pada satu perpindahan dan dengan
pusat gravitasi pada posisi yang berbeda dari yang diasumsikan dalam mempersiapkan kurva silang. Kurva statik stabilitas di mana lengan lurus diplot terhadap sudut tumit yang sesuai. Dengan menggabungkan berat badan (baik besar dan CG) dengan sifat hidrostatik, lengan lurus diproduksi dan stabilitas kapal dapat ditentukan. Biasanya, lengan lurus diplot untuk berbagai sudut tumit, dimana tumit diasumsikan oleh sumbu longitudinal. Sebuah momen tertentu, seperti yang disebabkan
oleh
angin
dengan
kecepatan
tertentu,
juga
dapat
dikenakan.Analisis lebih lanjut dari sifat-sifat kurva lengan lurus yang menyebabkan penilaian formal stabilitas kapal. Kemampuan untuk mendapatkan kecenderungan ke arah yang lain juga berguna untuk beberapa jenis kapal. Kurva stabilitas statis ditentukan dengan memilih nilai-nilai lengan lurus dari kurva silang pada perpindahan yang tepat dan memperbaiki nilainilai yang diperoleh untuk mencerminkan posisi aktual dari pusat gravitasi. Dua koreksi mungkin diperlukan, satu untuk ketinggian di atas G keel (KG) dan satu untuk jarak G off centreline (TCG). Koreksi vertikal hampir selalu diperlukan, karena itu hanya secara kebetulan bahwa KG sebuah kapal dalam kondisi pembebanan yang diberikan akan tepat pada titik tiang yang dipilih secara sewenang-wenang ketika kurva silang disiapkan. Lateral koreksi, sebaliknya, jarang diperlukan dalam pemuatan rutin. Kondisi
karena
praktek
yang
baik
dalam
pemuatan
kapal
mensyaratkan bahwa pusat gravitasi berada di centreline sehingga kapal akan mengapung tegak. Jelas bahwa semua lengan tegak akan lebih kecil dari pada yang diplot dalam kurva lintas, karena pusat gravitasi yang sebenarnya lebih tinggi dari pusat gravitasi yang diasumsikan, keel, K. Dengan demikian stabilitas pada sudut besar berkurang sebagai G naik, seperti stabilitas awal diukur dengan GM tidak. Karena pusat gravitasi pada centreline, arah diasumsikan tumit (staboard atau port) tidak material, karena simetri centreline lambung akan menyebabkan pusat apung untuk mengambil posisi simetris yang sesuai di
kedua sisi pada setiap sudut tertentu. Meskipun kurva dapat diplot untuk semua sudut tumit yang kurva lintas telah ditentukan, itu biasanya diakhiri mana GZs menjadi negatif, yaitu, di mana lengan tegak berubah terbalik. Untuk memiliki pemahaman penuh stabilitas kapal utuh, kita harus mengetahui tidak hanya bagaimana kurva stabilitas statis ditentukan, tetapi juga mengapa dibentuk seperti yang ditunjukkan, dan apa signifikansi yang harus terpasang ke fitur khas. Bagian awal dari kurva stabilitas statis (pertama 7-10 derajat) harus konsisten dengan ukuran stabilitas awal, yaitu, ketinggian metasentrik (GM). GZ GMsin Sebagai sudut tumit mendekati nol, . Dengan demikian untuk sudut kecil tumit kita dapat menulis GZ GM Oleh karena ketinggian metasentrik (GM)
adalah ukuran
kemiringan kurva stabilitas statis di titik asal dan harus selalu digunakan sebagai bantuan untuk merencanakan kurva, dengan menjalankan kurva dalam bersinggungan dengan garis lurus pada titik asal. Pada sudut 1 radian (sama dengan 180 / , Atau 57,3 derajat) garis lurus melewati nilai GZ = GM. Dengan demikian, Jika GM ditata sebagai koordinat pada 57,3 derajat dan titik yang terhubung ke asal dengan suatu garis lurus, kurva stabilitas statis akan mendekati garis yang asimtotik saat mendekati asal.
Gambar 2.10.Khas kurva stabilitas statis Untuk sebagian besar bentuk lambung kapal, kurva stabilitas satis dari jalan awal dengan meningkatnya kemiringan sehingga naik di atas garis singgung sebagai sudut tumit meningkat. Akhirnya, sebagai sudut kenaikan tumit, tercapai suatu titik di mana dek tepi perendaman berlangsung. Bahkan, sejak bentuk bagian kapal yang bervariasi dari haluan ke buritan, dek tepi perendaman bukan kejadian tiba-tiba di sepanjang kapal, tetapi berlangsung
secara
bertahap
selama
berbagai
sudut
tumit.
Tapi
kecenderungan umum disertai dengan penurunan pertumbuhan banyak GZ, dan dengan demikian titik perubahan dalam kurva stabilitas statis. Kemiringan ini terus berkurang dari kurva stabilitas statis di luar dek tepi perendaman mengarah ke puncak kurva, dan akhirnya terjun cepat melampaui puncak. Ini efek dek tepi perendaman pada stabilitas sudut besar memiliki konsekuensi penting bagi arsitek kapal dan operator kapal. Implikasi desain bahwa sebuah kapal yang dirancang untuk memiliki freeboard kecil dapat mengembangkan lengan tegak yang memadai dan saat-saat di sudut besar karena dek tepi perendaman dan puncak kurva GZ akan terjadi pada sudut yang relatif kecil. Untuk menghindari masalah ini, kapal freeboard rendah harus dirancang dengan ketinggian metasentrik relatif besar, karena kemiringan awal yang besar dari kurva stabilitas statis akan cenderung untuk
memastikan bahwa saat meluruskan akan dicapai sudut kecil di mana kurva mencapai puncaknya. Puncak kurva stabilitas statis mengidentifikasi dua kuantitas yang penting dalam mengevaluasi stabilitas keseluruhan kapal. Itu adalah lengan tegak maksimum dan sudut stabilitas maksimum. Pentingnya lengan tegak maksimum (GZmax) adalah bahwa produk dari perpindahan dan GZmax adalah saat kecondongan stabil maksimum, kapal dapat mengalami tanpa terbalik. Di luar sudut stabilitas maksimum, lengan tegak menurun, seringkali lebih cepat daripada mereka telah meningkat sampai ke titik itu. Penurunan cepat akhirnya mengarah ke titik di mana GZ menjadi nol, dan kurva recrosses sumbu. Sudut ini terjadi adalah sudut hilang stabilitas, karena setelah itu GZs negatif. Artinya, kapal terbalik atau menjahui lengan, daripada lengan tegak. Setiap kapal yang condong melampaui sudut atas stabilitas maksimum akan terbalik, terlepas dari penyebab kemiringan atau durasinya. Khas statis kurva stabilitas seperti itu di Gambar 2.10 memotong sumbu horizontal pada dua sudut kemiringan, yang masing-masing mewakili kondisi kesetimbangan statis, karena GZ sama dengan nol. Persimpangan pertama (nol sudut tumit) adalah kondisi ekuilibrium stabil, karena kecenderungan sementara untuk sudut yang lebih besar buat momen tegak yang akan mengembalikan kapal ke sudut keseimbangan ketika penyebab kecenderungan dihapus. Persimpangan kedua adalah di sudut hilangnya stabilitas dan merupakan kondisi ekuilibrium stabil, karena kecenderungan sementara untuk sudut yang lebih besar buat menjahui saatsaat yang akan menyebabkan kapal miring jauh dari kondisi ekuilibrium ketika penyebab kecenderungan dihilangkan. Berbagai sudut tumit antara dua penyeberangan disebut rentang stabilitas. Sebagai masalah praktis, kita harus berhati-hati untuk tidak terlalu banyak bergantung pada kemampuan setiap kapal untuk pulih dari sudut kemiringan luar sudut atas stabilitas maksimum karena kurva silang stabilitas ditentukan pada asumsi sempurna integritas kedap air dari deck. Asumsi ini tidak benar untuk sebagian besar kapal. Semua kapal yang
disediakan dalam dek untuk menyimpan kargo, akses ke ruang bawah dek, ventilasi, pipa, dll Benar dirancang penetrasi dek dibuat weathertight, tetapi beberapa dapat dibuat benar-benar kedap air, dan selalu ada possibilty kesalahan manusia , yaitu, meninggalkan pintu dan membiarkan terbuka yang harus tertutup rapat. Pada sudut tumit bagian membenamkan dek, kemungkinan selalu ada air yang akan dikirim melalui lubang tersebut.
2.4
HYDROSTATIC CURVES Kurva Hidrostatik adalah gambar garis lengkung yang merupakan karakteristik dari bagian badan kapal yang tercelup di dalam air. Umumnya terdiri dari 19 macam kurva. Masing-masing kurva diperoleh dari perhitungan pada beberapa sarat mulai dari sarat paling bawah sampai sarat kapal muatan penuh. Sedangkan untuk kurva Bonjean mulai dari sarat paling bawah sampai pada geladak kapal. Pada prinsipnya kurva adalah kumpulan dari beberapa titik. Semakin bayak titik semakin streamline kurva tersebut. Tetapi konsekuensinya perhitungan jadi semakin lama. Sebaliknya semakin sedikit jumlah titik kurva semakin mendekati garis lurus. Dalam hal ini pembagian sarat minimal 10 sarat agar diperoleh bentuk kurva yang wajar. Agar hasil kurva lebih akurat, pada bagian setengah sarat kebawah pembagian sarat lebih kecil dari setengah sarat diatasnya. Karena pada bagian setengah sarat ke bawah terdapat perubahan bentuk sangat drastis. Sedangkan setengah sarat keatas bentuk kapal cenderung lurus. Fungsi dari kurva Hidrostatik atau Bonjean adalah untuk mengetahui besaran kurva pada sembarang sarat mulai dari paling bawah sampai sarat muatan penuh atau geladak kapal tanpa harus menghitung lagi sebagaimana pada saat pembuatan kurva.
Dari ke 19 kurva yang ada pada gambar Hidrostatik dapat dikelompokan menjadi 4 kelompok yaitu : Kelompok koefisien : Koefisien Volume yaitu : Coefficient Block (cb) Coefficient Luasan yaitu : Coeffient Midship (cm) atau dinotasikan β dan Coefficient Waterline (cw) atau dinotasikan α Kelompok Luasan yaitu : Midship Section Area (MSA) Water Plane Area (WPA) Wetted Surface Area (WSA) Kelompok Jarak antar titik yaitu : Longitudinal Centre Floatation (LCF) yang dinotasikan ¤F Longitudinal Centre of Bouyancy (LCB) yang dinotasikan ¤B Bouyancy above Keel (KB) Transversal Metacentre Bouyancy (TBM) Displacement dan moment yaitu Displacement (D) Tonne per Centimeter Immersion (TPC) Moment To Change One Centimeter (MTC)
1.
Water Plane Area (WPA) Luas bidang garis air kapal yang merupakan potongan horisontal kapal dalam satuan meter persegi. WPA bisa dihitung dengan cara mengukur masing-masing Vi lebar kapal untuk tiap-tiap station pada sarat tertentu. Sama seperti MSA jumlah station sebaiknya merupakan kelipatan 3. Dari hasil pengukuran tersebut kemudian diintegralkan kearah horisontal, maka akan diperoleh hasil luas WPA. Dimana :
WPA = 2x1/3xhx Σ YS h
= jarak antar station ( m)
Σ YS
= jumlah perkalian ½ lebar kapal dengan faktor Simpson kearah horisontal.
Untuk kapal yang tidak menggunakan rise of floor (bagian bawah / alas kapal datar), maka harga WPA tidak sama dengan nol, karena ½ lebar kapal pada sarat nol ada harganya. Sebalilknya jika kapal menggunakan rise of floor (bagian bawah / alas pada posisi melintang dimiringkan), maka WPA berharga nol 2.
Coeffisient Water Line (Cw) Perbandingan antara WPA (item 8) dengan bidang segi empat yang mengelilinginya diperoleh dari perkalian antara panjang dan lebar kapal. Cw juga perbandingan antara luas dengan luas, maka Cw juga tidak mempunyai satuan dan besarnya selalu lebih kecil atau maksimal satu. Perhitungannya sebagai berikut WPA L B
Dimana :
CWL
WPA
= luas garis air ( m2)
L
= panjang ( m)
B
= lebar (m )
Harga Cw pada sarat nol tergantung dari harga WPA. Jika WPA nol maka, Cw berharga nol. Sebaliknya bila WPA tidak sama dengan nol, maka WPA harganya lebih besar dari nol. 3.
Ton Per Centimetre Immersion ( TPC ) TPC adalah jumlah ton yang diperlukan untuk mengadakan perubahan sarat kapal sebesar 1 cm. Bila kita menganggap tidak ada perubahan luas garis air pada perubahan sarat sebesar 1 cm, atau pada perubahan 1 cm tersebut dinding kapal dianggap vertikal. Jadi kalau kapal ditenggelamkan sebesar 1 cm, maka perubahan volume adalah
hasil kali luas garis air dengan tebal pelat pada garis air tersebut. Dengan demikian penambahan volume dan berat dapat dirumuskan sebagai berikut : Penambahan volume = t x WPA Penambahan berat
m3
= t x WPA x 1.025 ton
Dimana t adalah tebal pelat pada tiap WL dan 1,025 adalah berat jenis air laut. 4.
Midship Section Area (MSA) Luas bidang tengah kapal yang dipotong vertikal melintang kapal (station tengah) dalam satuan meter persegi. Besarnya MSA bisa dihitung dengan cara mengukur masingmasing ^ lebar kapal untuk beberapa sarat. Dari hasil pengukuran tersebut kemudian diintegralkan kearah vertikal. Dimana :
MSA = 2x1/3xh'x Σ YS' (m 2 ) h'
= jarak antar sarat ( m )
Σ YS' = jumlah perkalian ½ lebar kapal dengan faktor Simpson kearah vertikal Pada sarat nol MSA berharga nol, karena h' berharga nol. 5.
Midship Coefficient (CM) CM adalah perbandingan luas penampang midship kapal dengan luas suatu penampang dengan lebar B dan tinggi T untuk tiap water line. CM
6.
MSA B T
Buoyancy Above Keel (KB) Jarak titik pusat gaya tekan keatas air terhadap garis dasar atau sarat kapal paling bawah dalam satuan meter.
Untuk
menghitung
KB
caranya
hampir
sama
dengan
menghitung LCB sebagai berikut: KB =. Σ momen statis tiap-tiap garis air terhadap keel Σ luas tiap-tiap garis air Atau KB
= h' x £(YS)S'n' / £(YS)S'
Dimana : h'
= jarak antar sarat ( m)
Σ (YS)S'n' = jumlah perkalian ½ lebar kapal tiap-tiap station dengan faktor Simpson kearah horisontal maupun vetikal dan jarak tiap-tiap garis air terhadap keel. Σ (YS)S'
= jumlah perkalian ½ lebar kapal tiap-tiap station dengan faktor Simpson kearah horisontal maupun vetikal (fungsi sarat).
KB pada sarat nol akan berharga nol, karena jarak garis air terhadap keel nol, sehingga momen statisnya jadi noljuga.
.
Gambar 2.11. Posisi titik bouyancy thd midship dan titik bouyancy thd keel 7.
Transverse Center of Bouyancy to Metacenter ( TBM ) TBM adalah jarak titik tekan bouyancy ( gaya tekan ke atas air ) secara melintang terhadap titik metasentra. Satuannya dalam meter (m).
TBM
IT
8.
Transverse of Keel to Metacenter (TKM) TKM adalah letak titik metasentra melintang terhadap lunas kapal untuk tiap-tiap water line-nya. Satuannya dalam meter (m). TKM=KB+TBM
9.
Longitudinal Centre Of Buoyancy (LCB) Jarak titik pusat gaya tekan keatas air terhadap midship kearah memajang kapal dalam satuan meter. Gaya tekan keatas ini merupakan titik berat volume carene. Karena midship kapal dipakai sebagai acuan, maka LCB bisa berharga positip atau negatip tergantung posisi titik pusat gaya tekan keatas airnya didepan atau dibelakang midship. Harga LCB diperoleh dengan rumus debagai berikut: = Σ momen statis tiap-tiap station terhadap midship
LCB
Σ luas tiap-tiap station
B
Atau
( YSn) x
YS
Dimana: α
= jarak antar station (m)
Σ (YS')Sn = jumlah perkalian ½ lebar kapal tiap-tiap station dengan faktor Simpson kearah vertikal maupun horisontal dan jarak tiap-tiap staion terhadap midship. Σ YS'
= jumlah perkalian ½ lebar kapal tiap-tiap station dengan faktor Simpson kearah vetikal (fungsi sarat).
Harga LCB tergantung dari luas station sedangkan luas station pada sarat nol berharga nol. Jadi LCB pada sarat nol menjadi tak terdefinisikan (tak berhingga ) sehingga ujung kurva LCB terputus sebelum sarat nol.
10.
Longitudinal Centre Floation (LCF) Jarak titik pusat atau titik berat luasan bidang garis air (WPA) terhadap midship (bidang tengah kapal) kearah memanjang kapal dalam satuan meter. Titik berat ini merupakan sumbu putar bila kapal mengalami trim, baik trim haluan maupun trim buritan. Bila letak titik tekan berada didepan midship biasanya LCF berharga positip dan sebaliknya bila titik tekan berada dibelakang midship maka LCF berharga negatip. Harga positip dan negatip ini merupakan kesepakatan saja, karena diambil garis referensinya pada bagian tengah kapal.
Gambar 2.12. Posisi titik tekan bidang garis air terhadap midship Untuk memperoleh harga LCF dapat dihitung sebagai berikut: LCF
= momen statis bidang garis air terhadap midship WSA
F
Atau
( YSn) x
YS
Dimana : α
= jarak antar station ( m)
ΣYSn
= jumlah perkalian ½ lebar kapal tiap-tiap station dengan
faktor
Simpson
kearah
horisontal
(memanjang kapal) dan jarak tiap-tiap staion terhadap midship. Σ YS
=
jumlah perkalian ½ lebar kapal tiap-tiap station dengan
faktor
Simpson
kearah
horisontal
(memanjang kapal). Karena LCF tergantung dari harga bidang garis air, maka LCF pada sarat nol juga tergantung dari rise of floor nya kapal. Jika tidak ada maka LCF tidak berharga nol dan begitu juga sebaliknya. 11.
Longitudinal Center of Bouyancy to Metacenter (LBM) LBM adalah jarak titik tekan bouyancy secara memanjang terhadap titik metasentra. Satuannya dalam meter (m).
LBM 12.
IL
Longitudinal of Keel to Metacenter (LKM) LKM adalah letak metasentra memanjang terhadap lunas kapal untuk tiap-tiap sarat kapal. Satuannya dalam meter(m). LKM didapat dari penjumlahan LBM dengan KB. LKM=LBM+KB
13.
Coeffisient Block (Cb) Perbandingan antara volume displacement dengan volume prismatik kapal yang mengelilinginya hasil kali antara panjang, lebar dan sarat kapal. Oleh karena Cb merupakan perbandingan volume dengan volume sedangkan volume displacement besarnya selalu lebih kecil atau maksima! sama dengan volume prismatik yang mengelilinginya, maka Cb tidak punya satuan dan besarnya tidak pernah lebih dari satu. Besarnya Coeffiisient Block ( Cb) sebagai berikut:
Dimana :
CB
L B T
V
= volume carene ( m3)
L
= panjang ( m)
B
= lebar ( m)
T
= sarat ( m )
Harga Cb pada sarat nol menjadi tak berhingga, karena volume displacement dan sarat berharga nol. Karena itu pada ujung kurva Cb tidak boleh menyentuh sarat nol. 14.
Coeffisient Prismatic (Cp) Perbandingan antara volume displacement dengan volume prismatik memanjang kapal yang merupakan hasil kali antara luas midship dengan panjang kapal. Coeffisient Prismatic ini bisa juga diperoleh dari perbandingan antara Cb dengan Cm. Seperti halnya Cb, maka Cp tidak mempunyai satuan dan besarnya selalu lebih kecil atau maksimal satu. Dimana :
C B MSA L C M
V
= volume displacement ( m3)
MSA
= luas station tengah (m2)
L
= panjang ( m)
Harga Cp pada sarat nol menjadi tak berhingga, karena V dan MSA berharga nol, sehingga ujung kurva tidak pernah ketemu pada sarat nol.
15.
Wetted Surface Area (WSA) Luas seluruh bidang permukaan kulit kapal yang terceiup didalam air dalam satuan meter persegi. Biasanya WSA digunakan untuk menentukan jumlah kebutuhan cat yang diperlukan untuk mengecat bagian bawah badan kapal. Bila bisa diprediksi satu liter / kaleng cat bisa dipakai dalam satuam m2, maka bisa dihitung kebutuhan cat dalam satuan liter/ kaleng. Untuk menghitung WSA sebagai berikut: WSA = 2 x 1/3 x h x Σ HG
Dimana: h
= jarak antar station (m)
Σ HG
= jumlah perkalian panjang bentangan station dengan faktor Simpson
Pada sarat nol maka harga WSA menjadi sama dengan harga WPA. Jadi WSA dan WPA berada pada satu titik. Sedangkan untuk kapal yang menggunakan rise of floor, maka harga WSA tidak sama dengan nol, karena ½ lebar kapal pada sarat nol ada harganya. Sebaliknya jika kapal menggunakan rise of floor, maka WSA tentu berharga nol pula. 16.
Displacement Moulded ( mld ) Displacement moulded adalah berat air laut yang dipindahkan karena adanya volume karene tanpa kulit. Nilai ini didapat dari perkalian volume karene dengan berat jenis air laut yaitu 1,025.
1.025x (ton) 17.
Shell Displacement Shell Displacement adalah berat air laut yang dipindahkan karena adanya kulit/pelat pada karene. Semua satuan displacement dalam ton.
' xShellDisplacement (ton)
18.
Moment to change Trim one Centimeter (MTC) MTC adalah momen yang diperlukan untuk mengadakan trim sebesar 1 cm. Satuannya dalam Ton meter. Secara matematis MTC dirumuskan sebagai berikut: MTC
19.
LBM 100 L PP
Displacement Due to one centimeter of Trim by stern (DDT) DDT adalah besarnya perubahan displacement kapal yang diakibatkan oleh perubahan trim kapal sebesar 1 cm. Perumusan DDT adalah sebagai berikut: DDT
2.5
F TPC LPP
PERHITUNGAN STABILITAS PADA KAPAL TANKER Data ukuran kapal Tanker
Length Overall
: 108
metres
Length B.P
: 103.8
metres
Breadth mld.
: 19.2
metres
Depth mld.
: 9.3
metres
Design Draft (mouded)
:6
metres
Service speed
: 12.00
Knots
Complement
: 26
Persons
Gambar 2.13. Bentuk lambung kapal pada Maxsurf. Dari running software Maxsurf didapatkan data hidrostatik sebagai berikut : Tabel 2.1. Nilai hidrostatis Nilai Hidrostatis Displacement Volume Draft to Baseline Immersed depth Lwl Beam wl WSA
9163 8939 6 6
tonne m^3 m m 104,742 m 19,200 m 2722,727 m^2
Water plane area Cp Cb Cm Cwp LCB from Amidsh
1819,814
m^2
0,746 0,741 0,993 0,905 1,440
m
LCF from Amidsh KB KG BMt BMl GMt GMl KMt KMl Immersion (TPc) MTc RM at 1deg = GMt.Disp.sin(1)
141,558
m m m m m m m m m tonne/cm tonne.m
1067,530
tonne.mm
-4,030 3,212 2,200 5,663 160,804 6,676 161,816 8,876 164,016 18,657
Tabel 2.2. Kondisi Kapal Muatan Penuh Item Name
Quantity Weigh Long.A t rm m tonne
HULL Engine Cargo Oil 1 P Cargo Oil 1 S Cargo Oil 2 P Cargo Oil 2 S Cargo Oil 3 P Cargo Oil 3 S Cargo Oil 4 P Cargo Oil 4 S Cargo Oil 5 P Cargo Oil 5 S Fresh water Fuel Oil
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 Total Weight=
2800 400,0 515,0 515,0 645,0 645,0 660,0 660,0 660,0 660,0 530,0 530,0 90,00 150,0 9700
-10,000 -43,000 32,000 32,000 18,900 18,900 6,300 6,300 -6,300 -6,300 -19,400 -19,400 -47,000 -30,000 LCG=-1,4
Vert.Arm m Trans.A FS rm m Mom. tonne. m 3,710 0,000 0,000 2,000 0,000 0,000 5,000 -3,000 0,000 5,000 3,000 0,000 5,000 -4,100 0,000 5,000 4,100 0,000 5,000 -4,300 0,000 5,000 4,300 0,000 5,000 -4,300 0,000 5,000 4,300 0,000 5,000 -4,300 0,000 5,000 4,300 0,000 6,700 0,000 0,000 4,000 0,000 0,000 VCG=4,505 TCG=0 0 ,000 FS corr.=0 VCG fluid=4,505
Dari hasil running Hydromax didapatkan kondisi spesifik kapal dan grafik stabilitas sebagai berikut : 4
3.1.2.4: Initial GMt GM at 0,0 deg = 4,295 m
3 Max GZ = 2,432 m at 47 deg.
GZ m
2
1
0
-1
-2
-3
0
40
80 Heel to Starboard deg.
Gambar 2.14. Kurva stabilitas pada kondisi kapal penuh
120
160
FSM Type
Tabel 2.3. Hasil perhitungan maxsurf menurut standar IMO A. 749 (18) Ch.3 Heel to Stbd (deg)
GZ (m)
GM (m)
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
-2,01 -1,474 -0,739 0 0,739 1,474 2,01 2,365 2,423 2,265 1,965 1,571 1,115 0,624 0,129 -0,339 -0,742
4,020 4,310 4,256 4,295 4,256 4,310 4,020 3,679 3,163 2,615 2,091 1,595 1,115 0,634 0,137 -0,391 -0,969
Trim angle (+ve by stern) -0,4 -0,1 0 0 0 -0,1 -0,4 -0,9 -1,4 -2,1 -3,4 -7,3 -90 -8 -4,2 -3 -2,5
Immersed Depth m 9,747 8,710 7,586 6,301 7,586 8,711 9,748 10,633 11,251 11,566 11,565 11,250 11,207 12,132 12,914 13,348 13,509
Kesimpulan grafik : Tabel 2.4. Kesimpulan Grafik Stabilitas Kapal Muatan Penuh Code Criteria A.749(18) Ch3 3.1.2.1: Area 0 to Design criteria 30 applicable to all ships from the greater of spec. heel angle to the lesser of spec. heel angle angle of vanishing stability shall not be less than (>=) A.749(18) Ch3 3.1.2.1: Area 0 to Design criteria 40 applicable to all ships from the greater of spec. heel angle to the lesser of
Value Units
Actual Status Pass
0,0 deg
0,0
30,0 deg 112,7 deg
30,0
0,055 m.rad
0,571 Pass
Pass
0,0 deg
0,0
spec. heel angle first downflooding angle angle of vanishing stability shall not be less than (>=) A.749(18) Ch3 3.1.2.1: Area 30 to Design criteria 40 applicable to all ships from the greater of spec. heel angle to the lesser of spec. heel angle first downflooding angle angle of vanishing stability shall not be less than (>=) A.749(18) Ch3 3.1.2.2: Max GZ at Design criteria 30 or greater applicable to all ships in the range from the greater of spec. heel angle to the lesser of spec. heel angle angle of max. GZ shall not be less than (>=) Intermediate values angle at which this GZ occurs A.749(18) Ch3 3.1.2.3: Angle of Design criteria maximum GZ applicable to all ships shall not be less than (>=) A.749(18) Ch3 3.1.2.4: Initial GMt Design criteria applicable to all ships spec. heel angle shall not be less than (>=)
40,0 deg n/a deg
40,0
112,7 deg 0,090 m.rad
0,960 Pass
Pass
30,0 deg
30,0
40,0 deg n/a deg
40,0
112,7 deg 0,030 m.rad
0,389 Pass
Pass
30,0 deg 90,0 deg 47,0 deg 0,200 m
deg
30,0
47,0 2,446 Pass
47,0
Pass
25,0 deg
47,0 Pass
Pass
0,0 deg 0,150 m
4,283 Pass
• Area 0 s/d 30° adalah 0,571 m-radian. (memenuhi IMO A749-18 yaitu tidak boleh kurang dari 0,055). • Area 0 s/d 40° adalah 0,960 m-radian. (memenuhi IMO A749-18 yaitu tidak boleh kurang dari 0.09). • Area 30°s/d 40° adalah 0,389 m-radian. (memenuhi IMO A749-18 yaitu tidak boleh kurang dari 0.03). • Lengan stabilitas maksimum (GZ maksimum pada sudut 30°) 2.446 meter. (memenuhi IMO yaitu tidak boleh kurang dari 0.2 meter) • Lengan stabilitas maksimum terjadi pada sudut oleng 47°.(memenuhi IMO yaitu Maksimum harga kurva GZ harus terjadi pada sudut lebih dari 30° tetapi tidak boleh kurang dari 25°. Tetapi sesuai peraturan Bureau Veritas untuk kapal tertentu harga maksimum kurva GZ boleh kurang dari 25° tetapi harus mendapatkan persetujuan dari Flag Authorithies tetapi bagaimanapun juga tidak boleh dari 20°) • Tinggi MGo adalah 4.283 meter. (memenuhi IMO A749-18 yaitu tidak boleh kurang dari 0.15m).
BAB 3 PENUTUP 3.1
KESIMPULAN 1. Dalam merencanakan sebuah kapalyangmempunyai perbandingan ukuran utamayang penempatan
kurang
ideal
harus
tangki-tangkidengan
memperhitungkansecara
matang
memperhitungkan
luas
permukaancairan seminimal mungkin sehingga efekpermukaan bebas tidak terlalu besar. 2. Dalam melakukan manajemen pengaturanmuatan konsumabel, agar selaludiperhatikan isi dari masing-masing tangkicairan pada masingmasing tangki. Untukmengurangi efek muatan bebas kondisikanisi tangki selalu
pada
kondisi
penuh
ataumuatan
seminimal
mungkin
dimanabiasanya pada stabilitas kapal minimal isitangki adalah 10%. 3. Perlu dilakukan suatu penelitian lanjutan tentang studi pengaruh permukaan bebas terhadap stabilitas kapal, dan direkomendasikan agar efek permukaan bebas perlu dimasukkan kedalam perhitungan stabilitas kapal. 4. Penggunaan bantuan software maxsurf dapat digunakan sebagai alat untukmenghitung stabilitas kapal. 5. Sebab-sebab yang terjadi masalah mengenai kesetabilan kapal - Kurangnya pengetahuan tentang kriteria kestabilan - Kegagalan dalam mematuhi prinsip-prinsip dasar - Kesalahan perhitungan
