Belajar Geometri Kapal

Lambung kapal merupakan bangun tiga dimensi yang umumnya bebentuk silindris Rencana bentuk kapal ditunjukkan dengan gambar yang disebut lines drawing atau lines plan yang biasanya disingkat dengan sebutan lines. Lines drawing sebagai representase bentuk kapal adalah gambar penampang-penampang bentuk kapal, yaitu buttocks, body plan dan waterplanes

1.Penampang bentuk kapal

Untuk menggambarkan penampang-penampang bentuk kapal, lambung kapal secara imajinatif dipotong dengan pendekatan tiga sistem penampang. Ketiga sistem penampang yang dimaksud adalah buttock, waterplane, dan section.

a.  Buttock

Sistem penampang kapal yang pertama adalah buttock yang diperoleh dari pemotongan pada arah vertikal memanjang kapal.

b.  Waterplane

Sistem penampang kapal yang ke-dua adalah penampang horizontal yang lazim disebut waterplane (penampang garis air). Waterplane tersebut diperoleh dari pemotongan secara horizontal yang tegak lurus terhadap pemotongan yang pertama.

c.  Section

Sistem penampang kapal yang ke-tiga adalah section. Section ini diperoleh dari pemotongan secara vertikal melintang kapal yang tegak lurus terhadap sistem pemotongan yang pertama dan kedua

1.Elemen-elemen bentuk kapal

Pada ketiga gambar penampang kapal terdahulu juga ditunjukkan elemen-elemen bentuk-bentuk kapal. Definisi dari semua elemen bentuk kapal tersebut adalah sebagaimana pada uraian berikut ini.

a.Sheer

Sheer adalah garis proyeksi pertemuan antara geladak utama dan sisi kapal. Garis ini adalah kurva tiga dimensi yang disebut sebagai lengkung geladak pada arah memanjang kapal. Sheer juga adalah kenaikan sisi geladak (rise of deck side) dari titik terendahnya. Titik terendah dari sheer biasanya pada bagian tengah kapal (midship).

Sheer diperlukan untuk menghindari air naik ke kapal pada saat kapal mengangguk (pitching). Ruang lambung antara sheer dan garis horizontal yang melalui titik terendahnya dipertimbangkan sebagai daya apung cadangan bila kapal mengalami kebocoran. Sheer adalah salah satu parameter penentuan lambung timbul kapal.

b.Stern

Lengkung stern dibuat sedemikian hingga kemudi dan baling-baling kapal dapat ditempatkan dengan sempurna.

c.Stem

Bagian depan dari bidang simetri kapal yang menjadi pertemuan antara kulit sisi kiri (port side) dan sisi kanan (starboard side) kapal disebut stem.

d.Entrance

Entrance diartikan sebagai sudut masuk air pada bagian depan kapal. Sudut yang dimaksud adalah sudut pada ujung depan penampang garis air, yakni sudut yang terbentuk antara garis singgung dan sumbu simetri penampang garis air. Entrance berefek terhadap hambatan kapal, hal mana, hambatan kapal menjadi besar bila entrance-nya besar.

e.Midship section

Section dengan luas yang terbesar adalah pada bagian tengah kapal (midship). Lebar terbesar dari penampang garis air (waterline) juga pada bagian tengah kapal. Elemen-elemen bentuk kapal yang tampak pada midship section dijelaskan berikut ini.

1)Bottom

Bagian alas kapal disebut dengan istilah bottom. Kapal-kapal yang berukuran besar umumnya bottom yang segaris dengan horizontal.  Bottom yang miring ke atas membentuk sudut garis alas (base line) kapal dijumpai pada kapal-kapal yang berukuran kecil.

2)Rise of floor

Elevasi atau tinggi kenaikan alas kapal disebut dengan istilah rise of floor. Besaran rise of floor diukur di sisi bagian tengah kapal, yakni jarak vertikal dari base line sampai pada titik potong antara garis bottom dan garis sisi kapal; (lihat Gambar 4).

3)Bilge

Garis lengkung menghubungkan alas dan sisi kapal disebut bilge. Kapal yang mempunyai alas rata, lengkung bilga-nya berupa garis seperempat lingkaran yang radiusnya disebut dengan istilah bilge-radius.

4)Sides

Bagian vertikal atau menghampiri vertikal pada section disebut dengan istilah sides atau sisi. Kebanyakan kapal mempunyai sisi yang tegak lurus terhadap penampang garis airnya. Namun, beberapa kapal terutama kapal-kapal yang berukuran kecil mempunyai sisi yang miring sehingga lebar pada garis airnya lebih kecil dari lebar pada bagian geladaknya.

5)Camber

Geladak kapal juga dibuat melengkung pada arah melintang berupa elevasi bagian tengah geladak terhadap bagian sisinya (lihat Gambar 4). Rasio antara elevasi dan lebar geladak disebut camber yang biasanya bernilai 1/50.

f.Point of keel

Point of keel (titik lunas) yang biasanya dinyatakan dengan simbol K adalah titik potong antara garis sumbu vertikal dan alas pada midship section (bagian tengah kapal).

g.Base line

Base line (garis alas) adalah garis horizontal pada bidang simetri kapal yang melalui titik lunas dan juga pada penampang tengah kapal (midship section).

B. DIMENSI UTAMA KAPAL

Pengertian atau definisi dari semua dimensi kapal dikemukakan dalam uraian berikut.

1.Panjang (Length)

Dimensi panjang kapal diidentifikasi dengan beberapa macam ukuran. Pembedaan ukuran-ukuran panjang kapal didasarkan pada pertimbangan praktis penggunaannya.

a.Length Between Perpendiculars (LBP)

Length Between Perpendiculars ( panjang antara garis tegak) adalah jarak antara garis tegak buritan dan garis tegak haluan. Garis tegak buritan garis vertikal pada sumbu kemudi. Garis tegak haluan adalah garis vertikal yang melalui titik potong antara garis sisi depan linggi haluan (stem) dan garis muat kapal pada sarat disain. Dengan demikian, panjang antara garis tegak juga didefinisikan sebagai jarak antara centreline of rudder stock (sumbu poros kemudi) dan sisi depan linggi haluan.

Panjang antara garis tegak digunakan sebagai parameter dalam penentuan ukuran-ukuran konstruksi kapal. Dimensi ini juga digunakan dalam penentuan ukuran sheer.

a.Length on the Waterline (LWL)

Length on the Waterline (panjang garis air) adalah antara sisi belakang balok linggi buritan dan sisi depan linggi haluan yang diukur pada sarat disain. Dimensi ini merupakan ukuran panjang lambung kapal yang berada di bawah permukaan air.

b.Length Over All (LOA)

Length Over All (panjang keseluruhan) adalah jarak antara titik terdepan haluan kapal (stem) dan titik terbelakang buritan kapal (stern), termasuk tebal pelat kulit.

1.Breadth (B)

Breadth atau beam (lebar) adalah dimensi melintang terbesar yang diukur meliputi sisi luar gading-gading. Lebar kapal umumnya diukur pada bagian tengah (midship section).

2.Depth = Height (H)

Depth (tinggi) adalah jarak vertikal antara titik terendah dari sheer dan base line. Titik terendah dari sheer umumnya berada bagian tengah kapal (midship section). Jika sheer menurun  ke arah buritan, maka dimensi tinggi tetap diukur pada midship section.

Tinggi kapal juga didefinisikan sebagai jarak antara base line dan deck line yang diukur pada midship section. Deck line (garis geladak) adalah garis yang melalui titik temu antara garis sisi atas pelat geladak dan garis sisi dalam pelat sisi.

3.Draught = Draft (T)

Draft (sarat) adalah jarak vertikal antara garis muat rencana (loadline designed) dan baseline yang diukur pada bagian tengah kapal (midship section).

C. KOEFISIEN BENTUK KAPAL

Parameter yang digunakan untuk menilai pengaruh bentuk kapal dalam hubungan dengan pertimbangan disainnya adalah rasio dimensi dan koefisien bentuk.

1.Straight ratio

Straight ratio (rasio dimensi) adalah perbandingan antar dimensi-dimensi utama kapal. Nilai rasio-rasio itu merupakan indikator karakter kapal.

a.Length-Breadth Ratio (L/B); L = LBP

Rasio antara panjang dan lebar merupakan parameter hambatan kapal. Semakin besar nilai L/B, hambatan kapal semakin kecil, sebaliknya, hambatan kapal akan lebih besar jika nilai L/B lebih kecil.

b.Length-Height Ratio (L/H); L = LBP

Rasio antara panjang dan tinggi merupakan parameter kekuatan kapal. Semakin besar nilai L/H, kekuatan kapal semakin kecil, sebaliknya, kekuatan kapal akan lebih besar jika nilai L/H lebih kecil.

c.Length-Draught Ratio (L/T); L = LBP

Meskipun  rasio antara panjang dan sarat tidak didefinisikan secara  tegas sebagai paramater, tetapi tetap perlu dinyatakan untuk menunjukkan kesesuaian antara L dan T.

d.Breadth-Draught Ratio (B/T)

Rasio antara lebar dan sarat merupakan parameter stabilitas kapal. Semakin besar nilai B/T, stabilitas kapal semakin besar, sebaliknya, stabilitas kapal akan lebih kecil jika nilai B/T lebih kecil.

2.Form ratio (rasio bentuk)

Form ratio yang lebih lazim disebut form coefficient (koefisien bentuk) rasio antara besaran bentuk penampang/ruang kapal dan penampang/ruang standar yangberukuran sama dengan dimensi kapal itu sendiri.

a.Block coeffcient ( CB = δ )

Block coeffcient (koefisien blok) adalah rasio antara volume atau isi carena kapal (V) dan volume kotak yang berdimensi sama dengan panjang, lebar dan sarat kapal. Rumus dasar koefisien blok adalah:

CB =  V / LWL . B . T

a.Midship section coeffcient ( CM = β )

Midship section coeffcient (koefisien penampang tengah kapal) adalah rasio antara luas penampang tengah kapal (AM) dan luas penampang persegi yang berdimensi sama dengan lebar dan sarat kapal. Rumus dasar koefisien penampang tengah kapal adalah:

CM =  Am / B . T

a.Waterline coeffcient ( CW = α )

Waterline coeffcient (koefisien penamapang garis air) adalah rasio antara luas penampang garis air (AWL) dan luas penampang persegi yang berdimensi sama dengan panjang dan lebar kapal;. Rumus dasar koefisien penampang garis air adalah:

CM =  Am / B . T

a.Longitudinal prismatic coeffcient ( CPL = φ)

Longitudinal prismatic coeffcient (koefisien prismatik memanjang) adalah rasio antara volume atau isi carena kapal (V) dan volume prisma memanjang kapal.Prisma memanjang kapal adalah suatu bangun homogen yang penampang melintangnya sama dengan penampang tengah kapal dan panjangnya sama dengan panjang garis kapal. Rumus dasar koefisien prismatik memanjang adalah:

CPL =  V / AM . LWL

CPL =  LWL . B . T . CB / B. T. CM . LWL

CPL =  CB / CM

a.Vertical prismatic coeffcient ( CPV = χ )

Vertical prismatic coeffcient (koefisien prismatik vertikal) adalah rasio antara volume atau isi carena kapal (V) dan volume prisma vertikal kapal; . Prisma vertikal kapal adalah suatu bangun homogen yang penampang horizontalnya sama dengan penampang garis air  kapal dan tingginya sama dengan sarat kapal. Rumus dasar koefisien prismatik vertikal adalah:

CPV =  V / AWL . T

CPV =  LWL . B . T . CB / L . B. CW . T

CPV =  CB / CW

C.  VOLUME DAN DISPLACEMENT KAPAL

1.Volume Carena (V)

Volume atau isi carena kapal adalah volume lambung kapal yang berada di bawah permukaan air. Volume kapal dapat dihitung dengan menggunakan persaman berikut ini:

V  =  LWL . B . T . CB

2.Displacement (D)

Pengertian displacement adalah berat air yang digeser oleh kapal sebesar sama dengan berat kapal itu sendiri. Displacement kapal dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini:

D  =  LWL . B . T . CB . g . c

g =  massa jenis air;   1,025 ton/m3 untuk air laut dan 1,000 untuk air tawar.

c  =  faktor kulit kapal;   1,00675 ~ 1,0075  untuk kapal  baja dan 1,00075 ~ 1,0015 untuk kapal kayu.

Baca konten-konten menarik Kompasiana langsung dari smartphone kamu. Follow channel WhatsApp Kompasiana sekarang di sini: https://whatsapp.com/channel/0029VaYjYaL4Spk7WflFYJ2H