BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Untuk penggeraknya manusia pada awalnya menggunakan dayung, lalu angin dengan bantuan layar, sampai pada suatu saat revolusi Industri muncullah cara penggerak baru yaitu dengan mesin uap lalu mesin diesel serta Nuklir. Pada abad ke-20 ini memasuki era globalisasi, era dimana menuntut akan segala kebutuhan dipenuhi dengan cara semudah mungkin dan mengibaratkan bagaikan tak ada jarak untuk memisahkan apapun, termasuk dalam bidang tranportasi massal seperti kapal penumpang/kapal pesiar yang sudah mengibaratkan lautan bagai daratan, yang didalamnya terdapat fasilitas lengkap yang sangat memudahkan melewati sebuah lautan. Semua jenis kapal saat ini mengalami perkembangan terus menerus untuk memenuhi kebutuhan yang antaralain kebutuhan dalam distribusi barang serta se rta transportasi massal. Transportasi laut pengangkut massal yang biasa disebut kapal pesiar ini pun yang notabene sekarang ini digunakan mengarungi antar lautan mengalami perkembangan dari mulai bentuk yang dapat memuat penumpang dalam jumlah besar, fasilitas yang lengkap, sampai sistem permesinan dalam kapal tersebut untuk mengoptimalkan kerja kapal. Keoptimalan kerja kapal ini pun berkaitan erat dari faktor penggerak kapal yang bekerja, yang biasa disebut dalam dunia perkapalan sebagai sistem propulsi
kapal,
dalam
sistem
propulsi
ini
dijelaskan
bagaimana
menggerakkan kapal dengan kondisi kapal dan kondisi pelayaran yang ada agar dapat memenuhi kebutuhan yang ada. Sistem propulsi kapal ini meliputi penggerak utama (mesin uap, mesin diesel ,gas turbin, dll), sistem transmisi, dan alat penggerak(propeller) . Pemilihan sistem propulsi adalah salah satu pertimbangan dasar dan termasuk penting pula dalam merancang sebuah kapal. Bagaimanapun harus dibuat sebuah desain dari sistem yang paling optimal, yang memiliki sebanyak
1
mungkin faktor-faktor yang menguntungkan. Sehingga begitu pentingnya mengetahui dan memilih sistem propulsi untuk mendapatkan keoptimalan kerja kapal, khususnya dalam merancang kapal agar berbagai keuntungan pun didapatkan, Oleh karena itu, maka penulis mengangkat judul “Mengetahui Sistem Ducted Propeller” 1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang di atas dijelaskan permasalahan yang akan dibahas pada makalah ini antara lain : 1.
Jenis-jenis Propeller
2.
Pengertian dan pembahasan mengenai ducted propeller
3.
Perbandingan Ducted propeller dengan Propeller yang lainnya serta kelebihan dan kekurangan Ducted Propeller
1.3
Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini antara lain : 1. Mengetahui elemen-elemen yang berkaitan dengan sistem ducted propeller 2. Mengetahui perbandingan kelebihan dan kekurangan ducted propeller dengan jenis propeller yang lainnya
2
BAB II PEMBAHASAN
2.1
Jenis-Jenis Propeller
1. Tipe-tipe Propeller
Dalam operasinya, sebuah kapal pastinya memiliki sistem penggerak (propulsion system) yang dapat mengatasi keseluruhan gaya hambat (total resitance) yang terjadi agar dapat tetap mempertahankan kecepatan dinas seperti yang sudah direncanakan. Oleh karena itu, pemilihan tipe propeller harus dilakukan dengan cermat sesuai dengan kebutuhan dari kapal.
Berikut adalah berbagai tipe dari propeller yang ada :
a) Fixed Pitch Propellers
Baling-baling dengan pitch tetap: Daun baling-baling tetap terhadap boss baling-baling. Untuk gerak mundur kapal, arah putaran baling-baling harus dibalik.
Baling- baling jenis ini secara „tradisi‟ telah membentuk basis produksinya
Baling- baling ini secara umum telah memenuhi „proporsi‟ yang tepat terutama jenis rancangan dan ukurannya, baik itu untuk baling-baling perahu motor yang kecil hingga untuk kapal muatan curah hingga kapal tangki yang berukuran besar
FPP ini adalah mudah untuk membuatnya
b) Controllable Pitch Propeller (CPP)
Baling-baling dengan pitch dapat diatur : Daun baling-baling dapat diputar terhadap boss baling-baling dan diatur sudutnya sesuai arah dan
3
besar gaya dorongnya. Arah putaran baling-baling tetap. Daun propeler dapat diputar terhadap boss untuk gerak maju, netral dan mundur 6
c) Ducted Propeller
Baling-baling Ducted terdiri dari dua komponen, yaitu :
Saluran pipa ( Duct ) berbentuk seperti gelang yangmana mempunyai potongan melintang berbentuk aerofoil, dan
Baling-baling Keberadaan „saluran pipa‟ (duct ) akan mengurangi gaya-gaya
tekanan yang menginduced pada lambung kapal. Baling-baling jenis ini dikenal dengan sebutan Kort Nozzles, melalui pengenalan Kort Propulsion Company‟s sebagai pemegang Hak Paten dan asosiasi dari jenis baling-baling ini. Efisiensi Baling-Baling ditingkatkan tergantung atas beban baling-baling.
d) Contra-rotating propellers
Baling-baling jenis ini mempunyai dua-coaxial propellers yang dipasang dalam satu sumbu poros, secara tersusun satu didepan yang lainnya dan berputar saling berlawanan arah. Baling-baling ini memiliki keuntungan hidrodinamis terhadap permasalahan penyelamatan energi rotasional „slip stream‟ yang mungkin akan „hilang‟ bilamana kita menggunakan sistem „single screw propeller‟ yang konventional. Energi yang dapat diselamatkan sekitar 15% dari dayanya. 7
e) Overlapping Propellers
Konsep
dari
baling-baling
ini
adalah
dua
propeller
tidak
dipasang/diikat secara coaxially, tapi masing-masing propeller memiliki sumbu poros pada sistem perporosan yang terpisah. Sistem ini dalam prakteknya, adalah sangat jarang diaplikasikan.
4
f) Cycloidal Propellers
Sistem Cycloidal Propellers adalah juga dikenal dengan sebutan baling-baling poros vertikal meliputi satu set verically mounted vanes, enam atau delapan dalam jumlah, berputar pada suatu cakram horisontal atau mendekati bidang horisontal. Sistem ini mempunyai keuntungan yang pantas
dipertimbangkan
ketika
kemampuan
olah
gerak
dalam
mempertahankan posisi stasiun kapal merupakan faktor penting pada perencanaan kapal. Dengan aplikasi propulsor jenis ini, maka instalasi kemudi yang terpisah pada kapal sudah tidaklah diperlukan. Sistem memperlengkapi dengan rangka pengaman untuk membantu melindungi propulsor tersebut dari kerusakan-kerusakan yang di sebabkan oleh sumber eksternal.
g) Paddle Wheels (Roda Pedal)
Salah satu tipe propulsors mekanik yang aplikasinya sudah jarang ditemui saat ini.Seperti namanya, maka Paddle Wheels ini adalah suatu roda yang pada bagian diameter luarnya terdapat sejumlah bilah/sudu-sudu yang berfungsi untuk memperoleh momentum geraknya. Ada dua tipe bilah/sudu yang diterapkan pada propulsors jenis ini, antara lain : fixed blades dan adjustable blades. Pada fixed blades, sudu-sudu terikat secara mati pada bagian roda pedal tersebut. Sehingga hasil momentum gerak dari roda pedal tidaklah begitu optimal. Namun bila ditinjau dari aspek teknis pembuatannya adalah sangat jauh lebih mudah daripada adjustable blades. Hal ini disebabkan oleh tingkat kompleksitas konstruksi – adjustable blades-nya, yang mana harus mampu menjaga posisi blades agar selalu tegak lurus terhadap arah gerak kapal.Kelemahan teknis dari propulsors ini adalah terletak pada adanya penambahan / perubahan lebar kapal sebagai konsekuensi terhadap
5
penempatan kedua roda pedal di sisi sebelah kiri dan kanan dari badan kapal. Selain itu, keberadaan instalasi roda pedal adalah relatif berat bila dibandingkan dengan screw propeller
h) Super-conducting Electric Propulsion
Pada sistem ini tidak perlu disediakan propulsors (alat gerak kapal), seperti misalnya screw propellers ataupun paddle-wheels. Prinsip dasarnya adalah merupakan electromagnetic propulsion, yang mana dihasilkan dari interaksi antara fixed coil didalam badan kapal dan „arus listrik‟ yang dilewatkan melalui air laut oleh elektrode-elektrode yang tempatkan pada bagian dasar (bottom) dari lambung kapal. Gaya yang dihasilkan secara orthogonal terhadap medan magnet dan arus listrik, adalah merupakan hasil dari Fleming’s right -hand rule. Jenis Propulsion ini mampu menekan tingkat noise dan vibration akibat propulsi hidrodinamik, sehingga hal ini menjadikan pertimbangan te rsendiri untuk aplikasi pada kapal-kapal angkatan laut.
i) Azimuth Podded Propulsion System
Jenis propulsion system ini memiliki tingkat olah-gerak kapal dan efisiensi yang tinggi, demikian juga dengan tingkat noise dan cavitation yang relatif rendah. Saat ini pengguna terbanyak dari sistem pod units ini adalah kapal-kapal cruise liner . Pengenalan teknologi pada aplikasi Pod Propulsion ini akan membawa perubahan untuk penempatan unit propulsi, yang sedemikian hingga tanpa perlu lagi mempertimbangkan susunan shaft atau space untuk motor penggerak. Tentu saja, hal ini akan memberikan kesempatan-kesempatan baru kepada designers kapal untuk membuat rancangan „ ultimate hullform‟.
6
2.2
Definisi Ducted Propeller
Beban gaya dorong yang tinggi memberikan efisiensi yang rendah, sebaliknya beban gaya dorong yang rendah memberikan ef isiensi yang tinggi. Dengan demikian maka efisiensi balingbaling dapat ditingkatkan, berarti peningkatan kualitas propulsif kapal, dengan jalan menurunkan beban gaya dorong. Beban gaya dorong dapat diubah dengan jalan memasang foil udara mengelilingi baling-baling sehingga membentuk satu unit baling-baling yang diselubungi atau unit baling-baling di dalam tabung (nozzle). Unit ini juga disebut sebagai tabung Kort. Kort diambil dari nama Ludwig Kort, yaitu perancang baling-baling tabung (ducted propeller) untuk kapal yang pertama; pada tahun 1927.
Gambar Ducted Propeller
Keuntungan dan kerugian Nozel Kort atau baling-baling menyalurkan dapat secara signifikan lebih efisien daripada baling-baling unducted pada kecepatan rendah, menghasilkan dorongan yang lebih besar dalam paket yang lebih kecil. Kapal tunda dan kapal pukat ikan yang aplikasi paling umum untuk nozel Kort sebagai baling-baling yang sangat sesuai dan sangat menguntungkan pada kapal bergerak lambat.
7
Nozel memiliki manfaat tambahan mengurangi paddlewheel-efek (misalnya kecenderungan roda kanan untuk kembali ke kiri) dan mengurangi daya hisap ke bawah ketika beroperasi di perairan dangkal.
2.3
Prinsip kerja Ducted Propeller
Prinsip kerja dari Sistem Propulsi Kapal adalah sebagai berikut; Main Engines sebagai sumber daya utama memberikan DAYA OUTPUT-nya kePropulsor melalui Sistem
Transmisi
Daya.
Besarnya
DAYA
yang
DISERAP olehPropulsor tergantung pada besarnya efisiensi s ystem transmisi tersebut. DAYA yang DISERAP oleh Propulsor inilah yang selanjutnya digunakan untukmendorong kapal. Salah satu jenis Propulsor (Alat Gerak Kapal) yang sering digunakan untuk menggerakan kapal sampai dengan saat ini adalah Screw Propeller (Baling-baling ulir). Gaya dorong (Thrust)
pada Screw
Propeller (Baling-baling
ulir)
terjadi sebagai akibat adanya perbedaan distribusi tekanan antara bagian punggung daun baling-baling dan bagian muka daun baling-baling. Distribusi tekanan pada daerah/bagian muka daun baling-baling adalah relatif lebih besar dibandingkan dengan distribusi tekanan pada daerah/bagian punggung daun baling-baling, sehingga hal ini menyebabkan timbulnya Gaya Angkat (LIFT Force). Proyeksi vector gaya angkat tersebut pada sumbu lateral kapal, yang kemudian disebut dengan gaya dorong kapal (Thrust). Sampai dengan saat ini, khalayak luas beranggapan bahwa besarnya gaya dorong kapal (Thrust) adalah berbanding lurus dengan daya yang diserap
oleh
Baling-baling.
Sehingga
bilamana
diinginkan
adanya
peningkatan kecepatan servis kapal, maka diperlukan adanya kenaikan gaya dorong (Thrust) kapal. Dan kenaikan tersebut, membawa pada kebutuhan kenaikan daya dorong kapal. Selanjutnya, kebutuhan terhadap meningkatnya daya dorong kapal pada akhirnya memberikan konsekuensi pada peningkatan kebutuhan DAYA OUTPUT dari Main Engines(Motor Induk). Hal ini tentunya akan merugikan pada nilai kompetisi ekonomis kapal.
8
2.4
Perbandingan ducted propeller dengan propeller lain serta kelebihan dan kekurangannya
1. Propeller Biasa
A. Kelebihan
Hemat bahan bakar
Kinerja propeller lebih effisien
Murah Perawatan
Stabil
9
B. Kekurangan
Kecepatan nya sangat terbatas
Tidak bisa digunakan untuk manufer atau belok dengan kecepatan tinggi
2. Ducted Propeller
Propeller yang ditempatkan didalam terowongan ini biasa digunakan untuk tujuan manuver (Strens/Bow Thruster), sehingga mempermudah kapal untuk manuver terutama di pelabuhan.
A. Kelebihan
Kecepatan yang diperoleh tingi
Efektif dalam melakukan manufer atau belok secara tajam
Perawatan yang mudah
Mudah dipelajari untuk dikemudiakan
Mengurangi hambatan tekanan arus dan mempercepat putaran baling-baling untuk mempermudah gerakan dari propeller itu sendiri
B. Kekurangan
Boros bahan bakar
Tidak stabil, perlu penyesuaian kecepatan oleh pengemudinya
Lebih mudah mengalami kerusakan, oleh karena itu dibutuhkan perawatan yang lebih banyak dan intensif
10
BAB III KESIMPULAN
3.1 Kesimpulan
Pada dasarnya semua propeller memiliki fungsi dan cara kerja yang sama, hanya saja setiap jenis propeller diperuntukan untuk kapal yang berbeda karena desain yang berbeda akan menunjang jenis-jenis kapal tertentu pula. Beberapa jenis kapal mempunyai efisiensi yang lebih saat menggunakan dugted propeller seperti kapal ikan dan kapal Tag But karena dugted popeller didesain lebih baik untuk kapal-kapal yang bergerak lambat namun memiliki kekuatan yang besar.
3.2 Saran
Diharapkan dengan adanya laporan ini dapat berguna untuk menambah
pengetahuan
mengenai
propeller
dan
menunjang
sarana
pembelajaran yang tengah berlangsung pada materi Hambatan Propulsi kapal.
11
DAFTAR PUSTAKA
ananda95.blogspot.com/.../sejarah-dan-sistem-kerja-propeller-kapal.html budakkapalpolbeng.blogspot.com/2014/06/proprller.html https://en.wikipedia.org/wiki/Ducted_propeller https://kapitanmadina.wordpress.com/2011/11/10/macam-macam-jenis propeller-baling-baling-kapal/ nstrumen-kapal.blogspot.com/2013_06_01_archive.html www.polines.ac.id/rekayasa/upload/.../jurnal_rekayasa_1355324413.pdf
12
