PARAMETER HIDROSTATIK KAPAL Dr AMIRUL KARMAN S.Pi M.Si BY: Dr AMIRUL KARMAN S.Pi M.Si

FUNGSI LENGKUNG HIDROSTATIK Mengetahui sifat-sifat badan kapal yang tercelup di dalam air, atau dengan kata lain untuk mengetahui sifat-sifat karene. Cara yang paling umum untuk menggambarkan lengkung-lengkung hidrostatik adalah dengan membuat dua sumbu saling tegak lurus. Sumbu mendatar adalah garis dasar kapal (base-line) sedangkan garis vertikal menunjukkan sarat tiap water line yang dipakai sebagai titik awal pengukuran lengkung-lengkung hidrostatik.

Lengkung-lengkungan hidrostatik digambar sampai sarat penuh dan tidak berlaku untuk kondisi kapal trim. Ada 20 lengkungan dalam Lengkung Hidrostatik (Parameter Hidrostatik), sebagai berikut: Volume displacement (m³) Ton displacement (ton) Water area (Aw) (m²) Midship area (A) (m²) Ton per centimeter (TPC) Coefficient of block (Cb) Coefficient of prismatik (Cp) Coefficient of vertical prismatic (Cvp) Coefficient of waterplane (Cw) Coefficient of midship (C)

Longitudinal centre buoyancy (LCB) Jarak KB (m) Jarak BM (m) Jarak KM (m) Jarak BML (m) Jarak KML (m)

Lines Plan

Definisi Volume displacement/∆ (m³) Displasmen adalah berat volume air yang dipindahkan oleh badan kapal. Jadi berat dari volume air yang dipindahkan merupakan berat dari kapal tersebut. ∆ (Newton) = L x B x T x C Dimana; L = Panjang karene B = Lebar karene T = Sarat kapal Cb= Block coefficient g = percepatan gravitasi ρ = Massa jenis air (air laut = 1,025 ton/m)

2) Ton displacement/ ∆ (ton) Selain berat displasmen yang merupakan satuan gaya, dikenal juga massa displacement (ton). ∆ (ton) = L x B x T x CB x ρ Dimana; L = Panjang karene B = Lebar karene T = Sarat kapal CB = Block coefficient ρ = Massa jenis air (air laut = 1,025 ton/m3) Untuk selanjutnya, definisi displacement (∆) yang kita gunakan adalah massa displacement (ton)

Gambar massa displacement

3) Water area (Aw) (m²) Menunjukkan luas area kapal pada water line (wl) tertentu secara horisontal-longitudinal

4) Midship area (A) (m²) Menunjukkan luas area kapal di tengah kapal (midship) pada suatu water line (wl) secara melintang 5) Ton per centimeter (TPC) Menunjukkan berat yang dibutuhkan untuk merubah draft 1 cm

6) Coefficient of block (Cb) Merupakan perbandingan antara isi karene dengan isi suatu balok dengan panjang garis air (Lwl), lebar (B), dan Tingg (T) sarat kapal. Dari nilai Cb dapat dilihat apakah badan kapal mempunyai bentuk yang gemuk atau ramping. Kapal cepat mempunyai nilai Cb kecil dan sebaliknya kapal yang lambat mempunyai nilai Cb besar. Nilai Cb terletak antar 0,20 – 0,84. 𝐶𝑏= 𝑉 𝐿𝑤𝑙 𝑥 𝐵 𝑥 𝑇 Ket: V : Isi karene Lwl : Panjang garis air B : Lebar T : Tinggi

Gambar Coefficient block (Cb)

7) Coefficient of prismatik (Cp) Merupakan perbandingan antara volume badan kapal yang ada di bawah permukaan air (isi karene) dengan volume sebuah prisma dengan luas penampang midship (A) dan panjang Lwl. Nilai Cp menunjukkan kelangsingan bentuk dari kapal. Kapal umumnya mempunyai nilai Cp antara 0,50 – 0,92) 𝐶𝑝= 𝑉 A 𝑥 𝐿𝑤𝑙 Dimana: V = Isi karena (volume badan kapal di bawah permukaan air) A = Luas penampang gading besar (luas midship) Lwl = Panjang garis air

Gambar Coefficient prismatik (Cp)

8) Coefficient of vertical prismatik (Cvp) Merupakan perbandingan antara volume badan kapal yang ada di bawah permukaan air ( isi karene) dengan volume sebuah yang berpenampang Aw dengan tinggi (T). 𝐶𝑣𝑝= 𝑉 𝐴𝑤 𝑥 𝑇 Dimana; V = Isi karena (volume badan kapal di bawah permukaan air) Aw = Luas penampang garis air T = sarat air

9) Coefficient of waterplane (Cw) Merupakan perbandingan antara luas bidang garis air muat (Aw) dengan luas sebuah empat persegi panjang dengan lebar garis air kapal (B). Pada umumnya nilai Cw terletak antara 0,70 – 0,90. 𝐶𝑤= 𝐴𝑤 𝐿𝑤𝑙 𝑥 𝐵 Dimana; Aw = Luas bidang garis air Lwl = Panjang garis air B = Lebar kapal (lebar garis air)

Gambar Coefficient waterplane (Cw)

10) Coefficient of midship (C atau Cm) Merupakan perbandingan antara luas penampang gading besar yang terendam air dengan luas suatu penampang yang lebarnya (B) dan Tingginya (T). Nilai C terletak antara 0,50 – 0,90. 𝐶𝑚= 𝐴𝑚 𝐵𝑇 Dimana; Am = Luas penampang gading besar yang terendam air B = Lebar penampang yang terendam air T = Tinggi penampang yang terendam air

Gambar Coefficient of midship (C)

Longitudinal centre buoyancy (LCB) Menunjukkan titik buoyancy (gaya ke atas) dari midship sepanjang longitudinal kapal Jarak KB menunjukkan posisi titik buoyancy dari titik K secara vertikal 2. Jarak BM menunjukkan jarak antara titik buoyancy terhadap titik metacenter secara vertikal. 3. Jarak KM menunjukkan jarak antara titik metacenter terhadap titik K secara vertikal.

Gambar Posisi titik K, B, G, dan M

4. Jarak BML Menunjukkan posisi BM secara longitudinal, dihitung dari midship kapal 5. Jarak KML Menunjukkan posisi KM secara longitudinal, dihitung dari midship kapal

Gambar Kurva hidrostatik KML, dari KM Gambar Kurva hidrostatik KML, dari KM. Stella Maris (Sumber Muklis 2004)

Contoh Soal Sebuah kapal dengan panjang pada garis air 20 m, lebar 5,5 m dan draught 2,5 m, memiliki ½ area melintang sbb: Ord 1 2 3 4 5 6 7 8 ½ A (m2) 1,0 3,5 4,87 5,75 6,0 5,62 4,5 3,0 Hitunglah: Volume displacement Displacement in SW Cb

Jawaban: S = jarak antar ordinat = Lwl/8 = 20/8 = 2,5 m ½ Area SM (vol) 1,00 1 3,50 4 14,00 4,87 2 9,74 5,75 23,00 6,00 12,00 5,62 22,48 4,50 9,00 3,00  103,22 Vol. displasemen: = (vol) x s/3 x 22 = 103,22 x (2,5 / 3) x 2 = 172 m3 Displasemen in SW: = 172 x 1,025 = 176,3 ton Cb =  / (L x B x d) = 172 / (20 x 5,5 x 2,5) = 0,625

Kapal A memiliki draught 3 m dan waterplane area pada tiap-tiap garis air sbb: WL 1 2 3 4 5 6 7 8 WPA (m2) 30 51 61 65 67,5 68,5 69 70 Hitunglah: Volume displacement Displacement in SW

Jawaban: s = jarak antar wl = d/8 = 3/8 = 0,375 m Vol. displasemen: WPA SM (vol) 1 30 4 120 51 2 102 61 244 65 130 67,5 270 68,5 137 69 276 70  1.349 Vol. displasemen: = (vol) x s/3 = 1.349 x (0,375/3) = 168,62 m3 Displasemen in SW: = 168,62 x 1,025 = 172,84 ton

Hitunglah luas area di bagian tengah kapal (midship area, A) dan coefficient of midship jika diketahui lebar kapal pada area tengah kapal tersebut pada tiap-tiap garis air sbb: (Jika lebar dan draught kapal masing-masing 7 m dan 4 m) WL 1 2 3 4 ½ B (m) 2,5 3,25 3,4 3,5

Jawaban: ½ B SM (vol) 1 0,0 2,5 4 10,0 3,25 2 7,50 3,4 13,60 3,5 3,50  34,60 s = jarak antar WL = d/4 = 4/4 = 1,0 m a. Midship area, A: = (vol) x s/3 x 2 2 = 34,60 x (1,0/ 3) x 2 = 23,0 m3 C : = 23,0/(B x d) = 0,82

Kapal A memiliki panjang pada garis air sebesar 14,5 m dan setengah lebar kapal pada tiap-tiap ordinat sbb: Ord 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ½ B (m) 0,99 1,68 2,03 2,21 2,30 2,31 1,89 1,34 0,65 0,31 Hitunglah: Area of waterplane CWP

Jawaban: s = jarak antar ordinat = LWL/10 = 14,5/10 = 1,45 m SM (vol) 0,99 1 1,68 4 6,72 2,03 2 4,06 2,21 8,84 2,30 4,60 2,31 9,24 4,42 1,89 7,56 1,34 2,68 0,65 2,60 0,31  52,02 s = jarak antar ordinat = LWL/10 = 14,5/10 = 1,45 m Area of waterplane (AW): = (vol) x s/3 = 52,02 x (1,45/3) x 2 = 50,28 m2 CWP: = 50,28 / [14,5 x (2,31 x 2)] = 0,75

Contoh Soal TPC Jawaban: Sebuah kapal terendam pada ketinggian 3m, dan pada saat itu waterplan kapal seluas 70 m2. Hitunglah draught akhir kapal jika sebanyak 1,56 ton muatan dikeluarkan. Jawaban: Untuk di air laut: TPC = Aw /100 m3 x 1,025 t/m3 = Aw /100 m3 x 1 m3/ 1,025 t = Aw / 97,56 t TPC = Aw /100 m3 TPC = 70 / 97,56 = 0,7175 Pengurangan draught = berat yang dipindahkan/TPC = 1,56 / 0,7175 = 2,17 cm = 0,02 m Draught akhir = 3 – 0,02 = 2,98 m