How to cite: Wahyudi. S. et al (2022) Perancangan dan Penggambaran Propeller  dengan Pendekatan Software Hydrocomp Propcad , Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia, 7 (2). E-ISSN:
2548-1398 Published by: Ridwan Institute
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia p–ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398 Vol. 7, Special Issue No. 2, Februari 2022

## PERANCANGAN DAN PENGGAMBARAN PROPELLER DENGAN PENDEKATAN SOFTWARE HYDROCOMP PROPCAD

## Slamet Wahyudi, Ruslan Arief, Priyonggo Syamrahmadi
Sekolah Staf dan Komando TNI Angkatan Laut Jakarta Selatan, Indonesia Email: pekkepek@gmail.com, ruslanarief01@gmail.com, mpriyonggo@yahoo.co.id

## Abstrak
Sistem  propulsi  kapal  terdiri  dari  tiga  komponen  utama  yaitu  motor  penggerak utama,  sistem  transmisi  dan  alat  gerak.  Ketiga  komponen  utama  ini  merupakan suatu  kesatuan  yang  didalam  proses  perencanaannya  tidak  dapat  ditinjau  secara terpisah.  Alat  gerak  kapal  disini  adalah propeller , propeller adalah  komponen utama  dalam  menggerakkan  suatu  kapal.  Dalam  mendesain  suatu  propeller,  ada beberapa  tahapan  yang  harus  dilaksanakan  yaitu  menghitung  tahanan  total  kapal (RT)  dan  kebutuhan power kapal  beserta losses yang  diterima  dalam  sistem propulsi kapal. Dalam tulisan ini dilaksanakan desain propeller pada kapal tipe AT 117 meter dengan menggunakan software Propcad. Propcad adalah perangkat lunak yang  digunakan  untuk  mendesain  gambar  tampilan  propeller  dengan  tampilan  2D dan  3D  serta  menghasilkan  desain  gambar  dengan  ukuran  sebenarnya  yang ditampilkan  dalam  format  CAD.  Data  yang  digunakan  berasal  dari  data  hasil perhitungan  MARIN  DESP  Program.  Kesimpulan  dari  tulisan  ini  adalah  adalah propeller yang cocok digunakan pada kapal tipe AT 117 meter dan diolah dengan MARIN DESP Program dan diinputkan ke dalam software propcad adalah diameter propeller  sebesar  2.5  meter  dengan  4  blade  dan  mempunyai  (P/D)  sebesar  0.937, AE/A0 sebesar 0.786 dan revolution sebasar 305 rpm.
Kata Kunci : tahanan kapal; propulsi kapal; propeller; propcad

## Abstract
Ship propulsion system consists of three main components, namely the main drive motor, transmission and locomotor system. The third major component of an entity that is in the planning process can not be viewed in isolation. Locomotor ship here is the propeller, propeller is a major component in moving a ship. In designing  a propeller,  there  are  several  steps  that  must  be  done  is  to  calculate  the  total resistance of ships (RT) and the need for ship  power’s and received losses in ship propulsion system. In this paper carried out the design of the propeller on the ship type AT 117 meters by using software propcad. Propcad software is used to design a propeller display with 2D and 3D design and produce images with the actual size shown  in  CAD  format.  The  data  used  are  derived  from  data  on  the  calculation MARIN DESP Program. The conclusion of this paper is a propeller that is suitable for use on the ship type AT 117 meter and treated with MARIN DESP Program and entered into the software propcad is the propeller diameter of 2.5 meters with a 4 blade and has a (P/D) of 0937, AE / A0 of 0.937 and revolution 305 rpm.

## Keywords: ship resistance; propulsion; propeller; propcad

## Pendahuluan
Sistem  propulsi  adalah  rangkaian  sistem  pada  kapal  yang  digunakan  untuk menggerakkan  suatu  kapal.  Dalam  operasinya  di  laut,  suatu  kapal  harus  memiliki kemampuan  untuk  mempertahankan  kecepatan  dinas  (Vs)  seperti  yang  direncanakan. Hal  ini  mempunyai  arti  bahwa,  kapal  haruslah  mempunyai  rancangan  sistem  propulsi (penggerak)  yang  dapat  mengatasi  keseluruhan  gaya-gaya  hambat (total  resistance) yang terjadi agar memenuhi standar kecepatan dinasnya.
Secara  umum,  sistem  propulsi  kapal  terdiri  dari  3  (tiga)  komponen  utama  yaitu motor  penggerak  utama (main  engine) ,  sistem  transmisi  dan  alat  gerak (propulsor) . Ketiga  komponen  utama  ini  merupakan  suatu  kesatuan  yang  didalam  proses perencanaannya  tidak  dapat  ditinjau  secara  terpisah.  Alat  gerak  kapal  disini  adalah propeller, propeller adalah komponen utama dalam menggerakkan suatu kapal.
Dalam  mendesain  suatu  propeller,  ada  beberapa  tahapan  yang  harus  dilaksanakan yaitu  menghitung  tahanan  total  kapal  (RT)  dan  kebutuhan  power  kapal  beserta losses yang  diterima  dalam  sistem  propulsi  kapal.  Dalam  menghitung  kebutuhan  power  dari suatu kapal dapat digunakan dua metode yaitu perhitungan secara numerik dan dengan uji  model  melalui  percobaan  di  laboratorium.  Dalam  tulisan  ini  akan  dilaksanakan pendesainan  dan  penggambaran propeller dari  suatu  kapal  dengan  menggunakan software Propcad.
1. Tahanan Kapal
Tahanan kapal pada suatu kecepatan adalah gaya fluida yang bekerja berlawanan dengan gerakan kapal tersebut. Tahanan tersebut akan sama dengan komponen gaya fluida  yang  bekerja  sejajar  dengan  sumbu  gerakan  kapal.  Melihat  bahwa  kapal bergerak  di  bidang  fluida  cair  yang  nilai  kerapatan  massanya  lebih  besardari  udara sehingga semakin besar kecepatan dan dimensi suatu kapal maka semakin besar pula energi  yang  dibuang  untuk  menghasilkan  energi  berupa  gelombang (wave) , gelombang  inilah  yang  kemudian  bergesekan  dengan  lambung  kapal  dan  arahnya melawan arah kapal sehingga menimbulkan gaya berlawanan.
Perhitungan tahanan kapal ini sangatlah penting sekali dan diharapkan seakurat mungkin dalam arti tidak kurang dan tidak lebih karena mempengaruhi aspek-aspek dari  segi  biaya  investasi,  efisiensi,  biaya  perawatan,  biaya  operasional,  persaingan ekonomis dan lain - lain. Oleh karena itu berbagai macam cara digunakan oleh para desainer kapal untuk memprediksi besar daya dari suatu kapal dengan hasil seakurat mungkin dengan menentukan besar tahanan total yang bekerja pada suatu kapal.
Tahanan total (RT) yang dialami kapal terdiri dari sejumlah komponen tahanan yang  berbeda,  yang  diakibatkan  pula  oleh  berbagai  macam  penyebab  dan  saling berinteraksi. Tahanan total (RT) yang dialami kapal terdiri dari sejumlah komponen tahanan  yang  berbeda  yang  diakibatkan  oleh  berbagai  macam  penyebab  dan  saling
berinteraksi.Untuk  menjelaskan  masalah  tahanan  secara  praktis,  maka  dapat diuraikan menjadi beberapa komponen utama sebagai berikut:

## Gambar 1 Gaya – gaya yang bergerak pada sistem penggerak
Tahanan total (RT) yang dialami kapal terdiri dari sejumlah komponen tahanan yang  berbeda  yang  diakibatkan  oleh  berbagai  macam  penyebab  dan  saling berinteraksi.Untuk  menjelaskan  masalah  tahanan  secara  praktis,  maka  dapat diuraikan menjadi beberapa komponen utama sebagai berikut:
a) Tahanan Gesek (R F )
b) Tahanan Sisa (R R )
c) Tahanan Viscous (R v )
d) Tahanan Tekanan (R p )
e) Tahanan Gelombang (R W )
f) Tahanan Appendage (R APP )
g) Tahanan Kekasaran
h) Tahanan Udara (R A )
i) Tahanan Daun Kemudi
2. Propulsi kapal
Propulsi  kapal  membicarakan  tentang  gaya  dorong  atau  lebih  dikenal  sebagai gaya penggerak atau propulsive force dari kapal. Agar kapal dapat bergerak dengan suatu  kecepatan  yang  dikehendaki,  maka  gaya  lawan  yang  dialami  kapal  tersebut harus  diatasi  oleh  gaya  lain  yang  mendorong  kapal  agar  dapat  bergerak  sesuai  arah kecepatannya.  Gaya  lain  tersebut  adalah  gaya  penggerak  dari  kapal.  Untuk  dapat mengetahui sistem propulsi yang baik, perlu diperhatikan hal- hal sebagai berikut:
a) Alat propulsi dari sistem propulsi kapal yang akan memberikan gaya dorong atau thrust pada kapal. Alat propulsi yang umum dan banyak digunakan di kapal adalah alat propulsi mekanis baling – baling atau screw propeller. Gaya dorong dari kapal diperoleh  dari  gaya angkat atau lift yang dialami  oleh  daun  baling  –  baling  pada waktu baling–baling berputar di dalam air.
b) Sumber  tenaga  yang  didapat  dari  bekerjanya  mesin  penggerak  pokok  kapal. Dengan  tenaga  ini  dapat  dihasilkan  gaya  dorong  dari  alat  propulsi  tadi.  Jadi  alat propulsi mekanis hanya dapat bekerja dengan bantuan mesin penggerak atau main engine yang sesuai dengan kecepatan yang dikehendaki.
Badan kapal atau hull berkaitan juga dengan propulsi kapal. Jadi secara singkat suatu  kapal  dengan  kecepatan  yang  telah  ditentukan  dengan  ukuran  –  ukuran  kapal akan  dapat  diperoleh  bentuk  badan  kapal,  sehingga  akan  dapat  diketahui  berapa besarnya tenaga yang dibutuhkan dari mesin penggerak pokok dan perencanaan alat propulsinya.

## 3. Pemilihan Propeller
Dalam  memilih  propeller,  ada  beberapa  karakteristik  yang  harus  diperhatikan dan  akan  menjadi  pertimbangan  utama,  yaitu: type  propeller ,  diameter propeller , pitch ratio dan jumlah daun propeller tersebut.
Dalam memilih tipe propeller yang mempunyai tingkat efisiensi paling optimal dapat dicari dengan menggunakan Bp-δ diagram. Langkah – langkah yang dilakukan dalam menentukan propeller adalah sebagai berikut:
a. Menghitung Bp
𝐵 p = Np . √Ps Va5⁄2 dimana : Np = Putaran propeller (rpm)
Putaran  tersebut  dimana  besarnya  merupakan  putaran  pokok  motor induk  setelah direduksi oleh Gear Box dengan tujuan untuk menghasilkan putaran yang rendah. Va = Speed of advance (knots) Ps = Daya pada propeller (hp)
b. Memotong Bp dengan optimum line propeller of efficiency
c. Membaca (P/D)0 dan nilai δ0
d. Menentukan harga D0
𝐷 = ð0 . Va Np
e. Menentukan harga DB, dimana untuk kapal yang menggunakan : Single screw ; DB = 0.95 . DO
Double screw ; DB = 0.97 . DO
f. Menghitung δB
𝐷 = DB . Np Va
g. Memotongkan Bp semula dengan nilai δB, kondisi ini sudah berada di belakang kapal (behind the hull).
h. Membaca (P/D) 0 dan efisiensi
Gambar 2 Bp-δ diagram B4 – 70

## 4. Kavitasi
Kavitasi adalah  suatu  proses  dinamik  suatu  elemen  daun  bila  tekanan  menurun sampai ke tekanan jenuh pada tempat itu. Akibat dari adanya kavitasi ini, akan timbul gelembung kavitet- kavitet.
Gelembung – gelembung tersebut akan pecah bila meninggalkan tempat karena tekanan  sekeliling  naik.  Kemudian  terbentuk  lagi  kavitet  kecil  dan  pecah  demikian seterusnya  sehingga  terjadi  di  semua  daerah  tempat  kavitasi.  Pecahnya  butir- butir gelembung (kavitet) akan disertai gaya kecil, tetapi karena bekerja di suatu titik yang sangat kecil maka tegangan yang terjadi ditempat itu akan cukup tinggi. Akibat lain dari  kavitasi  adalah  menurunnya  gaya  dorong  propeller  dan  getaran  pada  badan badan  kapal  (hull  vibration).  Turunnya  gaya  dorong  menjadikan  daya  yang  perlu tersedia harus lebih besar agar kecepatan yang direncanakan dapat tercapai. Berikut adalah perhitungan untuk mendapatkan angka kavitasi.
a) Menentukan angka kavitasi dengan Burril’s Diagram
dimana : h = Kedalaman poros propeller dari permukaan air laut sarat air – tinggi poros propeller (m)
D  = Diameter propeller (m) n   = Putaran propeller  (rps) Va = Speed of advance (m/s)
Setelah mendapatkan angka kavitasi (σ0.7R), kemudian diplotkan ke Burril’s diagram dengan  cara  menarik  garis  σ0.7R  ke  daerah  batas  kavitasi  yang  telah ditentukan, sehingga diperoleh harga TC dari diagram.
b) Menentukan  angka  kavitasi  dengan  perhitungan.  Skala  perbandingan  antara propeller  thrust  per  sq.in dan dynamic  pressure atau  disebut  dengan thrust coefficient (TC) adalah sebagai berikut:
dimana : T = Thrust deduction factor (kN)
PE = Effective horse power (kW)
Vs = Service speed (m/s) Ap = Luas proyeksi daun (m 2 )
Q0.7R = Tekanan dinamis pada 0.7 jari – jari ujung = kecepatan air pada 0.7R propeller ( 𝑉𝑟 0.7R ) 2 = 𝑉𝑎 2 + (0.7 . 𝜋 . 𝑛 . 𝐷 ) 2
dimana:
AP = AD (1.067 – (0.229 . P/DB)) AD = luas kembang daun baling – baling c) Dari Burril’s diagram akan didapat kurva yang  sesuai  dengan  propeller type  Wageningen. Yang  mana  urva  yang  dipilih tersebut  merupakan  kurva  yang  disarankan  untuk  baling-baling  kapal. type Wageningen. Hal  ini  berarti  bahwa  untuk  menghindari  kavitasi  yang  berlebihan dan erosi dalam pelayaran dilaut maka baling-baling kapal tersebut harus berada di bawah kurva tersebut. Sehingga syarat bebas kavitasi adalah sebagai berikut : 𝜏 C Diagram > 𝜏 C Perhitungan
Gambar 3

## Diagram Kavitasi (Burrill)

## 5. Propeller Ganda (Twin Screw)
Pemilihan  jumlah propeller yang  bekerja  pada  kapal  tergantung  pada  faktor- faktor  dan  batasan  operasional.  Faktor-faktor  tersebut antara  lain  yaitu jumlah  daya yang  ditransmisikan,  sarat  kapal,  batasan  diameter,  posisi,  tinggi  dan type mesin induk  dan  batasan  keamanan  yang  diinginkan  (misalnya  dalam  kasus  dimana  agar kapal  dapat  tetap  berjalan  meskipun  satu  mesin  induknya  rusak),  selain  itu  faktor yang juga menjadi acuan adalah investasi awal, biaya operasional, efisiensi propulsi dan lain-lain.
Pada  dasarnya  besar  gaya  dorong  T  yang  dihasilkan  oleh  masing-masing propeller akan  sama  dengan  gaya  dorong  total  TTOTAL  yang  diperlukan  untuk menggerakkan  kapal  pada  kecepatan  Vs.  Hal  ini  akan  ditunjukkan  dalam  besarnya koefisien  beban  gaya  dorong (thrust  load  coefficient) yaitu  koefisien  yang menunjukkan gaya dorong per area unit dari propeller .
Koefisien beban gaya dorong untuk satu propeller :
Sedangkan koefisien beban gaya dorong untuk dua propeller :
Karena D1 = D2, maka D 2 + D 2 = 2D 2 , atau
Dari  persamaan-persamaan  diatas  yang  menunjukkan  bahwa  besarnya  gaya dorong  total  dua  propeller  sama  dengan  jumlah  dari  dua  gaya  dorong  dari  masing-
masing propeller .  Begitu  pula  untuk  daya  efektif  PE  dalam  hubungannya  dengan penggunaan dua propeller dapat ditunjukkan dalam perumusan berikut :
Karena D1 = D2, maka D 2 + D22 = 2D 2 , sehingga untuk dua propeller berlaku
sehingga, PE TOTAL = 2PE 1 PROP
Melihat  dari  kenyataan-kenyataan  di  atas  maka  untuk  selanjutnya  dalam perhitungan  akan  digunakan  asumsi  bahwa matching, gaya  dorong  total propeller yang  dibutuhkan  untuk  menggerakkan  kapal  adalah  gaya  dorong  total  yang dihasilkan masing-masing propeller .
Pengaruh  Penggunaan Propeller Ganda  Terhadap  Harga Wake    Fraction dan Thrust    Deduction  Factor.  Untuk  mencari  harga  wake  fraction  pada  kapal  dengan propeller ganda maka berlaku rumusan di bawah ini (Lewis, E.V., Principles of Naval Architectures, Vol. II, 1998).
a. Menggunakan bossing dan putaran propeller arah keluar (outward)
𝑤 = 2 𝐶𝑏 5 (1 — 𝐶𝑏 ) + 0.2(cos) 2 . 3 𝜓 + 0.20
b. Menggunakan bossing dan putaran propeller arah kedalam (inward) 𝑤 = 2 𝐶𝑏 5(1 — 𝐶𝑏 ) + 0.2(cos)2 . 3 (90 — 2 𝜓 ) + 0.20
c. Propeller dengan struts
𝑤 = 2 𝐶𝑏 5 (1 — 𝐶𝑏 ) + 0.04
Untuk mencari harga thrust deduction factor kapal dengan propeller ganda maka berlaku rumusan dibawah ini :
a. Menggunakan bossing
t = 0.25w + 0.14
b. Menggunakan struts
t = 0.70w +0.06
dimana : w  = Wake fraction Cb  = Koefisien blok Ψ  = Sudut bossing terhadap horizontal
6. Karakteristik Propeller
Karakteristik propeller dapat  disajikan  secara  grafik  dengan  menggunakan beberapa koefisien dalam bentuk non dimensional. Diagram ini memberikan bentuk torsi  Q  dan thrust T  sebagai  fungsi  dari  kecepatan.  Untuk  mendapatkan  koefisien- koefisien  ini  harus  dilakukan open  water  test dengan  bantuan  sebuah dynamometer yang  dapat  mencatat  sendiri  dan  dipasang  di  kapal  yang  dibuat  khusus  untuk keperluan ini.
Gambar 4

## Grafik open water test
Dari Gambar 4. diatas bahwa koefisien-koefisien non dimensi propeller tersebut adalah Thrust Coefficient KT, Torque Coefficient KQ dan Advance Coefficient J.
dimana :
ρ = Densitas air laut D = Diameter propeller
Q = Torsi propeller
T = Thrust propeller
Va  = Speed of advance n = Kecepatan rotasi propeller
Diagram ini sesuai bagi propeller dalam kondisi open water tanpa pengaruh dari hull kapal. Sedangkan efisiensi propeller dalam kondisi tersebut adalah.
Besarnya  efisiensi  ini  juga  dapat  dilihat  pada  diagram open  water yang  dapat digunakan  untuk  mengkonversikan  karakteristik  tahanan  kapal  menjadi  karakteristik propeller .
Jika diagram open water tidak diberikan maka harga koefisien KT, KQ, J dapat dicari dengan rumus pendekatan dengan menggunakan kurva Bp-δ dan Bu-δ propeller (Woodward, J.B., The Diesel Engine to Drive a Ship, 1971) yaitu.
dimana :
ρ = Densitas air laut (lbm/ft 3 )
g0 = Percepatan gravitasi
= (32.17 lbm ft/lbf sec 2 )
Dari  pembahasan  sebelumnya  diketahui  bahwa  tahanan  kapal  adalah  R=aVs 2 , maka didapatkan persamaan :
Dari  karakteristik propeller, gaya dorong propeller:
𝑇 = 𝐾 T 𝜌𝑛 2 𝐷 4
Jika T disubstitusikan maka :
Dengan asumsi bahwa D, t, w, ρ konstan maka persamaan akan menjadi :
Karena advance coefficient, = Va , maka :
𝐾 T = 𝛽 . 𝐽 2
Dari  persamaan-persamaan  diatas  terlihat  bahwa  tahanan  kapal  dapat dikonversikan  ke  dalam  bentuk  fungsi  dari  karakteristik  propeller  yaitu  KT-  J. Tahanan  kapal  yang  telah  dikonversikan  ke  dalam  bentuk  fungsi  kuadrat  antara  KT dan J, akan diplotkan ke dalam open water diagram untuk dapat menentukan operating point  dari  propeller.  Titik  perpotongan  merupakan  titik  operasi  KT  dari  propeller, apabila  ditarik  garis  vertical  ke  atas  akan  didapatkan  titik  operasi  KQ  dan  η0  dari propeller dan apabila ditarik  garis vertikal ke bawah akan didapat titik operasi J dari propeller.

## 7. Karakteristik Torsi dan Daya Propeller
Sebuah  motor  penggerak  akan  memberikan  torsi  ke propeller pada  putaran tertentu.  Untuk  menyesuaikan  kombinasi  antara  motor  dan propeller akan membutuhkan karakteristik propeller yang ditampilkan dalam hubungan antara torsi kecepatan atau dalam hubungan daya kecepatan. Karakteristik propeller KT dan KQ diplotkan dengan menggunakan beberapa asumsi:
a) Tahanan badan kapal proporsional dengan thrust.
b) Tahanan badan kapal proporsional dengan kuadrat kecepatan kapal.
c) Kecepatan proporsional dengan  putaran propeller.
Perlu diperhatikan yaitu J harus konstan meskipun kecepatan kapal berubah dan jika  torsi  konstan  maka  KQ  akan  konstan  pula,  pada  akhirnya  akan  menghasilkan bahwa  torsi propeller sebanding  dengan  kuadrat  kecepatan propeller .  Karena  daya merupakan produk dari torsi dikalikan dengan kecepatan rotasi maka daya akan sama dengan  kecepatan propeller pangkat  tiga (Woodward,  Engine-Propeller  Matching,
1976).
Daya yang proporsional dengan kecepatan rotasi pangkat tiga dan torsi proporsional dengan  kecepatan  rotasi  kuadrat  merupakan  implementasi dari “propeller  law” tetapi hanya  berlaku  untuk  kapal-kapal  type  tertentu  dan  akan  ditunjukkan  dengan  suatu persamaan.  Untuk  kapal-kapal  dengan  kecepatan  relative  rendah  (mempunyai displacement konstan)  dengan  bilangan Froude Fn  ≈  0.1  –  0.2,  maka  kurva  tahanan merupakan  fungsi  kuadrat.  Propeller  akan  memiliki  satu  titik  operasi  yang  tidak tergantung pada kecepatan kapal, dimana:
a) J, KT, KQ konstan.
b) Torsi propeller Q akan merupakan fungsi kuadrat dari kecepatan propeller .
Q = KQ.ρ.n 2 .D 5
Atau Q = konstanta . n 2
c) Daya propeller P akan merupakan fungsi torsi dikalikan putaran propeller . P = Q . n
d) Substitusi persamaan akan menghasilkan: Q = konstanta . n 3

## 8. Pengaruh Kondisi Operasional Karakteristik Daya Propeller
Tahanan kapal dan daya efektif yang telah dihitung sesuai dengan kondisi kapal pada kondisi trial, yaitu kondisi yang diasumsikan ideal terhadap gelombang, angin, kedalaman  air  dan  kehalusan  badan  kapal.  Pada  kondisi  operasi  terjadi  perubahan- perubahan sebagai berikut:
a) Perubahan displacement
b) Fouling
c) Perubahan tahanan
d) Jumlah propeller yang beroperasi
e) Jumlah mesin
f) Sea Margin

## 9. Karakteristik Motor Induk (Motor Diesel)
Motor  penggerak  kapal  harus  dipilih  sedemikian  rupa  sehingga  dicapai penyelesaian  optimal  dari  kombinasi  berat,  tata  muat  dan  dapat  menghaslkan  daya yang  diperlukan  untuk  menggerakkan  kapal  dihasilkan  dengan  biaya  yang  semurah mungkin  yaitu  biaya  operasi  yang  terkait  dengan  pemakaian  bahan  bakar  dan konsumsi  minyak  pelumas.  Jika  biaya  operasi  yang  murah  merupakan  faktor  yang terpenting  dalam  prosedur  perancangan,  maka  mesin  diesel  dapat  memenuhi persyaratan tersebut (Harvald Sc. Aa., Resistance and Propulsion of Ship, 1983).
10. Karakteristik Torsi – Rpm
Motor  diesel  dikatakan  sebagai  motor  dengan  torsi  konstan,  yaitu  apabila beban  berubah  maka  torsi  motor  tetap  konstan.  Beberapa  keadaan  dapat  merubah sifat  diatas,  misalnya  jika  putaran  motor  diatur  agar  konstan  maka  torsi  akan dipaksa  untuk  ikut  berubah  menyesuaikan  keadaan  ini.  Begitu  pula  jika  motor menggunakkan turbocharge maka akan merubah sifat torsi konstannya. Meskipun demikian asumsi bahwa motor diesel merupakan motor dengan torsi konstan cukup realistis dan berguna pada permasalahan interaksi antara motor- propeller .
11. Daya Kapal
Secara  umum  kapal  yang  bergerak  di  media  air  dengan  kecepatan  tertentu, maka  akan  mengalami  gaya  hambat  ( resistance )  yang  berlawanan  dengan  arah gerak kapal tersebut. Besarnya gaya hambat yang terjadi harus mampu diatasi oleh gaya dorong kapal ( thrust ) yang dihasilkan dari kerja alat gerak kapal ( propulsor ). Daya  yang  disalurkan  (PD)  ke  alat  gerak  kapal  adalah  berasal  dari  Daya  Poros (PS),  sedangkan  Daya  Poros  sendiri  bersumber  dari  Daya  Rem  (PB)  yang merupakan  daya output motor  penggerak  kapal.  Berikut  adalah  daya  yang  ada  di kapal.
a) Daya Efektif (PE)
b) Daya Dorong (PT)
c) Daya yang disalurkan (PD)
d) Daya Poros (PS)
e) Daya Mesin Penggerak (PB)
12. Software Propcad
Software Propcad  adalah software yang  digunakan  untuk  mendesain  gambar tampilan propeller dengan tampilan 2D dan 3D serta menghasilkan desain gambar dengan ukuran sebenarnya yang ditampilkan dalam format CAD.
Data  yang  digunakan  dalam  tulisan  ini  berasal  dari  data  hasil  perhitungan MARIN  DESP  Program.  Adapun  variable-variabel  yang  digunakan  dalam menggunakan software Propcad adalah sebagai berikut :
a) Principal  data adalah  data  ukuran  utama propeller meliputi  tipe propeller , jumlah daun, nominal pitch , BAR dan diameter propeller .
b) Bentuk  Geometri,  disini  akan  menentukan  titik  koordinat  dari  suatu propeller . Didalam  menu  tersebut  data  akan  dihitung  secara  otomatis  berdasarkan  data yang dimasukkan dalam principal data.
c) Bentuk  dan  ukuran  shaft.  Ukuran  tersebut  meliputi shaft  diameter , thickness rule , Camber dan Cupping .
Software Propcad  disini  outputnya  hanya  berupa  tampilan  gambar  desain propeller dalam  2D  dan  3D.  Untuk  data  inputan  harus  benar-benar  valid  karena software propcad  tidak  akan  menampilkan  gambar  desain propeller apabila  data yang dimasukkan tidak valid.

## Metode Penelitian
Dalam  pembahasan  penulisan  ini,  penulis  menggunakan  sumber-sumber  data  dari kapal,  Laboratorium  Hidrodinamika  dan  pihak-pihak  lain  yang  terkait  serta  ditunjang juga dengan literatur / buku referensi yang ada. Adapun untuk metode yang diterapkan adalah  melalui  tahap-tahap  mulai  dari  persiapan  awal  sampai  pada  kesimpulan  akhir, yaitu sebagai berikut:
a) Persiapan.  Mempelajari  dasar-dasar  teori  maupun  data  yang  diperoleh  dari kepustakaan  dan  rumus-rumus  pendekatan  yang  berkaitan  dengan  perancangan  dan penggambaran propeller kapal.  Untuk  studi  literatur  pembahasan  masalah  ini, berdasarkan  pada  disiplin  ilmu  teori  bangunan  kapal  tahanan  kapal, power kapal, hidrodinamika dan desain propeller B-Series.
b) Pengamatan dilapangan. Dalam penulisan ini untuk mendukung proses pengumpulan data- data dan penulisan, maka penulis mengadakan pengamatan di lapangan dalam hal  ini  adalah  kapal  AT  117  meter  sebagai  obyek  penelitian  dan  laboratorium hidrodinamika.
c) Perhitungan  dan  pengkajian.  Melakukan  perhitungan-perhitungan  secara  numerik, dengan program MARIN DESP untuk mengetahui data kebutuhan power kapal dan dari  data-data  desainer  kapal  AT  117  meter  kemudian  melakukan  perancangan propeller kapal dengan menggunakan software Propcad.
d) Pembahasan  dan  kesimpulan.  Agar  mencapai  suatu  hasil  akhir  yang  baik  dari penulisan ini adalah dengan melakukan pembahasan bab demi bab yang merupakan suatu proses dalam penulisan hingga dapat diambil suatu kesimpulan dan saran yang dapat bermanfaat dalam perancangan propeller kapal AT 117 meter.

## Tabel 1
Data hidrostatik kapal AT 117 meter

## Gambar 5 Diagram kerangka penelitian

## Hasil dan Pembahasan
Dalam perancangan dan penggambaran propeller kapal dalam hal ini sebagai obyek adalah kapal AT 117 meter. Berikut adalah data teknis kapal AT 117 meter.

## Tabel 2
Data ukuran utama kapal AT 117 meter

## Gambar 6 Hasil data propeller dari program MARIN DESP

## 1. Perancangan  dengan  software  Propcad
Propcad  adalah  suatu software dalam  menggambarkan  desain propeller dalam bentuk  3D  maupun  2D.  Dalam  mendesain  sebuah propeller ,  dibutuhkan  4  variabel yang digunakan dalam pengerjaan desain propeller . Data yang akan digunakan pada desain propeller berikut  adalah  data  yang  didapatkan  dari  hasil  perhitungan  dengan program  MARIN  DESP. Propeller yang  akan  digunakan  dalam  desain  ini  adalah propeller  tipe B-  Series .  Berikut  adalah  variabel  yang  digunakan  dalam  mendesain suatu propeller yang didapat dari hasil program DESP.
a) Diameter propeller (D)  : 2.5 m
b) Expanded area ratio (AE/AO): 0.786
c) Jumlah daun propeller (Z)  : 4 buah
d) Pitch ratio (P/D) : 0.937
Dalam perhitungan desain propeller berikut, digunakan buku Principles of Naval Architecture  Second  Revision,  Vol  II  –  Edward  V.  Lewis  dan  The  Wageningen Propeller Series – G.Kuiper dalam menentukan nilai dan konstanta untuk mendukung perhitungan.  Untuk  desain  propeller  kapal  tipe  AT  117  meter  akan  menggunakan software  Propcad  dalam  mendesain  bentuk  gambar  3D  dan  2D.  Langkah-langkah dalam mendesain propeller dengan menggunakan software Propcad yaitu:
a) Principal Data

## Gambar 7 Tampilan awal software propcad
Data – data yang harus dimasukkan pada principal data adalah sebagai berikut:
1) Type  : FPP
2) Rotation : Right
3) Blades : 4
4) Diameter : 2.5 m
5) Nominal pitch : 2.342 m
6) Rake of GL aft 15 0
Untuk  menghitung nominal  pitch dengan  data  hasil  MARIN  DESP, didapatkan  PDRA  sebesar  0.937.  Sedangkan  PDRA  adalah  sama  dengan  P/D, sehingga nominal  pitch (P)  didapatkan  dari  perkalian  PDRA  dengan  diameter propeller (D)  yang  didapatkan  hasil  sebesar  2.342  m. Rake  of  GL adalah  sudut kemiringan  pada generating  line pada propeller dan  ditentukan  sebesar  15 0 pada propeller tipe B-4 series .
Gambar 8 Bentuk blade dan ukuran pada B-4 Series
b) Section Data
Setelah  data  sudah  dimasukkan  kedalam principal  data , maka  dapat  di  klik edit section data (pada menu bar) sehingga akan keluar section data seperti pada gambar  diatas.  Data  tersebut  secara  otomatis  akan  keluar  berdasarkan  input  data pada principal  data dan  untuk section  data tidak  perlu  diedit  karena  sudah merupakan output dari principal data .
c) Prop Builder
Setelah section  data maka  langkah  selanjutnya  adalah  di  klik builder sehingga tampilannya akan seperti di bawah ini.

## Gambar 10 Prop Builder pada propcad
Pada Section and r/R, Outline, skew distribution dan thickness rule semuanya diisikan B- series karena desain propeller akan menggunakan tipe B- series . Pitch distribution diisikan 80% hub dan mempunyai konstan pitch pada semua jari-jari. Hanya series 4 daun yang mempunyai pitch reduction dari 0.5R ke hub , sehingga pitch distribution sebesar 80% hub dari jari-jari terluar. Expanded BAR (AE/AO) dari  data  MARIN  DESP  mempunyai  nilai  sebesar  0.786.  Sedangkan  untuk Hub diam/D diisikan  nilai  sebesar  0.204.  Nilai  tersebut  berdasarkan  ketentuan  yang diambil  dari  buku Principles  of  Naval  Architecture  Second  Revision,  Vol  II  – Edward  V.  Lewis  hal  186 dengan  sedikit  penambahan  nilai  sebesar  0.004  agar sedikit lebih lebar.
Gambar 11

## Hub diameter/D pada 0.2R
Pada  menu Hub/Shafting ,  untuk  nilai  dari shaft diameter  didapatkan  dari perkalian  antara  jari-jari propeller dengan hub diameter  atau  0.2R.  sehingga didapatkan nilai sebesar 0.25 m. Hub rule menggunakan standar SAE dengan shaft taper 1/12  dan hub  length sebesar  0.625  m.  Pada thickness  rule menggunakan standar dari B-series dengan nilai dari Tip/edge thickness sebesar 0.00750 m, nilai root  thickness sebesar  0.08100  m  dan  nilai  r/R  sebesar  0.30  dengan thickness distribution linear. Untuk menu camber dan cupping pada saat ini tidak perlu diisi dan  dibiarkan  kosong.  Setelah  itu  klik  “Build”  maka  akan  tampil  menu  section data. Kemudian klik OK. Kemudian akan tampil gambar tampilan 3D dari desain propeller  dengan  data  yang  sudah  dimasukkan  dan  didapatkan  dari  hasil perhitungan program MARIN DESP.

## 2. Hasil Desain Propeller
Setelah  beberapa  tahap  diatas  dilaksanakan  dengan  benar  dan  dilaksanakan dengan  perhitungan  yang  valid,  maka  propcad  akan  menampilkan  desain  gambar sebagai berikut:
Gambar 12
Hasil running software propcad
Gambar 13

## Tampilan propeller CAD View

## Kesimpulan
Dari  hasil  perhitungan,  analisa  dan  perancangan  yang  telah  dilakukan,  maka diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut : a) Dalam mendesain gambar propeller , ada  beberapa  tahapan  yang  harus  dilakukan  yaitu  harus  mengetahui  data  lengkap  dari kapal,  besarnya  tahanan  total  (RT)  kapal  dan  kebutuhan  distribusi power kapal.  b) Software propcad  adalah  piranti  lunak  untuk  mendesain  dalam  bentuk  gambar  3D dan CAD  view  dari  sebuah  alat  gerak  kapal  / propeller .  Sehingga  data  yang  diinputkan kedalam software tersebut  harus  benar-benar  valid  karena  apabila  data  tersebut  tidak valid,  maka  bentuk  desain  dari propeller tidak  akan  terbentuk.  c)  Desain  gambar propeller yang sesuai dengan obyek penelitian dalam hal ini adalah kapal AT 117 meter dengan menggunakan software propcad adalah:
- Prop diameter : 2.50 meter
- Number of blades  4
- (P/D) : 0.937
- AE / A0 : 0.786
- Revolution  : 305 RPM

## BIBLIOGRAFI
A.A.B.  Dinariyana,  (2012), “Teori  Bangunan  Kapal”, Diktat,  Jurusan  Teknik Perkapalan Fakultas Teknik Kelautan ITS, Surabaya
Adji,  Suryo.W,  (2005), “Engine  Propeller  Matching”, Diktat,  Jurusan  Teknik Perkapalan Fakultas Teknik Kelautan ITS, Surabaya
Agoes  Santoso,  MSc,  M.Phil,  (2014), “Propulsi  Kapal”, Diktat,  Jurusan  Teknik Mesin STTAL, Surabaya
Edward  V.  Lewis,  (1988), “Principles  of  Naval  Architecture  Second  Revision”,
The Society of Naval Architecs and Marine Engineers, New Jersey
G. Kuiper, (1992), “The Wageningen Propeller Series”,
MARIN, Netherland
Harvald,  Sv.  Aa,  (1992) “Resistance  and  Propulsion  of Ship”, John  Wiley  and Sons, New York
Holtrop,  J,  (1984), “Statistical  Re-analysis  of  Resistance  and  Propulsion  Data”, International Shipbuilding Progress, Vol. 31
John B Woodward, (1973), “Matching Engine and Propeller”, The Department of Naval Architecture and Marine Engineering
Slamet  Wahyudi,  (2014), “Analisa  powering  kapal  tipe  LST  117  meter  dengan perhitungan  numerik  yang  tervalidasi  uji  model  kapal”, Tugas  Akhir  Jurusan Teknik Mesin STTAL XXXIII, Surabaya

## Copyright holder:
Slamet Wahyudi, Ruslan Arief, Priyonggo Syamrahmadi (2022)

## First publication right:
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia
This article is licensed under: