stabilitas kapal , pergeseran beban di dlam kapal

PENGARUH MUATAN CAIR THD STABILITAS KAPAL

• Pada kpl tanker, luas permukaan cairan bebas (minyak) berpengaruh thd stabilitas kpl, krn permukaan zat cair yg bebas mempunyai momen inersia yg langsung mempengaruhi tinggi M (Metasentra).
• Mengingat sifat dr zat cair yg selalu mengambil posisi yg sejajar dg garis air. Shg dg bergesernya muatan zat cair pd waktu kpl oleng maka titik berat cairan akan ikut bergeser.
• Perpindahan ini mengakibatkan pergeseran thd titik berat kpl secara keseluruhan dan akan mempengaruhi stabilitas kapal. Hal ini akan sangat terasa bila luas permukaan bebas cairan tadi besar sekali.
• 3(tiga) buah titik yg memegang peranan penting pada peninjauan stabilitet suatu kapal, adalah:

1. Titik G(Gravity) ; adalah titik berat drpd kapal dan ini dipengaruhi oleh konstruksi kapalnya.

2. Titik B (Buoyancy) ; adalah titik tekan ke atas dari volume air yg dipindahkan oleh bagian kapal yg ada dlm air.

Titik B dipengaruhi oleh bentuk kapal di bawah permukaan air.

3. Titik M (Metacentra) ; adalah titik perpotongan vektor gaya tekan ke atas ( V) pd keadaan tetap dg vektor gaya tekan ke atas pd sudut () yg kecil. ( = sudut oleng)

• Utk kapal yg dlm keadaan seimbang, titik G dan B hrs berada pd satu garis vertikal thd permukaan zat cair dan besarnya gaya berat kapal (W) sama dengan gaya tekan ke atas.
• Utk kapal yg mengalami oleng/trim yg disebabkan oleh gaya² dari luar dg anggapan bhw titik G tdk mengalami perubahan (muatan kapal tdk bergeser/ditambah/dikurangi), maka titik B akan berpindah letaknya. Hal ini dpt diketahui karena titik berat dr bagian kapal yg ada di bawah permukaan air mrp titik tekan ke atas (titik B), shg jika terjadi kemiringan maka bentuk bagian kapal yg ada di bawah permukaan air berubah, shg titik tekan ke atas B juga berubah.
• Dari gbr terlihat, pd saat kapal mengalami keolengan maka akan terlihat bahwa titik G dan titik B tdk terletak pd satu garis vertikal lagi thd garis air yang baru W L.
• Dari keadaan oleng tsb akan terlihat bhw gaya tekan ke atas V dan gaya berat kapal W tdk bekerja pd satu garis kerja shg terjadi momen yg akan mengembalikan kapal ke keadaan semula.
• Stabilitas kapal dibagi menjadi 2(dua) macam, yaitu:

1. Stabilitas memanjang, terjadi pd sudut² miring yg memanjang (pd saat kapal trim). Pada umumnya stabilitas memanjang ini tdk perlu diperhatikan, krn selalu dianggap cukup besar.
2. Stabilitas melintang, terjadi pd sudut miring melintang (pd saat kapal oleng). Dlm mempelajari stabilitas kapal, stabilitas melintang ini yg penting dan untuk selanjutnya disingkat dengan stabilitas.

• Pd saat kapal oleng, titik B berpindah ke B. Kemudian vektor W ke bawah dan vektor V ke atas, dan mempunyai jarak lengan = h.

• Jadi titik G dan titik B sudah tdk terletak pd satu garis vertical thd grs air yg baru W’L’, maka kapal akan mendapatkan momen kapal (S) yg besarnya:

.

dimana; W = berat kapal (dlm ton) = V = displacement kpl (dlm ton).

h = GQ = lengan koppel (dlm meter)

sehingga: h = MG sin 

MG disebut sebagai tinggi metacentra.

Jadi:

• Sedangkan tinggi metacentra MG dpt diuraikan sbb:

atau

• Jadi utk menghitung stabilitet suatu kapal selain harga W, perlu pula diketahui harga-harga KG, KB, dan MB.

PERHITUNGAN KG, KB, DAN MB

LETAK TITIK BERAT KAPAL TERHADAP KEEL (KG)

• Titik berat ini sangat dipengaruhi oleh bentuk konstruksi kapalnya.
• Berat kapal dan titik beratnya dpt dicari dg perhitungan yg teliti dari berat konstruksinya secara pos per pos.
• Utk menghitung KG dpt digunakan rumus:

dimana; W = berat komponen

h = jarak vertikal titik berat komponen terhadap keel kapal

• Utk selanjutnya harga² KG, OG, dan berat kapal dapat dihitung dengan menggunakan table sbb:

Nama Komponen	Berat Komponen	Jarak vertikal titik berat komponen thd keel	Momen berat	Di belakang midship		Di muka midship
				Jarak horisontal titik berat komponen thd midship	Momen berat	Jarak horisontal titik berat komponen thd midship	Momen berat
	I	II	I * II	III	I * III	IV	I * IV
	ton	meter	ton.meter	meter	ton. meter	meter	ton. meter
				- - - - -	- - - - -	- - - - -	- - - - -
	 1 = …...		 2 = ….		 3 = ….		 4 = …

Berat kapal =  ₁ = ……..(ton)

• Utk titik berat kapal setelah diluncurkan ditetapkan dg apa yg disebut “Inclining experiment” atau “percobaan stabilitet”.

LETAK TITIK TEKAN AIR TERHADAP KEEL (KB)

• Titik tekan ini sangat dipengaruhi oleh bentuk kapal di bawah permukaan air.
• Letak titik tekan terhadap keel (KB) dapat dicari melalui perhitungan dg memakai dalil “Simpson” dg menggunakan gbr rencana garisnya. Dari gambar rencana garis, kita dpt menghitung luas dari garis-garis air.

• Setelah menentukan luas garis air melalui gambar rencana garis spt gambar diatas, maka perhitungan KB kita gunakan table sbb:

No. Garis air	I Luas garis air (m2)	II Faktor luas	I * II Hasil	III Faktor momen	I * II * III Hasil
0 1 2 3 4		1 4 2 4 1		-2 -1 0 1 2
			 1 = …...		 2 = ….

Volume kapal = k * h * ₁ = ………m³

dimana ; k = angka perkalian (tergantung Simpson yang dipakai).

JARI-JARI METACENTRA (MB)

• Jari-jari metacentra (MB) ada 2(dua) macam, yaitu:

1. Jari-jari metacentra melintang (utk oleng) MB

Dimana

2. Jari-jari metacentra memanjang (utk trim) M_LB

Dimana

V = volume air yg dipindahkan sampai garis air tersebut (m³)

I = momen inersia dari garis air thd sumbu memanjang kapal (xx) yg melalui titik berat garis airnya (m⁴)

I_L = momen inersia dari garis air thd sumbu melintang kapal yg melalui titik berat garis airnya (m⁴)

• Biasanya kita menghitung dulu momen inersia thd penampang tengah kapal (midship) I_Y. Setelah itu baru dihitung momen inersia I_L thd sumbu yg melalui titik berat F.

Dimana:

A = luas bidang garis air

OF = jarak titik berat garis air ke midship

• Dalam perhitungan ini, maka stabilitas melintang yg lebih memegang peranan yg penting. Dimana momen inersia I dpt dihitung dg menggunakan tabel sbb:

No. Station	I (ordinay setengah lebar)3 (m3)	II Faktor Luas	I * II Hasil
			 1 = …...

Momen inersia thd sumbu x ;

dimana ; k = angka perkalian (tergantung Simpson yang dipakai).

Sedangkan utk perhitungan volume dpt menggunakan luas-luas garis air dan dengan aturan Simpson, volume kapal dpt dihitung.