Perhitungan Estimasi Kecepatan Kapal

Speed-Power Prediction – Engine Propeller Matching untuk Kapal

Noted : Jika ada dari Bapak atau Ibu yang ingin dihitungkan/Sharing/discuss untuk Power speed prediction – Engine Propeller matching kapal nya bisa langsung menghubungi penulis 08111039614 WA/Call

*Artikel dibawah ini mencoba menerangkan bahasa rumus dengan bahasa tulisan di dunia perkapalan agar mudah untuk dimengerti, dengan mendalami dasar dasar logika manusia biasa.

Di bidang perkapalan terutama disisi hulu yaitu pada proses desain kapal seringkali orang membicarakan tentang Speed power prediction-Engine Propeller matching,   Apa itu  Speed-power prediction dan Engine Propeller Matching? Dan apa fungsinya?. Speed power prediction dan engine propeller matching merupakan suatu hal yang tidak bisa dipisahkan, fungsinya adalah agar bisa memprediksikan berapa kebutuhan power engine kapal agar kapal mempunyai kecepatan yang diinginkan. Logikanya sederhana, tetapi rumusnya yang ribet, ehehe…simple logikanya begini, kita punya suatu benda misalnya kardus barang ditempat A, dan mau digeser kesuatu tempat B, berapa power/tenaga yang kita butuhkan agar barang tersebut bisa bergeser ke tempat B dengan kecepatan 2 m/s?. Nah, pastinya kita harus menghitung berapa berat dan berapa kasar medan gesek benda dan lantai. Komponen ini sebagai hambatan, dimana untuk bisa bergerak benda tersebut harus di kasi gaya melawan hambatan, semakin cepat perpindahannya semakin besar daya yang dbutuhkan.

Begitu juga dengan kapal, kapal ini sebagai benda, sedangkan medan geseknya adalah air, jadi hambatan yang ditimbulkan adalah komponen dari  kecepatan kapal, coefisien gesek air, dan luasan bidang geseknya. Sederhananya begitu.

Nah, tentunya setelah dapat power untuk kecepatan yang diinginkan, power ini bukanlah power akhir yang bisa langsung dikonversikan ke power engine yang akan kita beli. Karena konsep alamnya, setiap benda yang berinteraksi punya rugi rugi, atau bahasa ilmiahnya dalam kasus ini perubahan energy. Disinilah engine propeller matching berperan.

Kita tahu bahwa, dikapal punya system propulsi, system inilah yang berfungsi menyuplai power agar kapal bisa mempunyai kecepatan. Kalau istilahnya system propulsi ini adalah mediatornya antara pemberi power (Engine), dan yang membutuhkan power (Kapal).   Jadi begini, kita tahu kebutuhan powernya yang dibutuhkan adalah X , nah bagaimana bisa menyupplai power sejumlah X ini menjadi daya dorong kapal?. Karena engine memberikan power dalam bentuk putaran engine sedangkan kapal membutuhkan dorongan power searah dengan kapal, disini lah peran dari Propeller/Baling baling, merubah energy dari putran engine menjadi gaya dorong arah translasi dengan kapal.

Nah, namanya propeller berinteraksi dengan air, balik lagi kekonsep awal pastinya mereka ada rugi,  rugi inilah indikasi dari effisiensi propeller. Karena power yang diterima oleh propeller dalam bentuk putaran paling maksimal sepengetahuan penulis hanya 60-65 persen saja, sisanya rugi. Jadi kita kasi 100 power baliknya Cuma 60-65 power saja. Selain itu juga ada rugi karena poros atau shaft sekitar 2-4 persen, rugi karena gearbox atau sering digunakan reduction gear sekitar 2-3 persen. Kenapa butuh gearbox ? karena untuk menurunkan putaran engine. Balik lagi, Propeller itu bekerja pada putaran tertentu yang rule of thumbnya untuk kapal workboat di 200-400 RPM, karena jika terlalu berputar cepat efisiensi akan turun, jika terlalu lambat mengakibatkan butuh space ruang propeller yang besar, karena propellernya jadinya besar untuk mendapatkan efisiensi di 60-65 persen tadi. Propeller sangat unik, setiap kapal tentunya punya propeller sendiri sendiri yang costumize. Terutama di Diamater, blade area ratio, pitch, number of blade, sudut rake, dll. Untuk itu kita membutuhkan pembahasan detail. Antara system propulsi (Engine-Gearbox- Poros-Propeller) ini harus bekerja secara maksimum agar ruginya bisa diminimalkan, disinilah ilmu engine propeller matching berperan penting. Jadi kseimpulannya, Engine Propeller matching (EPM) ini adalah menentukan titik optimum kebutuhan power oleh propeller (Load demand) agar bisa menyerap power dari engine secara maksimum. Jika tidak maksimum maka kita akan rugi, jika overmaksimum/overload engine akan kerja paksa dibatas kewajaran, bisa cepat rusak. 

Nah, secara general mungkin sudah jelas diterangkan diawal, konsep kapal mengapa membutuhkan Speed power prediction – Engine propeller matching, selanjutnya saya akan menampilkan sekilas dalam bahasa grafik proses Power Speed predicition – Engine Propeller matching.

1.       Langkah 1, menghitung hambatan kapal untuk mencapai kecepatan kapal yang diinginkan

2.       Langkah 2, menghitung kebutuhan daya/power bersih yang harus di supplai ke propeller agar kapal dapat kecepatannya

3.       Langkah 3, mengestimasikan rugi rugi dari system propulsi, sehingga hasil dari rugi ini ditambah dengan tahanan kapal merupakan power indikasi untuk size engine yang akan dipilih

4.       Langkah 4, menentukan mencari konfigurasi system propulsi (size gearbox, ukuran propeller) agar bekerja maksimal dalam menyerap energy untuk disupplai jadi daya pendorong kapal

5.       Langkah 5, adalah melakukan spiral design concept, yaitu selalu cross check antar system untuk memastikan optimum.

Ini adalah simulasi/gambaran singkatnya speed Power prediction- Engine propeller matching

  

Main Dimension Kapal

Contoh Data Engine caterpillar

Desc	ENGINE CHARACTERISTIC
Maker	Weichai
Type	WHM6160C756-5
power	2 x 756 BHP/ 556 BKW
RPM	1500 RPM
Fuel System	Mech Pump
Emission	IMO Tier II

Contoh Data Engine Wei chai

Contoh Data Propeller

Data characteristic Propeller

Output Parameter

Kurva Ship Speed (Knots) vs Resistance Total (N)

Engine Curve Peformance (Engine RPM vs Shaft Power)

Engine Propeller Matching (Engine RPM vs Shaft Power-Engine)

Bollard Pull Estimation

Speed (Knots)	Engine RPM	Est Bollard Pull (N)	Est Bollard Pull (Ton)
Bollard	295.5	161154.8	15.8
Bollard	295.9	158083.6	15.5
Bollard	296.4	154927.6	15.2
Bollard	296.9	151680.5	14.9
Bollard	297.4	148336	14.5
Bollard	297.9	144887.8	14.2
Bollard	298.5	141330	13.9
Bollard	299.1	137656.6	13.5
Bollard	299.7	133861.4	13.1
Bollard	300	129501.2	12.7