[Just4Sharing] Kenapa Kapal Bisa Berbelok (Bermanuver) ?

Jawabannya adalah karena kapal mempunyai kemudi, akan tetapi jawaban ini dirasa tidak tepat, karena ada beberapa kapal tidak mempunyai kemudi tapi bisa berbelok. Jadi kalau diambil secara umum kenapa kapal bisa berbelok ?, jawabannya adalah karena adanya gaya yang mendorong kapal untuk berbelok (bermanuver), nah siapa yang menciptakan gaya belok ini, salah satunya alatnya adalah kemudi (Rudder). 

(nah kita menjelaskan dari tinjauan belok kekiri dan kekanan (bahasa umum) aja terlebih dahulu atau istilah tekniknya yaw (ref: six degrees in ship motion/6 derajat kebebasan kapal). 

Bagaimana cara kerjanya?

untuk memudahkan mari kita ambil studi kasus pada hal yang sehari hari kita gunakan, yaitu kipas angin. nah, kita anggap aja kipas angin ini adalah propeller (baling baling kapal), nah, ketika kita menginginkan angin yang bertiup lurus kebadan kita, maka kita harus mempoisisikan kipas angin tepat lurus ke badan kita, nah, apabila kita "memutar" kipas angin beberapa derajat kekiri atau kekanan, tentunya anginnya akan berpindah beberapa derajat. Nah begitu juga prinsip kapal untuk berbelok, jadi harus menciptakan/merubah gaya thrust yang lurus kekapal menjadi beberapa derajat ke arah port side atau start board, kiri atau kanan kapal. nah kalau kipas angin kita dapat dengan mudah memutarnya, nah coba bayangkan bagaimana memutar baling baling kapal dengan poros yang tetap (sistem propulsi konvensional) kearah kiri dan kanan ?, hampir tidak mungkin, kecuali untuk sistem propulsi yang spesial (Azipod, dll). 

Utuk menciptakan gaya untuk membuat kapal "berbelok", tanpa membelokkan propeller yaitu dengan cara menambahkan kemudi. bagaimana cara kerjanya, kemudi berfungsi untuk menciptakan "gaya belok" dengan prinsip menciptakan lift (gaya angkat) dari hasil pertemuan antara fluida dan benda padat (hydrofoil dalam hal ini). nah seperti yang dijelaskan sebelumnya ketika foil ini bertemu dengan aliran fluida maka pertemuan itu menciptakan suatu gaya lift dan drag, dimana lift tegak lurus dengan datangnya aliran sedangkan drag paralel. nah, inilah sebenarnya prinsip kerja dari rudder/kemudi. dengan "membelokkan" kemudi beberapa derajat maka kapal akan berubah arahnya, karena selain adanya gaya dorong yang mendorong kapal bergerak lurus, disni juga hadir gaya lift (boleh disebut gaya dorong) yang dihasilkan dari rudder sehingga gaya resultannya menyebabkan kapal berbelok. 

Nah mengapa ketika kemudi di posisikan lurus dengan posisi propeller kapal tidak berbelok ?.

jawabannya karena tidak adanya lift, loh kok bisa? padahal sesuai yang dijelaskan harusnya ada lift, hehe.,.santai bro, prinsipnya adalah, rudder menggunakan profil yang bentuknya simetri, nah sesuai konsepnya, jika foil (hydrofoil) simetri, maka dengan kecepatan aliran yang menghatam sudut depan (leading edge) maka nilai Cl = 0 (coeficient lift), nah terus apa hubungannya, ya, jika Cl=0 tentunya L=0 , karena sesuai dengan silsilah hubungan nya (baca:rumus) bahwa L= 1/2 .rho(p).v2.A. Cl, nah jika cl=0 ya liftnya=0. nah rudder ini umunya menggunakan hydrofoil simetri. Nah untuk menciptakan liftnya makanya kemudi itu dibelokkan (membuat sudut attack/hantam) supaya adanya lift. begitulah ceritanya teman teman penjelasan secara umumnya.

Jika ada kesalahan mohon dikoreksi, karena kita baru sama sama belajar.,.hehe

[Just4sharing] Mengapa Kapal Selam, Bisa Menyelam dan Mengapung ?

Jawabannya adalah karena ia adalah kapal selam bukan kapal terbang. jawaban ini sedikit "Diplomatis" tapi bisa menimbulkan tindakan "Anarkis" dan kalau dibiarkan lama lama menjadi "Kronis". hehe.. Kapal selam bisa menyelam dan mengapung dikarenakan kapal selam dapat mengatur dirinya sendiri untuk mempunyai massa jenis yang berbeda, yaitu mengatur massa jenisnya kecil dari pada air ataupun massa jenisnya setara dengan massa jenis air (Ref: Massa jenis air laut: 1025 Kg/M3). Untuk detailnya bisa dirujuk pada artikel yang berjudul [Just4share Kenapa kapal bisa mengapung? ].

Lanjuuut??? [kata sang Vokalis] Terus bagaimana kapal selam bisa mengatur massa jenisnya ?, kapal selam bisa mengatur massa jenisnya tersebut yaitu dengan menyediakan balon udara atau semacam tangki untuk menampung udara/air di kapal selam tersebut. Nah, ketika kapal selam menyelam, maka tangki tersebut diisi oleh air secukupnya, sehingga kapal selam mencapai massa jenis yang sama/hampir mendekati dengan massa jenis air. ilustrasi sederhananya ketika botol kita isi air, dan ditutup, terus kita letakkan di air, tentu botolnya akan "menyelam" atau melayang diair. karena apa itu bisa terjadi, ya karena massa jenisnya sama dengan massa jenis air, nah ketika botol itu kita keluarkan airnya maka botol itu akan mengapung. nah, hal itu dikarenakan sekrng botol tersebut sudah terisi dengan udara, sedangkan massa jenis udara sendiri sangat kecil dibandingkan oleh air, oleh karena yang dihitung adalah massa jenis rata rata/massa jenis botol, makanya skrg mssa jenis botol lebih kecil dibandingkan dengan air. Begitu juga yang terjadi dengan kapal selam ketika kapal tersebut ingin mengapung. 

Terus bagaimana kapal selam bisa bermanuver ? manuver disini adalah bergerak (naik-turun, kiri-kanan). bedakan sama manuver politik.,hehehe untuk menggerakkan kapal selam naik dan turun, maka kita menggunakan prinsip Lift (seperti yang dijelaskan pada kemudi kapal), akan tetapi untuk membuat kapal selam naik dan turun maka harus menciptakan gaya lift kearah atas dan bawah, oleh kerena itu di kapal selam terdapat sirip (hydroplane) pada bagian belakangnya (bentuknya hampir sama kayak kemudi, tapi posisinya horizontal). nah, ketika kapal ingin menyelam, sudut depan hydroplane ini diarahkan menukik kedepan, dirubah secara perlahan lahan hingga kapal selam sampai pada posisi kedalam yang diinginkan setelah itu hydroplane diposisikan seperti semula (tentunya setelah didapat massa jenis kapal selam yang ideal untuk menyelam). begitu juga ketika kapal selam tersebut ingin mengapung, sedikit demi sedikit hydroplane ini berubah (sudut depan sirip/leading edge hydroplane). [untuk penjelasan detail gayanya bisa di baca ref:kenapa kapal bisa terbang], bukan promosi. Nah untuk bergerak "kikiri dan kekanan" (portside dan startbord) kapal selam menggunakan penggerak yang fleksibel (bisa digerakkan kekiri dan kekanan) sehingga bisa mengubah arah gaya dorongnya (thrust). Nah, ada satu hal yang khusus lagi pada kapal selam, apa itu?, yaitu bentuk baling baling kapal selam (propellernya), bagaimana bentuknya, dan apa tujuannya? bentuk propeller kapal selam mempunyai skew (kecondongan) yang tinggi atau bisa disebut dengan highly skewed propeller (HSP), hal ini dibuat karena untuk menghindari dari vibrasi yang ditimbulkan oleh propeller. Tujuannya, karena kapal selam didesain sebagai kapal "siluman" yang sulit dideteksi oleh musuh. Nah, inilah tujuannya. Jika ada kesalahan, Mohon dikoreksi, semoga bermanfaat dan selamat menjalankan Ibadah Puasa..hehe Photo

[Just4sharing] Mengapa Kapal Bisa Bergerak ?

Jawabannya adalah

karena kapal mempunyai gaya dorong (thrust) yang melebihi gaya hambatnya (tahanan kapal). 

Siapa yang mendorong kapal/menghasilkan gaya dorong pada kapal? 

jawabannya adalah om "Propulsor", apa itu propulsor, propulsor adalah alat untuk mendorong kapal (mekanik maupun non mekanik) yang biasanya menggunakan energi gerak dan dirubah menjadi daya dorong.

Ada banyak jenis propulsor dari yang sederhana dayung (non mekanik), screw propeller (propeller ulir) (bahasa perancisnya=helice), daya dorong air (water jet), dan banyak lainnya. 

Bagaimana prinsip kerjanya?

Nah biar focus kita ambil studi kasus aja, untuk penggerak mekanik, karena penggerak non mekanik seperti dayung, layar butuh penjelasan agak berbeda.

Prinsip kerjanya adalah dengan menciptakan momentum ke air, sebagai contoh, ketika kita mendayung sampan dengan tangan kita kearah yang berlawanan dengan sampan, maka sampan itu akan "bergerak" berlawanan arah dengan arah dayung kita, disitulah sebenarnya konsepnya. Ketika kita mendayung, kita sebenarnya hanya memberikan percepatan ke air untuk menciptakan perbedaan tekanan. nah, prinsip perbedaan tekanan inilah sebenarnya yang membuat kapal bisa maju kedepan. artinya tekanan yang dibelakang dayung kita besar dari tekanan yang didepannya, karena kita berada disampan tadi, sehingga daya tekan yang besar tadi menekan kembali ke kapal kita, nah kita akhirnya terdorong kedepan. dan hampir semua prinsip pendorong yang digunakan kapal bisa diterangkan dengan prinsip ini (teori momentum propeller).

Nah sama halnya dengan prinsip baling baling kapal (screw propeller) yang sering diaplikasikan dikapal, prinsipnya juga bisa diterangkan begini, prinsipnya baling baling bekerja untuk mengalirkan air kebelakang (percepatan ke air), nah untuk mengalirkan air maka diperlukan ulir (screw), seandainya tidak ada ulir, atau bayangkan aja kipas angin tidak punya sudut bilah bilah kipasnya, tentunya ngak menghasilkan angin.,sama hal nya dengan screw propeller. Secara tekniknya, satu langkah ulir kalau kita putar satu kali menghasilkan jarak axial yang bisa disebut Pitch (pas= bahasa perancisnya). Selain jenis screw propeller banyak lagi jenis penggerak lainnya seperti, ducted propeller (kort nozzle), voith schneider, azipod, dan salah satu propeller yang telah dipatenkan oleh Slah satu Dosen Teknik Sistem perkapalan ITS (adjie propeller) atau Fin Propeller, masing masing propeller dikembangkan tak lain hanyalah untuk mendapatkan keuntungan (misalnya dari segi effisiensi, mudah untuk manuver, dll). 

mungkin kalau dipandang dari segi mekanik, bisa kita simpulkan, bahwa propeller adalah alat penggerak yang prinsipnya mengubah torsi dari mesin yang disalurkan lewat poros (berputar) menjadi gaya dorong (axial), begitulah kurang lebihnya. 

(jika tertarik mungkin bisa membaca teori tentang propeller (baling baling kapal), ada teori aktuator, teori elemen daun propeller (blade element theory)/ menjelaskan bagaimana profil profil pada daun propeller menggumpulkan/menyumbangkan gayanya buat buat hasilkan daya.

sumber foto [http:/workboatsinternational.com] dan wikipedia.com, [cari di google] hehe

Jika Ada kesalahan mohon untuk dikoreksi demi belajar bersama sama.,hehe

[Just4Sharing] Kenapa pesawat bisa terbang ?

Pesawat bisa terbang karena gaya angkat (lift) yang dihasilkan oleh sayap pesawat lebih besar dari berat pesawat (weight) dan gaya dorong (thrust) pesawat lebih besar dari hambatan pesawat (drag). (bisa dilihat digambar)

bagaimana hubungannya? 

Adanya berat pesawat(weight) karena adanya massa pesawat(m) itu sendiri dan gaya gravitasi(g), sepertinya halnya berat badan. hehe.,untuk melawan weight (berat) agar pesawat bisa "terangkat" maka kita harus menciptakan gaya angkat (Lift). bagaimana menciptakan lift?

Lift pesawat timbul karena adanya perbedaan antara tekanan bawah dan atas sayap pesawat, dimana tekanan dibawah sayap pesawat harus lebih besar dibandingkan dengan tekanan diatasnya (sebenarnya pada badan pesawat juga terdapat gaya ini karena gaya ini merupakan gaya yang timbul karena adanya pergerakan relatif antara fluida (udara) dan solid (badan pesawat), tetapi yang paling dominan ada di sayap pesawat) 

Bagaimana menimbulkan perbedaan tekanan di sayap pesawat? sesuai dengan hukumnya mbah bernoulli "bahwa kecepatan udara besar menimbulkan tekanan udara yang kecil"[dengan kata lain kecepatan aliran berbanding terbalik dengan tekanan].

jadi untuk mendapatkan tekanan yang besar dibawah sayap pesawat dibandingkan dengan atasnya maka aliran dibawah sayap pesawat harus lebih lambat dibandingkan aliran diatasnya. 

Untuk itu maka sayap pesawat didesign khusus, yang mana bentuk sayapnya (referenci: Aerofoil) harus menjamin terjadinya hal itu.

nah, tentu saja belum cukup sampai disitu, untuk menciptakan aliran itu tentunya kita harus memacu pesawat dengan kecepatan tinggi sehingga terciptalah aliran, selain itu luasnya sayap pesawat dan massa jenis fluidanya juga menentukan besar kecilnya gaya angkat pesawat (lift). Hubungan ini dapat dijelaskan dalam rumusan Lift= ½ rho V2(kuadrat) × coefficient of lift × area(luas sayap). Harus diingat bahwa kecepatan disini adalah kecepatan aliran fluida ke sayap pesawat bukan kecepatan pesawatnya. 

Nah untuk memacu pesawat dengan kecepatan tersebut maka kita membutuhkan daya dorong (Thrust), nah daya dorong ini diciptakan dari propeller pesawat ataupun dari daya dorong jet pesawat. 

Masalahnya ketika fluida bersentuhan dengan solid maka juga adanya drag atau disebut hambatan diaerodinamika. tidak seperti lift yang arahnya tegak lurus dengan arah angin relative, drag paralel dengan aliran udara. nah untuk itulah selain untuk mendorong pesawat melaju kedepan melawan drag, thrust (gaya dorong) dari propeller atau mesin jet juga berkontribusi untuk menghasilkan gaya angkat (Lift) dengan menciptkan kecepatan aliran yang menghantam sudut hantam sayap pesawat.

[Just4Sharing] ‪ Mengapa kapal Bisa terapung ?

[Just4Sharing] ‪ Mengapa kapal Bisa terapung ? 

Karena kapal memiliki massa jenis yang lebih kecil dibandingkan dengan air. apa itu massa jenis?, massa jenis adalah perbandingan antara massa dengan volume benda. Massa jenis air adalah 1000 kg/m3 dan besi(bahan untuk membuat kapal) adalah 7900 kg/m3, secara logika tentunya massa jenis besi (bahan yang dibuat untuk kapal) lebih besar dan tentunya besi akan tenggelam. akan tetapi mengapa kapal tidak tenggelam? padahal kapal dibuat dari besi, jawabannya adalah massa jeni kapal telah berubah (tidak sama dengan besi) , karena ada pengaruh udara dll, menjadi massa jenis rata rata/massa jenis kapal (average density) dan massa jenisnya lebih kecil dibandingkan dengan massa jenis air, oleh karena itu kapal bisa terapung, selain itu bisa diterangkan juga dengan hukum om archimedes “Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhya kedalam zat cair akan mengalami gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut” jika ada kesalahan mohon dikoreksi

Tema Penelitian Yang Bisa Diangkat buat Penelitian Maupun Karya Tulis

Bonjour,.

Selamat Datang kembali teman teman, Pada postingan kali ini saya akan mencoba membahas tentang tema penelitian khususnya yang berhubungan dengan mata kuliah saya di S2 yaitu keandalan sistem. Keandalan sistem yang saya pelajari  lebih mengarah pada aplikasi keandalan di dunia maritime (rekayasa kelautan). Pada mata kuliah ini saya diajar oleh dosen saya Prof. Ketut Buda Artana yang juga merangkap sebagai dosen saya dilab safety teknik sistem perkapalan. Dalam paparannya banyak hal yang saat ini bisa kita gali untuk menambah khasanah ilmu pengetahuan kita, terutama dalam bidang rekayasa kelautan. Beliau adalah guru besar dibidang rekayasa keandalan sistem kelautan. Pada kuliah minggu ini kami diberikan materi tantang analisa resiko. memang mata kuliah ini merupakan mata kuliah lanjutan pada mata kuliah keandalan sistem. sebelum mengakhiri kuliah kami diberikan masukan mengenai tema tema yang bisa dijadikan referensi untuk membuat karya tulis maupun penilitian. Baiklah pada kesempatan ini saya akan menjelaskan apa saja tema tema yang dimaksud.

1. reliability/risk based design dalam bidang teknologi kelautan

pada tema ini banyak sekali materi yang bisa diangkat mengenai risk based design, jadi setiap design yang berhubungan dengan teknologi kelautan maupun teknologi lainnya, untuk mengambil keputusan apakah design tersebut layak atau tidak di bangun dalam tinjauan resiko. karena resiko yang tinggi pada yang akan dibangun juga berpengaruh pada kelayakan sistem itu sendiri. salah satu tema yang pernah diangkat oleh senior saya dalam tugas akhirnya adalah risk based design pada terminal LNG, dengan mensimulasikan konsekuensi dengan bantuan software maka analisa resiko pun dapat ditarik (tentunya dengan perhitungan lainnya misalnya frekuensi, hazard,risk matriks). tentu tema ini sekarang lagi banyak booming karena analisa ini di rasa sangat cocok dalam pembangunan suatu pabrik yang mempunyai resiko yang sangat tinggi misalnya pabrik yang berhubungan dengan terminal gas alam, pembangunan pelabuhan, dan banyak lainnya. banyak tema yang bisa diangkat dalam bahasan ini.

2. sinkronisasi antara availability, cost dan variabel lainnya dalam disain rekayasa

Dalam tema ini penelitian yang diangkat mengenai desain rekayasa dengan mempertimbangkan availability, cost dan variabel. Jadi dalam setiap merancang ataupun mengevaluasi apakah sistem tersebut mampu bekerja dalam jangka waktu tertentu berdasarkan availability. Tetapi dalam menentukan hal ini tentunya kita menjamin bahwa sistem tersebut harus berada pada level availability tertentu. Untuk menjaga availability tersebut tentu akan ada tindakan treatment treatment yang dilakukan salah satunya adalah dengan menyediakan komponen komponen sistem yang mempunyai keandalan yang tinggi, dalam artian jika komponen tersebut sering rusak maka kita harus menggantikan dengan komponen yang baru yang lebih gagus. pengambilan keputusan ini tentunya harus mempertimbangkan faktor biaya (cost) karena maupun faktor lainnya. akan tetapi yang paling dominan adalah faktor cost, karena dalam bisnis tentunya yang menjadi pertimbangan adalah biaya operasional. Akan tetapi dalam bidang tertentu misalnya bidang militer tentu yang menjadi fokusnya bukan lagi biaya tapi adalah unjuk kerja yang dicapai sehingga dalam ada istilahnya anggaran tak terbatas, tentu dalam hal ini biaya bukan merupakan masalah lagi. Adapun tema yang pernah diangkat oleh senior saya dalam tema ini adalah tentang penilaian availability sistem yang ada pada pembangkit listrik. Tema yang bisa diangkat dalam hal ini banyak, misalnya kita menganalisa availability dari sistem sistem lainnya misalnya sistem pendukung di kapal, sistem pendingin, sistem main engine, sistem lubrikasi, sistem bahan bakar dan lain lain. selain itu kita juga boleh menganalisa dengan studi kasus yang berbeda beda, karena setiap karakteristik masalah mempunyai pendekatan penyelesaian yang berbeda juga.  

3. pendekatan risiko dalam desain sistem permesinan di kapal

Dalam tema ini penelitian yang bisa diangkat adalah pendekatan risiko pada sistem yang ada dikapal. misalnya dalam sistem engine supporting. misalnya kita mengalisa resiko pada suatu installasi fuel system, dengan mengacu pada data statistik tentang kegagalan sistem tersebut dan dengan menganalisa konsekuensi yyang terjadi akibat hazard hazard maka kita dapat mengelompokkan tingkat resiko dari instalasi tersebut. masalah ini bisa dikembangkan lagi baik melakukan managemen resikonya berupa penurunan frekuensi maupun konsekuensinya dan kemudian ditentukanl tindakan tingkat resikonya hingga pada level dapat ditoleransi. Namun dalam pengembangannya di dalam sistem perkapalan banyak penelitian yang bisa diangkat terutama dengan penilian resiko dalam tujuan mengevaluasi apakah kebijakan yang telah diambil dalam penentuan desainnya telah memenuhi standard resiko yang telah disyaratkan. ada banyak kriteria dalam penentuan resiko salah satunya yang banyak digunakan adalah standard yang dikembangkan oleh DNV  

4. penjaminan keandalan sistem di kapal dalam perbaikan keselamatan transportasi laut di indonesia

untuk tema penelitian ini adalah dengan mengevaluasi keselamatan transportasi laut diindonesia, apa yang menyebabkan banyaknya kejadian yang mengancam keselamatan transportasi, apakah ada sangkutannya dengan kemampuan atau keandalan sistem dalam kapal yang mempengaruhi itu. Untuk itu perlu dilakukan penelitian sejauh mana tingkat keandalan sistem mempengaruhi kecelakaan kapal di indonesia. Tema ini saya rasa sangat penting mengingat banyaknya kecelakaan kapal yang terjadi di transportasi laut. KNKT sebagai tim yang mengevaluasi tentang kecelakaan hanya menganilisa kejadiaan setelah kecelakaan terjadi. Akan tetapi sebagai langkah proaktif maka kita perlu mengambil tindakan yang dianggap sebagai langkah mengantisipasi kecelakaan kapal tersebut. salah satunya adalah dengan menjamin keandalan sistem kapal tersebut. karena kecelakaan kapal di indonesia banyak diakibatkan oleh sistem sistem yang bermasalah. misalnya main engine yang meledak. dan banyak lainnya.

sekian postingan saya kali ini, mudah mudahan bermanfaat untuk kita semua.

Berbagi Sedikit Dengan Tugas Akhir