Abstrak — Saat ini perkembangan  dalam  dunia desain  kapal semakin  maju  .  Dalam  mendesain  kapal    banyak  tantangan yang harus dihadapi , salah satunya adalah sulitnya pencapaian efisiensi  yang  optimum  dalam  hal  performance.  Salah  satu target  yang  harus  dicapai  dalam  optimalisasi  desain  adalah mengenai  kecepatan    kapal,  dimana  kecepatan  kapal  harus memenuhi  permintaan  dari  pemilik  kapal  tetapi  dengan menggunakan daya mesin  yang  kecil  sehingga  akan mengurangi  kebutuhan  bahan  bakar  saat  beroperasi,  tanpa mengurangi kapasitas dan stabilitas kapal.
Salah  satu  perkembangan  dalam  desain  kapal  adalah  kapal katamaran.  Kapal  katamaran  memiliki  dua  lambung  yang mempunyai beberapa kelebihan, salah satunya adalah memiliki tahanan yang lebih kecil dibandingkan dengan kapal monohull, sehingga kapal katamaran memiliki efisiensi bahan bakar yang lebih baik daripada kapal monohull.
Pada  penulisan  skripsi  ini  akan  dilakukan  analisa  tahanan lambung katamaran sebelum dan sesudah modifikasi penambahan  bulbous  bow.  Dalam  proses  pengerjaan  akan menggunakan  software  maxsurf  untuk  memodifikasi  dengan penambahan  bulbous  bow  pada  haluan  katamaran  untuk mendapatkan  nilai  tahanan  yang  lebih  rendah  sehingga akhirnya  dicapai efisiensi  penggunaan  bahan  bakar yang lebih optimal.  Hasil  pengerjaan  skripsi  ini  berupa  bentuk  beberapa model  katamaran  dengan  penambahan  bulbous  bow  pada haluannya, nilai tahanan , serta nilai efisiensi kebutuhan bahan bakar.
Kata  Kunci — monohull, katamaran, tahanan kapal, maxsurf, bulbous bow.

## I. PENDAHULUAN

## A. Latar Belakang
Saat  ini  telah  dilakukan  berbagai  penelitian  dalam  bidang desain  kapal  yang  bertujuan  untuk  meningkatkan  hasil  yang optimum,  salah  satunya  adalah  dalam  hal  peningkatan efisiensi pemakaian bahan bakar.
Dalam  perencanaan  desain  kapal  ,  tahanan  akibat gelombang  adalah  salah  satu  komponen  penting  pada tahanan  kapal.  Pada  umumnya  rasio  kerampingan  lambung kapal  yang  besar  dibutuhkan  untuk  mengurangi  tahanan akibat gelombang.
Jenis  Kapal  yang  umumnya  sering  dijumpai  adalah  kapal yang  mempunyai  lambung  tunggal  atau  monohull.  Pada kapal monohull, untuk mencapai kecepatan yang tinggi
Gambar 1. Monohull
Gambar 2. Katamaran
dengan efisiensi bahan bakar yang baik maka lambung kapal dibuat  seramping  mungkin  untuk  mengurangi  tahanan gelombang,  namun  kekurangan  dari  ini  adalah  mengurangi stabilitas  kapal.  Oleh  karena  itu,  dikembangkanlah rancangan  model  kapal  Multihull  .  Macam-macam  dari kapal  multihull  adalah  katamaran,  Small  Waterplane  Area Twin Hull (SWATH), Trimaran dan Pentamaran.
Katamaran  merupakan  kapal  yang  memiliki  lambung ganda  yang  dihubungkan  dengan  struktur  bridging.  Bentuk lambung  kapal  dari  katamaran  mirip  dengan  mono  hull tetapi  memiliki  garis  air  yang  lebih  ramping  sehingga tahanan  yang  dialami  katamaran  lebih  kecil.    Kelebihan kapal katamaran daripada monohull selain memiliki tahanan yang lebih kecil yaitu memiliki stabilitas yang lebih baik. Saat  ini  beberapa  kapal  monohull  telah  didesain  dengan menggunakan bulbous bow dalam usaha untuk meningkatkan  performa.  Bulbous    bow  merupakan  bagian kapal  yang  terletak  di  bagian  haluan  kapal  .  Dengan penggunaan bulbous bow , maka akan berpengaruh terhadap aliran  disekitar  lambung  kapal  dan  mengurangi  drag  yang memberikan peningkatan pada kecepatan dan efisiensi bahan bakar.
Penggunaan  bulbous  bow  sudah  diterapkan  pada  kapal monohull.  Tetapi  penggunaan  bulbous  bow  tersebut  belum banyak  di  gunakan  pada  kapal  katamaran.    Dengan  adanya hal ini , perlu ada pengembangan lagi pada katamaran  yaitu dengan  menambah  bulbous  bow  pada  haluannya.  Dalam usaha  untuk  mencapai  hal  ini  maka  dilakukan  penelitian tentang  pengaruh  penambahan  bulbous  bow  terhadap tahanan kapal katamaran . Model bulbous bow yang didesain divariasikan  menjadi  3  jenis  .  Dalam  desain    bulbous  bow dibentuk  secara  optimal  agar  dapat  menambah  efisiensi terhadap pemakaian bahan bakar.

## B. Perumusan Masalah
Permasalahan yang diangkat dalam analisa ini meliputi :

## Analisa Penerapan Bulbous Bow pada Kapal Katamaran untuk Meningkatkan Efisiensi Pemakaian Bahan Bakar
Prasetyo Adi dan Amiadji
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan , Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
e-mail : amadji@its.ac.id
1. Dengan  3  jenis  variasi  model  bulbous  bow,  jenis manakah  yang  paling  baik  dalam  hal  menghasilkan tahanan paling kecil ?
2. Dari  3  jenis  variasi  model  bulbous  bow,  jenis  manakah yang  paling  efisien  dalam  hal  kebutuhan  jumlah  bahan bakar main engine ?
C. Batasan Masalah
Untuk membatasi ruang lingkup penelitian dan memfokuskan  untuk  permasalahan  yang  akan  dianalisa dalam  skripsi  ini,  maka  permasalahan  akan  dibatasi  sebagai berikut:
1. Penelitian  ini  difokuskan  pada  aspek  teknis  modifikasi penambahan  bulbous  bow    pada  linggi  haluan  kapal katamaran.
2. Objek  yang  dianalisis  adalah  pada  tipe  kapal  katamaran yang  mengalami  modifikasi  penambahan  bulbobus  bow dengan 3 jenis variasi model bulbous bow.
3. Dari  3  jenis  variasi  model  bulbous  bow,  jenis  manakah yang  paling  efisien  dalam  hal  kebutuhan  jumlah  bahan bakar main engine ?

## D. Batasan Masalah
Untuk  membatasi  ruang  lingkup  penelitian  dan memfokuskan  untuk  permasalahan  yang  akan  dianalisa dalam  skripsi  ini,  maka  permasalahan  akan  dibatasi  sebagai berikut:
1. Penelitian  ini  difokuskan  pada  aspek  teknis  modifikasi penambahan  bulbous  bow    pada  linggi  haluan  kapal katamaran.
2. Objek  yang  dianalisis  adalah  pada  tipe  kapal  katamaran yang  mengalami  modifikasi  penambahan  bulbobus  bow dengan 3 jenis variasi model bulbous bow.

## E. Tujuan Penulisan
Tujuan  yang  ingin  dicapai  dalam  penulisan  skripsi  ini adalah antara lain :
1. Mengetahui  pengaruh  modifikasi  penambahan  bulbous bow  terhadap  tahanan  yang  dihasilkan  oleh  kapal katamaran.
2. Mendapatkan salah satu variasi model bulbous bow yang paling  efisien  dalam  hal  kebutuhan  jumlah  bahan  bakar dari main engine.

## F. Manfaat Penulisan
1. Dari  penilitian  ini  diharapkan  dapat  bermanfaat  bagi berbagai  pihak  yang  membutuhkan.  Adapun  manfaat yang diperoleh antara lain :
2. Dapat  digunakan  sebagai  referensi  tambahan  bagi penelitian-penelitian selanjutnya yang berkaitan dengan bidang ini.
3. Dari  hasil  simulasi  ,  diharapkan  dapat  menjadi pembanding untuk kapal katamaran di lapangan setelah mengalami  modifikasi  penambahan  bulbous  bow  pada linggi haluan.

## II. DASAR TEORI

## A. Lambung Kapal (hull)
Pada  Umumnya  konstruksi  kapal  terdiri  dari    badan kapal,  bangunan  atas  (superstructure)  dan  rumah  geladak (deck house). Badan kapal terdiri dari lambung kiri dan
Gambar 3. Monohull
Gambar 4. Catamaran
lambung  kanan,  dasar  dan  geladak.    Lambung  kapal menyediakan daya apung untuk kapal. Dalam perancangan lambung  kapal  berpengaruh  terhadap  stabilitas  kapal  , kecepatan  kapal    dan  draft  dari  lambung  kapal.  Dalam bidang  perkapalan,    beberapa  jenis  kapal    mempunyai lambung  tunggal  (monohull)  dan  lambung  ganda (multihull).
 Monohull Kapal  Monohull  merupakan  kapal  yang  memiliki lambung tunggal atau single hull.
 Multihull Kapal  multihull  memiliki  lambung  lebih  dari  satu.
Beberapa  jenis  kapal  multihull  antara  lain  katamaran, SWATH  (Small  Water  plane  Area  Twin  Hull)  , Trimaran,  dan  Pentamaran.  Katamaran  merupakan  salah satu jenis kapal multihull yang memiliki lambung ganda. Bentuk  lambung  dari  katamaran  mirip  dengan  kapal monohull  tetapi  memiliki  garis  air  yang  lebih  ramping. Oleh  karena  itu  dengan  memiliki  garis  air  yang  lebih ramping  maka  tahanan  yang  dialami  kapal  katamaran lebih  kecil  .  Katamaran  memiliki  dua  lambung  yang dihubungkan dengan struktur  bridging.  Struktur bridging pada  katamaran  dimaksudkan untuk memberikan kekuatan  melintang pada kapal. Karena pada geladak ini akan  menopang  sejumlah  muatan  yang  memiliki  beban besar sehingga  membutuhkan konstruksi  melintang  yang kuat.

## B. Tahanan Kapal
Tahanan  Kapal  merupakan  gaya  hambat  dari  media fluida  yang  dilalui  oleh  kapal  saat  beroperasi    dengan kecepatan  tertentu.  Besarnya  gaya  hambat  total  merupakan jumlah dari semua gaya hambat yang bekerja  dikapal, gaya hambat  total  tersebut  meliputi    tahanan  gesek,  tahanan tekanan, tahanan gelombang, tahanan tambahan digelombang , tahanan udara.

## C. Bulbous Bow
Bulbous  bow merupakan bagian kapal yang terletak di bagian  haluan  kapal.  Penggunaan  bulbous  bow  ini  akan
mempengaruhi  aliran  air  di  sekitar  lambung  kapal. Penjelasan  tentang  efek  aliran  air  yang  terjadi  di  sekitar kapal  adalah  air  dipaksakan  mengalir  di  atas  bulbous  bow sehingga  dapat  memecah  gelombang  air  yang  menahan didepannya.
Gambar 5. Sistem gelombang bulbous bow
Ada  3  jenis  bentuk  dari  bulbous  bow  berdasarkan  referensi SNAME Transactions, vol.86, 1978 yaitu ∆,О dan  . Ketiga bentuk  tersebut  dilihat  dari  garis  tegak  lurus  kedepan (Forward  Perpendicular).  Dalam  perencanaan  gambar bulbous  bow,  terdapat  dimensi  dan  beberapa  parameter desain  yaitu 3 parameter linear dan non linear :
 Parameter linear
1. Pada  parameter  lebar,  lebar  maksimal  (B B )  dari  bulb area  A BT pada  garis  FP  (Fore  Perpendicular)  dibagi dengan lebar kapal (B MS )
2. Pada  parameter  panjang,  panjang  bulb  yang  menonjol (L PR ) normalnya dibagi dengan panjang kapal (L pp ):
3. Pada parameter kedalaman, tinggi (Z B ) dari titik bagian depan  terbesar  dari  bulb  diatas  baseline  dibagi  dengan sarat air (T FP ) pada garis FP (Fore Perpendicular) :
 Parameter non linear
1. Pada parameter cross section, cross sectional area (A BT ) dari  bulbous  bow  pada  garis  FP  (Fore  Perpendicular) dibagi dengan midship section area (A MS ) dari kapal :
2. Pada  parameter  secara  memanjang,  area  pada  bagian depan haluan (A BL ) pada bidang memanjang normalnya dibagi dengan midship section area (A MS ) :
3. Pada  parameter  volume  ,  volume  (  PR )  dari  bagian yang  menonjol    pada  bulb  dibagi  dengan  volume displacement (  WL ) dari kapal :
 

Gambar 6. Parameter linear dan nonlinear desain bulbous bow

## III. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Perencanaan  awal  yaitu  menentukan  ukuran  utama kapal  yang  dipilih  dari  data  kapal  pembanding,  setelah  itu memodelkan  bentuk  lambung  katamaran  dan  beberapa variasi  bulbous  bow  pada  haluan  kapal  katamaran  dan dilanjutkan dengan menganalisa tahanannya. Data pembanding  kapal  yang  digunakan  sebagai  objek  penelitian ini  adalah  kapal  ferry  katamaran.  Berikut  ini  data  utama kapal nya :
LOA (Length Overall )
Lwl ( Length On Waterline)
Bmld (Breadth) D (Depth) T (Draft) Vs : 19.27 m : 17.72 m : 8.04 m : 3.42 m
: 1.06 m
: 25 knot
Proses  pembuatan  model  ,  analisa  tahanan  dan  analisa efisiensi kebutuhan bahan bakar
Proses penggambaran model diawali dengan permodelan  lambung  katamaran.  Dari  bentuk  lambung katamaran  yang  telah  didesain  ,  dilakukan  modifikasi penambahan  bulbous  bow  pada  haluannya  dengan  beberapa pengulangan  proses.  Dalam  hal  ini  bulbous  bow  akan  di modelkan menjadi 3  jenis yaitu tipe yaitu ∆,О dan  . Ketiga bentuk  tersebut  dilihat  dari  garis  tegak  lurus  kedepan (Forward  Perpendicular).  Setelah  proses  permodelan  maka dilanjutkan  dengan  menganalisa  tahanan  dan  efisiensi kebutuhan  bahan  bakar.    Proses  analisa  tahanan  dibantu dengan  software  maxsurf  pro  –  Hullspeed  11.Metode  yang digunakan  dalam  analisa  tahanan  menggunakan  metode savitsky planning.
Di bawah ini adalah hasil desain dari  model katamaran dan ketiga variasi model bulbous bow.

## 1. Katamaran tanpa penambahan bulbous bow
Gambar 7. Hasil desain katamaran (2 dimensi)
Dari hasil analisa efisiensi bahan bakar didapatkan :
2. Katamaran dengan penambahan bulbous bow tipe ∆

## Gambar 8. Hasil desain katamaran dengan penambahan bulbous bow  tipe (2 dimensi)
Besarnya tahanan katamaran yang ditunjukkan oleh simulasi  software  Maxsurf  Pro  Hullspeed  pada kecepatan 25 knot sebesar 91,78 kN dengan kebutuhan power sebesar 2360,89 kW.
Jumlah  main  Engine  yang  digunakan  katamaran adalah  2.  Maka  untuk  pemilihan  main  engine  adalah power  dari  1  main  engine  dikali  2.  Jadi  dipilih  main engine merk Mitsubishi tipe S16R-MPTK dengan daya sebesar 1250 kW
Parameter linear dan nonlinear desain bulbous bow yang dihasilkan adalah sebagai berikut :
L PR = 1,2 m           A MS = 6,1 m 2
Dari hasil analisa efisiensi bahan bakar didapatkan :
3. Katamaran dengan penambahan bulbous bow tipe О
Gambar 9. Hasil desain katamaran dengan penambahan bulbous bow  tipe О (2 dimensi)
Z B = 0,28 m  WL = 86,17 m 3
T FT = 1,06 m  PR = 0,59 m 3 H B = 0,93 m = 0,073 B B = 0,59 m =  0,069 B MS = 8,04 m =  0,26 Lpp = 17,2 m = 0,067 A BL =0,85 m 2 0,139 A BT = 0,41 m 2  =0,0068
Besarnya  tahanan  katamaran  dengan  bulbous  bow  tipe yang  ditunjukkan  oleh  simulasi  software  Maxsurf  Pro Hullspeed  pada  kecepatan  25  knot  sebesar  90,34  kN dengan kebutuhan power sebesar 2323,66 kW Jumlah main Engine yang digunakan katamaran adalah 2. Maka  untuk  pemilihan  main  engine  adalah  power  dari  1 main  engine  dikali  2.  Jadi  dipilih  main  engine  merk Mitsubishi  tipe  S12R-MPTK  dengan  daya  sebesar  1210 kW
Parameter  linear  dan  nonlinear  desain  bulbous  bow yang dihasilkan adalah sebagai berikut :
L PR = 1,2 m           A MS = 6,1 m 2
Z B = 0,49 m  WL = 85,4 m 3
T FT = 1,06 m  PR = 0,58 m 3
H B = 0,94 m = 0,073 B B = 0,59 m =  0,069 B MS = 8,04 m =  0,46 Lpp = 17,2 m = 0,067
A BL =0,91 m 2 0,149 A BT = 0,63 m 2
 =0,0067
Dari hasil analisa efisiensi bahan bakar didapatkan :

## 4. Katamaran dengan penambahan bulbous bow tipe 
Gambar 10. Hasil desain katamaran dengan penambahan bulbous bow  tipe  (2 dimensi)
Besarnya tahanan katamaran dengan bulbous bow tipe yang  ditunjukkan  oleh  simulasi  software  Maxsurf  Pro Hullspeed  pada  kecepatan  25  knot  sebesar  89,09  kN dengan kebutuhan power sebesar 2291,6 kW
Jumlah  main  Engine  yang  digunakan  katamaran adalah  2.  Maka  untuk  pemilihan  main  engine  adalah power  dari  1  main  engine  dikali  2.  Jadi  dipilih  main engine merk Mitsubishi tipe S16R-MPTA dengan daya sebesar 1170 kW
Parameter  linear  dan  nonlinear  desain  bulbous  bow yang dihasilkan adalah sebagai berikut :
L PR = 1,2 m           A MS = 6,1 m 2
Z B = 0,4 m  WL = 83,19 m 3
T FT = 1,06 m  PR = 0,56 m 3
H B = 0,95 m = 0,073 B B = 0,59 m =  0,069
B MS = 8,04 m =  0,37 Lpp = 17,2 m = 0,067 A BL =0,98 m 2 0,16 A BT = 0,41 m 2  =0,0067
Dari hasil analisa efisiensi bahan bakar didapatkan :
Besarnya  tahanan  katamaran  dengan  bulbous  bow tipe  yang  ditunjukkan  oleh  simulasi  software  Maxsurf Pro  Hullspeed  pada  kecepatan  25  knot  sebesar  87,36 kN dengan kebutuhan power sebesar 2247,01 kW
Jumlah  main  Engine  yang  digunakan  katamaran adalah  2.  Maka  untuk  pemilihan  main  engine  adalah power  dari  1  main  engine  dikali  2.  Jadi  dipilih  main engine merk Mitsubishi tipe  S12R-MPTA dengan daya sebesar 1140 kW

## Pemilihan model
Perbandingan  jumlah  kebutuhan  bahan  bakar  yang diperlukan  sebelum  penambahan  bulbous  bow  dan  sesudah penambahan bulbous bow  yang divariasikan menjadi 3 jenis dapat di gambarkan melalui grafik di bawah ini :
Dari  hasil  perbandingan  melalui    tabel  dan  grafik,  maka dapat  dilihat  bahwa  model  katamaran  yang  mengalami modifikasi  penambahan  bulbous  bow  tipe  paling  efisien dalam hal jumlah bahan bakar  .

## KESIMPULAN
1. Pada  proses  analisa  menggunakan  pendekatan  software Maxsurf Pro Hullspeed, telah diketahui bahwa dari ketiga variasi bulbous bow terdapat perbedaan besarnya tahanan yang dihasilkan pada kecepatan yang sama.
2. Besarnya  tahanan  yang  ditunjukkan  oleh  simulasi software Maxsurf Pro Hullspeed pada kecepatan 25 knot untuk  bulbous  bow  tipe  ∆  =  90,34  kN,  untuk  bulbous bow tipe О = 89,09 kN,  dan bulbous bow tipe  = 87,36 kN.
3. Berdasarkan pemilihan  Main engine untuk setiap  model , didapatkan hasil sebagai berikut :
 Untuk  katamaran  tanpa  penambahan  bulbous  bow menggunakan  main  engine  Mitsubishi  tipe  S16R- MPTK dengan daya sebesar 1250 kW
 Untuk  katamaran  dengan  bulbous  bow  tipe  ∆ menggunakan  main  engine  Mitsubishi  tipe  S12R- MPTK dengan daya sebesar 1210 kW
Gambar 11. Grafik hubungan jumlah kebutuhan berat bahan bakar dan pembebanan pada mesin (% power)
 Untuk  katamaran  dengan  bulbous  bow  tipe  О menggunakan  main  engine  Mitsubishi  tipe  S16R- MPTA dengan daya sebesar 1170 kW,
 Untuk  katamaran  dengan  bulbous  bow  tipe  menggunakan  main  engine  Mitsubishi  tipe  S12R- MPTA dengan daya sebesar 1140 kW
4. Dari  hasil  analisa  efisien  bahan  bakar,  telah    diketahui bahwa  dari  beberapa  model    katamaran  terdapat perbedaan kebutuhan jumlah bahan bakar.
5. Dari  hasil  analisa  efisien  bahan  bakar  melalui  tabel  dan grafik      ,  dengan  membandingkan  jumlah  berat  bahan bakar ,  maka didapatkan hasil bahwa model bulbous bow tipe  dipilih  sebagai  model  yang  paling  efisien  dalam pemakaian  bahan  bakar  untuk  memenuhi  kecepatan operasinya.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Bapak  Ir. Amiadji  MM.  ,  MSc.  selaku  dosen  Pembimbing  yang  telah banyak  membimbing  dan  membantu  dalam  pengerjaan penelitian  ini  .  Serta  tidak  terlepas  dari  bantuan  serta dorongan  moral  maupun  material  dari  banyak  pihak  baik secara langsung maupun tidak langsung.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Bunari,  Muhammad.  2013.  Studi  Perbandingan  Perencanaan  Kapal Katamaran  dan  Monohull  Sebagai  Kapal  Riset  di  Perairan  Bengkalis Riau‖, ITS, Surabaya.
[2] Andhi,  Tri  F.  2011.  ―Studi  modifikasi  linggi  haluan  MV.  Voyager dengan penambahan bulbous bow untuk peningkatan ship performance dengan metode simulasi CFD‖, ITS, Surabaya.
[3] Darmawan  Pandika.  2012.  ―Modifikasi  Perancangan  Bulbous  Bow pada  Kapal  Chemical  Tanker  24.000  LTDW  di  PT.PAL  Indonesia (PERSERO)‖, ITS, Surabaya.
[4] Adji, S.W.2009. ―Resistance & Propulsion‖.
[5] SNAME  Transactions,  vol.86  .1978. ―Design  of  Bulbous  Bow‖  .  The Society of Naval Architects and Marine Engineers.