Pelayaran Sungai dan Danau/Dasar-dasar Kapal

Kapal-kapal yang beroperasi di sungai ataupun danau pada prinsipnya menggunakan pendekatan yang sama seperti halnya kapal-kapal yang beroperasi dilaut, namun terdapat beberapa perbedaan yaitu dalam pelayaran pedalaman terdapat batasan dimensi, batasan olah gerak kapal, berat jenis air yang lebih kecil dari air laut sehingga draft yang kapal lebih dalam diair tawar dari di laut, kapal sungai tidak mengalami gelombang yang besar sehingga lambung bebasnya/freeboard dapat dibuat lebih rendah.

Bagian-bagian kapal

Bagian-bagian kapal yang penting ditunjukkan dalam gambar berikut, gambar ini tidak berbeda banyak dari kapal sungai.

Berdasarkan gambar, bagian-bagian utama kapal terdiri dari: 1: Cerobong; 2: Buritan; 3: Propeller; 4: Kulit kapal; 5: Jangkar; 6: Pemecah ombak (Bulbous Bow); 7: Haluan; 8: Geladak utama; 9: Bangunan atas (Superstructure) di mana ditempatkan anjungan kapal, kabin untuk awak.

Pada kapal penyeberangan Ro-ro masih dilengkapi dengan pintu rampa yang terletak pada haluan dan buritan kapal.

Secara umum pada prinsipnya kapal penyeberangan dan kapal perairan pedalaman dengan yang kapal yang digunakan dilaut memiliki karakteristik yang sama kecuali pada bagian tertentu di mana kapal penyeberangan dilengkapi dengan sistem pintu pendarat (ramp door) untuk naik turun penumpang dan kendaraan serta pola sandar pada dermaga yang menggunakan dermaga khusus untuk kapal penyeberangan.

Lambung Kapal

Lambung kapal atau dalam bahasa Inggris disebut hull adalah badan dari perahu atau kapal. Lambung kapal menyediakan daya apung (Bouyancy) yang mencegah kapal dari tenggelam yang dirancang agar sekecil mungkin menimbulkan gesekan dengan air, khususnya untuk kapal dengan kecepatan tinggi.

Rancang bangun lambung kapal merupakan hal yang penting dalam membuat kapal karena merupakan dasar perhitungan stabilitas kapal, besarnya tahanan kapal yang tentunya berdampak pada kecepatan kapal rancangan, konsumsi bahan bakar, besaran daya mesin serta draft/ sarat kapal untuk menghitung kedalaman yang diperlukan dalam kaitannya dengan kolam pelabuhan yang akan disinggahi serta kedalaman alur pelayaran yang dilalui oleh kapal tersebut.

Bentuk lambung

Lambung kapal dapat berbentuk:

Bentuk lambung	Keterangan
	Kapal lambung datar Kapal dengan lambung datar ini merupakan kapal yang bisa digunakan pada perairan tenang. Biasanya digunakan untuk kapal dengan kecepatan rendah. Banyak digunakan untuk kapal tangker, tongkang Draft kapal biasanya lebih kecil. Untuk meningkatkan stabilitas biasanya titik berat kapal diturunkan
	Katamaran Kapal dengan beberapa lambung ini mempunyai kestabilan yang tinggi, namun gelombang yang ditimbulkan lebih kecil sehingga merupakan kapal yang sesuai untuk dioperasikan di sungai, tetapi diperairan yang bergelombang dampaknya terhadap goyangan di kapal tinggi.
	Lambung V Merupakan kapal dengan lambung lancip seperti huruf V yang mempunyai hambatan yang kecil sehingga lebih hemat dalam penggunaan bahan bakar. Kapal yang demikian biasanya digunakan untuk kapal kecepatan tinggi.
	Lambung terowongan Lambung seperti ini dimaksudkan untuk mengurangi gesekan, berbeda dengan katamaran karena sudut bagian dalam lancip sehingga mempermudah manuver kapal.
	Kapal ponton Kapal yang dibangun diatas ponton, kapal seperti ini sangat stabil, dan dapat dijalankan dengan mudah menggunakan mesin tempel atau ditarik dengan kabel untuk penyeberangan sungai. Tidak efisien bila dihunakan untuk pelayaran jarak jauh.

Desain lambung mempengaruhi kecepatan, semakin streamline semakin cepat. Demikian juga dalam hal penggunaan energi. Tetapi di lain pihak, muatan yang bisa diangkut akan lebih rendah, sehingga kapal barang, tangker akan lebih sesuai untuk menggunakan bentuk lambung di datar.

Perbandingan lambung datar dengan lambung V

Keuntungan Bentuk Lambung datar

Pada lambung datar, stabilitas relatif lebih baik karena pada bentuk datar mempunyai momen kopel lebih besar pada sudut oleng yang sama jika dibandingkan dengan bentuk V.
Pada lambung datar, daya muat lebih besar oleh karena coefisient block (Cb) lebih besar.
Bentuk lambung datar diperoleh nilai periode oleng lebih baik karena nilai momen inersia massa total kapal lebih besar dari bentuk V.
Untuk daya muat yang sama, lambung datar draft lebih rendah dari lambung berbentuk V sehingga dapat berlayar di shallow water.

Keuntungan Bentuk Lambung V

Pada lambung berbentuk V untuk kecepatan rancangan yang sama, diperoleh besaran daya mesin yang lebih kecil dari bentuk lambung datar.
Bentuk lambung V, kemampuan sea keeping dan manouvering kapal lebih baik dari bentuk lambung datar oleh karena bentuk lambung yang ramping.
Kebutuhan bahan bakar untuk kecepatan mesin yang sama lebih rendah dari bentuk lambung V oleh karena nilai tahanan kekentalan (viscous resistance) lebih kecil dari bentuk lambung datar.
Namun mempunyai tahanan gelombang (wave resistance) yang lebih besar karena mempunyai lebar yang lebih pada garis air muat.

Kulit kapal

Kulit kapal merupakan permukaan kapal yang terbuat^[1] dari plat–plat baja, kayu atau aluminium yang disambung menjadi lajur yang terdapat pada badan kapal biasa disebut dengan kulit kapal atau disebut juga ship shell. Kegunaan kulit kapal:

Untuk memberikan kekuatan struktur membujur kapal.
Menerima beban dari kapal dan muatannya.
Merupakan penutup kedap air dari dasar hingga bagian atas kapal.
Lajur kulit kapal diberi nama dengan abjad a,b,c,d dan seterusnya mulai dengan lajur dasar.
Sambungan plat diberi nama dengan angka 1,2,3 dan seterusnya dari depan ke belakang.

Bahan moderen yang kerap digunakan dalam pembuatan kapal kecil yang banyak ditemukan dalam pelayaran pedalaman adalah serat kaca^[2] atau yang dikenal sebagai fiber-glass, yang proses pembuatannya tidak sulit, tetapi dibutuhkan cetakan kulit lambung kapal.

Sekat Tubrukan

Pada kapal sekat Tubrukan ini ditentukan letaknya yaitu 5% dari panjang kapal pada garis air dihitung dari haluan kapal. Pada kapal panjang ditambah 10” ( feet ).

Kegunaan

Sekat Tubrukan memiliki berbagai kegunaan yaitu:

Mencegah kebocoran.
Memperkuat melintang kapal setempat.
Jika terjadi kebocoran pada kapal, maka kapal dapat berlayar pelan-pelan dengan menggunakan sekat Tubrukan.

Ketentuan

Beberapa hal yang perlu diperhatikan kaitannya dengan sekat Tubrukan adalah:

Sekat Tubrukan ini harus lebih tebal dari pada sekat kedap air lainnya.
Batas penguat harus ditaruh pada bagian muka sekat Tubrukan masing-masing berjarak 24”.
Baja siku dipasang pada bagian sekat pelanggaran.

Sekat Belakang

Pada sekat belakang pada bagian lobang baling-baling harus ditambah plat yang lebih tebal 22 mm untuk menahan getaran baling-baling. Bagi penguat yang terletak di bagian belakang kapal, masing-masing berjarak 24” dan baja siku keliling diletakkan pada bagian muka kapal.

Lunas

Lunas adalah bagian terbawah dari kapal, lunas terdiri dari berbagai jenis yaitu lunas dasar, lunas tegak dan lunas lambung. Lunas dasar merupakan lajur kapal pada dasar yang tebalnya +/- 35 % dari pada kulit kapal lainnya. Sedangkan lunas tegak ialah lunas yang tegak sepanjang kapal , tebalnya 5/8 lebih besar daripada lunas dasar pada 4/10 bagian lunas tegak di tengah–tengah kapal. Kapal besar pada umumya memiliki lunas lambung yang berfungsi untuk melindungi kapal bila kandas. Lunas lambung ini biasanya terdapat 1/4 - 1/3 dari panjang kapal pada bagian tengah yang berfungsi juga untuk mengurangi olengan kapal.

Anjungan

Anjungan (bridge) adalah ruang komando kapal di mana ditempatkan roda kemudi kapal, peralatan navigasi untuk menentukan posisi kapal berada dan biasanya terdapat juga kamar nakhoda dan kamar radio.

Anjungan biasanya ditempatkan pada posisi yang mempunyai jarak pandang yang baik ke segala arah.

Perlengkapan anjungan

Alat-alat yang melengkapi anjungan modern antara lain:

Roda kemudi,
Radar
Global Positioning Satelite atau dikenal sebagai GPS,
Radio komuniasi
Perangkat komando ruang mesin
Kompas
Teropong

Geladak

Geladak dalam bahasa Inggrisnya deck adalah lantai kapal. Nama–nama geladak ini tergantung dari banyaknya geladak yang ada di kapal tersebut. Pada umumnya geladak yang berada di bawah dinamakan geladak dasar sedangkan geladak yang di atas dinamakan geladak atas atau geladak utama (main deck). Bila antara geladak dasar dan geladak atas terdapat geladak lagi, maka geladak tersebut dinamakan geladak antara.

Konstruksi geladak

Geladak besi

Kapal-kapal besi umumnya menggunakan geladak yang terbuat dari plat baja, yang dilas satu dengan yang lainnya dari kedua arah (atas dan bawah). Plat baja ini bertumpu pada gading-gading (kerangka) kapal. Pada kapal Ro-ro/penyeberangan geladak kendaraan harus mampu untuk menahan beban kendaraan beserta muatannya.

Geladak kayu

Geladak terbuat dari papan kayu yang tahan terhadap air laut yang disusun berdampingan dan bertumpu ke gading-gading kapal. Untuk membuat geladak kedap terhadap air, celah di antara papan yang digunakan diisi dengan serat tahan air dan diikat/direkatkan dengan tar atau resin. Geladak kayu digunakan pada kapal-kapal pinisi, yach atau kapal kayu.

Geladak serat kaca

Bahan modern yang banyak digunakan pada kapal-kapal kecil adalah geladak yang terbuat dari kaca serat atau yang dikenal fiber glass yang mudah dibuat dan ringan. Serat kaca juga digunakan untuk melapis geladak kayu agar lebih kedap air serta tahan lebih lama.

Gading

Merupakan rangka dari kapal di mana kulit–kulit kapal diletakkan. Nama dari gading disesuaikan dengan tempatnya. Gading yang terletak di sekitar haluan disebut gading haluan. Gading yang terletak pada tempat yang terlebar dari kapal disebut gading besar sementara gading yang terletak di sarung poros baling–baling disebut gading kancing. Gading–gading ini mempunyai jarak antara satu dan lainnya kira–kira 21–37 inci sesuai dengan ukuran kapal dan diberi nomor urut mulai nol yang dimulai dari belakang.

Lajur Geladak

Bagian ini biasanya terbuat dari kayu yang melapisi geladak baja. Untuk itu kayu lajur geladak ini harus memenuhi kriteria berikut:

Cukup keras, tahan lama, dan daya serap air harus sekecil mungkin.
Dalam perubahan suhu, perubahan kembang dan menyusut harus sekecilnya.
Tidak mengandung bahan kimia yang merusak baja.
Harus cukup kering.
Harus bersih dari serat-serat licin.

Untuk itulah maka lapisan ini biasanya terbuat dari bahan kayu teak sejenis Jati (di Indonesia) dan atau kayu Cemara.

Bak

Pada umumnya kapal memiliki satu gudang mini yang dipergunakan untuk memperlancar kegiatan deck terutama pada saat sandar dan lepas sandar. Untuk itu disediakan satu ruangan yang biasa disebut bak. Bak adalah bagian bangunan kapal yang ada di ujung depan kapal, digunakan untuk menyimpan alat tali menali kapal dan rantai jangkar.

Dimensi Kapal

Panjang kapal

Panjang Kapal (Length) pada umumnya terdiri dari LOA (Length Over All), LWL (Length on designes water Line), dan LBP (Length Beetwen Perpendicular).

LOA (length over all)

Secara definisi LOA adalah panjang keseluruhan kapal yang diukur dari ujung haluan kapal terdepan sampai pada ujung belakang buritan kapal. Merupakan ukuran utama yang diperlukan dalam kaitannya dengan panjang dermaga, muatan, semakin panjang LOA semakin besar kapal berarti semakin besar daya angkut kapal tersebut.

LWL (length water line)

LWL adalah panjang kapal yang diukur dari perpotongan garis air pada haluan kapal sampai buritan kapal pada garis air, atau dengan kata lain adalah panjang bagian kapal yang berada di bawah garis air.

LBP (length between perpendicular)

LBP adalah panjang antara 2 (dua) garis tegak kapal yang diukur dari tinggi haluan kapal pada garis air sampai tinggi kemudi.

Lebar

Lebar dan kedalaman kapal merupakan ukuran utama lainnya dalam menentukan ukuran-ukuran kapal. Ada beberapa ukuran lebar yang biasa digunakan dalam pengukuran dimensi lebar kapal yaitu Breadth Extreme/maximum breadth dan Breadth Moulded.

Breadth Extreme

Lebar kapal merupakan besaran yang diukur dari kulit kapal bagian terluar (starboard=sisi kanan) sampai kulit kapal bagian luar sisi lainnya (port=sisi kiri) termasuk jika ada bagian geladak yang menonjol keluar melampaui lambung kapal

Breadth moulded

Lebar menurut mal ialah lebar yang diukur dari bagian luar gading-gading pada satu sisi ke gading-gading sisi yang lain.

Dimensi Vertikal

Sarat air (d) atau (T)

Sarat air atau dikenal sebagai sebagai draught adalah jarak tegak antara lunas (keel) sampai garis air muat, maksimumnya ditetapkan sebagai batas lambung timbul (freeboard). Sarat air biasa disimbolkan dengan huruf ”d” atau “T”. Sarat kapal sangat ditentukan beberapa faktor seperti model lambung kapal, termasuk di dalamnya dimensi kapal rancangan itu sendiri, muatan (payload), berat konstruksi, suhu air serta viskositas air di mana kapal dioperasikan.

Dalam (depth) / Tinggi geladak

Depth moulded (dalam) menurut mal adalah kedalaman atau tinggi yang diukur dari bagian atas lunas sampai bagian bawah geladak yang terendah di tengah-tengah panjang kapal (LBP).

Lambung bebas minimum (f)

Lambung bebas minimum (Min. freeboard), ialah jarak vertikal antara garis geladak bagian atas sampai dengan lingkaran Plimsol Mark (garis muat). Semakin besar muatan kapal, benaman kapal yang tercelup ke dalam air semakin dalam sampai batas aman yang ditandai dengan Plimsol Mark. Sedang lambung bebas (freeboard) adalah jarak vertikal antara garis geladak bagian atas sampai garis air.

Koefisien Kapal

Koefisien kapal merupakan suatu besaran yang merupakan fungsi dari dimensi utama kapal (main dimension). Koefisien–koefisien yang diperoleh akan digunakan dalam perhitungan rancangan kapal. Jenis koefisien kapal adalah sebagai berikut:

Koefisien Bentuk (Cb)

Koefisien bentuk dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

C_{b}={\frac {V}{L_{pp}\cdot B\cdot T}}

Dimana :

V = Volume Carena

L = Panjang Garis Air

B = Lebar Kapal

T = Sarat Kapal

Koefisien bentuk ini berfungsi untuk mengetahui bentuk lambung dari sebuah kapal rancangan yang mana semakin besar nilai sebuah koefisien bentuk, maka berdampak pada bentuk lambung yang gemuk. Sebaliknya pun demikian. Dalam Buku Teori Bangunan Kapal diberikan nilai batasan koefisien bentuk yaitu: (0,20 – 0,84). Untuk rancangan kapal–kapal penyeberangan yang ada sekarang pada umumnya menggunakan Cb yang besar. Hal ini bertujuan untuk mencapai sebuah kapasitas ruang muat yang lebih besar meski tidak sedikit yang menggunakan nilai Cb yang relatif kecil.

Koefisien Water Line (Cwl) dan Koefisien Midship (Cm)

Koefisien Water line

Koefisien Water line (CW) - (range: 0,70 – 0,90). adalah luas bagian kapal yang berada digaris air dibagi panjang pada garis air dikali lebar kapal. Nilai yang kecil menunjukkan kapal yang streamline seperti pada kapal layar atau kapal penumpang sedangan nilai yang besar menunjukkan kapal kecepatan rendah yang digunakan pada kapal barang atau kapal tangker.

C_{w}={\frac {A_{w}}{L_{pp}\cdot B}}

Koefisien midship

Koefisien Midship (CM) - (range: 0,50 – 0,995) adalah potongan melintang pada bagian tengah kapal, atau bagian terbesar yang dibagi dengan lebar (beam) x draft. Yang merupakan ratio antara bagian yang berada dibawah air dengan luas pesegi antara lebar dengan draft. Nilai yang kecil menunjukkan kapal yang streamline yang biasanya ditemukan pada kapal layar dan nilai yang besar biasanya pada kapal barang atau tangker.

C_{m}={\frac {A_{m}}{B\cdot T}}

Koefisien prismatik

Koefisien prismatik adalah volume dibagi dengan panjang pada garis air dikali luas potongan dibawah garis air. Angka yang rendah menunjukkan bagian tengah kapal yang penuh sedang ujung-ujung yang lancip yang biasa digunakan pada kapal kecepatan tinggi sedangkan angka yang besar digunakan pada kapal kecepatan rendah.

C_{p}={\frac {V}{L_{pp}\cdot A_{m}}}

Perbandingan Ukuran Utama Kapal

Perbandingan ukuran utama kapal menentukan karakteristik sebuah rancangan kapal. Secara terperinci rasio ukuran utama dapat kita lihat sebagai berikut:

B/T : Ratio ini menunjukkan karakteristik stabilitas kapal
L/B : Ratio yang menunjukkan maneuvering kapal
L/D : Ratio yang menunjukkan kekuatan konstruksi kapal, khususnya kekuatan memanjang
B/T yang rendah akan mengurangi stabilitas kapal, sebaliknya B/T yang tinggi akan membuat stabilitas kapal menjadi lebih baik.
L/B yang kecil akan memberikan kemampuan stabilitas yang lebih baik akan tetapi dapat juga menambah tekanan kapal
L/B yang besar mengurangi kemampuan olah gerak (maneuver) kapal dan mengurangi pula stabilitas kapal
L/D yang besar akan mengurangi kekuatan memanjang kapal, sebaliknya L/D yang kecil akan menambah kekuatan memanjang kapal.
D/T : Ratio yang menunjukkan lambung timbul kapal, terutama berhubungan dengan daya apung cadangan

Ukuran Kapal

Untuk menyatakan ukuran suatu kapal dalam sebuah kapal rancangan, dapat ditentukan berdasarkan spesifikasi muatan kapal. Spesifikasi muatan kapal tersebut dapat ditinjau sebagai berikut:

Ukuran menurut isi kapal.
Atau ukuran menurut bobot atau berat kapal.
Daya mesin kapal.

Bagi usaha penyeberangan, umumnya dalam pemilihan kapal akan mengambil kapal yang memiliki ruangan yang dapat menampung kendaraan yang akan diseberangkan sebanyak mungkin, bahkan ruangan yang lebih dari satu dek (geladak), agar daya muat kendaraannya besar. Sedang untuk angkutan sungai dan danau yang dipentingkan adalah muatan penumpang atau barang yang bisa diangkut. Untuk mengetahui daya muat atau ruang yang luas adalah ukuran menurut isi kapal, tepatnya net registered tonnage (NRT)

Ukuran Menurut Isi

Untuk mengetahui tonnage isi kapal, diukur ruangan dalam kapal dengan alasan bahwa ruangan yang tertutup dan digunakan untuk pemuatan barang (di bawah atau di atas geladak) adalah faktor penting penentuan daya pendapatan (earning power) suatu kapal. Oleh karenanya ruangan tersebut dijadikan sebagai dasar perhitungan untuk pengukuran dan sebagai batas perhitungan ukuran, diambil tonnage dek (geladak ukur), yaitu geladak teratas untuk kapal yang memiliki kurang dari 3 dek lengkap (continous deck) atau geladak lengkap kedua dari bawah bagi kapal yang memiliki deck lengkap lebih dari 2 buah geladak lengkap.

Ada 2 macam ukuran menurut isi kapal yaitu Gross Tonage (GR) dan Net Tonage (NT)

Gross Tonnage (GT)

Gross Tonnage atau dulu disebut Gross Register Tonnage atau dalam bahasa Indonesia disebut sebagai tonase kotor yaitu jumlah seluruh ruangan di bawah geladak ukur (Tonnage deck) dan ruangan-ruangan tertutup yang ada di atasnya dan dikurangi dengan ruangan-ruangan tertentu, yakni: ruangan cahaya dan angin, rumah kemudi (Wheelhouse), dapur, tangga, WC, hatchways di atas ½ % dari gross tonnage dan ruangan-ruangan yang menurut peraturan pengukuran terbuka (seperti open shelter deck). GRT ini untuk mendapatkan kapal-kapal (ship registration), surat ukur kapal. Arti ton dalam hal ini diartikan sebagai isi atau registered ton. Satu (1) ton sama dengan 100 cubicfeet atau sama dengan 2,83 M3 (1 M3 = 35,3165 cf).

Badan yang melakukan pendaftaran kapal ini (badan swasta) disebut classification society, yang akan menerbitkan sertifikat klasifikasi. Badan ini mengikuti pertumbuhan kapal, mulai dari pembuatan sampai dengan pemusnahan (from the cradle to the grave). Beberapa badan klasifikasi di dunia:

Lloyd’s Register of shiping (LR) di London.
American Bureau of shipping (ABS) di New York.
Bureau Veritas (BV) di Paris.
Det Norske Veritas (DNV) di Oslo.
Germanische Lloyd (GL) di Berlin.
Registro Italiano Navale (RINA) di Roma.
Nippon Kaiji Kyokai (NKK) di Tokyo.
Biro Klasifikasi Indonesia (BKI) di Jakarta.

Perhitungan

Perhitungan tonase kotor dijelaskan di dalam Regulation 3 dari Annex 1 dalam The International Convention on Tonnage Measurement of Ships, 1969. Tergantung dari dua variabel:

V adalah total volume dalam meter kubik (m³), dan

K1 adalah faktor pengali berdasarkan volume kapal.

Faktor pengali K mempengaruhi persentase volume kapal yang dinyatakan sebagai tonase kotor. Untuk kapal kecil nilai K lebih kecil, sedang untuk kapal besar nilai K lebih besar. Nilai K bervariasi pada rentang antara 0.22 sampai 0.32 dan dihitung dengan rumus:

K_{1}=0.2+0.02\cdot log_{10}(V)

Setelah V dan K diketahui, tonase kotor dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

GT=K_{1}\cdot V

Sebagai contoh, kita dapat menghitung tonase kotor suatu kapal dengan volume sebesar 10,000 m³.

K₁ = 0.2 + 0.02 × log₁₀(V)

= 0.2 + 0.02 × log₁₀(10,000)

= 0.2 + 0.02 × 4

= 0.2 + 0.08

= 0.28

Jadi besarnya tonase kotor/GT adalah:

GT = K₁ × V

= 0.28 × 10,000

= 2,800 tons

Net Tonnage (NT)

NT atau sering juga disebut Regitered ton atau Net Tonnage, diperoleh dari pengurangan Gross Tonnase dengan isi ruangan-ruangan tempat kediaman awak kapal, (kamar nakhoda dan perwira-perwira, ruangan navigasi, tempat alat-alat serang (boatswain) tempat air ballast dan air minum, tempat pompa-pompa, mesin Bantu (donkey) dan ketel (boiler) tempat penyimpanan layar (tidak boleh lebih dari 21/2 % tempat mesin kapal). Berarti bahwa net tonnage adalah jumlah seluruh isi ruangan kapal yang tersedia untuk keperluan pengangkutan barang muatan atau barang dagangan.

Contoh Perhitungan

Untuk kapal dengan penumpang 12 orang atau kurang:

Dasar perhitungan tonase bersih berdasarkan ketentuan ^[3] tergantung kepada variabel berikut:

V adalah total volume cargo dalam meter kubik (m³).

D adalah jarak bagian atas lunas sampai bagian tepi bawah geladak dalam meter.

d, adalah draft dalam meter.

Langkah pertama dalam menghitung NT adalah menghitung nilai K2, yang tergantung kepada Vc. Yang diperoleh dengan menggunakan rumus berikut:

K_{2}=0.2+0.02\cdot log_{10}(V_{c})

Selanjutnya dengan menggunakan ketiga nilai tersebut perhitungan NT diperoleh dari rumus:

NT=V_{c}\cdot K_{2}\cdot (4d/3D)^{2}

Di mana faktor (4d/3D)² tidak boleh melebihi 1, dan nilai V_c × K₂ × (4d/3D)² tidak melebihi 0.25 GT, dan nilai akhir NT tidak boleh diterima bila hasilnya kurang dari 0.30 GT.

Untuk kapal dengan penumpang 13 orang atau lebih:

Dalam menghitung NT untuk kapal-kapal yang diizinkan mengangkut 13 atau lebih penumpang digunakan tambahan 3 variabel lain:

GT adalah Tonase kotor kapal.

N₁ adalah jumlah penumpang di dalam kabin dengan tidak lebih dari 8 tempat.

N₂ adalah jumlah penumpang lainnya,

Pertama sekali dihitung pengali K₃ atas dasar GT dengan menggunakan rumus berikut:

K_{3}={\frac {1.25\cdot (GT+10,000)}{10.000}}

Selanjutnya dapat dihitung tonase bersih:

NT=V_{c}\cdot K_{2}\cdot (4d/3D)^{2}+K_{3}\cdot (N_{1}+N_{2}/10)

Di mana faktor (4d/3D)² tidak boleh melebihi 1, sehingga V_c × K₂ × (4d/3D)² tidak akan lebih dari 0.25 GT, dan nilai akhir dari NT tidak boleh diterima kalau kurang dari 0.30 GT.

Ukuran Menurut Berat

Ukuran menurut bobot atau berat kapal, digunakan satuan longton ( 1 longton = 224 pound / lbs = 1.016 kg) atau satuan short ton (1 short ton = 907, 18 Kg), namun kalau tidak dinyatakan lain maka ton berat adalah longton. Ada 2 macam ukuran ton berat, yaitu:

Tonase bobot mati (Inggris: deadweight tonnage disingkat DWT) adalah jumlah bobot/berat yang dapat ditampung oleh kapal untuk membuat kapal terbenam sampai batas yang diizinkan dinyatakan dalam long ton atau metrik ton. Batas maksimum yang diizinkan ditandai dengan plimsol mark pada lambung kapal. Tonase bobot mati didefinisikan sebagai perjumlahan dari bobot/berat berikut ini: muatan barang, bahan bakar, air tawar, air ballast, barang konsumsi, penumpang, awak kapal.
Berat benaman atau disebut juga sebagai displacement tonnage adalah bobot yang sesungguhnya dari keseluruhan kapal, merupakan jumlah dari DWT dan LWT. Kalau tanpa muatan dan BBM, disebut LIGHT DISPLACEMENT, yang terdiri dari berat baja kapal, berat peralatan dan mesin penggerak beserta instalasi pembantu. Kalau termasuk muatan, BBM dan berat kapal sampai pada garis muat yang terdalam (to her deepes mark) disebut HEAVY DISPLACEMENT.

Stabilitas Kapal

Salah satu penyebab kecelakaan kapal di laut ,baik yang terjadi di laut lepas maupun ketika di pelabuhan, adalah peranan dari para awak kapal yang tidak memperhatikan perhitungan stabilitas kapalnya sehingga dapat mengganggu keseimbangan. Secara umum akibatnya dapat menyebabkan kecelakaan fatal seperti kapal tidak dapat dikendalikan, kehilangan keseimbangan dan bahkan tenggelam yang pada akhirnya dapat merugikan harta benda, kapal, nyawa manusia bahkan dirinya sendiri. Sedemikian pentingnya pengetahuan menghitung stabilitas kapal untuk keselamatan pelayaran, maka setiap awak kapal yang bersangkutan bahkan calon awak kapal harus dibekali dengan seperangkat pengetahuan dan keterampilan dalam menjaga kondisi stabilitas kapalnya sehingga keselamatan dan kenyamanan pelayaran dapat dicapai.

Titik-Titik Penting dalam Stabilitas

Titik-titik penting dalam stabilitas antara lain adalah titik berat (G), titik apung (B) dan titik M.

M - Metacenter

G – Titik berat (Centre of Gravity)

B – Titik apung (Centre of Buoyancy)

K – Lunas/Keel

Titik Berat (Centre of Gravity)

Titik berat (center of gravity) dikenal dengan titik G dari sebuah kapal, merupakan titik tangkap dari semua gaya-gaya yang menekan ke bawah terhadap kapal. Letak titik G ini di kapal dapat diketahui dengan meninjau semua pembagian bobot di kapal, makin banyak bobot yang diletakkan di bagian atas maka makin tinggilah letak titik G-nya.

Secara definisi, titik berat (G) ialah titik tangkap dari semua gaya–gaya yang bekerja ke bawah. Letak titik G pada kapal kosong ditentukan oleh hasil percobaan stabilitas. Perlu diketahui bahwa, letak titik G tergantung daripada pembagian berat di kapal. Jadi selama tidak ada berat yang di geser/ditambah/dikurangi, titik G tidak akan berubah walaupun kapal oleng atau mengangguk/trim.

Titik Apung (Centre of Buoyance)

Titik apung (center of buoyance) dikenal dengan titik B dari sebuah kapal, merupakan titik tangkap dari resultan gaya-gaya yang menekan tegak ke atas dari bagian kapal yang terbenam dalam air. Titik tangkap B bukanlah merupakan suatu titik yang tetap, akan tetapi akan berpindah-pindah oleh adanya perubahan sarat dari kapal. Dalam stabilitas kapal, titik B inilah yang menyebabkan kapal mampu untuk tegak kembali setelah mengalami senget. Letak titik B tergantung dari besarnya senget kapal (bila senget berubah maka letak titik B akan berubah / berpindah. Bila kapal menyenget titik B akan berpindah kesisi yang rendah.

Titik Metasentris

Titik metasentris atau dikenal dengan titik M dari sebuah kapal, merupakan sebuah titik semu dari batas di mana titik G tidak boleh melewati di atasnya agar supaya kapal tetap mempunyai stabilitas yang positif (stabil). Meta artinya berubah-ubah, jadi titik metasentris dapat berubah letaknya dan tergantung dari besarnya sudut senget.

Apabila kapal senget pada sudut kecil (tidak lebih dari 15⁰), maka titik apung B bergerak di sepanjang busur di mana titik M merupakan titik pusatnya di bidang tengah kapal (centre of line) dan pada sudut senget yang kecil ini perpindahan letak titik M masih sangat kecil, sehingga masih dapat dikatakan tetap.

Ukuran dalam stabilitas

Ukuran-ukuran yang digunakan dalam perhitungan stabilitas

Ada beberapa ukuran-ukuran yang digunakan dalam stabilitas kapal seperti ditunjukkan dalam gambar berikut.

KG – Adalah tinggi titik berat ke lunas/jarak/letak titik berat terhadap lunas

Nilai KB untuk kapal kosong diperoleh dari percobaan stabilitas (inclining experiment), selanjutnya KG dapat dihitung dengan menggunakan dalil momen. Nilai KG dengan dalil momen ini digunakan bila terjadi pemuatan atau pembongkaran di atas kapal dengan mengetahui letak titik berat suatu bobot di atas lunas yang disebut dengan vertical centre of gravity (VCG) lalu dikalikan dengan bobot muatan tersebut sehingga diperoleh momen bobot tersebut. Selanjutnya jumlah momen-momen seluruh bobot di kapal dibagi dengan jumlah bobot dan menghasilkan nilai KG pada saat itu.

KGtotal={\frac {\sum M}{\sum W}}

Di mana,

∑M = Jumlah momen (ton)

∑W = jumlah perkalian titik berat dengan bobot benda (m ton)

KM – adalah tinggi / jarak metacenter dari lunas.

KM ialah jarak tegak dari lunas kapal sampai ke titik M, atau jumlah jarak dari lunas ke titik apung (KB) dan jarak titik apung ke metasentris (BM), sehingga KM dapat dicari dengan rumus:

KM=KB+BM

Diperoleh dari diagram metasentris atau hydrostatical curve bagi setiap sarat (draft) saat itu.

GM – Tinggi Metacentric:

Tinggi metasentris atau metacentris high (GM) yaitu jarak tegak antara titik G dan titik M. Dari rumus disebutkan:

GM = KM – KG

GM = (KB + BM) – KG

Nilai GM inilah yang menunjukkan keadaan stabilitas awal kapal atau keadaan stabilitas kapal selama pelayaran nanti

BM – Radius Metacentric:

BM dinamakan jari-jari metasentris atau metacentris radius karena bila kapal mengoleng dengan sudut-sudut yang kecil, maka lintasan pergerakan titik B merupakan sebagian busur lingkaran di mana M merupakan titik pusatnya dan BM sebagai jari-jarinya. Titik M masih bisa dianggap tetap karena sudut olengnya kecil (100-150). Lebih lanjut dijelaskan bahwa:

BM={\frac {b2}{10d}}

Di mana :

b = lebar kapal (m)

d = draft kapal (m)

KB (Tinggi Titik Apung dari Lunas)

Letak titik B di atas lunas bukanlah suatu titik yang tetap, akan tetapi berpindah-pindah oleh adanya perubahan sarat atau senget kapal. Menurut Rubianto (1996), nilai KB dapat dicari:

Untuk kapal tipe plat bottom, KB = 0,50d

Untuk kapal tipe V bottom, KB = 0,67d

Untuk kapal tipe U bottom, KB = 0,53d

Di mana d = draft kapal

Dari diagram metasentris atau lengkung hidrostatis, di mana nilai KB dapat dicari pada setiap sarat kapal saat itu

Segitiga stabilitas

Bila suatu kapal senget maka titik apung akan bergerak sedangankan titik berat (gravitasi) tidak berubah. Karena gaya apung dan gravitasi sama besar dan searah, tetapi kalau kapal miring akan membentuk dua gaya yang paralel dengan arah yang berlawanan, mengakibatkan terjadi rotasi. Rotasi ini mengakibatkan kapal kembali ke posisi semula karena gaya apung dan gravitasi sama besar berlawanan arah akan saling menutup. Hal ini dikatakan sebagai pasangan (coupled) karena kedua gaya yang bekerja menghasilkan rotasi. Rotasi inilah yang menyebabkan terjadi keseimbangan kapal.

Segitiga gaya apung, gravitasi dan lengan penegak

Jarak antara gaya apung dan gravitasi disebut sebagai lengan penegak. Pada gambar di atas lengan penegak merupakan garis yang ditarik dati titik gravitasi ke vektor gaya apung kapal. Untuk kemiringan yang kecil (0^o sampai 7^o ke 10^o, metacenter tidak berubah), nilai lengan penegak (GZ) dapat diperoleh secara trigonometry.

Dengan menggunakan fungsi sinus untuk mendapatkan lengan penegak:

$GM=GZ\cdot \sin \theta$

Dengan stabilitas awal (0^o sampai 7^o-10^o) metacenter tidak berubah, dan fungsi sinus hampir linier (garis lurus) Oleh karena itu Lengan Penegak kapal < GZ proporsional terhadap ukuran tinggi metacenter, GM. Sehingga GM adalah ukuran awal stabilitas kapal

Momen Penegak (Righting Moment/RM)

Moment penegak adalah ukuran stabilitas kapal terbaik. Menjelaskan kenapa kapal bisa mengatasi kemiringan dan kembali ke titik keseimbangan/stabilitas. Moment penegak adalah sama dengan lengan penegak dikali displacement kapal.

Contoh:

Suatu kapal mempunyai displacement sebesar 6000 LT dan mempunyai lengan penegak sebesar 2.4 FT bila dimiringkan 40 derajat. Berapa momen penegak kapal?

RM = 2.4 FT x 6000 LT

RM = 14,400 FT-Tons (disebut "foot tons")

Atau dalam ukuran metrik

RM = 0,73 M x 6000LT

RM =4384 M-ton

Kondisi Stabilitas

Posisi Titik gravitasi dan Metacentre menunjukkan indikasi awal stabilitas kapal. Kalau terjadi permasalahan yang mengganggu stabilitas kapal maka dikelompokkan dalam:

Kondisi stabilitas	Gambar
Stabilitas positif Metacenter berada diatas titik grafitasi. Kalau kapal senget atan membentuk lengan penegak, yang mendorong kapal tegak kembali
Stabilitas netral Metacenter berhimpit dengan titik grafitasi. Kalau kapal senget tidak membentuk lengan penegak, sampai metacenter berpindah setelah senget 7⁰ – 10⁰
Stabilitas negatip Titik gravitasi kapal berada di atas metacenter, bila kapal senget lengan penegak negatif terbentuk yang akan mengakibatkan kapal terbalik.

ALIH [

Kurva statistik stabilitas

Hubungan antara lengan penegak dengan sudut kemiringan kapal (senget)

Bila suatu kapal disengetkan melalui berbagai sudut senget dan lengan penegak untuk setiap derajat senget diukur maka dapat diperoleh kurva statistik stabilitas. Kurva ini adalah gambaran stabilitas kapal pada muatan tertentu.

Berbagai informasi bisa diperoleh dari kurva ini, di antaranya:

Rentang stabilitas: Kapal ini akan menghasilkan lengan penegak bila disengetkan dari 0^o sampai 74^o. (Kurva ini diasumsikan bahwa seluruh struktur utama kapal kedap air.)

Lengan penegak maksimum: adalah jarak terbesar antara gaya dari daya apung dengan gravitasi. Di sinilah para tenaga ahli perkapalan menghabiskan energinya.

Sudut maksimum lengan penegak: adalah sudut senget di mana lengan penegak mencapai puncaknya. Sudut bahaya: adalah separoh sudut lengan penegak maksimum.

Referensi

↑ Boat Building Materials
↑ Membuat kapal dari fiber
↑ Regulation 4 of Annex 1 of The International Convention on Tonnage Measurement of Ships, 1969 [1]

[1] Boat Building Materials

[2] Membuat kapal dari fiber

[3] Regulation 4 of Annex 1 of The International Convention on Tonnage Measurement of Ships, 1969 [1]

[1]

[2]

[3]