DESAIN KRI TIPE LANDING PLATFORM DOCK (LPD) SEBAGAI KAPAL MARKAS BERBASIS HYBRID-Dany Hendrik Priatno

From ccitonlinewiki
Revision as of 09:20, 29 April 2019 by Dany.hendrik (talk | contribs) (Metode Perhitungan)
Jump to: navigation, search

DESAIN KRI TIPE LANDING PLATFORM DOCK (LPD) SEBAGAI KAPAL MARKAS BERBASIS HYBRID

Latar Belakang

Kapal Perang Republik Indonesia (KRI) tipe Landing Platform Dock ( LPD) merupakan kapal perang yang memiliki kemampuian dalam mengangkut personel maupun kendaraan tempur taktis maupun strategis dalam kegiatan pendaratan adminisntrasi. KRI tipe LPD juga dapat difungsikan sebagai alat angkut kendaraan tempur amfibi dan angkut heli yang memiiiki kemampuan Docking-Undocking guna mamproyeksikan kekuatan dari laut ke darat melalui LCU (Landing Craft Utiiity) dalam operasi amfibi, operasi pendaratan administrasi dan operasi lainnya sesuai direktif yang diberikan. Kapal LPD memiliki fungsi-fungsi yang dapat diemban untuk mendukung tugas pokoknya antara lain : melaksanakan operasi pengeseran pasukan dan logistik atau operasi pendaratan administratif, mengangkut pasukan dan peralatan tempur serta dukungan terhadap OLP, melaksanakan Operasi Bhakti, mendukung pengoperasian heli, melaksanakan dukungan medis terbatas, melaksanakan dukungan logistik cair terbatas, melaksanakan Patroli Kamla dan mendukung tempat praktek pendidikan dan latihanEnergi mempunyai peranan yang penting dalam kehidupan manusia.

LPD.jpg
Gambar. Kapal Landing Platform Dock (LPD)

Sifat tempur Kapal LPD sangat ditentukan oleh reka bentuk bangunan kapal, kapal ini memiliki mobilitas angkut dan ketahanan operasi hingga 30 hari secara terus menerus tanpa pasukan serta kemampuan embarkasi/debarkasi menggunakan LCU. Heli sebagai kepanjangan tangan sistem kesenjataan memungkinkan untuk menambah aksi dukungan logistik maupun kepentingan operasional dan tugas-tugas khusus dalam mendukung rangkaian kegiatan tempur. Dalam kegiatan operasinya KRI tipe LPD mendapatkan tenaga listrik secara mandiri yang dibangkitkan dari Generator Electrical Set (Genset). Seiring dengan perkembangan dunia untuk penghematan energy dimana hampir semua aktivitas manusia sangat tergantung pada energi, dan dihadapkan pada pemanfaatan energi fosil yang berlebihan dapat menimbulkan krisis energi, maka diperlukan desain KRI yang berbasis pada kapal hybrid yang ramah (eco-friendly) bagi setiap perancangan desain kapal. Pendekatan bangunan kapal yang ramah lingkungan (eco-friendly architecture), menghasilkan beberapa konsep perancangan: conserving energy (Hemat Energi), working with climate (memanfaatkan kondisi dan sumber energi yang alami), respect for site (menanggapi keadaan tapak pada bangunan), respect for user (memperhatikan pengguna bangunan), limitting new resources (meminimalkan sumber daya baru), dan holistic. Dengan latar belakang isu sumber energi tak terbarukan yang mulai menipis serta dampak buruk yang dihasilkan akibat konsumsi energy (tak terbarukan) bagi lingkungan, maka akan lebih baik bila dalam perancangan kapal perang lebih berfokus pada usaha konservasi dan efisiensi energi sehingga menjadi rancangan kapal yang mampu menghemat energi. Disamping juga dalam kondisi darurat KRI masih mampu menghasilkan energi listik yang dapat digunakan sebagai sumber tenaga untuk peralatan deteksi kapal terhadap obyek kapal lain disekitarnya.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan desain kapal perang tipe LPD hybrid yang mampu melaksanakan tugas guna mendaratkan unsur administrasi TNI AD, serta mampu sebagai kapal markas yang dapat menghasilkan energy dari sumber panel surya (solar cell). Metode yang dilakukan dalam desain KRI LPD sebagai kapal markas berbasis hybrid dilakukan dengan menganalisis karakteristik kapal LPD dari perhitungan kurva hidrostatik dan kurva bonjean, perhitungan kekuatan memanjang, perhitungan kebutuhan energy, analisis peralatan deteksi dan senjata sebagai kapal markas, perhitungan break event point dan analisis strategi untuk mengkobinasikan sumber tenaga dari solar cell dengan sumber tenaga dari Electrical Genset.


Pertanyaan Penelitian

Terkait dengan analisis desain KRI LPD sebagai kapal markas berbasis kapal hybrid dapat disusun beberapa pertanyaan sebagai berikut:

a. mendesain KRI yang memiliki karakteristik stabil dan nyaman bagi ABK dan personil yang diangkut melalui perhitungan kurva hydrostatic dan kurva bonjean

b. menghitung kekuatan memanjang kapal terkait dengan beban kapal secara manjang.

c. menghitung kebutuhan tanaga penggerak kapal (main engine) untuk mendesain kapal dengan kecepatan dinas (service velocity) 18 knot.

d. menghitung kebutuhan energi listrik bagi seluruh peralatan di atas kapal.

e. menghitung break event point terkait dengan biaya pembuatan kapal.

f. strategi mengkombinasikan sumber tenaga dari solar cell dengan sumber tenaga dari Electrical Genset.

g. strategi dalam menciptakan KRI yang ramah lingkungan dari limbah yang dihasilkan.

Dalam tugas besar ini yang akan difokuskan adalah pada point "a", yaitu perhitungan kurva hydrostatic dan kurva bonjean.

Tujuan Penelitian

Dari uraian pertanyaan penelitian yang telah diuraiakn di atas dapat disusun tujuan penelitian adalah sebagai berikut:

a. Menganalisis desain KRI yang memiliki karakteristik stabil dan nyaman bagi ABK dan personil yang diangkut melalui perhitungan kurva hydrostatic dan kurva bonjean.

b. Menganalisis kekuatan memanjang kapal terkait dengan beban kapal secara memanjang.

c. Menganalisis kebutuhan tenaga penggerak kapal (main engine) untuk mendesain kapal dengan kecepatan dinas (service velocity) 18 knot.

d. Menganalisis kebutuhan energi listrik bagi seluruh peralatan di atas kapal.

e. Menganalisis break event point terkait dengan biaya pembuatan kapal.

f. Menaganalisis strategi mengkombinasikan sumber tenaga dari solar cell dengan sumber tenaga dari Electrical Genset.

g. Menganalsis strategi dalam menciptakan KRI yang ramah lingkungan dari limbah yang dihasilkan.

Tinjauan Pustaka

1. Kurva Hidrostatik dan Bonjean

A. Hidrostatik

Fungsi Lengkung Hidrostatik adalah untuk mengetahui sifat-sifat badan kapal yang tercelup dalam air (sifat dari karene kapal). Cara yang paling umum untuk menggambarkan lengkung-lengkung hidrostatik adalah dengan membuat dua sumbu yang saling tegak lurus. Sumbu yang mendatar adalah garis dasar kapal, sedang sumbu tegak menunjukkan sarat kapal dan dipakai sebagai titik awal pengukuran dari lengkung-lengkung hidrostatik. Garis sarat bagian bawah dibuat lebih rapat karena terjadi perubahan bentuk badan kapal yang agak besar sehingga didapatkan perhitungan yang lebih teliti. Demikian juga pada station depan dan belakang stationnya dibagi lebih rapat. Lengkung Hidrostatik digambar sampai sarat air kapal dan tidak berlaku untuk kapal dalam keadaan trim.

Lengkung-lengkung Hidrostatik tersebut adalah :

1.Water Plan Area (WPA)

WPA adalah luas bidang garis air yang kita rencanakan. Kemungkinan bentuk WPA ditinjau dari bentuk alas kapal adalah sebagai berikut : oKapal dengan Rise of Floor : pada 0 mWL luas garis air adalah nol sehingga lengkung WPA dimulai dari titik (0,0) oKapal tanpa Rise of Floor : pada 0 mWL luas garis air tidak sama dengan nol oKapal alas miring : lengkung WPA dimulai dari titik dimana letak terdalam dari kapal.

2.Coefficient of Waterline (CW)

CW adalah perbandingan antara luas bidang garis air tiap WL dengan sebuah segi empat dengan panjang L dan lebar B. catatan : L adalah panjang maksimum dari tiap WL dan B adalah lebar maksimum dari tiap WL.

CW = WPA/L.B

3.Ton Per Centimetre immersion (TPC)

TPC adalah jumlah ton yang diperlukan untuk mengadakan perubahan sarat kapal sebesar 1 cm. Bila kita menganggap bahwa tidak ada perubahan luas garis air pada perubahan sarat sebesar 1 cm, atau pada perubahan 1 cm tersebut dinding kapal dianggap vertikal. Jadi kalau kapal ditenggelamkan sebesar 1 cm, maka perubahan volume adalah hasil perkalian luas garis air dengan tebal 0,01 m.

Penambahan V = 0,01 . WPA (m3) Penambahan berat = 0,01 . WPA . 1,025 (ton).

4.Midship of Sectional Area

MSA adalah luas dari bagian tengah kapal untuk tiap-tiap sarat kapal. Skala yang digunakan biasanya sama dengan skala sarat air.

5.Midship Coefficient (CM)

CM adalah perbandingan antara luas penampang tengah kapal dengan luas suatu penampang dengan lebar B dan tinggi T. catatan : B adalah lebar maximal kapal tiap WL L adalah tinggi sarat air tiap WL.

CM = MSA/B*T

6.Block Coefficient (CB)

CB adalah perbandingan isi karene dengan suatu balok dengan panjang L, lebar B, dan tinggi T.

CB = Volume/L*B*T

7.Tranverse Center of Bouyancy to Metacentre (TBM)

TBM adalah jarak titik tekan bouyancy secara melintang terhadap titik meta-sentra. Satuan dalam meter (m).

8.Prismatic Coefficient (CP )

CP adalah perbandingan isi karene dengan volume prisma dengan luas penampang tengah kapal dan panjang L.

CP = Volume/MSA*L = Cb/Cm

9.Moment to Change Trim One Centimeter (MTC)

MTC adalah momen yang dibutuhkan untuk mengadakan trim kapal sebesar 1 cm. Satuan yang digunakan adalah Ton Meter.

10.Displacement Due to One Centimeter of Trim by Stern (DDT)

DDT adalah besar perubahan displacement kapal yang diakibatkan oleh perubahan trim kapal sebesar 1 cm.

11.Displacement

Displacement adalah berat dari karene kapal, termasuk juga kulit kapal. Satuan yang digunakan dalam ton.

12.Displacement Moulded

Displacement Moulded adalah berat kapal tanpa kulit. Satuan dalam ton.

13.Wetted Surface Area (WSA)

WSA adalah luas permukaan badan kapal yang tercelup untuk tiap-tiap sarat kapal.

14.Longitudinal Center of Bouyancy to Metacenter (LBM)

LBM adalah jarak titik tekan bouyancy secara memanjang terhadap titik metasentra. Satuan dalam meter.

15.Longitudinal of Keel to Metacenter (LKM)

LKM adalah letak metasentra memanjang terhadap lunas kapal untuk tiap-tiap sarat kapal. Satuan dalam meter.

16.Longitudinal Center of Bouyancy (LCB)

LCB adalah jarak titik tekan bouyancy terhadap penampang tengah kapal untuk tiap-tiap sarat kapal. Satuan dalam meter.

17.Longitudinal Center of Floatation (LCF)

LCF adalah jarak titik berat garis air terhadap penampang tengah kapal untuk tiap-tiap sarat kapal. Satuan dalam meter.

18.Keel to Centre of Bouyancy (KB)

KB adaalah jarak titik tekan hidrostatik ke lunas kapal. Satuan dalam meter.

19.Transverse of Keel to Metacenter (TKM)

TKM adalah letak metasentra melintang terhadap lunas kapal untuk tiap-tiap sarat kapal. Satuan dalam meter.

B. Lengkung Bonjean

Yang dimaksud dengan Lengkung Bonjean adalah lengkung yang menunjukkan luas station sebagai fungsi sarat. Bentuk lengkungan ini mula-mula diperkenalkan pada abad kesembilan belas oleh seorang sarjana Perancis yang bernama Bonjean. Jadi untuk mengetahui luas dari station sampai tinggi sarat T, dapat dibaca dari gambar lengkung Bonjean pada ketinggian sarat T yang sama dengan menarik garis mendatar hingga memotong Lengkung Bonjean. Pada umumnya Lengkung Bonjean cukup digambar sampai setinggi geladak tepi kapal pada setiap station sepanjang kapal.

Bentuk-bentuk Lengkung Bonjean:

1)Garis Lurus Ini adalah bentuk station atau penampang kapal berbentuk segiempat. Jadi pertambahan luas tiap sarat air yang sama selalu konstan.

2)Parabola Ini adalah bentuk station atau penampang segitiga ataupun melengkung.

3)Parabola kemudian Garis Lurus Ini adalah untuk bentuk station atau penampang kapal bagian bawah melengkung kemudian atasnya lurus ke atas. Jadi pada awalnya pertambahan luasnya tidak konstan tapi kemudian pertambahan luasnya konstan.

Fungsi Lengkung Bonjean

Fungsi Lengkung Bonjean adalah kita mendapatkan volume displacement tanpa kulit pada setiap sarat yang dikehendaki, baik kapal tersebut dalam keadaan even keel ataupun kapal dalam keadaan trim dan juga kapal pada saat terkena gelombang. Untuk kegunaan selanjutnya lengkung bonjean digunakan untuk menghitung atau membuat lengkung kebocoran.

2. Integrasi Numerik Untuk Mencari Luasan

Penjelasan tentang integrasi numerik untuk mencari luasan didasarkan pada metode Simpson Metode yang dikembangkan oleh matematikawan Thomas Simpson (1710–1761), yang berasal dari Leicestershire, Inggris. Kaidah Simpson ini banyak digunakan dalam arsitektur perkapalan untuk menghitung kapasitas kapal atau sekoci. Selengkapnya tentang metode Simpson pada link berikut [1]

Metodologi

Kerangka Pikir

Untuk mendesain KRI Tipe LPD sebagai kapal markas yang berbasis hybrid memiliki karakteristik ramah lingkungan disusun kerangka pemikiran sebagai berikut:

Alur pikir TB.jpg
Gambar 2. Kerangka Pikir 


Metode Perhitungan

Metode perhitungan komponen hidrostatik dan kurva Bonjean menggunakan metode Simpson, dengan bantuan program komputer Hydromax dan Ms. Excel.


---bersambung InsyaALLAH---