Data KapalTipe Kapal : ContainerLpp : 128 mLwl [(1 + 4%)Lpp] : 131,84 mB : 19 mH : 8,5 mT : 6,3 mCb : 0,7Vs : 15 knotJarak Pelayaran : 1850 milWaktu Pelayaran : 123 jamdisplacement : 12272 ton

Perencanaan Jangkar, Rantai Jangkar Dan Tali Tambat (Anchoring And Mooring Sistem)

JangkarJangkar adalah perangkat penambat kapal ke dasar perairan, dilaut, sungai ataupun

danau, sehingga tidak berpindah tempat karena hembusan angin, arus ataupun gelombang. Jangkar dihubungkan dengan rantai yang terbuat dari besi kekapal dan dengan tali pada kapal kecil.

Kapal biasanya dilengkapi dengan tiga macam jangkar :1. Jangkar haluan (bower anchor)2. Jangkar arus (stream anchor)Kedua macam jangkar tersebut berguna untuk menahan posisi haluan atau buritan.3. Jangkar cemat (kedges anchor), untuk menarik kapal jika terjadi bahaya.

Gambar 3.3 Jangkar(Sumber : http://www.productsdb.com/produkdetail.php)

Perhitungannya sebagai berikut :Equipment NumberPeralatan jangkar, rantai jangkar, kawat seling, tali temali ditentukan berdasarkan Equipment Number (BKI vol. II section 18), dimana dihitung dari rumus dibawah ini:

Equipment Number = Δ2/3 + 2. B.H + A/10

Dimana :Δ : Displacement Kapal pada sarat penuh kapal (ton)B : Lebar kapal maksimal (m)

H : Tinggi freeboard (tinggi kapal tidak tercelup air) yang diukur dari garis muat sampai puncak teratas rumah geladak (m)

A : Luas proyeksi lambung kapal bangunan atas rumah geladak diatas garis muat musim panas dalam batas L (m2)

Maka :Δ = 12272,00344 tonH = Tinggi kapal dikurangi Tinggi sarat kapal + Σ Tinggi bangunan atas

= (8,5 - 6,3) + (3+3+3+3+3)= 20,2 m

A = 531,216 m2

Sehingga,Eq.N = Δ2/3 + 2 x BxH + A/10 = 908,160817

A

Dari perhitungan diatas, maka direncanakan kapal menggunakan peralatan Jangkar, Rantai Jangkar dan Tali Tambat sebagai berikut :a) Jumlah jangkar : 3 buahb) Berat jangkar : 1920 kgc) Rantai jangkar :

Panjang : 440 mDiameter d1 : 44 mm untuk ordinary quality

d2 : 38 mm untuk special qualityd3 : 34 mm untuk extra special quality

Diameter yang digunakan : 34 mmKomposisi dan konstruksi dari rantai jangkar meliputi :

1. Ordinary link a : 6,00 d = 204 mmb : 3,60 d = 122,4 mmc : 1,00 d = 34 mm

2. Large link a : 6,50 d = 221 mm b : 4,00 d = 136 mm c : 1,10 d = 37,4 mm

3. End linka : 6,75 d = 229,5 mmb : 4,00 d = 136 mmc : 1,20 d = 40,8 mm

4. Connecting Shacklea : 7,10 d = 241,4 mmb : 4,00 d = 136 mmc : 0,60 d = 20,4 mmd : 0,50 d = 17 mm

5. Anchor Kenter Shackle a : 8,00 d = 272 mmb : 5,95 d = 202,3 mmc : 1,75 d = 59,5 mm

6. Swivel a : 9,70 d = 407,4 mmb : 2,80 d = 117,6 mmc : 1,20 d = 50,4 mm d : 2,90 d = 121,8 mme : 3,40 d = 142,8 mm f : 1,75 d = 73,5 mm

d) Tali tarik :Panjang minimal : 190 mBeban putus : 370 kN

e) Tali Tambat :Jumlah : 4 buahPanjang minimal @ : 160 mBeban putus : 145 kN

Chain LockerBerdasarkan BKI, volume II section 18 chain locker dapat dihitung dengan rumusan yang ada di bawah ini. Sehingga dapat dicari sebagai berikut :

S = 1,1 x d2 x l / 105 ( m3 )

Dimana :d = diameter rantai (mm) l = panjang rantai (m)

Maka :S = 9,37024 m3

Gaya Tarik Pengangkatan Jangkar (windlass):Kegunaan utama dari windlass adalah sebagai penghubung atau penarik tali (rantai)

jangkar. Windlass mempunyai kemampuan untuk mengangkat jangkar pada kecepatan rata-rata 5-6 fathoms/menit dari kedalaman 30-60 fathoms.Pemilihan windlass dilihat dari segi ukurannya tergantung dari beberapa hal antara lain :- Ukuran kapal- Service dari kapal- Berat jangkar dan rantai jangkar- Losses akibat gelombang air- Losses akibat gesekan dari hawspipe (30%-40%)Pada beberapa kapal, windlass digunakan sebagai alat emergency dan dapat dikombinasikan dengan mooring winch dan warping head pada kapal container, tanker, ro-ro, dan kapal penumpang.

Tipe Windlass1. Horizontal windlass

Adalah type windlass yang mempunyai poros (poros dari wildcat, gearbox utama, dan gypsy head) yang horizontal dengan deck kapal. Windlass horizontal digerakan oleh motor hidrolis dan motor listrik ataupun oleh mesin uap. Windlass jenis ini lebih murah dalam pemasangannya tapi dibutuhkan perawatan yang lebih sulit karena permesinannya yang berada diatas deck dan terkena langsung dengan udara luar dan gelombang.

2. Vertikal windlass

Vertikal windlass adalah type windlass yang mempunyai sumbu poros dari wildcat yang arahnya vertikal terhadap deck kapal. Biasanya motor penggerak dilengkapi gigi, rem dan permesinan lain yang letaknya dibawah deck cuaca dan hanya wildcat dan alat control saja yang berada diatas deck cuaca. Hal itu memberikan keuntungan, yaitu terlindunginya permesinan dari cuaca. Keuntungan lainnya adalah mengurangi masalah dari relative deck defleksion dan menyerdehanakan instalasi dan pelurusan dari windlass. Untuk mneggulung tali tambat (warping), sebuah capstan disambungkan pada poros utama diatas windlass. Windlass vertikal mempunyai fleksibilitas yang tinggi dalam menarik jangkar dan pengaturan mooring.

Gambar 3.4 Windlass(Sumber : http://www.naxin-mt.com/anchor-windlass/310.html)

Gaya tarik pengangkatan untuk satu buah jangkar ditentukan berdasarkan data - data berikut :a. Berat jangkar(Ga) Ga = 1920 Kgb.Ukuran balok rantai(dc) dc ≈ √Ga ≈ 43,82 mm

diambil nilai dc diatas = 44 mmc. Berat rantai jangkar permeter(pa) Untuk rantai stud-link Pa = 0.0218dc2 = 41,856 Kgd. Panjang rantai jangkar yang menggantung(La) La direncanakan = 100 me. kerugian gesekan pada tabung rantai dan stopper (fh) = 1,28 – 1,35 diambil 1,3

Sehingga gaya tarik jangkar :

Z = d2(f + 0,218 (h-100)) [N] = 2516,8 N

Zmax = 3775,2 N

Peralatan Kemudi (Steering Gear)

Tipe-tipe steering gear terdapat dalam berbagai macam variasi yang biasanya dibedakan menurut tenaga utamanya, dapat kita sebutkan disini tiga macam tipe steering gear, yaitu :1.        Steam Steering Gear, tipe ini menggunakan tenaga uap untuk unit tenaganya.2.        Electric Steering Gear, tipe ini menggunakan tenaga utama dari arus listrik.3.        Hydraulic Steering Gear, tipe ini memakai aliran fluida guna membangkitkan tenaga

penggerak.Untuk sistem kontrol, banyak pula macam-macamnya, misalkan saja seperti electrical control system, dimana pengontrolan steering gear dilakukan dengan energi llistrik. Contoh lainnya adalah hydraulic control system, dimana pengontrolan dilakukan secara hidrolis, dan masih banyak lagi ragam sistem control lainnya.Untuk pemakaian steering system di kapal, system yang dipasang haruslah mempunyai tingkat efisisensi yang tinggi dan sesuai dengan tipe kapalnya, sebagai contoh pada kapal tanker yang membawa muatan yang mudah terbakar tentu dibutuhkan sebuah sistem yang memiliki perilaku yang tidak menimbulkan hal-hal yang dapat menyebabkan percikan api, panas, dan hal-hal lainya yang dapat menyebabkan kebakaran, dalam hal ini sebuah system termasuk steering system yang meminimalkan resiko terjadinya kebakaran sangatlah penting dipilih, untuk keperluan tersebut dapat dipilih tipe hydraulic steering gear. Contoh lainnya misalnya pada kapal yang memakai tenaga uap untuk pendorong utamanya, maka steam steering system lebih cocok digunakan karena tenaga uap sudah tersedia sehingga efisiensi yang optimal dapat dicapai.

Gambar 3.2 Sistem Steering gear

(Sumber : http://navyadministration.tpub.com)KemudiKemudi kapal merupakan suata alat kapalyang digunakan untuk mengubah dan menentukan arah gerak kapal, baik arah lurus maupun belok kapal. Kemudi kapal ditempatkan di ujung belakang lambung kapal/buritan propeller kapal. Cara kerja kemudi kapal yaitu kemudi digerakkan secara mekanis atau hidrolik dari anjungan dengan menggerakkan roda kemudi.

Jenis-jenis kemudi :1.    Jenis kemudi kapal dengan linggi kemudi.2.    Jenis kemudi kapal semi spade rudder.

Jenis kemudi kapal spade rudder.

Gambar 3.1 Jenis-jenis kemudi(Sumber : http://nautika-murdiansyah.blogspot.com )

Penentuan Luasan Daun KemudiBerdasarkan aturan Biro Klasifikasi Indonesia 2009 Vol.2 section 14-1, untuk mencapai kemampuan manuver kapal yang baik, ukuran luasan daun kemudi (A) tidak kurang dari perumusan berikut ini:

m2

Dimana :

c1 = Faktor untuk tipe kapal 1,0 untuk kapal umumc2 = Faktor untuk tipe kemudi 1,0 untuk meletakc3 = Faktor untuk profil daun kemudi yang digunakan 1,0 untuk NACA – Profilec4 = Faktor dari peletakkan daun kemudi 1,0 untuk kemudi pada aliran arus propellerL = LppT = Sarat Kapal

Sehingga diperoleh Luasan minimum daun kemudi sebagai berikut :

A= 1 x 1 x 1 x 1 x ((1.75 x 128x 6.3 )/100)) = 14,112 m2

Direncanakan luasan daun kemudi adalah 15 m2

Dimensi utama daun kemudi Berdasarkan Van Lamerens “Resistance, propulsion and steering of ship” untuk daun kemudi pada kapal dengan single propeller memiliki luasan di depan sumbu poros daun kemudi (balansir) kurang dari 23% A

100

75,14321

TLccccA

maka A didepan rudder stock (A1f + A2f) = A' = 23% A = 23% x 15

A' = 3,246 m2

Sedangkan persyaratan dalam perancangan ukuran daun kemudi adalah sebagai berikut :

; b = 1.8 c

danA=b x c = 1.8 c x c

= 2,800 m

b = 1.8 c = 5,040 m

A1 = 50% A total - A1f

A2 = 50% A total - A2f

A1f = 35% A' = 1,136 m2

A2f = 65% A' = 2,110 m2

A1 = (50% A total) - A1f) = 5,91998 m2

A2 = (50% Atotal) - A2f) = 4,946 m2

Untuk jarak C1 dan C2 ditentukan dengan rumusan sebagai berikut :

C1 = 2,349 mC2 = 1,963 m

Menentukan gaya- gaya pada daun kemudi

8,1c

b

Biro Klasifikasi Indonesia Vol.2, 2009 section 14-3 B.1.1 memberikan rumusan yang digunakan dalam perhitungan gaya pada daun kemudi. Adapun rumusnya adalah sebagai berikut :

Cr = 132 . A . v2 . k1 . k2 . k3 . kt dalam N

Untuk menentukan gaya pada daun kemudi maka perlu juga diketahui terlebih dahulu beberapa koefisien- koefisien yang nantinya akan digunakan dalam perhtungan gaya pada daun kemudi.

Koefisien - koefisien yang digunakan :

k1 = (A + 2 )/3 aspect ratio (L) adalah perbandingan antara kuadrat b dengan Atdimana At = A + A rudder horndalam hal ini aspect ratio tdk boleh >2

At = 15,09L = 1,68k1 = 1,23k2 = 1,10(karena dipakai profil NACA dan pada keadaan maju)k3 = 1,00(karena kemudi terletak di belakang semburan propeller)kt = 1,00(ketentuan dari BKI, jika tidak diketahui maka kt = 1)

Sehingga gaya total pada daun kemudi adalah

Cr = 566127,76 N = 566,13 kN

Karena yang digunakan adalah semi spade rudder, maka harus dicari distribusi gayanyaGaya - gaya pada luasan trapesiodal daun kemudi adalah :

1. Pada luasan A1CR1 = CR.A1/ACR1 = 237490,6 Newton = 237,49 kN

2. Pada luasan A2CR2 = CR.A2/ACR2 = 198427,78 Newton = 198,43 kN

Menentukan Torsi Pada Tongkat KemudiDalam perhitungan torsi pada tongkat kemudi (rudder stock) untuk rudder jenis semi-spade Biro Klasifikasi Indonesia Vol. II, 2009 section 14-4 2.2, memberikan acuan yang ditentukan berdasarkan sebagai berikut :

QR = CR . r

QR1 = CR1 . r1 dan QR2 = CR2 . r2

r = c (α - kb)

kb = Af / AMaka,

r1 = c1 (α - kb1) r = c2 (α - kb2)

kb1 = A1f / A1 kb2 = A2f / A2

Sehingga didapatkan ,

kb = 0,230 kb1 = 0,192 kb2 = 0,427

r = 0,280 r1 = 0,324 r = -0,189

QR = 158515,77 Nm =158,51

6 kNm

QR1 = 183672,23 Nm =183,67

2 kNm

QR2 =-

107267,62 Nm = -107,27 kNm

Menentukan Daya Mesin KemudiSebelum menghirtung daya mesin kemudi terlebih dahulu menghitung daya pada tongkat kemudi. Berdasarkan rumusan dalam buku "Marine auxiliary Machinary and System" oleh M. Khetagurov daya yang dibutuhkan untuk memutar tangkai daun kemudi adalh sebagai berikut :

Nrs =

Dimana :

wrs =

a = merupakan sudut putar kemudi 35o

t = merupakan waktu putar kemudi 28 detikMaka,

Nrs = 92,173987 HP

Sehingga dengan demikian daya motor yang harus dihasilkan oleh steering gear untuk menggerakan kemudi adalah sebagai berikut :

Dimana: ηSG =

Efisiensi steering gear (0,35 – 1,0) Diambil 0,5

NST = 184,348 HP 137,4683 KW

75

Q rsR

180

2

SG

rsST

NN