Seakeeping Test Model Kapal Sabang Marindo

 Seakeeping Test Model Kapal Sabang Marindo

1.    PENGANTAR

Laporan Teknis Seakeeping Test model kapal  Sabang Marindo Desain Baru ini merupakan laporan yang menjelaskan kegiatan yang telah dilakukan oleh Leader Manufakturing dan pengujian model kapal 1.2.0, Program Aplikasi Penyempurnaan Desain Dan Uji Operasional Kapal Ferry Cepat Angkut Penumpang/Barang 2010.

Berdasarkan pengkajian secara numerik pada tahun pertama (2008) dan tahun kedua (2009) telah dilakukan pemilihan jenis kapal yang akan dipakai sebagai model dalam penelitian ini yaitu kapal ferry cepat Sabang Marindo.  Dimana pada hasil perhitungan numerik diketahui bahwa kapal Sabang Marindo mempunyai stabilitas tertinggi ~75 derajat, dan sudut rolling < 10 derajat.

Kapal Ferry Cepat KFC Sabang Marindo hasil modifikasi perlu dilakukan pengujian  Resistance Test; Decay test dan Seakeeping test. Hal ini dilakukan untuk mengetahui performance kapal dan kehandalannya.

Seakeeping test dilakukan di MOB dengan variasi arah gelombang sebagai berikut :

1.    kondisi following sea

2.    kondisi stern quartering sea

3.    kondisi beam sea

4.    kondisi bow quartering sea

5.    kondisi head sea

2.    TUJUAN

Tujuan  dari kegiatan ini adalah malakukan Seakeeping test pada Sabang Marindo pada berbagai kondisi arah gelombang dengan tujuan untuk mendapatkan nilai response amplitude operator (RAO). Hal ini untuk menghindari kondisi resonansi akibat periode gelombang di daerah pelayaran yang dilalui oleh kapal.

3.    KEGIATAN SEAKEEPING TEST

Sebelum uji seakeeping dilakukan maka dilakukan persiapan di kolam MOB yaitu  melakukan kalibrasi gelombang dengan tujuan untuk memastikan gelombang yang dihasilkan sesuai dengan yang diinginkan. Gelombang ini dikalibrasi sebagai berikut:

a.    Sebelum melakukan kalibrasi sebenarnya, beberapa pemodelan gelombang dihitung berdasarkan fungsi waktu, berdasarkan spektrum gelombang teoritis yang dibutuhkan. Setiap jenis gelombang berdasarkan bentuk spektrum yang yang sama, tetapi dengan berbeda angka penghasil untuk distribusi fasa. Kemudian perintah untuk  setiap flap di tanki dan gelombang dihitung berdasarkan gelombang yang terpilih ( kombinasi dari  bentuk spektra dan angka gelombang).

b.    Kemudian gelombang dihasilkan serta diukur di kolam untuk selama 30 menit skala penuh. Model kapal tidak ditaruh di kolam saat ini untuk mencegah pantulan yang diinginkan.

c.    Sinyal gelombang yang terukur dianalisa dan bentuk spektra terukur kemudian dibandingkan dengan bentuk spektra yang diinginkan.

d.    Persyaratan untuk luas spektra gelombang , m_z0 (see section 3.3) diatur sebesar < 3%  dari nilai teoritis.

Jika spektrum gelombang terukur tidak memenuhi kriteria ini, perintah untuk pembangkit gelombang dikoreksi untuk perbedaan antara persyaratan dan spektrum gelombang yang terukur. Dan langkah (b) hingga (d) harus diulang.

Selanjutnya, sebelum uji dilakukan seluruh sinyal pengukuran dinolkan dengan cara sinyal – sinyal untuk ketinggian gelombang dinolkan dengan kondisi model kapal pada posisi kesetimbangan air tenang.

Pengujian seakeeping ini dilakukan di Tangki Olah Gerak (MOB) dengan gelombang tak beraturan (irregular wave), gelombang tersebut  dibangkitkan dengan pembuat gelombang (wave maker) dengan melakukan berbagai gerakan translasi bolak – balik berdasarkan  frekuensi yang diinginkan. Besarnya gerakan bolak – balik dan frekuensinya berhubungan dengan distribusi energi  pada kondisi laut tak beraturan yang dihasilkan. Dengan demikian kondisi laut yang acak yang terdapat pada lokasi sebenarnya dapat dibuat di kolam uji MOB.

Ketinggian gelombang diukur dengan alat pengukur gelombang tipe kawat tahanan ( resistance wire wave probes). Kondisi laut yang tak beraturan diatur agar distribusi kerapatan spektral sesuai dengan distribusi energi teoritis yang diinginkan. Spektrum gelombang yang dipakai pada uji model ini adalah gelombang spektrum JONSWAP  dengan  Hs = 3m, Tp = 10 detik.

Gambar 1. Uji seakeeping  di MOB

4.    HASIL KEGIATAN DAN PEMBAHASAN

Hasil pengujian model kapal Sabang – Marindo diperlihatkan pada gambar -  gambar di bawah ini. Ada 3 (tiga ) kondisi pengujian serta 1(satu) arah gelombang (heading) yang dilakukan pada pengujian model ini. Kondisi tersebut dimana titik berat vertikal kapal (KG) terdiri dari 2,03 m, 3,63 m dan 3,73m. Hal ini menunjukkan kemungkinan adanya perpindahan titik berat kapal karena muatan kapal yang berubah. 

Kondisi arah gelombang dipilih pada posisi 90 (sembilan puluh) derajat atau beam sea, karena diasumsikan kondisi gerak oleng (roll) akan maksimum terjadi hingga kapal akan mengalami gerak oleng yang cukup berbahaya.

Dari gambar – gambar tersebut  dapat ditarik kesimpulan bahwa secara umum untuk kapal ini frekuensi gelombang antara 1,2  dan 1,6 (rad/detik) adalah kondisi yang harus dihindari kapal saat berlayar.

Proses ini semakin berbahaya bagi kapal apabila titik berat vertikal (KG) yang semakin tinggi. Dimana respon yang diperlihatkan oleh RAO pada masing – masing kondisi KG menunjukkan bahwa dengan semakin tingginya titik berat muatan kapal semakin besar pula respon yang dialami oleh kapal.  Hal ini bisa sering terjadi apabila muatan barang dan penumpang terkonsentrasi pada daerah dek atas dimana hal ini sebaiknya dihindari sehingga keselamatan pelayaran dapat terjamin.

Dari hasil uji di kolam ini juga menunjukkan perlunya perhitungan RAO dari setiap kapal penumpang atau barang untuk daerah pelayaran yang akan dilalui oleh kapal tersebut. Hal ini untuk menghindari kondisi resonansi karena periode gelombang di daerah pelayaran yang dilalui oleh kapal.

Gambar. 2  RAO – kondisi following sea Kapal Ferry Cepat hasil modifikasi untuk kecepatan dinas 25 knot tinggi gelombang significant 3m dan Tp = 15.5 detik

Gambar. 3 RAO – kondisi stern quartering sea  Kapal Ferry Cepat hasil modifikasi untuk kecepatan dinas 25 knot tinggi gelombang significant 3m dan Tp = 15.5 detik.

Gambar. 4  RAO – kondisi beam sea  Kapal Ferry Cepat hasil modifikasi untuk kecepatan dinas 25 knot tinggi gelombang significant 3m dan Tp = 15.5 detik

Gambar.5 RAO – kondisi bow quartering sea  Kapal Ferry Cepat hasil modifikasi untuk kecepatan dinas 25 knot tinggi gelombang significant 3m dan Tp = 15.5 detik

Gambar 6 RAO – kondisi head sea  Kapal Ferry Cepat hasil modifikasi untuk kecepatan dinas 25 knot tinggi gelombang significant 3m dan Tp = 15.5 detik

5.    REKOMENDASI

Dari kajian teknis hidrodinamika kapal cepat angkut barang dan penumpang ini telah didapatkan suatu desain badan (hull) kapal ferry yang dapat mencapai kecepatan optimal berkisar antara 20 – 25 knots dan mempunyai karakteristik gerakan yang baik dimana sudut respon terhadap gelombang yang menerpa kapal ferry ini menjadi lebih kecil karena koefisien redaman yang dihasilkan membesar.

Pemasangan bilgekeel pada kapal fery cepat ini merupakan hal yang tepat karena selain memperbesar koefisien redaman terhadap gerakan kapal penumpangpun akan merasa nyaman saat melakukan penyebrangan. Selain itu penempatan bilge keel pada posisi streamline dari aliran fluida membuat kecepatan optimal yang diinginkan tidak terkurangi.

Bentuk haluan  kapal ferry ini dimodifikasi agar kapal dapat berlayar dengan kecepatan tinggi. Secara umum selama tiga tahun penelitian ini berlangsung telah dihasilkan suatu desain dari badan (hull) kapal angkut penumpang barang yang handal secara stabilitas, seakeeping dan resistance dalam melakukan tugasnya untuk penyebrangan (ferry) antar pulau di Indonesia.