Buku Ajar - Jurusan Pemanfaatan Sumberdaya Prikanan FAPERIKA
advertisement
Buku Ajar
Rancang Bangun Kapal Perikanan
Ronald M H, S.T., M.T.
Ir. Syaifuddin, M.Si.
Ir. Jonny Zain, M. Si.
Buku Ajar
Rancang Bangun Kapal
Perikanan
Ronald M H, S.T., M.T.
Ir. Syaifuddin, M.Si.
Ir. Jonny Zain, M. Si.
Jurusan Pemanfaatan Sumberdaya Perairan
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
Universitas Riau
2014
i
ii
iii
Kata Pengantar
Buku ini membahas teknis perancangan kapal perikanan serta
peraturan yang terkait tentang perencanaan kapal secara umum.
Diawali
dengan
mengenalkan
jenis
kapal
perikanan
serta
pengelompokannya, dan dilanjutkan ke tingkat yang lebih tinggi
membuat buku ini mudah dipahami. Buku ini mengambil literatur dari
berbagai media referensi seperti internet, buku-buku terkini tentang
kapal perikanan, serta pengalaman yang diperoleh di lapangan saat
melakukan praktek Rancang Bangun Kapal Perikanan.
Buku ini juga menyajikan persoalan dan pemecahan yang umum
dihadapi dalam merancang kapal. Ini bertujuan untuk melatih nalar
mahasiswa dan pembaca dalam menyelesaikan soal-soal perhitungan.
Dengan demikian, ketika mahasiswa terjun ke lapangan, perhitungan
yang dilakukan dapat dipertanggungjawabkan kebenarannya. Walau
ditujukan untuk mahasiswa, buku ajar ini berlaku umum, dan dapat
digunakan sebagai sumber informasi dalam menambah wawasan
dalam bidang kapal terutama kapal perikanan.
Sebagai buku ajar yang diterbitkan perdana, buku ini masih
memerlukan berbagai masukan untuk penyempurnaan isinya. Di
samping itu, kekurangan-kekurangan di dalamnya menjadi hal yang
tidak dapat dihindari mengingat perbedaan sudut pandang terhadap
pemahaman literatur. Semoga buku ajar ini dapat memperkaya ilmu
pengetahuan
Indonesia.
dan
bermanfaat
terhadap
Terimakasih.
iv
kemajuan
pendidikan
Daftar Isi
Kata Pengantar ....................................................................................................................iv
Daftar Gambar ..................................................................................................................... ix
Daftar Tabel ........................................................................................................................... xi
BAB 1. KAPAL PERIKANAN ..........................................................................................1
1.1. Defenisi Umum .....................................................................................................1
1.2. Klasifikasi Kapal Perikanan ...........................................................................4
1.2.1. Klasifikasi Berdasarkan Statistik Perikanan Tangkap
Indonesia............................................................................................................4
1.2.2. Klasifikasi Berdasarkan FAO (Food and Agriculture
Organization) ..................................................................................................5
1.3. Rangkuman ..............................................................................................................7
1.4. Tugas ............................................................................................................................8
BAB 2. KELAYAKAN OPERASI KAPAL ...................................................................9
2.1. Kelaikan Operasional Kapal .........................................................................9
2.1.1. Surat Tanda Kebangsaan Kapal ......................................................9
2.1.2. Sertifikat Kelaikan Kapal .......................................................................9
2.2. Perlengkapan kapal ........................................................................................ 10
2.3. Perlengkapan lainnya : ................................................................................. 11
2.4. Aturan ....................................................................................................................... 11
2.4.1. Persyaratan Pengawakan Kapal Penangkapan Ikan .... 11
2.5. Kelaikan Operasional Alat Kapal .......................................................... 12
2.5.1. Izin Usaha Perikanan (IUP) .............................................................. 13
2.5.2. Surat Penangkapan Ikan (SPI) ...................................................... 13
2.5.3. Alat Penangkap Ikan ............................................................................ 13
2.5.4. Log Book Perikanan (LBP) dan Lembar Laik Operasi
(LLD) .................................................................................................................... 13
2.5.5. Surat Izin Berlayar (SIB) ...................................................................... 14
2.5.6. Identitas Kapal .......................................................................................... 14
2.5.7. Jumlah dan Daftar penempatan ABK...................................... 14
2.6. Kelengkapan kapal lainnya ....................................................................... 14
2.6.1. Palka ikan berinsulasi .......................................................................... 14
2.6.2. Mesin bantu penangkapan ikan ................................................. 14
v
2.6.3. Alat bantu penangkapan ikan ...................................................... 15
2.7. Rangkuman ........................................................................................................... 15
2.8. Tugas ......................................................................................................................... 15
BAB 3. TAHAP PRA-PERENCANAAN KAPAL ............................................... 17
3.1. SIFAT-SIFAT KHUSUS KAPAL PERIKANAN.................................... 18
3.2. ASPEK DAN PERSYARATAN PERENCANAAN KAPAL
PERIKANAN .................................................................................................................... 21
3.3. METODE PERENCANAAN KAPAL ........................................................ 24
3.3.1. Method of Comparison Ship (Metode Kapal
Pembanding)................................................................................................ 24
3.3.2. Method of Statistic (Metode Statistik) ................................... 24
3.3.3. Method of Trial and Error (Iteration) ....................................... 24
3.3.4. Method of Complex Solution ....................................................... 25
3.4. PROSES PERENCANAAN KAPAL ........................................................... 25
3.4.1. Concept Design (Perencanaan Konsep) ............................... 26
3.4.2. Prelimenary Design (Perencanaan Awal) ............................. 26
3.4.3. Contract Design (Perencanaan Kontrak) .............................. 27
3.4.4. Detail Design ............................................................................................. 27
3.5. Rangkuman ........................................................................................................... 28
3.6. Tugas ......................................................................................................................... 29
BAB 4. PENGENALAN KARAKTERISTIK KAPAL .......................................... 30
4.1. UKURAN UTAMA KAPAL ............................................................................ 30
4.2. Perbandingan Ukuran Utama ................................................................. 34
4.3. KOEFISIEN BENTUK (FORM COEFFICIENTS) ................................ 37
4.3.1. Koefisien Garis Air (Water Plan Area Coefficient, C W) 38
4.3.2. Koefisien Gading Besar (Midship Coefficient, CM) ........ 38
4.3.3. Koefisien Blok (Block Coefficient,CB) ....................................... 39
4.3.4. Koefisien Prismatik Memanjang (Longitudinal
Prismatik Coefficient, CP). ................................................................... 39
4.3.5. Koefisien Prismatik Tegak (Vertical Prismatik
Coefficient, CPV) .......................................................................................... 40
4.4. Rangkuman ........................................................................................................... 42
4.5. Tugas ......................................................................................................................... 43
BAB 5. BESARAN KAPAL ............................................................................................. 44
vi
5.1. BESARAN KAPAL............................................................................................... 44
5.1.1. Densitas dan spesific gravity (SG) ............................................. 44
5.1.2. Volume Displasemen........................................................................... 45
5.1.3. Displasemen ............................................................................................... 45
5.1.4. Volume Pemindahan Air ................................................................... 45
5.1.5. Berat Pemindahan Air ......................................................................... 46
5.2. Bobot Mati (Dead Weight) ....................................................................... 47
5.2.1. Eksploitasi Kapal...................................................................................... 50
5.3. Berat Kapal Kosong (Light Weight) .................................................... 54
5.4. Volume Ruang Muat ..................................................................................... 54
5.5. TONASE KAPAL.................................................................................................. 55
5.5.1. Tonnage Measurement of Ship (Pengukuran Tonase
Kapal) ................................................................................................................. 55
5.5.2. Biaya Pada Kapal ..................................................................................... 56
5.5.3. Fungsi Tonase Kapal ............................................................................ 56
5.5.4. Jenis Tonase ............................................................................................... 57
5.6. PERHITUNGAN GROSS TONNAGE ..................................................... 57
5.6.1. Perhitungan Gross Tonnage Untuk kapal yang
memiliki panjang > 24 meter.......................................................... 57
5.6.2. Perhitungan Gross Tonnage Untuk kapal yang
memiliki panjang < 24 meter.......................................................... 58
5.6.3. Perhitungan Gross Tonnage Di Bawah Geladak Utama
................................................................................................................................ 59
5.6.4. Perhitungan Gross Tonnage Di Atas Geladak Utama 59
5.7. Perhitungan Nett Tonnage (NT) atau Netto Register
Tonnage ............................................................................................................................ 59
5.8. Rangkuman ........................................................................................................... 61
5.9. Tugas ......................................................................................................................... 62
BAB 6. PERHITUNGAN LUAS DAN VOLUME .............................................. 64
6.1. LUAS ........................................................................................................................... 64
6.1.1. Aturan Trapesoidal ................................................................................ 65
6.1.2. Aturan Ordinat Antara ........................................................................ 68
6.1.3. Aturan Simpson 1 .................................................................................. 68
6.1.4. Ordinat Tambahan ................................................................................ 71
vii
6.1.5. Penentuan Jarak Station pada Ordinat Tambahan ...... 77
6.1.6. Aturan Simpson 2 .................................................................................. 79
6.1.7. Aturan Simpson 3 (5 8 -1) .............................................................. 84
6.1.8. Tchebycheff’s Rules .............................................................................. 88
6.2. VOLUME .................................................................................................................. 93
6.3. Rangkuman ........................................................................................................... 98
6.4. Tugas ......................................................................................................................... 98
BAB 7. PERHITUNGAN TITIK BERAT ................................................................102
7.1. Momen Statis ....................................................................................................102
7.2. Center Of Bouyancy .....................................................................................105
7.3. Center Of Gravity............................................................................................105
7.4. Center of Flotation ........................................................................................106
7.5. MOMEN INERSIA ...........................................................................................110
7.5.1. Teorema Sumbu Sejajar ..................................................................114
7.5.2. Perhitungan Momen Inersia pada Bentu Kurva ...........115
7.5.3. Perhitungan Momen Inersia Terhadap Center Line ..116
7.5.4. Perhitungan Momen Inersia Terhadap Center of
Flotation. (Melintang) ..........................................................................117
7.6. Rangkuman .........................................................................................................120
7.7. Tugas .......................................................................................................................120
viii
Daftar Gambar
Gambar 1. Basic Design Spiral. .............................................................. 26
Gambar 2. Pengukuran Panjang Kapal. ................................................. 31
Gambar 3. Pengukuran Lebar pada Kapal Baja dan Kapal Kayu. ........ 31
Gambar 4. Pengukuran Tinggi Kapal .................................................... 32
Gambar 5. Pengukuran Sarat. ................................................................ 32
Gambar 6. Dimensi Kapal secara Umum. .............................................. 33
Gambar 7. Koefisien Garis Air. ............................................................... 38
Gambar 8. Koefisien Gading Besar. ....................................................... 38
Gambar 9. Koefisien Prismatik. .............................................................. 40
Gambar 10. Koefisien Prismatik Tegak. ................................................. 41
Gambar 11. Pengukuran GT dan NT pada kapal niaga (Dokkum, 2003).
................................................................................................................. 61
Gambar 12. Aturan Ordinat Rata-Rata. ................................................. 68
Gambar 13. Kurva Perhitungan Simpson 1. .......................................... 69
Gambar 14. Kurva Ordinat Tambahan................................................... 72
Gambar 15. Pembagian Ordinat Tambahan. ........................................ 72
Gambar 16. Bentuk Persegi.................................................................... 76
Gambar 17. Kurva Perhitungan Simpson 2. .......................................... 80
Gambar 18. Bidang Garis Air. ................................................................. 83
Gambar 19. Perhitungan Simpson 3 (5 8 -1). ....................................... 85
Gambar 20. Luas A1 dan A2................................................................... 87
Gambar 21. Kurva Perhitungan Ordinat Antara dengan 2 Ordinat. .... 88
Gambar 22. Kurva Perhitungan Ordinat Antara dengan 3 Ordinat. .... 90
Gambar 23. Perhitungan Volume dengan Menggunakan Irisan
Horisontal (Water Plane Area). .............................................................. 93
Gambar 24. Perhitungan Volume dengan Menggunakan irisan Vertikal
(station). .................................................................................................. 94
Gambar 25. Penentuan Titik Berat Kurva. ........................................... 103
Gambar 26. Titik Berat Gaya Tekan Ke Atas (Center of Bouyancy).... 105
Gambar 27. Titik Berat Gaya Kapal (Centre of Gravity). ..................... 106
Gambar 28. Titik Berat Bidang Garis Air (Centre of Flotation). ......... 106
ix
Gambar 29. Perhitungan Momen Inersia Elemen Kecil. ..................... 111
Gambar 30. Perhitungan Momen Inersia Persegi Terhadap Titik Berat.
............................................................................................................... 112
Gambar 31. Perhitungan Momen Inersia Persegi Terhadap Ujung Sisi.
............................................................................................................... 113
Gambar 32. Perhitungan Momen Inersia Persegi Terhadap Suatu
Sumbu. .................................................................................................. 115
Gambar 33. Perhitungan Momen Inersia Terhadap Center Line. ..... 116
Gambar 34. Perhitungan Momen Inersia Terhadap Center Line. ..... 118
x
Daftar Tabel
Tabel 1. Klasifikasi Kapal Perikanan berdasarkan Statistik Perikanan
Tangkap Indonesia ................................................................................... 5
Tabel 2. Klasifikasi Kapal Perikanan berdasarkan ISSCFV....................... 6
Tabel 3. Daftar Koefisien Bentuk dan Perbandingan Ukuran Utama
Kapal. ....................................................................................................... 36
Tabel 4. Nilai Cb pada berbagai kapal. ................................................. 42
Tabel 5. Rumus Perhitungan Luas. ........................................................ 65
Tabel 6. Perubahan Faktor Simpson Akibat Station Tambahan. ......... 73
Tabel 7. Momen Inersia Benda. ........................................................... 114
xi
BAB 1. KAPAL PERIKANAN
Standar Kompetensi Mata Kuliah
Mahasiswa dapat memahami defenisi kapal perikananserta
mengklasifikasikannya.
Kompetensi Dasar Mahasiswa
1. Mahasiswa dapat menjelaskan kapal perikanandan kapal yang
berhubungan dengan perikanan.
2. Mahasiswa memahami pengklasifikasian Kapal perikananberdasarkan
Klasifikasi Berdasarkan Statistik Perikanan Tangkap Indonesia
1.1. Defenisi Umum
Kapal Perikanan
Kapal, perahu atau alat apung lain yang digunakan untuk melakukan
penangkapan ikan, mendukung operasi penangkapan ikan,
pembudidayaan ikan, pengangkutan ikan, pengolahan ikan, pelatihan
perikanan, dan penelitian/eksplorasi perikanan.
Kapal Penangkapan Ikan
Kapal yang secara khusus dipergunakan untuk menangkap ikan,
termasuk penampung, menyimpan, mendinginkan, dan/atau
mengawetkan.
Kapal Pengangkut Ikan
Kapal yang secara khusus dipergunakan untuk mengangkut ikan,
termasuk memuat, menampung, menyimpan, mendinginkan,
dan/atau mengawetkan.
Satuan Armada Penangkapan Ikan
Kelompok kapal perikananyang dipergunakan untuk menangkap ikan
yang dioperasikan dalam satu kesatuan sistem operasi penangkapan,
yang terdiri dari kapal penangkap ikan, kapal pengangkut ikan,
dengan atau tanpa kapal lampu, dan secara teknis dirancang
1
beroperasi optimal apabila dalam satu kesatuan sistem operasi
penangkapan.
Alat Penangkap Ikan
Sarana dan perlengkapan atau
dipergunakan untuk menangkap ikan.
benda-benda
lainya
yang
Perahu Penangkap Ikan
Sarana apung penangkapan yang tidak mempunyai geladak utama
dan bangunan atas/rumah geladak dan hanya memiliki bangunan
atas/rumah geladak yang secara khusus dipergunakan untuk
menangkap ikan, termasuk menampung dan mengangkut,
menyimpan, mendinginkan atau mengawetkan.
Rakit Penangkap Ikan
Sarana apung penangkapan yang terdiri dari susunan batang bambu,
kayu, pipa atau bahan lainnya yang berdaya apung secara khusus
dipergunakan untuk menangkap ikan, termasuk menampung dan
mengangkut, menyimpan, mendinginkan atau mengawetkan.
Kapal Pukat Hela
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan pukat hela yang
dilengkapi dengan salah satu atau beberapa perlengkapan
penangkapan ikan berupa pangsi pukat, penggantung, tempat
peluncur dan batang rentang.
Kapal Pukat Cincin
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan pukat cincin yang
dilengkapi dengan salah satu atau beberapa perlengkapan
penangkapan ikan berupa blok daya, derek tali kerut, sekoci kerja dan
tempat peluncur.
Kapal Penggaruk
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan alat tangkap penggaruk
yang dilengkapi dengan salah satu atau beberapa perlengkapan
penangkapan ikan berupa pangsi penggaruk dan batang rentang.
Kapal Jaring Angkat
2
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan alat tangkap jaring
angkat yang dilengkapi dengan salah satu atau beberapa
perlengkapan penangkapan ikan berupa pangsi jaring angkat, batang
rentang depan dan belakang serta lampu pengumpul ikan.
Kapal Jaring Insang
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan alat tangkap jaring
insang yang dilengkapi dengan perlengkapan penangkapan ikan
berupa pangsi penggulung jaring.
Kapal Pemasang Perangkap
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan alat tangkap perangkap
yang dilengkapi dengan perlengkapan penangkapan ikan berupa
pangsi penarik tali perangkap
Kapal Pancing
Kapal penangkap ikan yang dipergunakan untuk mengoperasikan
pancing yang dilengkapi dengan salah satu atau beberapa
perlengkapan penangkapan ikan berupa penarik/penggulung tali (line
hauler), pengatur tali, pelempar tali, bangku umpan, ban berjalan, bak
umpan hidup atau mati dan alat penyemprot air.
Kapal dengan Pompa
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan pompa penyedot untuk
menangkap ikan
Kapal Serba Guna (multi purpose)
Kapal penangkap ikan yang mengoperasikan lebih dari 1 (satu) alat
penangkapan ikan yang dilengkapi dengan salah satu atau beberapa
perlengkapan penangkapan ikan yang sesuai dengan jenis alat
penangkapan ikan yang digunakan.
Kapal Penangkapan Rekreasi
Kapal penangkap ikan yang dipergunakan untuk rekreasi dan
mengoperasikan penangkapandengan alat tangkap ikan yang
dilengkapi dengan fasilitas tempat memancing.
3
Kapal Bukan Penangkap Ikan
Kapal yang secara khusus tidak dipergunakan untuk menangkap ikan.
Kapal Induk Perikanan
Kapal khusus yang memiliki fasilitas untuk pengolahan ikan hasil
tangkapan dan siap dipasarkan atau memiliki fasilitas untuk
mengangkut atau menarik kapal-kapal penangkap yang berukuran
kecil untuk mendukung operasi penangkapan ikan.
Kapal Pengangkut Perikanan
Kapal yang secara khusus dipergunakan untuk mengangkut ikan,
termasuk memuat, menampung, menyimpan, mendinginkan atau
mengawetkan kapal pengawas perikanan dan perlindungan kapal
yang secara khusus memiliki fasilitas pengawasan dan perlindungan
untuk
mendukung kegiatan eksplorasi dan perlindungan terhadap kegiatan
perikanan.
Kapal Riset Perikanan
Kapal yang secara khusus memiliki fasilitas laboratorium untuk
melakukan riset dan penelitian perikanan.
Kapal Latih Perikanan
Kapal yang secara khusus memiliki fasilitas pendidikan untuk
mendukung pelatihan penangkapan ikan
(Sumber: http://bbppi.info/index.php?pilih=hal&id=25)
1.2. Klasifikasi Kapal Perikanan
1.2.1. Klasifikasi Berdasarkan Statistik Perikanan Tangkap
Indonesia
Berdasarkan Statistik Perikanan Tangkap Indonesia kategori dan
ukuran perahu/kapal perikananuntuk setiap jenis alat tangkap
dibedakan berdasarkan 2 (dua) kategori, yaitu: 1) perahu tanpa motor
(non-powered boat) dan perahu/ kapal (powered boat), seperti
terlihat pada Tabel 1.
4
Tabel 1. Klasifikasi Kapal Perikanan berdasarkan Statistik Perikanan Tangkap
Indonesia
Kategori
Kapal Tanpa Motor
(Non-Powered Boat)
Perahu/Kapal
Boat)
Jenis
Jukung
Perahu Papan
(Plank Built Boat)
Ukuran
Kecil
Sedang
Besar
(Powered Motor Tempel
Kapal Motor
< 5 GT
10 – 20 GT
20 – 30 GT
30 – 50 GT
50 – 100 GT
100 – 200 GT
200 – 300 GT
300 – 500 GT
500 – 1000 GT
≥ 1000 GT
1.2.2. Klasifikasi Berdasarkan FAO (Food and Agriculture
Organization)
Sesuai dengan Standar International Klasifikasi Statistik Kapal
perikanan(International Standard Statistical Classification of Fishing
Vessels, ISSCFV – FAO 1985), kapal perikanan terbagi atas 2 (dua)
jenis kapal perikanan, yaitu:
1. Jenis kapal penangkap ikan
2. Jenis kapal bukan penangkap ikan (kapal perikanan lainnya).
Jenis kapal penangkap ikan terbagi atas 11 (sebelas) tipe kapal dan
kapal perikanan lainnya terbagi atas 7 (tujuh) tipe kapal. Klasifikasi
kapal dengan menggunakan ”singkatan standar” dan ”kode ISSCFV”
sesuai dengan Standar International Klasifikasi Statistik Kapal
Perikanan, seperti terlihat pada Tabel 2.
5
Tabel 2. Klasifikasi Kapal Perikanan berdasarkan ISSCFV.
No.
1.
Klasifikasi Kapal Perikanan
Kapal Penangkap Ikan
a) Kapal Pukat Tarik
1. Kapal Pukat Tarik Samping
a. Perikanan Basah
b. Pembekuan Ikan
2. Kapal Pukat Tarik Buritan
a. Perikanan Basah
b. Pembekuan Ikan
c. Pabrikan
3. Kapal Pukat Tarik
4. Kapal Pukat Tarik tdt*)
b) Kapal Pukat
1. Kapal Pukat Cincin
a. Tipe Amerika Utara
b. Tipe Eropa
2. Kapal Pukat Cincin Tuna
3. Kapal Pukat Kantong
4. Kapal Pukat tdt*)
c) Kapal Penggaruk
1. Menggunakan Penggaruk Perahu
2. Menggunakan Penggaruk Mekanis
3. Kapal Penggaruk tdt*)
d) Kapal Jaring Angkat
1. Menggunakan
Perahu
untuk
Pengoperasian Jaring
2. Kapal Jaring Angkat tdt*)
e) Kapal Jaring Insang
f) Kapal Pemasang Perangkap
1. Kapal Pemasang Perangkap
2. Kapal Pemasang Perangkap tdt*)
g) Kapal Tali Pancing
1. Kapal Pancing Tangan
6
Singkat
an
Kode
ISSCFV
TO
TS
TSW
TSF
TT
TTW
TTF
TTP
TU
TOX
SO
SP
SPA
SPE
SPT
SN
SOX
DO
DB
DM
DOX
NO
NB
01.0.0
01.1.0
01.1.1
01.1.02
01.2.0
01.2.1
01.2.2
01.2.3
01.3.0
01.9.0
02.0.0
02.1.0
02.1.1
02.1.2
02.1.3
02.2.0
02.9.0
03.0.0
03.1.0
03.2.0
03.9.0
04.0.0
04.1.0
NOX
GO
WO
WOP
WOX
LO
LH
04.9.0
05.0.0
06.0.0
06.1.0
06.9.0
07.0.0
07.1.0
2.
3.
4.
a.
b.
5.
6.
h)
2.
Kapal Rawai
Kapal Rawai Tuna
Kapal Pancing Joran (huhate)
Tipe Jepang
Tipe Amerika
Kapal Pancing Tunda
Kapal Tali Pancing tdt*)
Kapal Menggunakan Pompa untuk
Penangkapan
i) Kapal Seba Guna/Aneka Guna
1. Kapal Pukat Pancing Tangan
2. Kapal Pukat Tarik-Pukat Cincin
3. Kapal Pukat Tarik-Jaring Hanyut
4. Kapal Seba Guna tdt*)
j) Kapal Penangkapan untuk Rekreasi
k) Kapal Penangkapan tidak Ditetapkan
Kapal perikananLainnya
a) Kapal Induk
1. Kapal Induk – Ikan Asin
2. Kapal Induk - Pabrik
3. Kapal Induk - Tuna
4. Kapal Induk untuk Dua Kapal Pukat
Cincin
5. Kapal Induk tdt*)
b) Kapal Pengangkut
c) Kapal Rumah Sakit
d) Kapal Survei dan Perlindungan
e) Kapal Riset Perikanan
f) Kapal Latih Perikanan
g) Kapal perikananLainnya tdt*)
LL
LLT
LP
LPJ
LPA
LT
LOX
PO
07.2.0
07.2.1
07.3.0
07.3.1
07.3.2
07.4.0
07.9.0
08.0.0
MO
MSN
MTS
MTG
MOX
RO
FX
09.0.0
09.1.0
09.2.0
09.3.0
09.9.0
10.0.0
49.0.0
HO
HSS
HSF
HST
HSP
11.1.0
11.2.0
11.3.0
11.4.0
HOX
FO
KO
BO
ZO
CO
VOY
11.9.0
12.0.0
13.0.0
14.0.0
15.0.0
16.0.0
99.0.0
1.3. Rangkuman
1. Ada berbagai defenisi yang perlu dipahami dalam kapal
Perikanan, yaitu kapal perikanan, kapal penangkapan ikan, kapal
7
pengangkut ikan, satuan armada penangkapan ikan, alat
penangkap ikan dan sebagainya.
2. Pada
umumnya
kapal
perikanandapat
diklasifikasikan
berdasarkan Klasifikasi Berdasarkan Statistik Perikanan Tangkap
Indonesia dan Berdasarkan FAO (Food and Agriculture
Organization).
1.4. Tugas
Jawablah Pertanyaan ini dengan singkat.
1. Apakah defenisi dari kapal perikanan, kapal penangkap ikan, dan
kapal pengangkut ikan?
2. Sebutkan klasifikasi kapal perikanan berdasarkan Statistik
Perikanan Tangkap Indonesia. Berikan jenisnya!
3. Sebutkan klasifikasi kapal perikanan berdasarkan ISSCFV!
8
BAB 2. KELAYAKAN OPERASI KAPAL
Standar Kompetensi Mata Kuliah
Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami tentang standar
kelayakan dari operasi kapal
Kompetensi Dasar Mahasiswa
1. Mahasiswa dapat menjelaskan berbagai kriteria dari kelayakan
operasi kapal
2. Mahasiswa memahami dan dapat mengaplikasikan di bidang yang
ditekuni.
2.1. Kelaikan Operasional Kapal
Berdasaran Surat Keputusan Menteri Perhubungan Nomor 46 Tahun
1986 Sertifikasi Kelaiklautan Kapal Penangkap Ikan ”Setiap kapal
penangkap ikan yang akan berlayar harus memenuhi persyaratan
kelaik lautan kapal penangkap ikan dan kapal penangkap ikan yang
dinyatakan memenuhi persyaratan kelaiklautan diberikan surat dan
sertifikat berupa Surat Tanda Kebangsaan Kapal dan Sertifikat
Kelaikan dan Pengawakan Kapal Penangkap Ikan”.
2.1.1. Surat Tanda Kebangsaan Kapal
Surat tanda kebangsaan kapal diberikan pada kapal
perikanandengan ketentuan sebagai berikut:
Surat laut
: isi kotor kapal 500 m3 atau 175 GT
Pas tahunan : isi kotor kapal 20 m3 atau 7 GT
Pas putih
: isi kotor kapal <20 m3 dan >10 m3
Pas biru
: isi kotor kapal 10 m3 atau 3 GT
2.1.2. Sertifikat Kelaikan Kapal
Kelaikan kapal penangkap ikan meliputi:
Konstruksi dan tata susunan kapal
Stabilitas dan garis muat kapal
9
Perlengkapan kapal
Permesinan dan listrik kapal
Sistem dan perlengkapan pencegahan dan pemadam
kebakaran
Sistem dan perlengkapan pencegahan pencemaran dari
kapal
Jumlah dan susunan awak kapal
2.2. Perlengkapan kapal
Perlengkapan kapal, alat pemadam kebakaran dan alat penolong
berdasarkan Surat Keputusan Direktorat Jenderal Perhubungan
Laut No Kp 46/1/1/-83 tahun 1983 menetapkan bahwa : “Kapal
dengan ukuran isi kotor kapal < 425 m3 atau < 150 GT harus
memiliki Perlengkapan kapal yang memenuhi persyaratan dan
dalam keadaan baik”.
Satu buah jangkar haluan dan 1 buah jangkar arus dengan
rantai.
Satu tali tarik 2 tali tambat, diameter dan panjang tali sesuai
peraturan.
Satu lampu puncak merah dan dibawahnya 1 lampu puncak
hijau yang dapat terlihat dengan baik minimal 5 mil laut.
Satu lampu lambung kanan (hijau) dan 1 lampu lambung kiri
(merah).
Panjang kapal < 12 meter, lampu lambung merah dan hijau
dapat diganti dengan 1 lampu gabungan hijau-merah yang
dipasang diatas puncak tiang.
Satu lampu buritan putih dan 1 lampu jangkar putih.
Panjang kapal < 7 meter, apabila kapal tidak memungkinkan
dipasang lampu navigasi, maka kapal dilengkapi dengan 1
senter dan lentera cahaya putih yang siap digunakan
sewaktu-waktu.
Satu kerucut hitam dengan garis tengah alas 1 kaki, dipasang
dihaluan dengan puncaknya kebawah, apabila kapal berlayar
menggunakan pesawat penggerak bantu.
Dua pompa tangan, dipasang secara tetap untuk palka dan
kamar mesin serta kapal dilengkapi peralatan untuk
menguras air.
10
2.3. Perlengkapan lainnya :
o
o
o
o
o
o
Satu terompet isyarat dan alat bunyi lainnya
Satu Pedoman kemudi dan peta laut
Satu Perum tangan dengan panjang tali 25 meter
Satu Teropong jauh
Dua bola hitam
Bendera Republik Indonesia
2.4. Aturan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Isi kotor kapal > 100 m3, kapal dilengkapi 1 sampan dan dayung.
Dua tabung pemadam kebakaran ( kapasitas 9 liter jenis bursa ).
Satu bak pasir ( kapasitas 0,5 m3 ) dan 2 sekop.
Dua Pelampung penolong dan tali secukupnya (wama Jingga dan
tulisan nama kapal).
Jaket penyelamat setiap pelayar (wama jingga).
Alat apung lainnya.
Alat isyarat dalam bahaya.
Isi kotor kapal > 100 m3 kapal dilengkapi alat komunikasi radio.
Minuman, makanan dan obat-obatan.
o Persediaan air minum > 5 liter/pelayar/hari dan cadangan air
minuman selama > 5 hari.
o Persediaan makanan: Persyaratan gizi dan tidak rusak serta
jumlah yang cukup untuk semua pelayar selama pelayaran.
o Perlengkapan kesehatan: alat balut, obat batuk, obat demam
malaria, influenza, sakit perut dll.
2.4.1. Persyaratan Pengawakan Kapal Penangkapan Ikan
Sesuai dengan peraturan pemenntah RI Nomor 7 tahun 200 tentang
Kepelautan untuk pengawakan kapal penangkap ikan bahwa setiap
kapal penangkap ikan yang berlayar harus diawali:
Seorang nakhoda dan beberapa perwira kapal yang memiliki
o Sertifikat keahlian pelaut kapal penangkap ikan dan
o Sertifikat keterampilan dasar pelaut sesuai dengan daerah
pelayaran, ukuran kapal dan day penggerak kapal.
Sejumlah awak kapal ( ABK ) yang memiliki sertifikat keterampilan
dasar pelaut.
11
Sertifikat keahlian pelaut nautika kapal penangkap ikan
Sertifikat Ahli Nautika Kapal Penangkap Ikan tingkat I
Sertifikat Ahli Nautika Kapal Penangkap Ikan tingkat II
Sertifikat Ahli Nautika Kapal Penangkap Ikan tingkat III
Sertifikat keahlian pelaut tekhnik permesinan kapal penangkap
ikan:
Sertifikat Ahli Mesin Kapal Penangkap Ikan tingkat I
Sertifikat Ahli Mesin Kapal Penangkap Ikan tingkat II
Sertifikat Ahli Mesin Kapal Penangkap Ikan tingkat III
Persyaratan pengawakan kapal penangkap ikan sesuai dengan
ukuran kapal dan daerah operasinya
o Kapal dengan bobot 35 GT dan daerah pelayaran <60 mil
1. Nakhoda : surat keterangan kecakapan 60 mil
2. KKM : surat keterangan kecakapan 60 mil
o Kapal dengan bobot sampai dengan 88 GT dan daerah
pelayaran < 200 mil
1. Nakhoda : surat keterangan kecakapan 60 mil Plus
2. KKM : surat keterangan kecakapan 60 mil plus
o Kapal dengan bobot 88-353 GT dan daerah pelayaran seluruh
Indonesia.
1. Nakhoda : MPL tingkat II
2. Mualim I: MPL tingkat II
3. KKM : AMKPL tingkat II
4. Masinis: AMKPL tingkat II
o Kapal dengan bobot 88-353 GT dan daerah pelayaran seluruh
lautan.
1. Nakhoda : MPL tingkat I
2. K4ualim I: MPL tingkat I
3. Mualim II : MPL tingkat II
4. KKM : AMKPL tingkat I
5. Masinis I : AMKPL tingkat I
6. Masinis ILAMKPL tingkat II
2.5. Kelaikan Operasional Alat Kapal
Keadaan kapal penangkap ikan yang memenuhi persyaratan
kelaiklautan dan operasional penangkapan ikan sesuai dengan
peraturan yang berlaku dalam melakukan kegiatan usaha
12
penangkapan ikan harus memenuhi ketentuan dan persyaratan yang
telah ditentukan sesuai surat keputusan menteri kelautan dan
perikanan No. 10 tahun 2003 tentang perizinan usaha penangkapan
ikan.
2.5.1. Izin Usaha Perikanan (IUP)
Yaitu surat izin yang harus dimiliki oleh perusahaan/perorangan yang
akan melakukan usaha penangkapan ikan dilaut dengan
menggunakan kapal dengan daerah penangkapan dan jumlah kapal
perikananyang akan dioperasikan.
2.5.2. Surat Penangkapan Ikan (SPI)
Yaitu surat izin yang harus dimiliki setiap kapal perikananberbendera
Indonesia untuk melakukan kegiatan penangkapan ikan di wilayah
pengelolaan perikanan.
- Koordinat daerah penagkapan
- Alat penangkap ikan yang digunakan
- Pelabuhan penangkapan
- Jalur penangakapan ikan yang terlarang
- Identitas kapal- Jumlah dan daftar penempatan ABK.
2.5.3. Alat Penangkap Ikan
Alat penangkap ikan yang digunakan sesuai dengan ketentuan yang
ditentukan Ditjen Perikanan Tangkap tentang spesifikasi alat
penangkap ikan.
2.5.4. Log Book Perikanan (LBP) dan Lembar Laik Operasi (LLD)
LBP merupakan lembar isian yang berisi data, dan fakta mengenai
aktifitas
kapal
perikanandalam
melakukan
operasionalnya.
Berdasarkan LBP, kapal perikanandapat ditentukan kelayakan
administrasi dan teknisnya sebelum kapal diperbolehkan melakukan
kegiatan penangkapan. Kelayakan administrasi dan teknis perikanan
tersebut selanjutnya dituangkan dalam bentuk lembar laik
operasional (LLO) dan sebagai salah satu persyaratan untuk
mendapatkan Surat Izin Berlayar (SIB).
13
2.5.5. Surat Izin Berlayar (SIB)
Surat yang diperbolehkan dari Syahbandar Pelabuhan Perikanan
tempat keberangkatan setelah memenuhi kelaikan operasional kapal
penangkapan ikan.
2.5.6. Identitas Kapal
Jenis dan ukuran kapal penangkap ikan sesuai dengan sertifikasi
teknis yang tercantum pada SPI.
2.5.7. Jumlah dan Daftar penempatan ABK
Pengawakan kapal penangkap ikan sesuai dengan peraturan yang
berlaku. Informasi awak kapal meliputi jabatan dan ijazah/sertifikat
yang dimiliki.
2.6. Kelengkapan kapal lainnya
Kelengkapan kapal lainnya terdiri dari:
2.6.1. Palka ikan berinsulasi
Persyaratan teknis penangkapan ikan
Rancang bangun palka
Kesegaran mutu ikan dan Hegienis baik, aman konsumsi
Sistem pendingin baik
Penanganan ikan cepat, bersih dan sehat dalam menggunakan es
dan air bersih
Bahan pembuatan palka
Peralatan.
2.6.2. Mesin bantu penangkapan ikan
Penggunaan mesin bantu penangkapan sebagai indikator terhadap
jenis alat tangkap ikan yang dipergunakan.
Long Liner : Line Hauler, line thrower, conveyor belt, setting table
dan line arranger;
Purse Seiner : Power Black, Purse line winch;
Gill Netter : Net hauler;
Trawler : Trawl winch.
14
2.6.3. Alat bantu penangkapan ikan
Penggunaan alat bantu penangkapan sebagai alat pengumpul ikan
untuk penunjang operasi penag-kapan ikan (Lampu dan rumpon).
(Sumber : Bulletin Mina Diklat BPPP Belawan – Medan)
2.7. Rangkuman
1. Setiap kapal penangkap ikan yang akan berlayar harus memenuhi
persyaratan kelaik lautan kapal penangkap ikan dan kapal
penangkap ikan yang dinyatakan memenuhi persyaratan
kelaiklautan diberikan surat dan sertifikat berupa Surat Tanda
Kebangsaan Kapal dan Sertifikat Kelaikan dan Pengawakan Kapal
Penangkap Ikan.
2. Kelaikan kapal penangkap ikan meliputi:
Konstruksi dan tata susunan kapal
Stabilitas dan garis muat kapal
Perlengkapan kapal, permesinan dan listrik kapal
Sistem dan perlengkapan pencegahan dan pemadam
kebakaran
Sistem dan perlengkapan pencegahan pencemaran dari
kapal
Jumlah dan susunan awak kapal
3. Kelengkapan kapal lainnya terdiri dari palka ikan berinsulasi,
penangkapan ikan dan alat bantu penangkapan ikan.
4. Kelaikan operasional kapal meliputi Izin Usaha Perikanan,Surat
Penangkapan Ikan, Alat Penangkap Ikan, Log Book Perikanan dan
Lembar Laik Operasi, Surat Izin Berlayar, Identitas Kapal, dan
Jumlah ABK.
2.8. Tugas
Jawablah pertanyaan ini dengan singkat.
1. Sebutkan persyaratan pengawakan kapal penangkap ikan!
2. Sebutkan persyaratan pengawakan kapal penangkap ikan sesuai
dengan ukuran dan daerah operasinya!
3. Sebutkan sertifikat yang wajib dimiliki oleh seorang nahkoda dan
perwira dalam kapal!
15
4.
Sebutkan aturan-aturan yang tertuang dalam Surat Keputusan
Direktorat Jenderal Perhubungan Laut No Kp 46/1/1/-83 tahun
1983!
16
BAB 3. TAHAP PRA-PERENCANAAN KAPAL
Standar Kompetensi Mata Kuliah
Mahasiswa dapat memahami tahap pra-perencanaan kapal perikanan.
Kompetensi Dasar Mahasiswa
1. Mahasiswa dapat menjelaskan hal yang perlu diperhatikan dalam
perencanaan kapal perikanan.
2. Mahasiswa dapat menjelaskan sifat-sifat kapal perikanan.
3. Mahasiswa mampu menjelaskan aspek dan persyaratan
perencanaan kapal Perikanan.
Kapal perikanandirencanakan harus mampu bertahan menghadapi
kondisi ekstrim saat melakukan operasi penangkapan. Oleh karena
itu, sangat diperlukan kapal yang memiliki laik laut untuk mencapai
maksud tersebut. Sebelum melakukan perencanaan kapal perikanan,
ada beberapa hal yang perlu diperhatikan oleh nelayan, pengusaha
kapal perikananatau perencana kapal saat akan membuat kapal,
yaitu;
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Jenis kapal perikanan yang direncanakan untuk usaha perikanan,
misalnya dengan alat tangkap purse seine, long line, gillnet,
trawler, dan lain-lain
Besar jarak pelayaran/jelajah dari fishing port ke fishing ground
Besar hasil tangkapan (target muatan)
Kecepatan kapal
Jenis mesin utama (main engine)
Besar daya mesin (HP)
Jumlah ABK
Penanganan dan penyimpanan hasil tangkapan
Pemilihan konstruksi material
Secara umum Contoh kapal yang akan dibuat dapat menyesuaikan
dengan tipe kapal yang ada di fishing port ataupun membuat desain
baru namun tetap harus mengacu pada
persyaratan di atas.
Persyaratan tambahan untuk memperoleh kapal dengan kecepatan
17
yang lebih baik adalah dengan merencanakan bentuk badan kapal
yang stream line dan langsing, sedangkan untuk menambah
kapasitas ruang muat adalah dengan mengurangi besar ruangan
kamar mesin tetapi akibatnya adalah besar mesin menjadi lebih kecil
dan tentu kecepatannya juga akan berkurang
3.1. SIFAT-SIFAT KHUSUS KAPAL PERIKANAN
Kapal perikananmerupakan salah satu jenis kapal yang mempunyai
fungsi berbeda dengan kapal-kapal lainnya seperti kapal barang
(general cargo), kapal tanker, kapal container maupun kapal
penumpang (passenger ship). Kapal perikananmempunyai fungsi
untuk menangkap, mengejar, menyimpan, dan mengangkut ikan
hasil tangkapan. Dengan demikian factor kecepatan (speed), olah
gerak (maneuverability), kelaiklautan (sea worthiness), lingkup area
penangkapan (navigable area),
konstruksi, mesin penggerak
(propulsion engine), perlengkapan tangkap (fishing equipment),
perlengkapan pemrosesan dan lainnya adalah merupakan faktor
keistimewaan kapal perikanan (BBPPI, 2006).
a. Kecepatan (Speed)
Pada umumnya owner menginginkan kecepatan kapalnya besar
karena akan digunakan untuk mencari dan mengejar gerombolan
ikan di laut di daerah fishing ground maupun rumpon. Demikian juga
saat mengangkut hasil tangkapan ke pelabuhan perikanan (fishing
port) diperlukan kecepatan yang besar agar ikan tetap dalam kondisi
yang segar (fresh).
Bila dibandingkan dengan kapal barang,
kecepatan kapal perikananlebih besar. Kecepatan kapal berhubungan
dengan besarnya tenaga mesin (HP). Pada prinsipnya tidak hanya
kecepatan yang tinggi yang diperlukan, tetapi penting pula kapal
bergerak dengan kecepatan rendah. Contohnya untul keperluan
hauling (menarik pancing). Agar main line dapat membentuk sudut
yang diharapkan sesuai arah kapal, kadang kapal harus bergerak
cepat dan dan kadang bergerak lambat untuk memungkinkan line
hauler dapat bekerja dengan efektif. Saat setting (mengulur pancing)
agar tiap branch line dapat diikatkan pada main line maka perlu
memperlambat kecepatan kapal.
18
b. Olah Gerak Kapal (Manouverability)
Pada semua kapal jenis apapun, jika olah geraknya kurang baik maka
disimpulkan bahwa kapal tersebut juga kurang baik. Kapal
perikananyang melakukan operasinya di tengah laut, tentu aktifitas
melawan ombak, melakukan pengejaran terhadap gerombolan ikan,
mengoperasikan fishing gear dan hauling hasil tangkapan menjadi
keadaan yang dihadapi. Untuk bisa menghadapi kondisi tersebut
maka kapal perikananharus memiliki steerability yang baik, turning
circle yang kecil, pengaturan mesin propulsi untuk gerak maju
mundur yang baik yang semuanya ini merupakan bagian dari
manouverabilty kapal.
c. Kelaiklautan (Seaworthiness)
Untuk dapat melakukan prelayaran dengan aman , maka kapal harus
laik laut. Kapal perikananyang relative memilki ukuran kecil namun
didesain untuk berlayar jauh dari pantai harus memiliki kelaiklautan.
Di fishing ground kapal perikananberlayar sambil mencari ikan,
dengan demikian besar kemungkinan kapal akan mengambil daerah
yang berlawanan dari semestinya, yaitu berdasarkan kondisi angin,
arus gelombang dan lainnya. Sehingga kapal perikananlebih rentan
menghadapi topan ataupun gelombang besar bila dibandingkan
dengan kapal barang. Untuk itu kapal perikananharus direncanakan
memiliki stabilitas yang baik, daya apung cadangan yang cukup,
gerakan rolling (oleng) dan pitching (angguk) yang kecil,juga gerakan
yawing (naik turun) yang sebaik mungkin dalam kondisi perairan yang
buruk.
d. Lingkup Area Pelayaran
Lingkup area pelayaran kapal perikananjauh lebih luas bila
dibandingkan dengan kapal biasa karena untuk kapal perikanantidak
ada ketentuan luas lingkup area pelayarannya dan juga operasi
pelayaran kapal perikanantergantung gerakan ikan, daerah musim
ikan, perpindahan fishing ground.
e. Konstruksi
Kapal perikananbanyak berhadapan dengan peristiwa laut seperti
topan, badai dan gelombang. Untuk mengatasi hal ini maka
19
konstruksi kapal perikananharus dibuat sekuat mungkin. Di samping
itu getaran yang disebabkan perputaran poros dan berat permesinan
harus ditopang dengan konstruksi yang kuat. Untuk mendapatkan
gerakkan yang lincah maka konstruksi kapal direncanakan tidak berat.
f. Tenaga Penggerak
Perencana kapal pada umumnya menghendaki mesin kapal dengan
daya HP yang besar dan kamar mesin yang kecil. Hal ini juga berlaku
untuk kapal Perikanan. Ruang mesin harus dibuat seminimal mungkin
agar ruang muat (fish hold) bisa maksimal. Saat ini mesin kapal sudah
banyak menggunakan internal combustion engine di mana mesin ini
mempunyai HP yang besar tetapi volume ruang mesin yang
dibutuhkan tidak terlalu besar. Mesin ini lebih baik bila dibandingkan
dengan steam engine dengan pembakaran di luar menggunakan
boiler dan tentunya volume yang diperlukan dan berat mesinnya
besar. Mesin-mesin kapal perikanandiharuskan bekerja lebih berat
selama operasi pelayaran sehingga harus dapat bertahan dala, kondisi
kritis di laut. Penentuan teknis mesin menjadi penentu keberhasilan
kapal perikanansecara keseluruhan.
g. Handling dan Processing Equipment
Kapal perikananselain melakukan kerja menangkap ikan (fishing) juga
dirancang untuk membawa hasil tangkapan (catch) ke pangkalan
atau tempat pendaratan ikan. Hasil tangkapan harus sampai ke
pangkalan dalam keadaan segar (freshness). Untuk mempertahankan
kesegaran sampai batas maksimal yang dilakukan maka diperlukan
perlengkapan-perlengkapan tertentu, misalnya ice hold, cold storage,
refrigerator, ruang muat dilapisi insulation yang baik dan sebagainya.
h. Perlengkapan Tangkap
Perbedaan sumberdaya perairan (aquatic resources) yang menjadi
tujuan penangkapan (fishing) menyebabkan perbedaan fishing gears
yang akan digunakan. Supaya fishing equipment tersebut dapat
dipakai seefisien mungkin maka diperlukan letak pengaturan yang
sesuai dengan urutan kerja. Agar ABK dapat bekerja secara maksimal
maka perlu perencanaan dek kerja seluas mungkin. Misalnya untuk
tuna longliner diperlukan line setter dan line hauler. Untuk purse
20
seiner diperlukan net hauler, untuk drifter diperlukan turn table dan
power block, sedangkan untuk trawler winch dan skip jack pole and
line diperlukan live bait box, water pump dan lainnya. Peralatan
instrumen ini akan mengambil tempat dan sering mengganggu
kelancaran kerja ABK. Contohnya pelampung (buoy) pada long liner
yang jumlahnya ratusan, gulungan tali temali dari main line dan
branch line, terkadang perlengkapan ini memenuhi sebagian besar
buritan sehingga ruang gerak kurang leluasa.
3.2. ASPEK DAN PERSYARATAN PERENCANAAN KAPAL
PERIKANAN
Dalam perencanaan kapal perikananmaka ada beberapa aspek dan
persyaratan yang harus dipehuhi yaitu:
1.
2.
Aspek Ekonomi
Aspek ekonomi meliputi:
Biaya pembuatan/pembangunan kapal yang rendah
Memiliki mesin penggerak yang rendah tetapi kecepatannya
besar dan sesuai dengan yang diinginkan
Kapasitas ruang muat atau daya angkut yang besar tetapi
dengan ukuran yang relatif sama
Memliki peralatan bongkar muat untuk kapal barang atau
peralatan tangkap dan bongkar (handling dan fishing
equipment) yang efisien sehingga idle time pada saat
melakukan proses kerja penangkapan dan pemuatan ikan hasil
tangkapan maupun waktu di pelabuhan tidak terlalu lama. Hal
ini akan berpengaruh terhadap pajak pelabuhan di mana akan
menjadi lebih kecil serta akan menyebabkan ikan hasil
tangkapan tetap dalam kondisi segar saat tiba di pelabuhan.
Crew/ABK diusahakan seefektif mungkin dan sekecil mungkin
karena akan mempengaruhi kerja operasional yang efektif dan
tentunya biaya operasional/pengeluaran menjadi lebih kecil.
Aspek Kelayakan Kapal
Aspek kelayaklautan berhubungan dengan aspek ekonomi
kapal yang dipakai sebagai dasar perencanaan untuk:
21
3.
Mengetahui karakteristik daerah pelayaran (fishing ground and
fishing port). Ini berhubungan dnegan muatan yang diangkut,
konstruksi dan kekuatan kapal serta keamanan kapal saat
berlayar.
Mengetahui karakter stabilitas kapal maupun trim kapal. Kapal
direncanakan untuk tidak memiliki balas tetap (fixed ballast)
karena akan mempengaruhi besar daya angkut/muatan kapal.
Pembagian ruangan kapal (subdivision of the hull) juga harus
diperhatikan.
Penentuan ukuran daun kemudi agar diperoleh kemampuan
gerak manuver kapal yang sesuai dengan fungsinya.
Penanganan peralatan fishing equiment di kapal agar bisa
dioperasikan dengan mudah
Aspek Keamanan
Aspek keamanan bertujuan:
Mentaati peraturan keselamatan kapal yaitu aspek stabilitas.
Membuat konstruksi dan kekuatan kapal cukup untuk
keamanan kapal pada saat berlayar dengan memberi
penguatan khusus pada beberapa tempat.
Memperhatikan keselamatan terhadap kebakaran serta pada
saat keadaan darurat. Perlengkapan pertolongan keselamatan
ini harus dipenuhi untuk setiap kapal dan sesuai regulasi.
Memperhatikan masalah penanganan dalam pengoperasian
kapal khusunya pada mesin dan peralatan bantu.
4.
Aspek Budaya dan Keindahan
Aspek
ini diperlukan terutama untuk jenis
kapal
perikanantradisional Indonesia yang sangat beraneka ragam,
yang juga disesuaikan dengan budaya dan karajter nelayan
pengguna. Kapal dibuat seindah dan semenarik mungkin
sesuai dengan budaya nelayan setempat tanpa meninggalkan
aspek ekonomi.
5.
Aspek Persyaratan Kapal
Aspek persyaratan kapal merupakan aspek yang mempengaruhi
pembangunan kapal seperti
22
Kebutuhan data teknis yang disampaikan owners (pemilik kapal)
dan ship designer (pihak perencana/galangan) dengan maksud
pengguna kapal akan berpengaruh pada konsep keseluruhan
perencana kapal.
Kelas yang akan digunakan kapal. Hal ini tergantung daerah
penangkapan, besar GT kapal dll. GT (gross tonnage) dan DWT
(dead weigth/bobot mati) adalah elemen penting bagi
perencana kapal. GT merupakan hubungan panjang, lebar dan
tinggi dengan factor bentuk kapal.
Besaran GT berbeda di setiap negara, misalnya
Jepang
:
GT = L x B x D x 0,56/2,83
Thailand
:
GT = (
P B) 2
) xLx0,058
2
P = (B + 2D) Cb
Vietnam (Selatan)
:
Hongkong
:
Indonesia
:
P B) 2
) xLx0,006
2
B
2
GT = (L - B) x B x
188
GT = (
GT = 0,353 V
V = L x B x D x f f = 0,70
Dead
weigth adalah perbedaan antara displasmen pada sarat
lambung timbul musim panas (summer freeboard draught) pada air
laut tanpa trim, dengan berat kapal kosong , atau weight of light ship
– LWT.
DWT = Displasmen – LWT
Perbandingan DWT/Displasmen adalah salah satu faktor efisiensi
(efifiency factor) atau dead weigth coefficient yang dipakai dalam
perencanaan kapal. Makin besar harga dead weigth coefficient maka
akan semakin baik. Harga ini berkisar antara 0,45 – 0,85 tergantung
tipe dan ukuran kapal. Harga dead weight coefficient dipengaruhi
oleh kecepatan kapal, koefisien blok, jenis mesin propeler, metode
konstruksi dan spesifikasi peralatan kapal. Harga dead weight
coefficient diperoleh dari kapal pembanding dan dapat digunakan
untuk menghitung displasmen dan ukuran utama.
23
3.3. METODE PERENCANAAN KAPAL
Secara umum metode perencanaan Kapal adalah
3.3.1. Method of Comparison Ship (Metode Kapal Pembanding)
Metode ini sering digunakan oleh pihak galangan kapal dalam
merencanakan kapal baru. Dasar pemikiran metode ini adalah
merencanakan kapal yang lebih baik dari kapal sebelumnya (kapal
pembanding). Dalam perencanaan kapal dengan menggunakan
metode ini pengalaman perencana (designer) juga diperlukan. Untuk
merencanakan kapal baru metode ini tidak digunakan, melainkan
hanya untuk pengembangan tipe yang telah ada.
Keuntungan Metode ini adalah:
1. Bila perencanaan berhasil maka akan menambah pengalaman
untuk perencanaan kapal selanjutnya.
2. Perencanaan cepat dan sederhana.
3. Resiko kegagalan sedikit karena bersifat untuk memperbaiki dari
kapal yang sudah ada (aspek teknis dan ekonomis).
3.3.2. Method of Statistic (Metode Statistik)
Metode ini tidak tergantung langsung dari kapal pembanding. Untuk
mendapatkan data statistic maka dilakukan dengan menganalisa
beberapa kapal modern unutk mendapatkan ukuran
utama ,
parameter bentuk dan hasil-hasil percobaan. Metode ini digunakan
untuk memecahkan perhitungan ukuran utama, perhitungan berat
bagian konstruksi, perhitungan tenaga penggerak kapal dan lainnya.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan metode statistic
adalah memperbaiki secara terus menerus semua statistic data–data
kapal baru, sehingga memungkinkan memperkecil kesalahankesalahan perancangan.
3.3.3. Method of Trial and Error (Iteration)
Metode ini paling banyak digunakan dalam perencanaan kapal.
Ukuran utama final didapat setelah diadakan beberapa kali ulangan
perhitungan (trial and error). Metode statistik juga dapat dipakai
dalam proses metode ini. Grafik yang menunjukkan proses metode ini
disebut dengan desain spiral (BSRA). Semua parameter sangat
24
tergantung satu sama lain, oleh karena itu perubahan dari parameter
akan mempengaruhi yang lain dan semua parameter pada setiap
putaran.
Keuntungan metode ini adalah:
1. Besar tenaga penggerak/mesin, kapasitas ruangan dan stabilitas
harganya dapat ditentukan sejak awal
2. Ulangan perencanaan tidak diperlukan
3. Perjanjian dengan pihak pemesan dapat dilakukan dengan lebih
cepat
3.3.4. Method of Complex Solution
Metode ini terutama dipakai untuk kapal-kapal yang harganya relative
tinggi atau kapal yang rumit dan cocok juga untuk tipe baru. Metode
ini jarang digunakan dalam perencanaan kapal kecuali
dikombinasikan dengan metode perbandingan dan metode statistic.
Dalam pelaksanaan metode ini susah dilaksanakan dengan tangan
karena akan membutuhkan waktu yang lama, sehingga harus
menggunakan komputer. Ukuran utama didapat dengan perhitungan
daei persamaan yang pasti. Ketelitian pekerjaan cukup pasti sehingga
tidak diperlukan koreksi dalam pekerjaannya.
3.4. PROSES PERENCANAAN KAPAL
Dalam perencanaan kapal perikananterutama untuk kapal
perikananbesar/modern yang dikembangkan untuk dibangun pada
umumnya diperlukan proses perencanaan yang dilakukan berulangulang, sedangkan untuk perencanaan dan pembangunan kapal
perikanankecil dan tradisional proses ini disederhanakan atau bahkan
tidak dipakai lagi, karena pembangun/pengrajin biasanya
menggunakan patrun yang sudah dan berdasarkan pengalaman
pembuatan kapal sebelumnya. Proses perencanaan dilakukan
berulang-ulang dimaksudkan untuk mendapatkan ukuran, bentuk,
kapasitas dan kekuatan yang maksimal namun biaya yang diperlukan
(cost) menjadi efisien. Perubahan yang sering dilakukan adalah objek
kapal, proporsi, penggambaran rencana garis, perhitungan
hidrostatik, lambung timbul dan penyekatan, perencanaan rencana
25
umum, struktur bangunan kapal, perhitungan daya mesin, serta
estimasi berat, kapasitas kapal, stabilitas dan akhirnya perhitungan
biaya yang efisien. Proses perencanaan ini disebut juga dengan Basic
Design Spiral (Gambar 1)
Gambar 1. Basic Design Spiral.
Basic design spiral terdiri dari concept design, preliminary design
contract design dan detail design.
3.4.1. Concept Design (Perencanaan Konsep)
Langkah awal perncanaan kapal adalah menterjemahkan permintaan
pemesan (mission requirement/technical requirement) ke dalam
elemen-elemen dasar dari kapal yang akan direncanakan, sehingga
dibutuhkan TFS (Technical Fisibility Study) yang menghasilkan
proposed ship untuk panjang, lebar, sarat, tenaga kuda dan karakter
lainnya dengan maksud memenuhi kecepatan, kapasitas, dead weight
dan lain sebagainya. Hasil dari konsep ini digunakanuntuk
mendapatkan perkiraan biaya konstruksi.
3.4.2. Prelimenary Design (Perencanaan Awal)
Pada Preliminary design, konsep perencanaan adalah dengan melihat
kembali ukuran dasar kapal yang dikaitkan dengan biaya dan
performance. Pemeriksaan ulang terhadap panjang lebar, sarat,
26
tenaga kuda, dan dead weight yang diharapkan tidak mengalami
banyak perubahan pada tahap ini. Seluruh hasil analisa di atas akan
digunakan sebagai dasar pengembangan perencanaan kontrak dan
spesifikasi teknis.
3.4.3. Contract Design (Perencanaan Kontrak)
Hasil yang diperoleh adalah dokumen kontrak pembuatan kapal.
Langkah-langkahnya merupakan satu atau lebih putaraan dari desain
spiral. Sehingga kemungkinan terjadi proses perbaikan pada
pleriminary desain ada. Tahapan ini menghitung lebih teliti hal-hal
mengenai bentuk badan kapal (hull form) dengan memperbaiki
rencana garis (lines plan), tenaga penggerak dengan memakai model
test, sea keeping, manuovering characteristic, pengaruh jumlah
propeller terhadap bodi kapal, detail konstruksi pemakaian material
konstruksi, jarak gading dan lain-lain. Pada tahap ini juga dibuat
estimasi titik berat kapal, di mana titik berat kapal dihitung
berdasarkan posisi dan berat masing-masing peralatan (pos per pos).
Pada tahap ini sudah dibuat rencana umum kapal serta kapasitas
ruang muat, permesinan, gudang, bahan bakar, jumlah air tawar yang
diperlukan, serta ruang akomodasi. Daftar standar kualitas bagian
badan kapal serta perlatannya dan uraian mengenai metode
pengetesan dan percobaan sudah harus ada untuk mendapatkan
kepastian kondisi kapal yang terbaik.
3.4.4. Detail Design
Langkah akhir dari perencanaan kapal adalah pengembangan dari
detil rencana kerja. Hasil dari rencana ini berisi petunjuk/instruksi
mengenai instalasi dan detail konstruksi kepada pembangun kapal,
misalnya untuk konstruksi kapal baja maka detail gambar ini ditujukan
kepada fitter (pemotong dan pemasang plat), welder (tukang las),
outfitters (tukang perlengkapan, metal workers (tukang pelat), tukang
kayu, machinery fendors (penjual mesin), piping (tukang pipa) dan
lain-lain (BBPPI, 2005).
27
Bacaan buku lebih lanjut:
3.5. Rangkuman
1. Hal yang perlu diperhatikan oleh nelayan, pengusaha kapal
perikananatau perencana kapal
saat akan membuat kapal
perikananadalah yaitu;
a. Jenis kapal perikananyang direncanakan.
b. Besar jarak pelayaran/jelajah dari fishing port ke fishing
ground
c. Besar hasil tangkapan (target muatan)
d. Kecepatan Kapal
e. Jenis mesin utama (main engine)
f. Besar daya mesin (HP)
g. Jumlah ABK
h. Penanganan dan penyimpanan Hasil Tangkapan
i. Pemilihan Konstruksi material
2. Faktor keistimewaan kapal perikananadalah kecepatan (speed),
olah gerak (maneuverability), kelaiklautan (sea worthiness),
lingkup area penangkapan (navigable area), konstruksi, mesin
penggerak (propulsion engine), perlengkapan tangkap (fishing
equipment), perlengkapan pemrosesan dan sebagainya.
28
3. Aspek yang perlu diperhatikan dalam perencanaan kapal
perikananadalah aspek ekonomi, aspek kelayakan kapal, aspek
keamanan, aspek budaya dan keindahan dan aspek persyaraatan
kapal.
4. Metode perencanaan kapal terdiri dari beberapa metode yaitu
Method of Comparison Ship (Metode Kapal Pembanding),
Method of Statistic (Metode Statistik), Method of Trial and Error
(Iteration), dan Method of Complex Solution.
5. Basic design spiral terdiri dari concept design, preliminary design
contract design dan detail design.
3.6. Tugas
Jawablah pertanyaan ini dengan singkat.
1. Sebutkan hal-hal yang perlu dilakukan sebelum perencanaan
kapal perikanan!
2. faktor keistimewaan kapal perikanan!
3. Sebutkan yang termasuk dalam aspek ekonomi dalam
perencanaan kapal!
4. Apa yang dimasksud dengan metode iterasi!
5. Jelaskan mengenai concept design dan pleriminary design?
29
BAB 4. PENGENALAN KARAKTERISTIK KAPAL
Tujuan Umum
Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami tentang ukuran utama
kapal serta koefisien bentuk kapal.
Kompetensi Dasar Mahasiswa
1. Mahasiswa dapat menjelaskan perbedaan LWL, LPP dan LOA
2. Mahasiswa memahami dan membandingkan koefisien bentuk
kapal.
3. Mahasiswa dapat memahami perbandingan ukuran utama kapal.
4.1. UKURAN UTAMA KAPAL
Ukuran utama kapal terdiri dari:
a. Panjang Keseluruhan, Length Over All (LOA)
Adalah panjang keseluruhan kapal yang diukur secara horizontal
antara ujung linggi haluan (terujung) dan linggi buritan.
b.
Panjang Antara Garis Tegak, Length Between Perpendicullar
(LPP, LBP)
Adalah panjang kapal yang diukur antara dua garis tegak, atau jarak
horisontal antara garis tegak buritan (After Perpendicular/AP) dan
garis tegak haluan (Fore Perpendicular/FP).
After perpendicular atau garis tegak belakang ialah garis tegak antara
perpotongan linggi buritan dengan poros kemudi
(rudder),
sedangkan fore perpendicular atau garis tegak haluan adalah garis
tegak perpotongan linggi haluan dengan sarat air pada muatan
penuh.
c. Panjang Garis Air, Length of Water Line (LWL)
Adalah panjang yang diukur pada garis air muatan penuh, yaitu
antara linggi haluan dan linggi buritan pada sarat air penuh. Untuk
garis air yang berada di bawah muatan penuh tetap disebut sebagai
30
LWL dan diberi penjelasan LWL tersebut. Bila digambarkan lebih
disajikan pada Gambar 2.
LOA
LWL
LPP
Base line
AP
FP
Gambar 2. Pengukuran Panjang Kapal.
d. Lebar Kapal (Breadth, B)
Yaitu lebar terbesar diukur pada bidang tengah kapal di antara dua
sisi dalam kulit kapal (kapal baja atau kapal yang terbuat dari logam
lainnya). Untuk kulit kapal yang terbuat dari kayu atau bahan non
logam lainnya, maka diukur jarak dua sisi terluar kulit kapal (Gambar
3).
B
B
CL
CL
Lebar (B) Pada Kapal Baja
Lebar (B) Pada Kapal Kayu
Gambar 3. Pengukuran Lebar pada Kapal Baja dan Kapal Kayu.
31
e. Tinggi Geladak, Depth,Height (D, H)
Yaitu jarak tegak yang diukur pada bidang tengah kapal, dari atas
lunas sampai sisi atas balok geladak pada sisi kapal (Gambar 4).
H
CL
Gambar 4. Pengukuran Tinggi Kapal .
f. Sarat Air, Draft, Draught (T,d)
Yaitu jarak tegak yang diukur dari sisi atas lunas sampai ke
permukaan air pada muatan penuh (Gambar 5).
d
CL
Gambar 5. Pengukuran Sarat.
Istilah lain yang sering muncul di dalam dunia kapal adalah:
a. Sheer
Merupakan lengkung geladak secara memanjang (longitudinal). Sheer
diukur sebagai tinggi geladak pada sisi di titik tertentu di atas sisi
tinggi geladak midship (curvature of decks in the longitudinal
direction and measured as the height of deck at side at any point
above the height of deck at side amidships). Sheer berfungsi selain
untuk
menambah
daya
apung
32
cadangan
kapal
juga
untuk
mempermudah mengalirkan air yang terjebak di geladak, baik di
haluan maupun di buritan, akibat hujan, ombak dan penyebab
lainnya.
b. Camber (Round of Beam)
Merupakan lengkung geladak secara melintang (transversal). Camber
diukur sebagai tinggi geladak di tengah di atas tinggi geladak sisi.
(measured as the height of deck at centre above the height of deck at
side). Camber juga berfungsi untuk menambah daya apung cadangan
serta mengalirkan air dari tengah kapal ke bagian sisi kapal.
c.
Thumblehome
Tumblehome merupakan lengkung ke dalam sisi lambung di atas
garis muat musim panas (the inward curvature of the side shell above
the summer load line).
Gambar 6. Dimensi Kapal secara Umum.
d. Freeboard
Freeboard atau lambung timbul merupakan jarak vertikal antara garis
air (garis muat musim panas/summer load line atau sarat
dinas/service draft) yang diijinkan ke sisi atas geladak pada tepi
geladak tengah kapal. Geladak freeboard umumnya adalah geladak
teratas yang terbuka terhadak cuaca dan laut, serta memilki tutup
33
yang permanen pada setiap bukaan dan di bawah bukaan tersebut
terdapat tutup yang kedap air.
e. Half Siding of Keel
Merupakan bagian plat datar horizontal dari kulit alas diukur ke kiri
atau ke kanan kapal dari centre line secara memanjang. Half siding
keel merupak dimensi yang berguna saat melakukan docking ( the
horizontal flat portion of the bottom shell measured to port or
starboard of the ship’s longitudinal centre line. This is a useful
dimension to know when dry-docking).
4.2. Perbandingan Ukuran Utama
Perbandingan ukuran utama kapal adalah L/B, L/H, B/T dan H/T.
Panjang kapal (L) mempunyai pengaruh pada kecepatan kapal dan
pada kekuatan memanjang kapal. Penambahan panjang L pada
umumnya akan mengurangi tahanan kapal pada displacemen tetap,
dan akan mengurangi kekuatan memanjang kapal. Penambahan
panjang dapat pula mengurangi kemampuan olah gerak kapal
(maneuver), mengurangi penggunaan fasilitas dok, galangan dan
terusan. Sedangkan pengurangan panjang L pada displasemen tetap
dapat mengakibatkan ruang badan yang besar.
Pada harga L/B yang besar terutama sesuai untuk kapal-kapal
dengan kecepatan yang tinggi dan mempunyai perbandingan
ruangan yang baik, akan mengurangi kemampuan olah gerak kapal
dan stabilitas kapal. Pada harga L/B yang kecil memberikan
kemampuan stabilitas yang baik, tetapi akan menyebabkan
penambahan tahanan kapal.
Perbandingan L/H terutama mempunyai pengaruh terhadap
kekuatan memanjang kapal. Pada harga L/H yang besar akan
mempunyai pengaruh terhadap kekuatan memanjang kapal,
sebaliknya untuk harga L/H yang kecil akan menambah kekuatan
memanjang kapal.
34
Oleh Biro Klasifikasi Indonesia (BKI) 2006, memberikan persyaratan
L/H sebagai berikut:
L/H = 14 disyaratkan untuk daerah pelayaran samudra
L/H = 15 disyaratkan untuk daerah pelayaran pantai
L/H = 17 diisyaratkan untuk daerah pelayaran lokal
L/H = 18 diisyaratkan untuk daerah pelayaran terbatas
Menurut BKI 1996 Pelayaran pantai adalah pelayaran sepanjang
pantai, bila jarak ke pelabuhan terdekat dan jarak dari pantai tidak
melebihi 200 mil.
Pelayaran lokal adalah pelayaran menyusur pantai, bila jarak
pelabuhan terdekat dan jarak dari pantai tidak melebihi 50 mil.
Pelayaran terbatas (tenang) adalah perairan dangkal, teluk atau
perairan serupa di mana kondisi lautnya tidak ganas.
Sedangkan pelayaran samudera adalah pelayaran yang melintasi
antara samudera.
Dari ketentuan di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa daerah yang
mempunyai gelombang besar atau pengaruh-pengaruh luar lainnya
yang lebih besar sebuah kapal mempunyai persyaratan harga
perbandingan L/H yang lebih kecil. Namun mungkin saja terjadi
penyimpangan dari ketentuan tersebut, oleh karena itu diperlukan
perhitungan kekuatan konstruksi yang dapat dipertanggungjawabkan
serta menjamin keamanan
Lebar kapal B, terutama mempunyai pengaruh terhadap tinggi
metacenter. Penambahan lebar B, pada displacement, panjang dan
sarat kapal tetap akan menyebabkan kenaikan tinggi metacenter MG.
Penambahan lebar pada umumnya digunakan untuk mendapatkan
penambahan ruangan kapal. Akan tetapi kerugiannya adalah
mengurangi fasilitas penggunaan dok, galangan dan terusan.
Perbandingan B/T mempunyai pengaruh terhadap stabilitas kapal.
Harga B/T yang rendah akan mengurangi stabilitas dan
perbandingan B/T yang besar akan memiliki stabilitas yang baik.
35
Tinggi dek H, akan mempunyai pengaruh pada titik berat kapal
(centre of gravity) KG, dan juga pada penambahan kekuatan kapal
dan penambahan ruangan dalam kapal. Penambahan tinggi dek H
akan menyebakan kenaikan KG, sehingga tinggi metacenter MG
berkurang. Pada umumnya kapal barang mempunyai harga KG
sebesar 0,6 H.
Sarat air T,mempunyai pengaruh terhadap tinggi center of buoyancy
(KB). Penambahan sarat T pada displacement, panjang dan lebar kapal
yang tetap akan menyebabkan kenaikan KB. Sarat T yang besar selalu
dihindarkan karena dapat menyebabkan kapal kandas , mengurangi
jumlah pelabuhan yang dapat disingggahi, sehingga daerah
pelayaran menjadi terbatas serta penggunaan fasilitas dok, galangan
dan terusan menjadi berkurang pula.
Perbandingan H/T
mempunyai pengaruhdengan reserve
displacement atau daya apung cadangan. Harga H/T yang besar
dapat dijumpai pada kapal penumpang. Bila H – T maka disebut
lambuing timbul (free board) dimana secara sederhana bahwa
lambung timbul adalah tinggi tepi dek dari permukaan air. Tabel 3
memberikan data permbandingan ukuran utama kapal pada
berbagai jenis kapal.
Tabel 3. Daftar Koefisien Bentuk dan Perbandingan Ukuran Utama Kapal.
No
Type Kapal
L/B
T/B
B/H
T/H
1
Kapal Cepat Besar
(Vd = 22 knot)
8,50–0,90
0,37-0,43
1,45-1,55
0,58-0,66
2
Kapal Barang Besar
(Vd = 15 -18 knot)
8,90-9,00
0,40-0,50
1,50-1,70
0,64-0,80
3
Kapal Barang Sedang
(Vd = 10 -15 knot)
7,00-8,50
0,40-0,50
1,50-1,80
0,66-0,82
4
Kapal Sedang
6,00-8,00
0,40-0,50
1,52-2,20
0,70-0,99
5
Kapal Cepat
Jarak Pendek
(Vd = 16 -23 knot)
7,50-8,50
0,25-0,35
1,60-1,70
0,41-0,58
36
6
Kapal Perikanan
5,00-6,00
0,45-0,48
1,60-1,80
0,74-0,84
7
Kapal Tunda Samudra
4,50-6,00
0,37-0,47
1,65-1,85
0,65-0,82
8
Kapal Tunda
Pelabuhan
3,50-5,50
0,37-0,46
1,73-2,20
0,73-0,90
9
Kapal Tunda Kecil
6,00-8,50
0,35-0,45
1,50-1,70
0,56-0,72
10
Kapal Motor
Kecil/Layar
3,20-6,30
0,30-0,50
-
0,30-0.60
No
Type Kapal
L/H
1
Kapal Cepat Besar
(Vd = 22 knot)
12,8-14,9
2
Kapal Barang Besar
(Vd = 15 -18 knot)
3
CB
CM
CW
0,59-0,63
0,930,96
0,72-0,76
13.3-15.0
0,67-0,75
0,940,97
0,78-0,84
Kapal Barang Sedang
(Vd = 10 -15 knot)
11.6-14.0
0,75-0,82
0,960,98
0,85-0,87
4
Kapal Sedang
11.0-15.4
0,73-0,80
0,950,99
0,83-0,87
5
Kapal Cepat
Jarak Pendek
(Vd = 16 -23 knot)
12.4-14.0
0,49-0,59
0,900,96
0,63-0,70
6
Kapal Perikanan
8,5-10,0
0,45-0,55
7
Kapal Tunda Samudra
7,90-10,5
0,55-0,63
8
Kapal Tunda Pelabuhan
7,80-10,0
0,44-0,55
9
Kapal Tunda Kecil
9,60-13,6
0,45-0,60
10
Kapal Motor Kecil/Layar
6,00-11,0
0,50-0,60
0,720,82
0,800,92
0,540,77
0,760,90
0,890,94
0,72-0,78
0,75-0,85
0,68-0,79
0,74-0,80
0,72-0,82
4.3. KOEFISIEN BENTUK (FORM COEFFICIENTS)
Koefisien bentuk adalah koefisien yang menggambarkan karakteristik
kapal (besar, kecil, langsing atau gemuk, cepat atau lambat) dengan
membandingkan bentuk badan kapal dan suatu persegi panjang atau
pun kotak. Koefisien bentuk terdiri dari koefisien garis air (water plan
area coefficient, CW),koefisien gading besar (midship coefficient, CM)
37
koefisien blok (block coefficient,CB) koefisien prismatik memanjang,
CP) ,koefisien prismatik tegak (Vertical Prismatik Coefficient, CPV)
4.3.1. Koefisien Garis Air (Water Plan Area Coefficient, C W)
CW adalah perbandingan antara luas garis air muat (AWL) dengan
dengan luas penampang ABCD.
D
C
AWL
A
B
Gambar 7. Koefisien Garis Air.
Luas persegi panjang ABCD adalah LWL x B. Sehingga dapat ditulis
bahwa
Cw
AWL
LWL xB
Harga CW kapal yang berbentuk runcing pada umumnya 0,70 – 0,90.
4.3.2. Koefisien Gading Besar (Midship Coefficient, CM)
CM adalah perbandingan antara luas penampang gading besar AM
yang terendam air dengan luas penampang yang lebarnya B dan
tingginya T (sarat).
Dapat dirumuskan:
CM
AM
BxT
AM
T
B
Gambar 8. Koefisien Gading Besar.
38
4.3.3. Koefisien Blok (Block Coefficient,CB)
Koefisien blok adalah perbandingan volume karena kapal dengan
volume balok yang terendam ke dalam air.
B
T
LWL
Dapat dirumuskan
CB
Volume Displasemen
LWL xBxT
Dari harga CB dapat dilihat apakah bentuk badan kapal mempunyai
bentuk yang ramping atau gemuk. Pada umumnya kapal cepat
mempunyai harga CB yang rendah dan sebaliknya kapal-kapal lambat
mempunyai harga CB yang besar. Pada umumunya harga CB berada
antara 0,20 – 0.84, di mana batas terendah dijumpai pada kapal-kapal
layar, sedangkan batas terbesar dijumpai pada kapal-kapal tanker dan
kapal-kapal sungai.
4.3.4. Koefisien Prismatik Memanjang (Longitudinal Prismatik
Coefficient, CP).
Koefisien prismatic memanjang adalah perbandingan antara volume
badan kapal yang berada di bawah permukaan air (volume karena)
dengan volume prisma yang memiliki luas penampang midship AM
dan panjang LWL (Gambar 9).
Sehingga dapat dirumuskan
CP
Volume Displasemen
AM xLWL
39
AM
LWL
Gambar 9. Koefisien Prismatik.
Apabila persamaan 2 diubah menjadi Vol Disp = LWLxBxTxCB dan
persamaan 1 diubah menjadi AM = CMx BxT maka bila kedua
persamaan ini dimasukkan ke persamaan semula maka
CP
LWL xBxTxC B
C M xBxTxLWL
CP
CB
CM
Harga CP biasanya menunjukkan kelangsingan
Harga CP pada umumnya antara 0,50 – 0,92.
bentuk dari kapal.
4.3.5. Koefisien Prismatik Tegak (Vertical Prismatik Coefficient,
CPV)
Koefisien prismatic tegak adalah perbandingan antara volume badan
kapal yang berada di bawah permukaan air (volume karena) dengan
volume prisma yang memiliki luas penampang garis air (WPA) dan
tinggi sarat (T) (Gambar 10).
Dapat dirumuskan:
C PV
Volume Displasemen
AWL xT
40
AWL
diubah menjadi AWL = CWxLWLxB
LWL xB
Volume Displasemen
dan persamaan C B
diubah menjadi Vol Disp
LWL xBxT
= LWLxBxTxCB ,
Apabila persamaan Cw
WPA
T
LWL
Gambar 10. Koefisien Prismatik Tegak.
maka bila dimasukkan ke persamaan semula diperoleh hubungan
menjadi
C PV
LWL xBxTxC B
CW xLWL xBxT
C PV
CB
CW
Jadi koefisien prismatik tegak sama dengan koefisien blok dibagi
dengan koefisien garis air.
Perlu diingat bahwa nilai Cp selalu sedikit lebih besar dari nilai Cb di
setiap garis air (waterline). Cp digunakan terutama oleh para peneliti
pada tangki percobaan untuk melakukan pengujian hambatan pada
berbagai prototipe bentuk lambung kapal tertentu. Nilai Cb dan Cw
berubah saat saart air (draft) bergerak dari sarat muatan penuh ke
ballast kosong (light ballast) hingga ke sarat kosong(dikenal dengan
istilah light ship condition). Besar Cw, Cb, Cm dan Cp berguna untuk
mengetahui ukuran desain bentuk kapal yang sesuai pada berbagai
jenis kapal. Pada Tabel 4 berikut diberikan nilai Cb untuk jenis terbaik
pada berbagai kapal.
41
Dapat dijelaskan bahwa Cb untuk bentuk medium/menengah
(medium form ship), besar Cb mendekati 0,700; sedangkan untuk
bentuk full/besar (full form ship) nilai CB > 0,700; dan untuk kapal
yang kecil/ramping (fine-form ship) besar Cb < 0,700.
Tabel 4. Nilai Cb pada berbagai kapal.
Jenis Kapal
Tipikal Cb pada
Muatan Penuh
Jenis Kapal
ULCC
Supertanker
0,850
0,825
Oil Tanker
Bulk Carrier
0,800
0,755 – 0,825
General Cargo
Passengger
Liner
Container Ship
Coastal Tug
Tipikal
Cb
pada Muatan
Penuh
0,700
0,575 - 0,625
0,575
0,500
4.4. Rangkuman
1. Ukuran utama kapal terdiri dari Panjang Keseluruhan, Length Over
All (LOA), Panjang Antara Garis Tegak, Length Between
Perpendicullar (LPP, LBP), Panjang Garis Air, Length of Water Line
(LWL), Lebar Kapal (Breadth, B), Tinggi Geladak, Depth,Height (D,
H), Sarat Air, dan Draft, Draught (T,d),
2. Perbandingan ukuran utama memiliki pengaruh pada performa
kapal, di antaranya adalah Perbandingan ukuran utama kapal
adalah L/B, L/H, B/T dan H/T.
3. Persyaratan Biro Klasifikasi Indonesia (BKI) 2006, terhadap
perbandingan L/H adalah
L/H = 14 disyaratkan untuk daerah pelayaran samudra
L/H = 15 disyaratkan untuk daerah pelayaran pantai
L/H = 17 diisyaratkan untuk daerah pelayaran lokal
L/H = 18 diisyaratkan untuk daerah pelayaran terbatas
4. Koefisien bentuk terdiri dari Koefisien Garis Air (Water Plan Area
Coefficient, CW), Koefisien Gading Besar (Midship Coefficient, CM),
Koefisien Blok (Block Coefficient,CB), Koefisien Prismatik
Memanjang (Longitudinal Prismatik Coefficient, CP), dan Koefisien
Prismatik Tegak (Vertical Prismatik Coefficient, CPV).
42
4.5. Tugas
Jawablah pertanyaan ini dengan singkat.
1. Sebutkan yang termasuk ukuran utama kapal!
2. Apa perbedaan LOA, LPP dan LWL?
3. Gambarkan dengan jelas ukuran utama kapal!
4. Apa yang dimaksud dengan sheer, camber (round of beam),
thumblehome, freeboard dan half siding keel!
5. Jelaskan mengenai perbandingan ukuran utama!
6. Cari besar koefisien bentuk pada sebuah kotak yang mengapung
1 meter di laut. Dimensi kotak 5 x 3 x 2,5 m.
7. Apa pengaruh besar dan perbandingan ukuran utama terhadap
kapal?
43
BAB 5. BESARAN KAPAL
Standar Kompetensi Mata Kuliah
Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami tentang besaran kapal.
Kompetensi Dasar Mahasiswa
1. Mahasiswa dapat menghitung displasmen, spesific gravity, DWT
serta besaran lainnya yang berhubungan dengan kapal.
2. Mahasiswa dapat menghitung GT dan NT kapal untuk segala
ukuran panjang kapal.
5.1. BESARAN KAPAL
Benda yang dimasukkan ke dalam air akan mengalami gaya tekan ke
atas sebesar berat zat cair yang dipindahkan, hal ini merupakan
prinsip dasar hukum Archimedes. Pemahaman hukum ini diterapkan
juga pada kapal yang dimasukkan ke dalam perairan. Dengan
demikian kapal akan mengalami gaya tekan ke atas saat dimasukkan
dalam air, baik dalam kondisi mengapung, melayang dan tenggelam.
Besar-besaran kapal berhubungan dengan penerapan hukum
Archimedes.
5.1.1. Densitas dan spesific gravity (SG)
Setiap fluida memiliki massa/berat jenis (density). Sebagai contoh, air
tawar memiliki densitas sebesar 1000 kg/m 3, sedangkan air laut (sea
water) memiliki densitas sebesar 1025 kg/m3. Densitas adalah
perbandingan antara massa dengan satuan volume. Selain densitas,
dalam fluida dikenal juga istilah specific gravity (SG). Specific gravity
atau relative density merupakan perbandingan antara berat suatu zat
dengan berat volume yang sama dari air tawar. Jika volume tersebut
dianggap satu meter kubik, maka SG atau densitas relatif suatu zat
merupakan perbandingan dari densitas zat tersebut dengan densitas
air tawar. SG dirumuskan dengan
44
SG zat
Densitas zat
Densitas air tawar
Karena densitas air tawar besarnya adalah 1000 kg/m 3 maka SG suatu
zat disederhanakan menjadi:
SG zat
Densitas zat
atau densitas suatu zat = 1000 x SG zat tersebut
1000
5.1.2. Volume Displasemen
Carene adalah bentuk badan kapal di bawah permukaan air tanpa
kulit. Volume displasmen atau volume carene kapal adalah volume
bentuk badan kapal yang berada di bawah permukaan air tanpa kulit
lambung, tebal lunas, tebal daun kemudi, propeller, dan lain-lain.
Volume displasemen ditulis dengan:
LWL xBxdxCB
Di mana
= Volume Displasemen (m3)
LWL = Panjang Garis Air (m)
B
= Lebar Kapal (m)
d
= Sarat Kapal (m)
5.1.3. Displasemen
Displasemen kapal adalah berat badan kapal tanpa kulit yang tercelup
dalam air (volume displasemen) atau berat karena kapal yaitu hasil
perkalian volume displasmen dengan massa berat jenis air. Sesuai
dengan hukum Archimedes displacement merupakan gaya tekan ke
atas. Displasemen (Δ) dirumuskan
x air
[ton]
5.1.4. Volume Pemindahan Air
Volume pemindahan air adalah volume air yang dipindahkan oleh
badan kapal termasuk kulit lambung, lunas, sayap, kemudi, propeller
45
dan perlengkapan lainnya. Volume pemindahan air dirumuskan
dengan:
Vs xC
[m3]
Di mana:
Vs = Volume Pemindahan Air (m3)
= Volume Displasemen (m3)
C = Koefisien Penambahan berat
(Volume kulit lambung diperkirakan 6% dari volume karena, untuk
volume lunas, kemudi baling-baling serta perlengkapan lainnya
diperkirakan 0,075% - 0,15% volume karena), sehingga
Untuk kapal baja
Vs (1,00675 1,00750 )
Untuk kapal kayu
Vs (1,00075 1,00150 )
5.1.5. Berat Pemindahan Air
Berat pemindahan air atau disebut juga dengan gaya apung
cadangan adalah berat air yang dipindahkan badan kapal secara
keseluruhan. Berat pemindahan air ini sama dengan volume air yang
dipindahkan dikalikan dengan berat jenis air (air). Berat pemindahan
air ini (W) dapat dirumuskan:
W = Vs x air
[ton]
Sesuai dengan hukum Archimedes, sebuah kapal dalam keadaan
terapung pada permukaan air akan mendapat gaya tekan ke atas
sebesar berat air yang dipindahkan oleh badan kapal tersebut.
Sehingga gaya tekan ( ) ke atas sama dengan berat air yang
dipindahkan (W). Berat pemindahan air ini sama dengan berat kapal.
Sehingga:
W
LWLxBxTxCB x air xC
46
Berat pemindahan air adalah sama dengan berat kapal itu sendiri.
Sedangkan berat kapal merupakan penjumlahan dari berat kapal
kosong (LWT) dengan bobot mati kapal (DWT). Dapat dirumuskan:
LWT DWT
5.2. Bobot Mati (Dead Weight)
Bobot mati adalah kemampuan sebuah kapal untuk mengangkut
sejumlah muatan. Yang termasuk dalam muatan ini adalah bahan
bakar, minyak pelumas, air tawar, air minum, bahan makanan, kru,
penumpang dan barang yang dibawanya serta muatan angkut. DWT
dapat disingkat dengan rumus:
DWT Eksploitasi Kapal Muatan Bersih Kapal (ton)
DWT = Pay Load + Consumables + Wcrew
Eksploitasi kapal adalah jumlah berat consumable (kebutuhan yang
digunakan selama dalam pelayaran) dengan berat penumpang.
Contoh:
1. Sebuah kapal gillnet berbentuk kotak tiba di pelabuhan dengan
membawa sejumlah muatan ikan pada sarat 3,5 m. Ukuran utama
kapal gillnet tersebut adalah 16 m x 6 m x 5 m. Ketika seluruh
muatan dipindahkan dari kapal ke pelabuhan perikanan, sarat
kapal turun menjadi 2 m. Berapakah berat hasil tangkapan kapal
tersebut?
Jawab:
Diketahui:
L = 16 m
B=6m
H=5m
Tfull load = 3,5 m
T no load = 2 m
Cb = 1 (karena berbentuk kotak)
Ditanya weight?
47
Penyelesaian:
Displasemen kapal saat muatan penuh
LxBxTxCb x air laut
16 x6x3,5x1x1,025 344,4 ton
Displasemen kapal saat muatan kosong
16x6x2x1x1,025 196,8 ton
Muatan kapal = Displasmen kapal pada muatan penuh –
displasemen kapal pada muatan kosong
Muatan kapal = 344,4 – 196,8 =147,7 ton
Jadi berat muatan kapal gillnet tersebut adalah 147,7 ton
2.
Kapal trawl dibuat berbentuk kotak dengan ukuran 105 m x 30 m
x 20 m dan mengapung di air laut. Jika kapal tersebut memiliki
displasmen sebesar 20000 ton, berapakah volume gaya apung
cadangan kapal tersebut?
Jawab:
Diketahui:
L = 105 m
B = 30 m
H = 20 m
= 20000 ton
Ditanya weight?
Penyelesaian:
Volume displasmen kapal dihitung dengan menggunakan rumus
x air laut
20000
19512 ,2 m 3
air laut 1,025
Volume kapal dihitung dengan
cadangan 105 x30x 20 63000 m 3
Maka volume cadangan kapal adalah volume kapal – volume
displasmen
63000 - 19512,2 43487 ,8 m
3.
3
Ketika tangki dasar ganda (double bottom) diisi dengan air tawar,
maka berat muatan tangki tersebut adalah 125 ton. Apabila
48
muatannya diganti dengan minyak yang memiliki specific gravity
0,825, berapakah berat muatan tangki tersebut sekarang.
Jawab:
Diketahui:
air tawar = 1000 kg/m3
SGminyak = 0,825
mair tawar = 125 ton
volume air tawar=volume minyak karena diisi pada tangki yang
sama
Ditanya berat minyak?
Penyelesaian:
massa minyak
volume minyak
SGminyak
massa air tawar
volume air tawar
Karena volume air tawar = volume minyak, maka
massa minyak
massa air tawar
massaminyak 125 x 0,825 103,125 ton/m 3
SGminyak
Maka berat minyak adalah 103,125 ton
4.
Sebuah tangki bahan bakar kapal pabrik perikanan memiliki
ukuran 22 m x 16 m x 11 m diisi minyak dengan SG 0,84.
Hitunglah massa minyak ketika ullage adalah 2,4 m. Ullage adalah
jarak permukaan cairan dengan atas tangki, sedangkan sounding
adalah jarak permukaan cairan ke dasar tangki. Dikenal juga
dengan istilah sounding pad.
Jawab:
Diketahui:
L = 22 m
B = 16 m
H = 11 m
SG = 0,84
Ullage = 2,4 m
Ditanya: massa minyak?
Penyelesaian:
49
Volumeminyak 22 x 16 x 8,6 3027 ,2 m 3
minyak 1000 x SG minyak 1000 x0,84 840 kg/m 3
massaminyak 840 x 3027,2 2542,848 ton
Maka massa minyak adalah 2542,848 ton
5.
Displasmen sebuah kapal longline adalah 220 ton. Apabila berat
kapal kosong sebesar 100 ton, berat provision 2 ton, berat kru
dan barang bawaan 2 ton, berat bahan bakar 5 ton, minyak
lumas 0,5 ton dan air tawar 6 ton. Berapakah berat muatan ikan
maksimum yang diizinkan hasil operasi penangkapan?
Jawab:
Diketahui:
= 220 ton
LWT = 100 ton
wprovision = 2 ton
w crew dan luggage = 2 ton
wfuel oil = 5 ton
wlubricant oil = 0,5 ton
wfresh water= 6 ton
Ditanya: muatan ikan maksimum (payload)?
Penyelesaian:
LWT DWT
DWT = 220 -100 = 120 ton
DWT = Payload + Consumable + Wcrew
120 = Payload + ( 2 + 5 + 0,5 + 6) + 2
Payload = 120 -15,5 = 104,5 ton
Maka payload kapal longline tersebut adalah 104,5 ton
5.2.1. Eksploitasi Kapal
Ekploitasi kapal terdiri dari bahan bakar, minyak lumas, air tawar,
bahan makanan, kru kapal, serta perlengkapan yang dibawa.
50
a. Berat Bahan Bakar (Pfo)
Berat bahan bakar adalah jumlah berat bahan bakar yang
dipergunakan dalam operasi pelayaran. Berat bahan bakar tergantung
dari besar tenaga penggerak, jarak pelayarn yang ditempuh dan
kecepatan kapal. Dirumuskan:
Pfo
a x EHP x Cfo
1000 x V
Di mana:
Pfo = Berat Bahan Bakar (ton)
a
= Aksi Radius (sea mile)
EHP = Effective Horse Power (DK)
V
= Kecepatan Dinas (knot)
Cfo = Koefisien berat pemakaian bahan bakar (kg/DK/Jam)
Harga Cfo untuk motor diesel
Jenis Motor
Motor Induk
Motor bantu
Motor Diesel 2 tak
0,168
0,182
Motor Diesel 4 tak
0,170
0,185
Ada 2 kecepatan kapal, yaitu:
1. Kecepatan Dinas adalah kecepatan rata-rata yang dipergunakan
dalam dinas pelayaran suatu kapal.
2. Kecepatan Percobaan adalah kecepatan terbesar yang dapat
dicapai kapal dalam pelayaran percobaan.
Kecepatan percobaan kapal ditentukan dengan rumus:
V percobaan = V dinas + (0,5 – 1,0) knot
Aksi Radius adalah jarak pelayaran terpanjang yang dapat ditempuh
kapal tanpa menambah bahan bakar, minyak lumas, air tawar, air
minum dan bahan makanan yang diperlukan. Aksi radius dinyatakan
dalam sea mile (1 sea mile = 1852 m). 1 mil = 1650 m.
51
Untuk kapal ikan, jarak pelayaran yang ditempuh kapal biasanya
dinyatakan dengan jam operasi atau hari operasi pelayaran.
Perhitungan berat bahan bakar yang diperlukan dalam operasi
pelayaran adalah
Pfo Cfo x BHP x t
Dengan
Pfo = Berat Bahan Bakar (kg)
BHP = Brake Horse Power (DK), break
t
= lama operasi pelayaran (jam operasi)
Cfo = Koefisien berat pemakaian bahan bakar (0,190 – 0,220)
(kg/DK/Jam)
fo = Berat Jenis Bahan Bakar (0,85 – 0,90 kg/dm3)
b. Berat Minyak Lumas
Pemakaian minyak lumas tergantung dari berat bahan bakar yang
digunakan dalam operasi pelayaran
Plo (2 4)%Pfo
Dengan
Plo = Berat Minyak Lumas (ton)
Pfo = Berat Bahan Bakar (ton)
c. Berat Air Tawar
Pemakaian air tawar dipergunakan untuk mendinginkan motor diesel
dan keperluan sanitari.
1. Air Tawar untuk Pendingin
Pemakaian air tawar untuk pendingin motor diesel tergantung dari
besar tenaga penggerak kapal, dirumuskan:
Pfw1 (3 5)kg / EHP
2. Air Tawar untuk minum dan Sanitari
Pemakaian air tawar untuk keperluan air minum dan sanitari
tergantung dari jumlah kru dan awak kapal, jarak pelayaran yang
ditempuh serta kecepatan kapal. Dirumuskan;
Pfw2 Z x Cfw x
Dengan
52
a
24 xV
Pfw
Z
Cfw
a
V
= Berat Air Tawar (ton)
= Jumlah awak kapal + Penumpang
= Koefisien berat keperluan air tawar (100 – 150) kg/orang/hari
= Aksi Radius (sea mile)
= Kecepatan dinas (knot)
Untuk kapal ikan ikan harga Cfw ditentukan oleh jenis pelayaran
seperti pada tabel berikut:
Harga Cfw
Jenis Pelayaran
20 liter/orang/hari
Pelayaran Samudra
20 - 30 liter/orang/hari
Pelayaran Lepas Pantai
30 liter/orang/hari
Pelayaran Pantai
Sehingga berat air tawar untuk keperluan eksploitasi adalah
Pfw Pfw1 Pfw2
Pfw (3 5)kg / EHP ( z x C fw x
a
)
24 x V
d. Berat Bahan Makanan
Jumlah kru dan penumpang serta jumlah hari operasi pelayaran
merupakan fungsi dari berat bahan makanan yang diperlukan untuk
berlayar. Keperluan bahan makanan diperkirakan 5 kg/orang/hari.
Dapat dirumuskan
Pe Z xCe x
a
V
Dengan:
Pe = Berat bahan makanan (ton)
Z
= Jumlah kru kapal dan penumpang
Ce = Koefisien berat keperluan bahan makanan ( 5 kg/orang/hari)
a
= aksi radius (sea mile)
V
= kecepatan dinas (knot)
Note: untuk kapal ikan pemakaian bahan makanan setiap kru adalah
Ce = 2,0 – 2,5kg/orang/hari.
53
e. Berat Kru dan Barang Bawaan
Berat kru kapal dan penumpang serta perlengkapanbawaan
tergantung dari jumlah kru dan penumpang di atas kapal selama
operasi pelayaran. Dirumuskan
Pc Cc x Z
Pc = berat kru dan penumpang dengan barang bawaan (ton)
Z
= Jumlah kru dan penumpang’
Cc = Koefisien berat kru dan penumpang dan barang bawaan (150
– 200 kg/orang)
5.3. Berat Kapal Kosong (Light Weight)
Pada umumnya berat kapal kosong dibagi atas 3 bagian besar
1. Berat material badan kapal (berat karpus) yaitu berat badan kapal
(baja) dan bangunan atas (superstructure) serta rumah geladak
(deck house). Bangunan atas adalah bangunan di atas geladak
yang lebarnya selebar kapal seperti geladak akil (forecastle),
anjungan (bridge) dan kimbul (poop). Sedangkan bangunan atas
yang tidak selebar kapal disebut deck house, misalnya navigation
deck.
2.
3.
Berat Peralatan, yaitu berat seluruh peralatan yang ada di kapal
misalnya jangkar, rantai jangkar, mesin jangkar, tali temali,
capstan, mesin kemudi, mesin winch, derrick boom, mast ,
ventilasi, alat-alat navigasi, life boats, david, peralatan dan
perlengkapan kamar dan lain sebagainya.
Berat mesin penggerak dengan instalasi, yaitu berat motor induk,
motor bantu, ketel, pompa-pompa, kompresor, separator, botol
angina, pendingin/cooler, propeller, shaft propeller, intermediate
shaft, bantalan poros, reduction gear dan jeseluruhan peralatan
yang ada di kamar mesin
5.4. Volume Ruang Muat
Umumnya palka/ruang muat (cargo hold) pada kapal dagang dan
niaga dibedakan menjadi tiga ruangan yaitu:
1. Ruang muatan cair (liquid cargo tank)
2. Ruang muatan dingin (refrigerated cargo hold)
3. Ruang muatan kering (dry cargo hold)
54
Volume/kapasitas ruang muatan kering umumnya dibedakan dalam 3
macam muatan, yaitu
1. Gross cargo capacity, yaitu kapasitas ruang muat yang
direncanakan tidak termasuk pengurangan konstruksi gadinggading (frame)
2. Grain Cargo Capacity, yaitu kapasitas ruang muatan biji-bijian
atau tanpa pembungkusan tertentu
3. Bale cargo Capacity, yaitu kapasitas ruang muatan dalam
pembungkusan tertentu, misalnya dalam karung, kotak, drum
dan lain-lain.
Untuk kapal ikan digunakan bale cargo capacity.
Pada grain cargo capacity, muatan biji-bijian (curah) dapat mengisi
bagian-bagian celah antara konstruksi di dalam ruang muatan
(misalnya celah antara gading-gading), sedangkan pada bale cargo
capacity dengan muatan yang dibungkus dalam pembungkusan
tertentu dan tidak mengisi ruang antar celah-celah konstruksi dan
anatara muatan satu dengan lainnya akan terdapat bagian-bagian
kosong. Volume ruang muat (kapasitas ruang muat) tergantung jenis
muatan /barang yang diangkut, atau dari spesifik volume dan
stowage factor barang yang diangkut. Setiap barang yang dikapalkan
memiliki standart nilai spesifik volume atau stowage factor sendirisendiri. Spesific volume
5.5. TONASE KAPAL
5.5.1. Tonnage Measurement of Ship (Pengukuran Tonase Kapal)
Dimensi sebuah kapal dapat dinyatakan dengan menggunakan istilah
yang menjelaskan karakteristik kapal tersebut. Masing-masing istilah
memiliki singkatan yang spesifik dan ditentukan melalui jenis kapal
tersebut. Misalnya untuk ukuran besar kapal kontainer dapat
dinyatakan dalam jumlah kontainer yang dapat diangkut. Sedangkan
untuk kapal RO-RO (roll –on roll –off) dapat dinyatakan melalui total
luasan geladak dalam satuan m2. Besar kapal penumpang dinyatakan
dalam jumlah penumpang yang diangkut. Kemudian pada tahun
1969, tepat pada konferensi IMO, diperkenalkan satuan baru, yaitu GT
(Gross Tonnage) dan NT (Net Tonnage), untuk menetapkan standar
dalam menghitung ukuran besar sebuah kapal di seluruh dunia. Kapal
55
merupakan sarana angkutan yang digunakan untuk kegiatan
ekonomi. Kegiatan ekonomi selalu berkaitan dengan pajak, begitu
juga dengan kapal akan selalu berkaitan dengan pajak kapal serta
biaya yang dikeluarkan selama beroperasi. Apabila ukuran kapal
semakin besar maka pajak yang dibebankan serta biaya yang
digunakan untuk operasi juga akan semakin besar. Tonase kapal
dianggap sebagai pemberi penghasilan pada kapal, sehingga pajak
yang dibebankan pada sebuah kapal tergantung dari besar tonase
kapal tersebut. Tonase digunakan juga sebagai penentu jumlah kru di
dalam kapal.
5.5.2. Biaya Pada Kapal
Pada umumnya biaya yang dikeluarkan pada sebuah kapal adalah
1. Pajak Pelabuhan yaitu biaya tambat atau sandar dan biaya
penundaan
2. Biaya pengedokan dan biaya reparasi kapal
5.5.3. Fungsi Tonase Kapal
Tonase kapal sangat diperlukan untuk pemilik galangan kapal, pemilik
kapal dan pemerintah.
Pemilik Galangan Kapal
Tonase kapal digunakan untuk pedoman dalam penetapan tarif
doking dan biaya reparasi kapal.
Pemilik Kapal
Tonase kapal digunakan untuk menunjukkan besarnya kapal yaitu
kapasitas muatnya sehingga owner dapat memperkirakan besar
pendapatan dan pengeluaran kapal (pajak-pajak dan ongkos). Untuk
meminimalkan pengeluaran harian kapal, pemilik kapal akan
membuat GT kapal serendah mungkin dengan cara memperkecil
tinggi kapal, tetapi muatan (cargo) yang dapat diangkut di atas
geladak lebih banyak. Konsekuensi dari strategi ini adalah kapal
berada dalam keadaan yang berbahaya karena akan kehilangan daya
apung cadangan yang menyebabkan stabilitas kapal menjadi buruk.
Selain itu, pada geladak akan terdapat lebih banyak air akibat
56
freeboard kapal yang rendah. Strategi ini biasanya digunakan oleh
kapal kontainer kecil.
Pemerintah
Tonase kapal digunakan untuk acuan dalam pemungutan pajak, yaitu
pajak pelabuhan, sebagai imbalan atas pelayan (service) yang diterima
kapal. Tonase juga digunakan sebagai batasan-batasan berlakunya
syarat-syarat keselamatan kapal dan syarat-syarat lainnya.
5.5.4. Jenis Tonase
Untuk mengukur tonnage digunakan register tonnage yaitu
a.
Bruto Register Tonnage (BRT)
b.
Netto register Tonnage (NRT)
Pengertian Tonage Kapal
Tonase adalah besaran volume yang memiliki satuan volume, di mana
1 RT (satuan register, register tonnage) menunjukkan ruangan sebesar
100 cubic feet atau 1 RT = 100 ft 3 (1 ft = 0,3048 m). Dengan
demikian 1 RT = 100x0,30483, 1 RT = 2,8328 m3. Jadi, register ton
digunakan untuk menentukan volume suatu ruangan.
5.6. PERHITUNGAN GROSS TONNAGE
Gross tonnage dihitung menggunakan suatu formula yang
memperhitungkan volume kapal di bawah geladak utama dan
ruangan tertutup di atas geladak utama. Volume tersebut kemudian
dikalikan dengan sebuah konstanta yang menghasilkan bilangan yang
tak berdimensi. Ini berarti satuan ton atau m 3 tidak ada setelah
bilangan hasil perhitungan (Dokkum, 2003). Perhitungan Gross
Tonnage menurut International Convention on Tonage Measurement
of Ship 1969, Intergovermental Maritime Consultation Organization
(IMCO)adalah sebagai berikut:
5.6.1. Perhitungan Gross Tonnage Untuk kapal yang memiliki
panjang > 24 meter
Untuk kapal yang memiliki panjang ≥ 24 meter dihitung dengan
menggunakan rumus:
57
GT
= K1 x V
Di mana:
K1
= 0,2 + 0,02 log V
V
= volume total dari kapal yang diasumsikan kedap atau
tertutup
5.6.2. Perhitungan Gross Tonnage Untuk kapal yang memiliki
panjang < 24 meter
Untuk kapal yang memiliki panjang < 24 meter dihitung dengan
menggunakan rumus
GT
( a b)
0,353(a b)
2,83280
Di mana:
a = volume ruangan tertutup yang berada di bawah geladak
utama [m3]
b = volume ruangan tertutup yang berada di atas geladak utama
[m3]
nilai 0,353 didapat dari
1
2,83280
Rumus pendekatan volume ruangan di bagian bawah geladak (V D)
yaitu:
VD
= (L.B(H – d).CBD)+(20 – 30%)V [m3]
CBD
= CB + (1 – CB){(0,8D – d)/3d}
V
= L x B x d x CB
Rumus pendekatan volume ruangan di bagian atas geladak (VH),
rumus yang digunakan yaitu:
VH
= Δ 1.25
D
d
Sehingga :
V
D
0.115
d
[m3]
= depth moulded
= moulded draft at midship
= VD + VH
[m3]
58
5.6.3. Perhitungan Gross Tonnage Di Bawah Geladak Utama
Perhitungan GT di bawah geladak utama dirumuskan
GT( a ) 0,353( LxBxDxCB )
Di mana:
GT(a) = Gross tonnage di bawah geladak utama
CB
= adalah koefisien blok pada garis geladak utama kapal
5.6.4. Perhitungan Gross Tonnage Di Atas Geladak Utama
Perhitungan Gross Tonnage Di Atas Geladak Utama dirumuskan
GT(b) 0,353( L1 xB1 xD1 xC B1 )
GT(b) 0,353( L1 xB1 xD1 )
Di mana:
GT(b) = Gross tonnage di atas geladak utama
CB1 = adalah koefisien blok di atas geladak utama kapal
L1
= Panjang ruangan di atas geladak utama
B1
= Lebar ruangan di atas geladak utama
D1
= Tinggi ruangan di atas geladak utama
Pada umumnya ruangan tertutup di atas geladak utama berbentuk
kotak sehingga koefisien blok bernilai 1. Dari perumusan di atas
maka untuk menghitung gross tonnage kapal ikan di bawah 24 m
adalah
GT( a ) 0,353{( LxBxDxCB ) ( L1 xB1 xC1 )}
5.7. Perhitungan Nett Tonnage (NT) atau Netto
Register Tonnage
Perhitungan netto register tonnage kapal dapat ditentukan dari hasil
pengurangan brutto register tonnage kapal dengan besarnya register
tonnage ruangan-ruangan yang sesuai dengan peraturan yang
berlaku dalam perhitungan netto register tonnage. Net Tonnage
dapat dihitung dari GT kapal dengan mengurangkan volume ruangan
yang ditempati oleh kru, peralatan navigasi, peralatan penggerak
(propulsi), workshop dan lain-lain. Besar NT tidak boleh kurang dari
30% GT kapal (Dokkum, 2003).
59
Perhitungan netto register tonnage bagi kapal ikan yang berukuran
kecil (di bawah 50 RT) berdasarkan besar grosss tonnage/bruto
register tonnage dikurangi dengan register tonnage ruang mesin.
Penentuan netto register tonnage hanya untuk perhitungan ekonomis
kapal, terutama dalam pajak pelabuhan, biaya docking dan
penentuan keuntungan bagi pemilik kapal (owner).
Rumus perhitungan Netto Register Tonnage adalah:
N1 N 2
4D
+ K3.
3d
1 10
2
NT
= K2. Vc .
Di mana:
Vc
= total volume ruang muat
K2
= 0.2 + 0.02 log10 Vc
K3
N1
= 1.25
GT 10
4
10 4
= jumlah penumpang dalam kabin di mana tidak lebih 8
penumpang
N2
= jumlah penumpang yang lain
N1 + N2 = total jumlah penumpang kapal yang diizinkan untuk
dimuat yang disebutkan dalam sertifikat. Bila nilai N1+N2 lebih kecil
dari 13 maka N1 dan N2 diambil 0.
Menurut Dokkum (2003), perbedaan GT dan NT pada kapal niaga
adalah, bahwa GT adalah hasil penjumlah NT dengan ruangan di atas
kapal (volume kapal), dan NT adalah ruangan yang memberikan
keuntungan kepada pemilik kapal (ruang muat, ruang penumpang,
atau fishing hold) (Gambar 11).
60
Gambar 11. Pengukuran GT dan NT pada kapal niaga (Dokkum, 2003).
5.8. Rangkuman
1. Carene adalah bentuk badan kapal di bawah permukaan air tanpa
kulit. Volume displasmen atau volume carene kapal adalah volume
bentuk badan kapal yang berada di bawah permukaan air tanpa
kulit lambung, tebal lunas, tebal daun kemudi, propeller, dan lainlain.
2. Displasemen kapal adalah berat badan kapal tanpa kulit yang
tercelup dalam air (volume displasemen) atau berat karena kapal
yaitu hasil perkalian volume displasmen dengan massa berat jenis
air.
3. Berat pemindahan air atau disebut juga dengan gaya apung
cadangan adalah berat air yang dipindahkan badan kapal secara
keseluruhan.
4. Bobot mati adalah kemampuan sebuah kapal untuk mengangkut
sejumlah muatan.
5. Tonase kapal sangat diperlukan untuk pemilik galangan kapal,
pemilik kapal dan pemerintah.
6. Untuk mengukur tonnage digunakan register tonnage yaitu:
a. Bruto Register Tonnage (BRT)
b. Netto register Tonnage (NRT)
7. Perhitungan GT dan NT berbeda untuk kapal ≥ 24 m dan untuk
kapal dengan panjang kurang dari 24 m.
61
5.9. Tugas
Jawablah pertanyaan ini dengan singkat.
1. Jelaskan defenisi bobot mati kapal!
2. Apa yang dimaksud dengan displasemen dan volume
displasmen?!
3. Hitunglah besar densitas sebuah fluida yang memiliki spesifik
gravity 0,8!
4. Sebuah kapal tiba di pelabuhan dengan membawa sejumlah
muatan ikan pada sarat 3,5 m. Ukuran utama kapal gillnet
tersebut adalah 16 m x 6 m x 5 m. Cb kapal 0,55. Ketika seluruh
muatan dipindahkan dari kapal ke pelabuhan perikanan, sarat
kapal turun menjadi 2,5 m. Berapakah berat hasil tangkapan
kapal tersebut?
5. Hitunglah GT dan NT kapal berikut, jika jumlah kru adalah 16
orang, panjang kapal (L) 26 m, lebar (B) 8 m dan tinggi (H) 6 m.
Kapal memiliki 2 ruang muat dengan ukuran seperti pada
gambar.
7 m
6 m
4,5 m
Ruang
muat 1
Ruang
5 m muat 2
6 m
8 m
26 m
6.
7.
Sebuah tongkang berbentuk kotak dengan volume 1 m 3 (L = B =
H = 1 m) mempunyai massa 600 kg, dimasukkan ke dalam air
tawar. Maka sarat (T) tongkang tersebut adalah
Diberikan bentuk penampang kapal ikan “KM. Erindo Marine”
serta data
T=3m
B=6m
a) Hitung displasmen kapal bila berlayar di air laut dan air
tawar!
b) Hitung CB, CM, CW, CP memanjang dan CP tegak kapal ikan tersebut.
c) Hitung Gross tonnage.
62
6
FP
4
2
7
3
AP
4
Bacaan buku lebih lanjut:
63
BAB 6. PERHITUNGAN LUAS DAN VOLUME
Standar Kompetensi Mata Kuliah
Mahasiswa dapat memahami perhitungan luas dan volume dalam
perencanaan kapal.
Kompetensi Dasar Mahasiswa
1. Mahasiswa dapat menjelaskan perhitungan luas bidang lengkung
dengan menerapkan aturan Simpson dalam perencanaan kapal.
2. Mahasiswa dapat menghitung volume bidang tidak beraturan
dengan mengaplikasikan aturan Simpson.
3. Mahasiswa mampu membedakan penggunaan aturan trapesoidal,
aturan Simpson 1, 2 dan 3, serta aturan ordinat antara.
6.1. LUAS
Hampir semua perhitungan dalam perencanaan kapal memerlukan
sejumlah pengukuran seperti luasan, momen luasan dan momen
inersia. Luasan umumnya dibatasi oleh garis lurus dan sebuah kurva
yang biasanya smooth. Namun, kurva tersebut bukan dalam bentuk
persamaan yang memiliki persamaan kurva, sehingga tidak mungkin
mengetahui besar luasan dengan menggunakan intergral matematika
biasa. Penyelesaian perhitungan kurva tanpa memiliki persamaan
matematis dilakukan dengan pendekatan
aritmatika dengan
membagi kurva dalam bentuk partisi-partisi atau elemen-elemen dan
akhirnya kemudian dilakukan integrasi.
Metode yang biasa digunakan diberikan dan diringkas pada Tabel 5.
Aturan perhitungan luas tersebut menggunakan ordinat di antaranya
ganjil, genap, kombinasi ganjil genap dan sedikitnya memiliki jumlah
ordinat tertentu, misalnya 3 untuk aturan 5-8 1.
64
Tabel 5. Rumus Perhitungan Luas.
No.
Aturan
Luasan
N
1
Trapesoidal
2
Ordinat
Antara
3
Aturan
Simpson 1
h
A [Y1 4Y2 2Y3 .4Y4 ... YN ]
3
4
Aturan
Simpson 2
5
Aturan 5 –
8 -1
3
A h[Y1 3Y2 3Y3 .2Y4 ... YN ]
8
1
A h[5Y1 8Y2 Y3 ]
12
1
1
A h[ Y1 Y2 Y3 ... YN ]
2
2
A h[Y1 1 Y2 1 Y3 1 ... YN 1 ]
2
2
2
2
Ganjil dan
Genap
Ganjil dan
Genap
Ganjil
4, 7, 10
3
L = Panjang Kapal
N =Jumlah Ordinat
N – 1=Jumlah Interval
Jarak Interval = h =
h
L
kecuali untuk aturan ordinat rata-rata yaitu
N 1
L
N
Ujung-ujung Ordinat Y1 dan YN
6.1.1. Aturan Trapesoidal
Trapesium adalah bidang dengan 4 sisi yang memiliki 2 sisi sejajar,
seperti Gambar 1.2 .Jika panjang sisi sejajar Y1 dan Y2 dan terpisah
sejauh h, maka luas trapezium adalah
h
A (Y1 Y2 )
2
65
Aturan trapezoidal menjelaskan kurva yang diletakkan antara dua
ordinat yang berurutan Y1 , Y2 dan lain-lain, dapat diganti dengan
garis lurus.
y2
h
y1
Gambar kurva dapat dibagi dalam berbagai jumlah yang mendekati
bentuk trapezium sejumlah N, jarak h, serta ordinat Y1, Y2, Y3,…,YN.
Aturan hanya menjumlahkan semua jumlah trapezium yang terpisah.
y4
y3
y2
yn
y1
h
h
h
h
h
h
h
( y1 y 2 ) ; ( y y ) ; ( y y )
3
4
2
2 2
2 3
h
Jadi total luas adalah A ( y1 2 y 2 2Y3 2 y 4 ... y n )
2
1
1
Atau dapat ditulis A h( y1 y 2 Y3 y 4 ... y n ) . Aturan
2
2
Luasan trapezium adalah
trapezoidal memiliki tingkat akurasi yang lemah, sehingga aturan ini
tidak tepat digunakan dalam memprediksi luas bidang dengan
tingkat kesalahan yang kecil.
Contoh:
Setengah lebar bidang garis air kapal yang memiliki panjang 122 m,
pada jarak stasion yang sama dimulai dari buritan, adalah seperti di
berikan dalam tabel berikut;
Tentukan luas total bidang garis air tersebut
66
Station
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1/2
Lebar
(m)
2,0
7,3
9,8
10,4
10,6
10,7
10,6
9,9
7,8
4,2
0,2
Jawab.
Rumus
yang
digunakan
dalam
aturan
Trapezoidal
adalah
1
1
A h( y1 y 2 Y3 y 4 ... y n )
2
2
.
Untuk memudahkan perhitungan, dapat dilakukan dengan bantuan
Microsoft Excel dan merubahnya menjadi seperti berikut:
Ordinat
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Jarak interval h =
1/2
Lebar
2.00
7.30
9.80
10.40
10.60
10.70
10.60
9.90
7.80
4.20
0.20
122
12,2 m
10
Luas total adalah = 2x 82,4x12,2
= 2010,6 m2
67
Pengali
Hasil
0.5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0.5
1
7.3
9.8
10.4
10.6
10.7
10.6
9.9
7.8
4.2
0.1
82.4
6.1.2. Aturan Ordinat Antara
Metode ordinat antara adalah modifikasi dari aturan trapezoidal dan
sering digunakan oleh teknisi kelautan. Satu setengah bidang
digunakan pada setiap ujung interval biasa adalah panjang (L) yang
dibagi menjadi sejumlah ordinat (Gambar 12). Sehingga
A h[Y1 1 Y2 1 Y3 1 ... YN 1 ]
2
2
2
y1
2
1
y2
y3
y2
1
yn
2
2
2
y1
1
y3
1
2
y4
yn
Gambar 12. Aturan Ordinat Rata-Rata.
6.1.3. Aturan Simpson 1
Aturan Simpson 1 digunakan untuk ordinat ganjil. Minimal 3 ordinat
yang diperlukan. Aturan Simpson 1 paling banyak digunakan untuk
menyelesaikan perhitungan luas atau pun volume suatu luasan dan
bentuk lengkungan karena paling mendekati kebenaran. Semakin
banyak jumlah ordinat maka hasil yang diperoleh juga semakin benar.
Penambahan ordinat dilakukan pada bentuk kurva yang mengalami
perubahan yang ekstrim. Hal ini dilakukan agar ketelitian semakin
tepat. Untuk mendapatkan rumus perhitungan Simpson 1 digunakan
dengan bantuan kurva yang ditunjukkan pada Gambar 13.
Misalkan kurva y a0 x 2 a1 x a2 dibatasi dengan 3 ordinat y0, y1,
dan y2 serta terpisah sepanjang interval h. Luas kurva dimisalkan
Atot Ay 0 By1 Cy2
[.1]
Luas ini disederhanakan dengan tujuan mendapatkan luas tanpa
mengetahui bentuk persamaan kurva, cukup dengan mengetahui
harga ordinat–ordinatnya saja.
68
dx
y
y a0 x a1 x a2
2
y1
y0
y
y2
x
h
h
Gambar 13. Kurva Perhitungan Simpson 1.
Persamaan seperti ini selalu dijumpai pada bentuk kurva yang ada di
dalam kapal seperti WPA, stasion, dan buttock line. Untuk mencari
nilai A, B dan C dilakukan perhitungan luas dengan integral biasa,
yaitu
2h
Atot
y dx
0
2h
Atot a 0 x 2 a 1 x a 2 dx
0
a 0 3 a1 2
x x a 2 x]02 h
3
2
8
Atot a 0 h 3 2a1 h 2 2a 2 h
3
Atot
Nilai
[2]
fungsi y a0 x 2 a1 x a2
dimasukkan
ke
persamaan
Atot Ay 0 By1 Cy2 . Sehingga diperoleh:
Atot A[a2 ] B[a0 h 2 a1h a2 ] C[4a0 h 2 2a1h 2a2 ]
Atot a0 h 2 [ B 4C] a1h[ B 2C] a2 [ A B C]
[3]
Setelah memilah pers 2 dan pers 3 menurut nilai a0, a1 dan a2 maka
diperoleh
8
a0 h 3 = a0 h 2 [ B 4C ]
3
69
8
h = B 4C
3
2a1h 2 = a1h[ B 2C ]
2h = B 2C
[4]
[5]
2a2 h = a 2 [ A B C ]
2h = A B C
Dari persamaan 4 dan 5 diperoleh
8
h = B 4C
3
2h = B 2C
2
h 2C
3
1
C h
3
4
B h
3
[6]
_
Dengan memasukkan nilai B dan C ke persamaan 6 maka diperoleh
1
3
nilai A = h . Setelah nilai A, B dan C diperoleh maka luas kurva
dengan aturan Simpson 1 adalah
1
A h[ y 0 4 y1 1y 2 ]
3
Rumus ini digunakan untuk 3 ordinat, sedangkan untuk n ordinat
ganjil digunakan adalah:
1
A h[ y 0 4 y1 2 y 2 4 y 3 2 y 4 ..... 4 y n 1 y n ]
3
Contoh:
Setengah lebar bidang garis air pada jarak station yang sama 12,2 m
dimulai dari buritan masing-masing adalah 2,0; 7.3; 9,8; 10,4; 10,6;
10,7; 10,6; 19,9; 7,8; 4,2 dan 0,2. Tentukan dengan aturan Simpson 1
luas total bidang garis air tersebut.
Jawab.
Ubah ke dalam bentuk tabel.
70
Stasion
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1/2
Lebar
2.00
7.30
9.80
10.40
10.60
10.70
10.60
9.90
7.80
4.20
0.20
SM
1
4
2
4
2
4
2
4
2
4
1
Hasil
Luas
2
29.2
19.6
41.6
21.2
42.8
21.2
39.6
15.6
16.8
0.2
249.8
SM = Pengali Simpson (Simpson Multiplier)
Luas = 2x
1
x 249,8 x 12,2
3
= 2031,7m2
6.1.4. Ordinat Tambahan
Ordinat tambahan biasanya diberikan di ujung–ujung kurva.
Perubahan bentuk kurva yang drastis memerlukan station/ordinat
tambahan untuk menambah keakuratan perhitungan data. Perlu
diingat, syarat penggunaan ordinat tambahan dengan menggunakan
aturan Simpson adalah jika jumlah ordinat bernilai ganjil. Dengan
demikian harus dipastikan apakah jumlah ordinat adalah ganjil serta
penerapan faktor Simpson 1 4 1 tidak terputus pada setiap ordinat.
Apabila terputus, maka hasilnya menjadi salah.
Pada Gambar 14, bidang A dan B menunjukkan adanya perubahan
drastis kurva, garis putus-putus menunjukkan ordinat tambahan yang
letaknya di tengah-tengah bidang A dan B.
Bila penambahan ordinat ditingkatkan lagi misalnya ditengah bidang
C maka luasnya akan semakin akurat. Perhitungan luas dengan
71
menggunakan Simpson 1 akan sedikit mengalami perubahan pada
jarak stationnya.
C
B
A
Gambar 14. Kurva Ordinat Tambahan.
Station dibuat dengan ordinat ganjil dan diatur agar tetap aturan
Simpson 1 bisa digunakan setelah penambahan ordinat. Jarak antar
ordinat misalnya 2h, h, ½h atau ¼h dipilih satu yang tetap kemudian
tiap-tiap ordinat dijumlahkan. Perhatikan contoh berikut;
y5
y4
y3
y2
y6
y7
y8
y9 y10
y11 y12
y1
y0
h
h
h
h
2h
2h
h
h
h h h h
2 2 2 2
Gambar 15. Pembagian Ordinat Tambahan.
Jarak station ditetapkan adalah h, maka modifikasi Simpson menjadi
seperti susunan yang ditampilkan pada Tabel 6.
Aturan Simpson pada station 4 dan seterusnya menjadi 3, 8, 3, 4, 1.5,
2, 1, 2 dan 0,5 dan bukan 1 4 2 ….4 1. Hal ini terjadi karena jarak
stationnya berbeda yaitu h, 2h dan ½ h dan station yang dibuat tetap
adalah h. Aturan Simpson untuk jarak station h adalah h (1 4 1),
72
sedangkan untuk jarak 2 h adalah 2h (1 4 1) atau (2h 8h 2h) dan
untuk station ½ h adalah ½ h (1 4 1) atau (½ h 2h ½ h).
Tabel 6. Perubahan Faktor Simpson Akibat Station Tambahan.
Ordinat
SM
Final
SM
0
1
1
1
4
4
2
1 1
2
3
4
4
4
1 2
3
5
8
8
6
2 1
3
7
4
4
8
1
0.5
1.5
9
2
2
10
0,5
0.5
1
11
2
2
12
0.5
0,5
Contoh:
Bandingkan hasil luas dengan menggunakan ordinat tambahan dan
tanpa menggunakan ordinat tambahan pada Gambar 15 bila nilai
ordinat masing-masing adalah 0, 3.2, 3.5, 3.8, 4, 4, 4, 3.5, 3.4, 3.3, 2.8,
2.5dan 0. Jarak station untuk ordinat tambahan h adalah 2 m,
sedangkan tanpa menggunakan ordinar tambahan adalah 2h.
Jawab:
Untuk mempermudah perhitungan, lebih baik data station dibuat
dalam bentuk tabel. Diketahui bahwa luas dihitung dengan ordinat
tambahan dan besar jarak stasion h = 2m. Maka:
73
Stasion
½ Lebar
(m)
SM
Hasil Luas
0
0
1
0
1
3.2
4
12.8
2
3.5
2
7
3
3.8
4
15.2
4
4
3
12
5
4
8
32
6
4
3
12
7
3.5
4
14
8
3.4
1.5
5.1
9
3.3
2
6.6
10
2.8
1
2.8
11
2.5
2
5
12
0
0.5
0
124,5
Luas Gambar 15 adalah =
1
x 2 x124,5 83m 2
3
Bila dihitung tanpa ordinat tambahan dan jarak station H=2h = 4 m
(namun yang digunakan dirumus adalah h)
Ordinat
1/2
Lebar
SM
Hasil Luas
0
0
1
0
2
3.5
4
14
4
4
2
8
5
4
4
16
6
4
2
8
8
3.4
4
13,6
12
0
1
0
59,6
74
Luas gambar =
1
x 4 x59,6 79,47 m 2 .
3
Dari kedua hasil perhitungan dapat disimpulkan bahwa penambahan
ordinat tambahan akan membuat hasil perhitungan semakin akurat.
Contoh 2:
Hitunglah luas station serta koefisien midship bila digambarkan
5,3
sebagai berikut.
1
5,1
1
4,8
0,5
4,6
0,5
4,4
0,25
0,25
0,25
0,25
3,3
2,6
2,1
CL
Wl
0
0,25
0,5
0,75
1
1,5
2
3
4
Ordinat
0
2,1
2.6
3.3
4.4
4.6
4.8
5.1
5.3
Jawab:
Wl
Ordinat
SM
Hasil
0
0
0.25
0
0,25
2.1
1
2.1
0,5
2.6
0.5
1.3
0,75
3.3
1
3.3
1
4.4
0.75
3.3
1,5
4.6
2
9.2
2
4.8
1.5
7.2
3
5.1
4
20.4
4
5.3
1
5.3
52,1
75
Jarak antar wl h = 1 m
1
3
Luas = 2 x x1x52,1
Luas = 34,73 m2
Koefisien Midship =
Luas 34,73
BxT 10,6 x 4
Cm = 0,819
Penambahan Ordinat Tambahan Pada Paralel Middle Body
Seperti dijelaskan sebelumnya, ordinat tambahan berfungsi untuk
membuat perhitungan luas atau volume lebih teliti dan diletakkan
pada daerah yang memiliki perubahan kurva, luas dan volume yang
esktrim naik ataupun turun. Ordinat tambahan tidak diperlukan pada
paralel middle body atau daerah yang tidak ada perubahan ordinat
(ukuran ordinat sama). Perhatikan Contoh:
5m
5m
4m
5m 5m
4m
5m
2m
5m
2m
5m
2m
5m
2m
B
A
Gambar 16. Bentuk Persegi.
Gambar 16 adalah paraleh middle body kapal di mana pada B
diberikan 2 buah ordinat tambahan. Hitunglah luas daerah tersebut
sebelum dan setelah diberi ordinat tambahan.
Penyelesaian:
Secara singkat luas paralel middle body tersebut adalah 5 x 8 = 40 m 2
(karena merupakan persegi panjang). Dengan menggunakan Aturan
Simpson 1 hasil yang diperoleh adalah sama.
Luas tanpa ordinat tambahan
76
h=4m
Stasion
0
1
2
Luas =
Ordinat
5
5
5
SM
1
4
1
Hasil
5
20
5
30
SM
1
4
2
4
1
Hasil
5
20
10
20
5
60
1
x 4 x30 40 m2
3
Luas dengan ordinat tambahan
h = 2m
Stasion
0
1
2
3
4
Luas =
Ordinat
5
5
5
5
5
1
x 2 x60 40 m2
3
Dengan demikian, penambahan ordinat tambahan pada ordinat yang
tidak berubah seperti kasus paralel middle body, tidak membuat
perubahan hasil.
6.1.5. Penentuan Jarak Station pada Ordinat Tambahan
Pemberian ordinat tambahan tentu akan menambah dan merubah
satu atau beberapa jarak stasion. Aturan Simpson merupakan fungsi
dari jarak stasion yang tetap. Dengan demikian, akan terjadi beberapa
pilihan jarak stasion yang akan digunakan dalam perhitungan. Variasi
pilihan jarak stasion tidak akan merubah hasil perhitungan sejauh
perubahan faktor Simpson benar.
77
Perhatikan setengah bidang garis air berikut. Panjang kapal adalah 50
m dan setiap ordinat ditunjukkan pada tabel berikut. Tentukan luas
garis air bidang tersebut.
Stasion
0
0,5
1
1,5
2
3
4
5
6
7
8
0
1/2
1 11/2 2
10
Ordinat (m)
0
1
2,7
3
3,5
4
4,7
4,8
5
5
5
3
10
4
5
10
6
7
10
8
10
Penentapan acuan jarak stasion akan mengubah faktor Simpson. Jika
misalkan ditetapkan h menjadi faktor Simpson, maka untuk jarak
stasion 2h akan menjadi 2 (1 4 1) atau 2 8 2, untuk jarak stasion 1/2h
menjadi ½(1 4 1) atau ½ 2 ½. Apabila ditetapkan 2h menjadi faktor
Simpson, maka untuk jarak stasion h akan menjadi ½(1 4 1) atau ½ 2
½ , sedangkan untuk jarak stasion ½ h menjadi ¼ (1 4 1) atau ¼ 1
1/4 .
Dengan demikian apabila h ditetapkan 2,5; 5 atau 10 m maka faktor
Simpon masing-masing adalah (semua satuan dalam m):
78
Stasion
FS
h
Ordinat
0
0,5
1
1,5
2
0
1
2,7
3
3,5
3
4
5
6
7
8
4
4,7
4,8
5
5
5
2,5
1
4
2
4
3
8
4
8
6
16
5
0,5
2
1
2
1,5
4
2
4
3
8
4
2
Hasil
h
10
0,25
1
0,5
1
0,75
2
1
2
1,5
4
1
2,5
0
4
5,4
12
10,5
32
18,8
38,4
30
80
5
0
2
2,7
6
5,25
16
9,4
19,2
15
40
10
0
1
1,35
3
2,625
8
4,7
9,6
7,5
20
20
10
5
251,1
125,55
62,775
Maka luas untuk h = 2,5 m adalah
Luas = 2 x
1
x 2,5 x 251,1 418,5 m2
3
Luas untuk h = 5 m adalah
1
3
Luas = 2 x x5 x125,55 418,5 m2
Luas untuk h = 10 m adalah
1
3
Luas = 2 x x5 x62,775 418,5 m2
Kesimpulan yang diperoleh dari ordinat tambahan adalah hasil yang
diberikan melalui perhitungan harus sama walaupun menggunakan
jarak stasion yang berbeda.
6.1.6. Aturan Simpson 2
Aturan Simpson 2 digunakan untuk ordinat 4,7,10 dan kelipatannya.
Sama seperti aturan Simpson 1, Simpson 2 juga sering digunakan
untuk perhitungan luas. Untuk mendapatkan rumus perhitungan
Simpson 2 digunakan dengan bantuan kurva polynomial seperti
Gambar 17.
79
y a0 x 3 a1 x 2 a2 x a3
y
y1
y0
y2
dx
y
h
h
y3
h
x
Gambar 17. Kurva Perhitungan Simpson 2.
Kurva y a0 x 3 a1 x 2 a2 x a3 dibatasi dengan 3 ordinat y0, y1, dan
y2 serta terpisah sepanjang interval h. Luas kurva dimisalkan
Atot Ay 0 By1 Cy2 Dy3 .
[7]
Luas ini disederhanakan dengan tujuan mendapatkan luas tanpa
mengetahui bentuk persamaan kurva, cukup dengan mengetahui
harga ordinat-ordinatnya saja. Untuk mencari nilai A, B, C dan D
dilakukan perhitungan luas dengan integral biasa, yaitu
3h
Atot
y dx
0
3h
Atot a 0 x 3 a1 x 2 a 2 x a3 dx
0
a
a
a
Atot 0 x 4 1 x 3 2 x 2 a3 x]30h
4
3
2
81
9
Atot a0 h 4 9a1 h 3 a 2 h 2 3a3 h
4
2
[8]
Nilai fungsi y a0 x 3 a1 x 2 a2 x a3 dimasukkan ke persamaan 7.
Sehingga diperoleh
80
Atot A[a3 ] B[a0 h 3 a1 h 2 a 2 h a3 ] C[8a0 h 3 4a1 h 2 2a 2 h a3 ]
D[27 a0 h 3 9a1 h 2 3a 2 h a3 ]
Atot a0 h 3 [ B 8C 27 D] a1 h 2 [ B 4C 9 D] a 2 h[ B 2C 3D]
a3 [ A B C D]
[9]
Setelah memilah persamaan 8 dan persamaan 9 menurut nilai a0, a1
dan a2 maka diperoleh
81
a 0 h 4 = a0 h 3 [ B 8C 27 D]
4
81
h = B 8C 27 D
3
9a1 h 3 = a1h 2 [ B 4C 9 D]
9h = B 4C 9D]
9
a 2 h 2 = a 2 h[ B 2C 3D ]
2
9
h = B 2C 3D
2
3a3 h = a3 [ A B C D]
3h = A B C D
[10]
[11]
[12]
[13]
Dari persamaan 10 dan 11 diperoleh
81
h = B 8C 27 D
4
9h = B 4C 9D _
45
h 4C 18 D
4
[14]
Dari persamaan 11 dan 12 diperoleh
9h = B 4C 9D
9
h = B 2C 3D
2
9
h = 2C 6D
2
_
[15]
Dari persamaan 14 dan persamaan 15 diperoleh
81
45
h 4C 18 D
x1
4
9
h = 2C 6D
x2
2
_
9
h 6D
4
3
9
D h, C h
8
8
Dengan memasukkan nilai C dan D ke persamaan 12 maka diperoleh
9
8
nilai B = h . Setelah nilai B, C dan D diperoleh maka nilai tersebut
3
8
disubsitusi ke persamaan 13 dan diperoleh A = h .
dengan aturan Simpson 2 adalah
Luas kurva
3
9
9
3
Area h[ y 0 y1 y 2 y 3 ] atau
8
8
8
8
3
Area h[ y 0 3 y1 3 y 2 y3 ]
8
Rumus ini digunakan untuk 4 ordinat, sedangkan untuk ordinat 7, 10,
13 dan seterusnya digunakan:
3
A h[ y 0 3 y1 3 y 2 2 y3 3 y 4 ..... 3 y n 1 y n ]
8
Contoh:
Tentukan luas total bidang garis air jika setengah garis air
digambarkan sebagai berikut dan dibagi dengan station yang sama,
panjangnya 120 m. Bandingkan hasilnya dengan menggunakan
aturan Simpson 1. Gambar soal diberikan pada Gambar 18.
Jawab:
Dari gambar terlihat bahwa ada tujuh buah station yang di bagi
dalam jarak yang sama.
Jarak station adalah
120
20
6
82
7,6
7,6
7,5
4,6
3,7
1
4
3
2
5
6
0.1
7
Gambar 18. Bidang Garis Air.
Dengan menggunkan Simpson 2 diperoleh
Station
1/2 Ord
SM
Product for
Area
1
0
1
0
2
3.7
3
11.1
3
7.6
3
22.8
4
7.6
2
15.2
5
7.5
3
22.5
6
4.6
3
13.8
7
0.1
1
0.1
85.5
3
8
1282,5 m 2
Luas total adalah = 2 x x 20 x85,5
Bila dihitung menggunakan aturan Simpson 1, maka diperoleh
tampilan tabel seperti berikut:
83
Station
1/2
Ord
SM
Product for
Area
1
0
1
0
2
3.7
4
14.8
3
7.6
2
15.2
4
7.6
4
30.4
5
7.5
2
15
6
4.6
4
18.4
7
0.1
1
0.1
93.9
1
3
Luas total adalah = 2 x x 20 x93,9
1252 m 2
Dari kedua hasil tersebut terdapat perbedaan.
6.1.7. Aturan Simpson 3 (5 8 -1)
Aturan Simpson 3 digunakan untuk mendapatkan luas antara 2
ordinat yang berurutan bila ada tiga buah ordinat yang diketahui.
Biasanya rumus ini digunakan untuk menghitung luas tonjolantonjolan (appendages) pada bagian ujung. Aturan Simpson 3 ini tetap
harus memiliki jarak station (jarak antar ordinat) yang sama. Untuk
mendapatkan rumus perhitungan Simpson 1 digunakan dengan
bantuan kurva seperti Gambar 19.
Kurva y a0 x 2 a1 x a2 dibatasi dengan 3 ordinat y0, y1, dan y2 serta
terpisah sepanjang interval h. Luas kurva dimisalkan:
Atot Ay 0 By1 Cy2
[16]
Luas ini disederhanakan dengan tujuan mendapatkan luas tanpa
mengetahui bentuk persamaan kurva, cukup dengan mengetahui
harga ordinat – ordinatnya saja.
84
y a0 x 2 a1 x a2
dx
y
y
y1
y0
y2
h
h
x
Gambar 19. Perhitungan Simpson 3 (5 8 -1).
Untuk mencari nilai A, B dan C dilakukan perhitungan luas dengan
integral biasa, yaitu
h
Atot y dx
0
h
Atot a 0 x 2 a 1 x a 2 dx
0
a 0 3 a1 2
x x a 2 x]0h
3
2
1
1
Atot a0 h 3 a1 h 2 a 2 h
3
2
Atot
[17]
Nilai fungsi y a0 x 2 a1 x a2 dimasukkan ke persamaan 1. Sehingga
diperoleh
Atot A[a2 ] B[a0 h 2 a1h a2 ] C[4a0 h 2 2a1h 2a2 ]
Atot a0 h 2 [ B 4C] a1h[ B 2C] a2 [ A B C] .
[18]
Setelah memilah persamaan17 dan pers 18 menurut nilai a0, a1 dan a2
maka diperoleh
1
a 0 h 3 = a0 h 2 [ B 4C ]
3
1
h = B 4C
3
[19]
85
1
a1 h 2 = a1h[ B 2C ]
2
1
h = B 2C
2
[20]
a 2 h = a2 [ A B C ]
h = A B C
Dari persamaan 19 dan 20 diperoleh
1
h = B 4C
3
1
h = B 2C
2
1
h 2C
6
1
C h
12
8
B h
12
.[21]
_
Dengan memasukkan nilai B dan C ke persamaan 21 maka diperoleh
nilai A =
5
h . Setelah nilai A, B dan C diperoleh maka luas kurva
12
dengan aturan Simpson 3 adalah
A
1
h[5 y 0 8 y1 y 2 ]
12
Rumus ini digunakan hanya untuk 3 ordinat dan menghitung hanya
luas 2 ordinat pertama saja.
1
h[5 y 0 8 y1 y 2 ]
12
1
h[5 y 2 8 y1 y 0 ]
Untuk luas 2 A2
12
Untuk luas 1 A1
A1dan A2 dijelaskan pada Gambar 20.
86
y
1
y0
2
y1
h
y2
x
h
Gambar 20. Luas A1 dan A2.
Contoh;
Luas daerah yang dibatasi tiga ordinat yang berurutan pada bidang
garis air masing-masing adalah 14 m, 15 m, dan 15.5 m dengan jarak
6 m. Tentukan luasan bidang yang dibatasi 2 ordinat terakhir.
Jawab;
Ordinat tersebut bila digambarkan menjadi
14
15,5
15
6
Luas daerah yang diarsir adalah =
6
1
h(5 y 2 8 y1 y 0 )
12
87
1
6(5(15,5) 8(15) 14)
12
91,75 m 2
6.1.8. Tchebycheff’s Rules
Luasan suatu benda yang dibatasi dengan garis lurus dan sebuah
kurva dapat dihitung dengan menggunakan aturan Tchebycheff.
Untuk mendapatkan luasan dengan menggunakan rumus ini,
sepanjang garis lurus dibagi dalam ordinat-ordinat yang diukur
jaraknya dari tengah garis. Ketika ordinat itu dengan tepat diletakkan
pada jarak yang sudah ditentukan maka luas dari benda tersebut
adalah panjang benda dibagi jumlah ordinat dikalikan dengan jumlah
nilai ordinat. Ketelitian yang diperoleh dengan menggunakan rumus
ini tidak harus dengan menggunakan jumlah ordinat yang lebih
banyak seperti aturan Simpson.
A. Penggunaan 2 ordinat
Misalkan y1 dan y2 pada Gambar 21 adalah dua ordinat yang jaraknya
dari tengah garis adalah masing-masing –x dan +x
dx
y
y1
Y2
+x
-x
+l
-l
Gambar 21. Kurva Perhitungan Ordinat Antara dengan 2 Ordinat.
Panjang
bidang adalah 2l dan persamaan kurva dimisalkan
2
y a0 x a1 x a2 , di mana a0, a1, dan a2 adalah konstanta.
88
Luasan elemen kecil adalah = ydx
l
Maka luas gambar adalah
ydx
l
l
a 0 x 2 a1 x a 2 dx
l
a0 3 a1 2
x x a2 x]ll
3
2
a
a
a
a
0 l 3 1 l 2 a2 l 0 l 3 1 l 2 a2 l
3
2
3
2
2a
[22]
0 l 3 2a 2 l
3
Misakan Luas gambar = Konstanta x Jumlah Nilai Ordinat
Dapat disederhanakan Luas gambar = C( y1 + y2)
Dengan mensubsitusi persamaan y a0 x 2 a1 x a2
ke rumus
pemisalan luas diperoleh
Luas gambar C (a0 x 2 a1 x a2 a0 x 2 a1 x a2 )
C(2a0 x 2 2a2 )
.[23]
2a0 Cx 2 2a2 C
Dari persamaan 22 dan 23 diperoleh
2a0 Cx 2 2a2 C
2a 2 C 2a 2 l
2a 0 3
l 2a 2 l
3
2l
2
Panjang Gambar
C
Jumlah Ordinat
2a
2a0 Cx 2 0 l 3
3
1
lx 2 l 3
3
1 2
x
l
3
C
89
x
l
3
x 0,5773l
Sehingga dapat disingkat
Luas = C ( y1 y 2 )
Di mana C
Panjang Gambar
Jumlah Ordinat
y1 y 2 Jumlah Nilai Ordinat
Penggunaan Tiga Ordinat
Misalkan ordinat suatu bidang (Gambar 22) adalah y1, y2 dan y3
dibatasi sebuah kurva dengan garis lurus, seperti gambar.
dx
y
y0
y1
-x
y2
+x
-l
+l
Gambar 22. Kurva Perhitungan Ordinat Antara dengan 3 Ordinat.
Panjang bidang adalah 2l sedangkan –x dan +x masing-masing
merupakan jarak dari tengah bidang. Misalkan kurva tessebut adalah
y a0 x 3 a1 x 2 a2 x a3 . Luas elemen kecil adalah ydx, maka
90
l
Atot y dx
l
l
Atot a 0 x 3 a1 x 2 a 2 x a 3 dx
l
a 0 4 a1 3 a 2 2
x x
x a 3 x] ll
4
3
2
a
a
a
a
a
a
Atot 0 l 4 1 l 3 2 l 2 a 3 l 0 l 4 1 l 3 2 l 2 a 3 l
4
3
2
4
3
2
2a
Atot 1 l 3 2a3l.
3
Atot
[24]
Luas gambar dimisalkan = Sebuah konstanta dikali jumlah ordinat
Luas C ( y0 y1 y 2 )
Nilai persamaan y disubsitusi ke persamaan Luas C ( y 0 y1 y 2 ) .
LuasBidang C(a0 x 3 a1 x 2 a2 x a3 a3 a0 x 3 a1 x 2 a2 x a3 )
LuasBidang C(2a1 x 2 3a3 ).
[25]
Persamaan 24 dan persamaan 25 disamakan
2a1 3
l 2a3 l C (2a1 x 2 3a3 )
3
3a3 C 2a3 l
C
2
l
3
2a1Cx 2
x
2a1 3
l
3
1
l
2
x 0,7071l
Bila y1 merupakan ordinat tengah, y0 dan y2. diletakkan pada 0,7071l
ke kanan dan kiri ordinat tengah tersebut. Sehingga
Luas C ( y0 y1 y 2 )
Panjang Ordinat
Di mana C =
Jumlah Ordinat
91
Letak ordinat bila lebih dari 3 ordinat diperoleh dengan cara yang
sama dengan di atas. Jarak ordinat tersebut dapat dilihat pada tabel
berikut, di mana dibatasi sampai 10 ordinat.
Jumlah
Ordinat
Jarak Ordinat dari Tengah Panjang Bidang
2
0,5773
3
0
0,7071
4
0,1875
0,7947
5
0
0,3745
0,8325
6
0,266
0,4225
0,8662
7
0
0,3239
0,5297
0,8839
8
0,1026
0,4062
0,5938
0,8974
9
0
0,1679
0,5228
0,6010
0,9116
10
0,0838
0,3127
0,500
0,6873
0,9162
Contoh;
Dengan menggunakan aturan Tchebycheef, hitunglah luas bidang
garis air apabila setengah bidang garis air memiliki letak ordinat
diukur dari midship ke buritan dan dari midship ke haluan sebagai
berikut 8,38; 31,27; 50,00; 68,73 dan 91,62 m. Nilai ordinat dimulai
dari buritan (AP) ke haluan (FP) adalah sebagai berikut 1,2; 5,0; 8,4;
10,5; 11,7; 11,8; 11,1; 9,6; 7,4; dan 3,8 m. panjang kapal adalah
200 m.
Jawab.
8,4
10,5
11,8
11,7
11,1
9.6
7,4 3,80
1,2 5,0
100
100
92
Panjang Ordinat
x Jumlah Nilai
Jumlah Ordinat
Luas Setengah Bidang Garis Air =
Ordinat
200
x(1,2 5,0 8,4 10,5 11,7 11,8 11,1 9,6 7,4 3,8)
10
200
x76,7 =1534 m2
Luas =
10
Luas =
6.2. VOLUME
Volume merupakan perkalian antara luasan (m 2) dengan tinggi
ordinat (m). Untuk mencari volume kapal dapat dilakukan dengan
membagi kapal dalam beberapa bidang luasan, kemudian bidang
luasan ini dikalikan dengan jarak antar bidang luasan yang satu
dengan bidang luasan yang lain. Untuk memudahklan perhitungan
volume diusahakan jarak antara luasan sama (Gambar 23). Luasan
kapal dibagi menjadi irisan vertikal dan irisan horizontal. Irisan vertical
merupakan luas station sedangkan irisan horizontal merupakan luas
bidang garis air atau water plane area.
D
x
C
y
h
B
h
A
dx
h
Gambar 23. Perhitungan Volume dengan Menggunakan Irisan Horisontal
(Water Plane Area).
Prinsip perhitungan volume sama dengan mencari luasan seperti
dijelaskan sebelumnya. Namun yang paling umum digunakan untuk
93
menghitung volume adalah dengan menggunakan aturan Simpson 1
dan Simpson 2.
A
h
B
h
C
h
D
h
E
y
x
dx
Gambar 24. Perhitungan Volume dengan Menggunakan irisan Vertikal
(station).
Kapal dibagi menjadi beberapa luasan pada jarak yang sama. Luasan
tersebut dicari dengan aturan Simpson. Setelah nilai luas diperoleh
maka perhitungan volume dapat dilakukan.
Perhatikan gambar 2. Elemen dx merupakan elemen luasan kecil.
Apabila luasan ini semakin diperbesar sepanjang nilai y maka akan
diperoleh nilai volume benda.
Volume elemen kecil = y dx
4h
Volume Total
ydx
0
h
Volume = ( A 4 B 2C 4 D E )
3
Nilai A, B, C, D, dan E
merupakan luas station.
Contoh:
Data water plane area suatu kapal pada beberapa sarat dibuat dalam
tabel berikut.
Sarat
0
1
2
3
4
m
Luas WPA
650
660
662
661
660
m2
94
Hitunglah volume displasmen kapal pada sarat 4 m!
Jawab.
Jarak antara ordinat adalah 1 m.
Area
SM
Product
Volume
650
1
650
660
4
2640
662
2
1324
661
4
2644
660
1
660
7918
1
x1(650 4 x660 2 x662 4 x661 660 )
3
1
= x1x7918
3
2639,333 m 3
Volume =
Contoh:
Gambar berikut adalah badan kapal yang tercelup di dalam air.
Tentukan displasemen kapal jika berlayar di air laut dan LPP kapal 24
m (setiap station memiliki jarak yang sama).
1,8
1,5
4,1
2
2
4,5
1,5
4,2
1,5
3,1
1,5
4,0
1,5 3,5
St. 2
St. 3
St. 4
95
1,5
4,3
4,1
3,6
1,5
3,2
1,5
St.
1
1,8
2,1
1,8
St. 0
Jawab:
Langkah 1 Perhitungan Luas Masing-Masing Station
h = 1,8 m (jarak antar ordinat)
2
x1,8 x9,3 11,16 m 2
3
Luas Station 0 =
Luas station 0
Titik
Ordinat
SM
Hasil Luas
0
1
2
0
1.8
2.1
1
4
1
0
7.2
2.1
9.3
Luas station 1
Titik
Ordinat
SM
Hasil Luas
0
1
0
3.2
1
4
0
12.8
2
3
4
3.6
4.1
4.3
2
4
1
7.2
16.4
4.3
40.7
h = 1,5 m
(jarak antar ordinat)
2
x1,5 x 40,7 40,7 m 2
3
Luas station 2
Titik
Ordinat
SM
0
1
0
3.5
1
4
Hasil
Luas
0
14
2
3
4
4
4.2
4.5
2
4
1
8
16.8
4.5
43.3
96
sehinga Luas Station 1 =
h = 1,5 m (jarak antar ordinat)
Luas Station 2 =
2
x1,5 x 43.3 43,3 m 2
3
luas station 3
Titik
Ordinat
SM
0
1
2
0
3.1
4.1
1
4
1
Hasil
Luas
0
12.4
4.1
16.5
h = 2 m (jarak antar ordinat)
Luas Station 3 =
2
x 2 x16,5 22 m 2
3
Luas station 4 sama dengan nol (0)
Langkah 2 Perhitungan Displasemen
Hasil
Station
Area
SM
Volume
0
11.16
1
11.16
1
40.7
4
162.8
2
43.3
2
86.6
3
22
4
88
4
0
1
0
total
348.56
h = 6 m (jarak antar station)
=
1
x6 x348,56 697 ,12 m 3
3
697,12 x1,025 714,548 ton
97
6.3. Rangkuman
1. Berikut adalah tabel mengenai aturan perhitungan luas.
Aturan
Trapesoidal
Ordinat
Antara
Luasan
N
1
1
A h[ Y1 Y2 Y3 ... YN ]
2
2
A h[Y1 1 Y2 1 Y3 1 ... YN 1 ]
2
2
2
2
Aturan
Simpson 1
h
A [Y1 4Y2 2Y3 .4Y4 ... YN ]
3
Aturan
Simpson 2
3
A h[Y1 3Y2 3Y3 .2Y4 ... YN ]
8
1
A h[5Y1 8Y2 Y3 ]
12
Aturan 5 –
8 -1
Ganjil dan
Genap
Ganjil dan
Genap
Ganjil
4, 7, 10
3
2. Luasan suatu benda yang dibatasi dengan garis lurus dan sebuah
kurva dapat dihitung dengan menggunakan aturan Tchebycheff
dengan penggunaan 2 ordinat dan 3 ordinat.
3. Volume merupakan perkalian antara luasan (m2) dengan tinggi
ordinat (m). Untuk mencari volume kapal dapat dilakukan dengan
membagi kapal dalam beberapa bidang luasan, kemudian bidang
luasan ini dikalikan dengan jarak antar bidang luasan yang satu
dengan bidang luasan yang lain
6.4. Tugas
Jawablah pertanyaan ini dengan singkat.
1. Sebutkan perbedaan aturan Simpson 1 dan 2!
2. Hitunglah luas daerah yang dibatasi dengan x = 4 dan x = 6 pada
kurva Y= 2+ x2 dengan menggunakan integral biasa dan aturan
simpson 1.
3. Aturan Trapezoidal paling akurat apabila ordinatnya semakin
banyak. Selain memperbanyak ordinat, di manakah pada bagian
kapal, aturan trapezoidal dapat digunakan?
4. Jelaskan penurunan aturan Simpson 2!
98
5.
Perhatikan gambar penampang melintang (midship) kapal trawler
yang diukur dari lunas hingga geladak teratas. Hitunglah
koefisien gading besar (Cm) kapal tersebut.
6.
Gambar di bawah merupakan bagian kapal yang tercelup air saat
kondisi muatan penuh (dalam satuan meter). Kapal memiliki
tinggi geladak utama 12 m. Jika = massa jenis air laut dengan
besar 1,025 ton/m3..
Pertanyaan:
1. Hitunglah Cb, Cm dan Cw kapal.
2. Apakah kapal memiliki tumble home, rise of floor, rise of keel,
sheer, rake of stem dan chamber. Jelaskan alasan masingmasing.
3. Apabila di suatu pelabuhan menurunkan sejumlah muatan
ikan, kemudian sarat kapal berkurang 2 m, berapa ton ikan
yang diturunkan dari kapal?
99
2
8
6
2
10
4
4
2
7.
Sebuah kapal tercelup di dalam air dengan panjang 25 m dengan
jarak station yang sama memiliki ukuran sebagai berikut (dalam
meter).
2
2
2
2
2
4,5
1,5
2
2
4,0
3,1
4,2
1,5
1,5
1,5
4,2
4,0
3,5
1,5
St. 2
St. 3
St. 4
100
2,0
1,8 1,7
1,8
4,1
1,5
3,5
1,5
1,5
3,2
St. 1
St. 0
Hitunglah:
a.
Volume Displasemen
b.
Koefisien Blok, Koefisien Midship, CWP, CPV, CP memanjang
c.
d.
GT (gross tonnage)
NT (net tonnage)
101
BAB 7. PERHITUNGAN TITIK BERAT
Standar Kompetensi Mata Kuliah
Mahasiswa dapat memahami dan melakukan perhitungan titik berat
benda 2 dimensi dan 3 dimensi yang tidak beraturan.
Kompetensi Dasar Mahasiswa
1. Mahasiswa dapat menjelaskan perhitungan momen statis.
2. Mahasiswa dapat memahami defenisi LCG, KG, KB, dan LCB dan
menghitung besarnya
3. Mahasiswa mampu melakukan perhitungan momen inersia
terhadap suatu titik.
7.1. Momen Statis
Setiap benda memiliki titik berat. Benda yang beraturan baik 2
dimensi maupun 3 dimensi seperti persegi panjang, segitiga kubus,
prisma, bola dan lainnya memiliki rumus tertentu untuk menemukan
titik beratnya. Namun bila bentuk benda itu tidak beraturan, untuk
mencari titik berat benda dilakukan pendekatan dengan aturan
Simpson 1. Pada umumnya titik berat suatu benda dirumuskan
sebagai momen statis luasan benda terhadap suatu titik dibandingkan
dengan luas benda itu sendiri. Momen statis pada suatu sumbu
secara sederhana adalah luas suatu elemen dikalikan dengan titik
berat luasan itu terhadap sumbu. Momen statis luasan biasa dikenal
sebagai momen 1 (first moment). Perhatikan Gambar 25.
Kurva dibatasi x0 dan x1. Daerah yang diarsir memiliki titik berat A
dan tingginya dari sumbu x adalah yA dan dari sumbu y adalah xA..
Untuk mengetahui jarak titik berat tersebut maka langkah yang
diambil adalah mencari momen statis luasan dan luas kurva tersebut.
Momen statis elemen kecil terhadap sumbu x adalah y.dx.
seluruh elemen yang dibatasi x0 dan x1 adalah
102
1
y , untuk
2
x1
Momen statis terhadap sumbu x =
1
2y
2
dx
x0
y
dx
y = f(x)
xA
A
yA
x0
x
x1
Gambar 25. Penentuan Titik Berat Kurva.
Sedangkan momen statis terhadap sumbu y adalah y.dx.x , maka
momen statis seluruh elemen
x1
Momen statis terhadap sumbu y = x. ydx
x0
Setelah perhitungan momen statis selesai maka dicari titik berat
terhadap masing-masing sumbu.
x1
yA
x1
1
x y.dx 2 y
0
xA
x1
y.dx.x
x0
x1
ydx
ydx
x0
x0
x
yA
x1
1 1 2
y dx
2 x0
xA
x1
ydx
x. y.dx
x0
x1
ydx
x0
x0
103
Contoh
Hitunglah titik berat kurva y x 2 terhadap sumbu x dan sumbu y
bila kurva dibatasi oleh x = 0, dan x = 4 , sumbu x
Jawab.
Untuk menyelesaikan persoalan ini maka harus dicari luas kurva pada
batasan tersebut serta momen statis pada masing-masing sumbu.
4
4
yA
1
2 y.dx 2 y
xA
0
4
ydx
4
ydx
0
0
4
4
yA
y.dx.x
1 2
y dx
2 0
xA
x. y.dx
0
4
ydx
4
ydx
0
0
1 1 5 4
. x ]0
2
yA 5
1 3 4
x ]0
3
3
y A x 2 ]04 y
10
16
y A 4,8
4
x dx
3
xA
0
4
x
2
dx
0
1 4 4
x ]0
y = x2
4
xA
1 3 4
x ]0
3
xA 3
(3;4,8)
x
4
0
Dengan demikian, titik berat dari titik (0,0) adalah (3 ; 4,8)
104
Kapal memiliki titik berat. Ada tiga buah titik berat yang dikenal pada
sebuah kapal, yaitu titik berat gaya tekan ke atas (center of buoyancy),
titik berat kapal (center of grafity), dan titik berat bidang garis air
(center of flotation).
7.2. Center Of Bouyancy
Titik berat gaya tekan ke atas adalah titik berat badan kapal yang
tercelup dalam air atau titik berat air yang dipindahkan oleh badan
kapal. Nilai titik berat ini pada tiap-tiap sarat berubah karena bentuk
badan kapal yang tidak tetap. Lambang titik berat gaya tekan ke atas
adalah B, dan letaknya diukur dari dasar kapal (keel) dan juga dari
arah memanjang kapal (AP atau Midship).
B
Gambar 26. Titik Berat Gaya Tekan Ke Atas (Center of Bouyancy).
Bila diukur dari dasar kapal, maka jarak dari lunas ke titik tekan ke
atas dilambangkan dengan KB (keel to buoyancy) kadang-kadang
disebut juga VCB (Vertical Center of Bouyancy), dan bila diukur secara
memanjang kapal maka dilambangkan dengan LCB (Longitudinal
Center of Bouyancy).
LCB mempunyai defenisi titik tekan ke atas diukur dari buritan (AP).
Bila titik berat diukur dari midship maka lambangnya diubah menjadi
B.
7.3. Center Of Gravity
Center of Gravity adalah titik pusat kapal, artinya center of gravity
adalah titik berat kapal itu sendiri. Sama seperti buoyancy maka
perhitungan center of gravity dibagi 2 yaitu diukur dari keel ke titik
105
berat kapal (KG atau VCG, Vertical Center of Gravity) dan diukur
secara memanjang kapal (LCG) atau kadang secara memanjang titik G
diukur dari midship disebut midship G,
G.
G
Gambar 27. Titik Berat Gaya Kapal (Centre of Gravity).
7.4. Center of Flotation
Center of Flotation atau pusat berat titik apung adalah titik berat
bidang apung pada setiap water plane area atau garis air . Titik ini
diukur pada setiap sarat dari AP. Bila diukur dari AP maka letak titik ini
dilambangkan LCF (longitudinal center of flotation), sedangkan bila
diukur dari midship disebut midship F,
F . Untuk pengukuran dari
keel pada bidang garis air tidak ada, karena letaknya pasti pada sarat
teratas.
F
Gambar 28. Titik Berat Bidang Garis Air (Centre of Flotation).
Contoh:
Kapal dengan panjang 130 m mengapung pada sarat penuh 6,5 m.
Luasan water line dari sarat 1,3 sampai sarat penuh adalah
106
Water Plane
1.3
2.6
3.9
5.2
6.5
di atas
base line
Luas
1460
1630
1740
1790
1800
m2
Appendages di bawah sarat 1,3 m memiliki displasemen 1310 ton dan
KB 0,67. Hitung displasemen di air laut dan letak KB.
Jawab:
Volume dari sarat 1,3 sampai sarat penuh
Pengali
Hasil
Water Plane
Luas
SM
Hasil
Momen
Momen
1.3
1460
1
1460
1
1460
2.6
1630
4
6520
2
13040
3.9
1740
2
3480
3
10440
5.2
1790
4
7160
4
28640
6.5
1800
1
1800
5
9000
20420
Maka volume displasemen adalah
1
(1,3)(20420 )
3
8849 m 3
8849 x1x025
9070ton
Sedangkan momen statis terhadap dasar adalah
Momen Statis =
1
(1,3)(1,3)(62580 )
3
Momen Statis = 35253,4 m3
Maka letak KB adalah
35253,4
= 3,98 m
8849
107
62580
Untuk Displasemen dan KB total adalah:
Displasemen
KB
Hasil
Momen
Main Hull
9070
3.98
36098.6
Appendage
1310
0.67
877.7
Item
10380
36976.3
Displasmen total = 10380 ton
KB total =
36976 ,3
3,56 m
10380
Contoh:
Kapal 105 m memiliki setengah ordinat lebar pada bidang garis air
dimulai dari buritan ke haluan sebagai berikut
station
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ordinat
0.2
7.4
8.7
9
9.1
9.2
9.1
8.6
7.8
5.1
0
Tentukan luas dan letak center of flotation terhadap midship
Jawab.
Hasil
Pengali
Hasil
Station Ordinat SM
Luas
Momen
Moment
0
0.2
1
0.2
-5
-1
1
2
3
4
7.4
8.7
9
9.1
4
2
4
2
29.6
17.4
36
18.2
-4
-3
-2
-1
-118.4
-52.2
-72
-18.2
5
6
7
9.2
9.1
8.6
4
2
4
36.8
18.2
34.4
0
1
2
0
18.2
68.8
8
7.8
2
15.6
3
46.8
9
10
5.1
0
4
1
20.4
0
4
5
81.6
0
226.8
108
-46.4
Jarak antar ordinat h =
105
10,5m
10
1
3
2
WPA =1587 ,6 m
Luas WPA = 2 x x10,5 x 226,8
1
x10,5 x10,5 x(46,4)
3
3
Momen Statis terhadap midship = 3410 ,4 m
3410 ,4
Letak LCF terhadap midship =
2,148 m (tanda negative
1587 ,6
Momen Statis terhadap midship = 2 x
menunjukkan letaknya dibelakang midhip)
Perhitungan titik berat terhadap midship secara sederhana
dirumuskan:
(x = suatu nilai)
Hasil
Pengali
Hasil
Station Ordinat SM
Luas
Momen
Moment
0
x
1
x
-3
x
1
x
4
x
-2
x
2
x
2
x
-1
x
3
x
4
x
0
x
4
x
2
x
1
x
5
x
4
x
2
x
6
x
1
x
3
x
total
xxx
total
xxx
1
2
1
1
xhx1 , untuk seluruh luas = 2 x xhx1
3
3
1
xhxhx 2 , untuk seluruh momen=
Momen statis ½ lebar =
3
1
2 x xhxhx 2
3
Luas ½ lebar =
109
1
2 x xhxhx 2
3
Maka letak LCF terhadap midship, LCF
1
2 x xhx1
3
2
Sehingga LCF
xh
1
Perhitungan titik berat terhadap AP secara sederhana dirumuskan
Hasil
Pengali
Hasil
Station Ordinat SM
Luas
Momen
Moment
0
x
1
x
0
x
1
x
4
x
1
x
2
x
2
x
2
x
3
x
4
x
3
x
4
x
2
x
4
x
5
x
4
x
5
x
6
x
1
x
6
x
total
xxx
total
xxx
1
LCF 2 xh
1
Perbedaannya terletak pada pengali momen. Bila dihitung dari
midship letak angka nol (0) berada di midship, sedangkan untuk AP
letak angka nol (0) berada di AP.
7.5. MOMEN INERSIA
Momen inersia merupakan luasan suatu bidang dikalikan dengan
jarak kuadrat bidang tersebut dengan sumbu pusat. Momen inersia
memiliki satuan m4. Momen inersia disebut juga sebagai momen
kedua (second moment). Penggunaan momen inersia pada kapal
untuk menemukan besar titik GM (Metacentre). Momen Inersia dibagi
menjadi dua yaitu ke arah sumbu x dan ke arah sumbu y. Pada kasus
sebuah kapal momen dihitung pada water plane area yang dibatasi
oleh center line dan midship. Bila momen inersia dihitung terhadap
sumbu memanjang kapal (centerline) maka momen ini dikenal
110
sebagai momen inersia memanjang disingkat IL (longitudinal Inertia),
sedangkan bila momen inersia dihitung terhadap sumbu melintang
kapal maka momen ini disebut sebagai momen inersia melintang, IT
(transverse Inertia) . Letak sumbu momen inersia melintang tepat
pada titik berat bidang garis air (Water plane Area, Area of Waterline).
Sehingga untuk mencari momen inersia melintang harus terlebih
dahulu menghitung letak titik berat garis air tersebut.
.
dA
y
B
A
Gambar 29. Perhitungan Momen Inersia Elemen Kecil.
Momen inersia elemen kecil terhadap sumbu AB adalah dA x y
Perhatikan Gambar 30. Untuk menemukan momen inersia persegi
panjang terhadap sumbu sejajar dengan titik berat persegi panjang
tersebut adalah sebagai berikut:
2
L mewakili panjang elemen, sedangkan b mewakili lebar. G
merupakan titik berat persegi panjang yang berimpit dengan sumbu
AB. Potongan elemen kecil (bagian yang diarsir) memiliki luas l.dx
dan momen inersia terhadap sumbu AB adalah
I l.dx.x 2
111
dx
x
G
A
b
B
l
Gambar 30. Perhitungan Momen Inersia Persegi Terhadap Titik Berat.
Momen inersia keseluruhan bidang persegi adalah
b / 2
I AB
l.x
2
dx
b / 2
b / 2
I AB l
x
2
dx
b / 2
1
I AB l. x 3 ] bb // 22
3
l.b 3
I AB
12
Untuk menghitung momen inersia terhadap salah satu ujung sisi
persegi panjang pada dasarnya sama dengan sebelumnya. Perhatikan
Gambar 31 berikut:
Potongan elemen kecil (bagian yang diarsir) memiliki luas l.dx dan
momen inersia terhadap sumbu AB adalah
I l.dx.x 2
Momen inersia keseluruhan bidang persegi adalah:
112
dx
b
x
A
B
l
Gambar 31. Perhitungan Momen Inersia Persegi Terhadap Ujung Sisi.
b
I AB l.x 2 dx
0
b
I AB l x 2 dx
0
I AB l
I AB
x3 b
]0
3
b3
lb 3
l
3
3
Untuk benda yang bukan bentuk persegi panjang penghitungan
momen inersia tetap menggunakan prinsip yang sama yaitu bahwa
momen inersia suatu benda merupakan luasan benda tersebut
dikalikan dengan jarak kuadrat terhadap sumbu tertentu. Ada trik
yang membuat hasil perhitungan momen inersia benda selain bentuk
persegi tidak serumit cara di atas, yaitu dengan melakukan cara
seperti pada perhitungan titik berat baik LCF, LCG, dan LCB. Pada
Tabel 6 diberikan rumus momen inersia pada beberapa luasan.
113
Tabel 7. Momen Inersia Benda.
Bentuk Luasan
Persegi Panjang
Segitiga
Lingkaran
Sejajar Titik Berat
Bidang
Ujung Satu Sisi
Sejajar Bidang
lb 3
12
lb 3
36
D 4
36
lb 3
3
lb 3
6
Tegak Lurus
Titik
Berat Bidang
D 4
32
Keterangan;
l
: panjang (horizontal)
b
: lebar, tinggi (vertikal)
D
: diameter lingkaran
7.5.1. Teorema Sumbu Sejajar
Teorema sumbu sejajar merupakan cara untuk mendapatkan momen
inersia suatu benda pada jarak sumbu
tertentu. Teorema ini
memudahkan untuk mengetahui momen inersia tersebut dengan
mengetahui inersia pada pusat/titik berat benda. Pusat/titik berat
benda biasanya dilambangkan dengan NA (Netral Absis). Perhitungan
inersia pada netral absis suatu benda memiliki rumus yang pasti
(Rumus pada Tabel di atas), tetapi inersia pada jarak tertentu nilainya
tergantung dari jarak titik berat benda tersebut ke sumbu yang
menjadi acuan untuk didapatkan momen inersianya. Misalkan inersia
pada pusat benda (Netral Absis) adalah IG dan luasan benda adalah A,
serta jarak antara netral absis dengan sumbu yang ingin dicari
momen inersianya adalah h, maka momen inersia pada jarak h atau
Ihh adalah I HH I G Ah 2
Dari rumus diatas dapat disimpulkan bahwa inersia benda pada jarak
tertentu dari netral absis akan selalu lebih besar dari pada momen
inersia netral absis sendiri.
114
A
N
h
O
I OO I NA Ah 2
O
Gambar 32. Perhitungan Momen Inersia Persegi Terhadap Suatu Sumbu.
Contoh;
Hitunglah momen inersia persegi panjang pada salah satu sisinya.
Jawab:
Misalkan persegi panjang memiliki panjang l dan lebar b. Maka luas
persegi panjang
adalah l.b , dan momen inersia NA adalah
maka momen inersia terhadap sisi adalah
I HH I G Ah 2
lb 3
,
12
l.b 3
1
l.b( b) 2
12
2
3
3
lb
l.b
12
4
3
lb
3
I HH
I HH
I HH
7.5.2. Perhitungan Momen Inersia pada Bentu Kurva
Momen inersia pada kapal diperhatikan terutama pada kurva yang
dibentuk oleh garis air atau water plane area. Perhitungan momen
inersia lebih difokuskan ke arah memanjang dan melintang bidang
garis air. Untuk membantu menyelesaikan perhitungan momen
inersia tersebut penggunaan aturan Simpson 1 selalu digunakan.
Bidang kurva garis air dibagi menjadi elemen-elemen kecil dan setiap
115
elemen dihitung inersianya baik ke arah sumbu x (memanjang kapal)
maupun ke arah sumbu y (melintang kapal) sampai seluruh inersia
panjang kapal dicakup.
7.5.3. Perhitungan Momen Inersia Terhadap Center Line
Perhitungan momen inersia terhadap center line sama dengan inersia
memanjang IL
dx
y
C
L
L
Gambar 33. Perhitungan Momen Inersia Terhadap Center Line.
Luas elemen kecil = y.dx
L
Luas Water Plane
y.dx
0
Momen elemen kecil terhadap centre line adalah
dx. y 3
, maka
3
momen ½ bidang garis air terhadap centre line kapal sepanjang L
L
adalah
0
y3
dx . Karena bidang kurva menggambarkan ½ bidang
3
garis air maka momen total bidang garis air terhadap centre line
adalah:
L
I
CL
2 3
y dx
3 0
116
Contoh:
Tentukan momen inersia bidang garis air terhadap center line pada
sebuah water plane kapal dengan panjang 18 m memiliki ½ ordinat
pada jarak yang sama diukur dari buritan ke haluan.
station
0
1
2
3
4
5
6
ordinat
(m)
0
1,2
1,5
1,8
1,8
1,5
1,2
Jawab:
station
ordinat
(m)
ordinat
3
S.M
Hasil ICL
0
0
0
1
0
1
1.2
1.728
4
6.912
2
1.5
3.375
2
6.75
3
1.8
5.832
4
23.328
4
1.8
5.832
2
11.664
5
1.5
3.375
4
13.5
6
1.2
1.728
1
1.728
Total
63.882
2 1
x x3x68,882
3 3
42,588 m 4
I CL
I CL
7.5.4. Perhitungan Momen Inersia Terhadap Center of Flotation.
(Melintang)
Perhitungan momen inersia terhadap center of flotation sama dengan
momen inersia melintang IT. Perhatikan Gambar 34.
Luas elemen kecil = y.dx
117
L
Luas Water Plane
y.dx
0
dx
A
O
y
F
x
C
L
x
B
Z
Gambar 34. Perhitungan Momen Inersia Terhadap Center Line.
Harga x adalah jarak masing-masing elemen terhadap sumbu AB,
sedangkan x adalah jarak titik berat bidang garis air (center of
flotation) terhadap sumbu AB. Momen elemen kecil terhadap sumbu
2
AB adalah IAB x ydx , maka momen total bidang garis air terhadap
L
sumbu AB
adalah
2 x 2 y.dx . Aturan Simpson 1 digunakan
0
menyelesaikan besar momen inersia tersebut. Untuk mendapatkan
momen inersia terhadap pusat bidang garis air sumbu OZ ( F adalah
center of flotation), teorema sumbu sejajar digunakan. Sehingga
inersia terhadap sumbu melintang OZ adalah I AB I OZ Ax 2
Dan:
I OZ I AB Ax 2
Contoh:
Tentukan momen inersia bidang garis air terhadap midship kapal
yang panjangnya 18 m serta panjang ½ ordinat pada jarak yang
sama diukur dari buritan ke haluan seperti berikut:
station
0
1
2
3
4
5
6
ordinat (m)
0
1,2
1,5
1,8
1,8
1,5
1,2
118
Jawab:
station
½
ordinat
(m)
S.M
Hasil
Luas
Pengali
Momen
1
Pengali
Momen
2
(Inersia)
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1.2
4
4.8
1
4.8
1
4.8
2
1.5
2
3
2
6
2
12
3
1.8
4
7.2
3
21.6
3
64.8
4
1.8
2
3.6
4
14.4
4
57.6
5
1.5
4
6
5
30
5
150
6
1.2
1
1.2
6
7.2
6
43.2
Total
25.8
84
1
x3x 25,8
3
1
2 x x3x 25,8
3
Luas bidang garis air 2 x
= 51,6 m2
Momen luas bidang garis air terhadap AP 2 x
= 504 m3
Titik berat bidang garis air dari AP ( x )=
1
x3x84 x3
3
504
51,6
= 9,77 m
Momen Inersia terhadap AB I AB 2 x
1
x3x332,4 x3x3
3
IAB = 5983.2 m4
Momen inersia terhadap titik berat bidang garis air ( F )
I F I AB A.x I F 5983,2 51,6(9,77) 2
IF = 1048 m4
119
332.4
7.6. Rangkuman
1. Titik berat gaya tekan ke atas adalah titik berat badan kapal yang
tercelup dalam air atau titik berat air yang dipindahkan oleh
badan kapal.
2. Center of Gravity adalah titik pusat kapal, artinya center of gravity
adalah titik berat kapal itu sendiri.
3. Center of Flotation atau pusat berat titik apung adalah titik berat
bidang apung pada setiap water plane area atau garis air . Titik ini
diukur pada setiap sarat dari AP.
4. Momen inersia merupakan luasan suatu bidang dikalikan dengan
jarak kuadrat bidang tersebut dengan sumbu pusat. Momen
inersia memiliki satuan m4. Momen inersia disebut juga sebagai
momen kedua (second moment).
7.7. Tugas
Jawablah pertanyaan ini dengan singkat.
1. Sebutkan perbedaan LCG, LCB, LCF, KG dan dan KB!
2. Hitunglah titik berat daerah yang dibatasi dengan x = 1 dan x = 6
pada kurva Y= 3+ x2 dengan menggunakan integral biasa dan
aturan simpson 1.
3. Jelaskan penurunan perhitungan singkat LCF!
4. Perhatikan gambar penampang melintang (midship) kapal trawler
yang diukur dari lunas hingga geladak teratas.
a. Hitunglah letak KB dan KG gading besar tersebut terhadap
lunas.
b. Hitung momen inersia terhadap lunas.
120
5.
Gambar di bawah merupakan bagian kapal yang tercelup air saat
kondisi muatan penuh (dalam satuan meter). Kapal memiliki
tinggi geladak utama 14 m.
Pertanyaan:
1. Hitunglah letak KB dan KG kapal tersebut..
2. Hitung letak LCG dan LCB kapal tersebut
3. Hitung momen inersia terhadap midship.
2
8
6
2
10
4
4
2
6.
Sebuah kapal tercelup di dalam air dengan panjang 25 m dengan
jarak station yang sama memiliki ukuran sebagai berikut (dalam
meter).
2
2
2
2
2
1,5
4,5
1,5
2
2
4,0
3,1
4,2
1,5
1,5
1,5
4,0
3,5
St. 2
St. 3
St. 4
121
1,5
1,5
1,5
4,2
2,
1,81,7
0
1,8
4,1
3,5
3,2
St. 1
St. 0
Hitunglah:
a.
KG dan KB kapal.
b.
LCG, LCB dan LCF
c.
Momen inersia terhadap midship
122
DAFTAR PUSTAKA
Balai Besar Pengkaji Penangkapan Ikan, Semarang. (2005).
Biro Klasifikasi Indonesia. (1996). Peraturan Klasifikasi. Kapal Kayu.
Dokkum, S. (2003) Ship Knowledge. A Moderen encyclopedia.
Fyson. J. (1985). Fishing Vessel.
Suwardiyono. (2008). Alat Bantu Pelacak Ikan. Semarang: Balai Besar
Pengembangan Penangkapan Ikan.
http://bbppi.info/index.php?pilih=hal&id=25
http://en.wikipedia.org/wiki/Fishing_vessel
http://www.fao.org/docrep/003/v4250e/V4250E08.htm
www.njscuba.net/artifacts/ship_fishing.html
http://www.coolantarctica.com/gallery/whales_whaling/0045.htm
http://www.pmel.noaa.gov/foci/info/foci_tour/slide11.html
123
