## Hemat Bahan Bakar dengan Aplikasi Teknologi Pelumasan Udara pada Kapal Sep-Hull BV 1
Totok Triputrastyo Murwatono 1 , Irfan Eko Sandjaja 1

## Abstrak
Kapal Sep-Hull adalah kapal dengan menggunakan tipe Surface Effect Planning Hull, mempunyai dua bentuk “ V ” hull dan flat hull pada bagian tengahnya. Namun ini adalah bentuk badan kapal yang biasa dan sudah banyak, yang istimewa dari kapal ini adalah teknologi yang digunakan yaitu teknologi air  lubrication (  teknologi  pelumasan  udara  ).  Melalui  uji  coba  pada  prototipe  kapal  ini  dilakukan observasi  tentang  efektifitas  teknologi  pelumasan  udara  terhadap  penghematan  bahan  bakar.  Uji  coba dilakukan  dengan  mengasumsikan  indikator  mesin  ( trottle )  pada  posisi  tetap,  pengukuran  kecepatan dan konsumsi bahan bakar pada waktu pelayaran bervariasi serta pada dua kondisi yaitu berlayar tanpa teknologi pelumasan udara dan kondisi menggunakan teknologi tersebut. Dari hasil uji coba diperoleh informasi  bahwa  terdapat  peningkatan  kecepatan  hingga 25 %  dan  pada  saat  yang  lain diperoleh informasi bahwa terjadi penghematan bahan bakar hingga 13,34 %.
Kata kunci : Surface Planning Hull, air lubrication technology, konsumsi bahan bakar

## Abstract
Sep-Hull is the ship with the Surface Effect Planning Hull type, has two "V" hull forms and flat hull at its center. But this is the usual form of the hull and had many, is so special about this ship is the Air Lubrication Technology used in  this  ship. Through trial on the  prototype of ship was conducted observations about the effectiveness of air lubrication technology to fuel savings. The tests carried out by assuming the  engine handler (trottle) in fixed  position, measurements of velocity and fuel consumption at the time varies as well as on two conditions: sailing without air lubrication technology and conditions  of use of  such  technology. From  the  test  results obtained information that there  is increased speed of up to 25 % and at the other times the obtained information that there is fuel savings of up to 13,34 %.
Keywords : Surface Planning Hull, air lubrication technology, Fuel consumption

## PENDAHULUAN
Pada  akhir-akhir  ini  energi  dari  mineral  sudah semakin menipis, para peneliti dan engineer berlomba-lomba  untuk  mendapatkan  suatu  formula atau  apapun  yang  bisa  memperpanjang  penggunaan energi  ini,  seperti  penelitian  mengarah  pada  energi alternatif  sebagai  calon  pengganti  energi  mineral,  dan cara-cara penghematan pada kendaraan yang beroperasi..
Kapal  adalah  salah  satu  sarana  transportasi  dari salah  satu  moda  transportasi  yang  pada  umumnya membutuhkan  konsumsi  bahan  bakar  yang  sangat besar, selain karena memang tonasenya besar sehingga
dibutuhkan mesin dengan power besar.
Bermula  dari  dasar  pemikiran  bahwa  komponen yang  mempengaruhi  penggunaan  power  adalah  gaya hambatan  badan  kapal  dan  kecepatan  kapal,  jika diharapkan kapal berjalan dengan kecepatan yang tetap sesuai  dengan  harapan  maka  satu-satunya  yang  bisa dirubah atau diperbaiki adalah masalah gaya hambatan badan kapal.
Dasar  pemikiran  teknologi  ini  adalah  melakukan manipulasi  terhadap  gaya  hambatan  badan  kapal. Seperti  telah  diketahui  bahwa  salah  satu  komponen paling  besar  yang  mempengaruhi  gaya  hambatan badan kapal adalah gaya hambatan karena

## 1. UPT BPPH - BPPT, Surabaya
gesekanantara  permukaan  badan  kapal  dan  air.  Dan besarnya gaya gesek dengan air dipengaruhi oleh masa jenis  air,  sehingga  untuk  mengurangi  gaya  hambatan yang  ditimbulkan  dari  gesekan  dengan  memberikan suatu  media  antara  air  dan  permukaan  badan  kapal yang  memiliki  masa  jenis  lebih  kecil  dari  air,  yaitu udara.
Dengan  menerapkan  dasar-dasar  tersebut  dan mengaplikasikannya  pada  prototipe  kapal  Sep-Hull Bubble  Vessel  milik  UPT.  BPPH  serta  dilakukan  uji coba  dengan  memperhatikan  beberapa  parameter, beberapa  variabel  dan  kendala,  sehingga  didapatkan data-data  dan  informasi  tentang pengaruh penggunaan teknologi ini pada penghematan bahan bakar.

## TEORI

## Komponen Gaya Tahanan
Gaya  tahanan  kapal  terdiri  dari  komponen  gaya gesek R frict , gaya  tahanan  udara R air ,  gaya  tahanan kekasaran  permukaan R rough. dan  gaya  tahanan  karena tonjolan R app , . app Rough air frict R R R R R     .....(1)
Sedangkan  gaya  gesek R F dapat  dirumuskan  dengan menggunakan  komponen/unsur  viscosity  /  masa  jenis fluida yang melingkupi badan kapal.
2 2 1 SV C R F F   ..................................(2)
Jika logika tersebut diuraikan dengan asumsi S 1 adalah luas  permukaan  badan  kapal  yang  diselubungi pelumasan  udara  dan S 2 luas  permukaan  badan  kapal yang diselubungi air laut akan terlihat seperti rumusan berikut,
2 1 F F F R R R           2 2 2 1 2 1 2 1 V S V S C R a w F F   ...(3)
Sehingga dengan kecilnya  a terhadap  w maka akan menyebabkan  kecilnya  komponen  gaya  tahanan  pada badan kapal yang terselubungi oleh udara.

## Sistem Pelumasan Udara
Sistem  pelumasan  udara  konsepnya  adalah memberikan  pelumasan  atau  bantalan  udara  yang berfungsi  menyelubungi  permukaan  badan  kapal  yang tercelup air. Adapun yang diaplikasikan pada prototipe kapal  Sep-Hull  ini  adalah  memanfaatkan  udara  yang
terjebak karena adanya step hull pada bentuk kapal ini (  gambar  1  ).  Udara  diinjeksikan  ke  tempat  tersebut sehingga  akan menyebabkan  bertambahnya  volume udara  yang  terperangkap  dan  akan  bergerak  kearah belakang karena gerakan kapal.
Aliran yang melewati sistem pelumasan udara dan mengalir  keluar  melalui  nozzle-nozzle  diasumsikan sebagai compressible flow.

## Gbr 1. Sketsa Teknologi Pelumasan Udara
Menggunakan kesamaan aliran / similarity of flow sehingga menganut Renould  Number  similarity untuk aliran  model  dan  prototipe Froude  Number  similarity digunakan  untuk  model  dan  prototipe  kapal. Mengambil asumsi kesesuaian pada tebal lapisan udara pada badan kapal dengan scale factor.
Titik  observasi  pada  ujung  nozzle, jika  tebal lapisan  udara  di  bottom t udara ,  debit  udara  yang disemprotkan  nozzle Q udara , kecepatan  udara diasumsikan sama dengan kecepatan kapal V ship ,maka
  vD R e  .......................................(4) ship udara udara udara V B Q
t  … .....................(5)
Jika Lp/Lm =  adalah faktor skala,  maka  hubungan model dan prototype dapat diekspresikan sbb.,
el udara prototipe udara t t mod .     … .....(6)
Jika  diambil  suatu  asumsi  bahwa  aliran  udara  yang keluar  dari  nozzle  harus  sama  dengan  kecepatan  air didepan lubang nozzle agar mendapatkan lapisan udara bukan  berupa  mikro  bubble. Dan  pada  saat  diam sebagai  syarat  agar  udara  yang  disemprotkan  bisa keluar  dari  nozzle  adalah  harus  lebih  besar  dari tekanan hidrostatik didepan nozzle, jadi
gh P w n   .........................................(7)
Dan  jika  menurut  teori  venturi  meter  alat  pengukur kecepatan  fluida  melewati  pipa serta didasarkan  pada persamaan  Bernoulli didapat  persamaan  kontinuitas berikut,
...........................(8)
Persamaan diatas akhirnya akan menunjukkan hubungan  antara  tekanan  dan  kecepatan  fluida  atau flow rate.

## METODOLOGI
Metode  observasi  hemat  bahan  bakar  yang digunakan  pada  uji  coba  prototipe  kapal  Sep-Hull dimulai  dari  observasi  visual  prilaku  kapal  sehingga diketahui  kecepatan  kapal  yang  akan  dilaksanakan  uji coba. Kemudian ditentukan alat ukur yang digunakan, dalam hal ini digunakan peralatan navigasi GPS untuk mengukur kecepatan kapal sedangkan waktu pelayaran digunakan stopwatch 2 buah.
Sebelum  dilakukan  uji  coba  hemat  bahan  bakar, ditentukan  parameter  pengujian,  yaitu  karena  terdapat kendala  menetapkan  kecepatan  kapal dan  panjang lintasan secara  akurat  maka  dilakukan  dengan menetapkan  posisi  trotle  (  pengatur  putaran  mesin  ) pada  posisi  tertentu  dan  tetap  selama  pengujian serta waktu dengan interval tertentu. Dilakukan pengukuran dan  pencatatan  kecepatan  kapal,  panjang  lintasan pelayaran dan waktu.
Untuk  mengetahui  konsumsi  bahan  bakar  yang digunakan dilakukan pengukuran  dengan  gelas  ukur  2 liter,  yaitu  diukur  sebanyak  4  buah  tangki  bensin masing-masing  berisi  20  liter,  masing-masing  2  buah tangki  bensin  digunakan  untuk  pelayaran  dengan  dan tanpa teknologi pelumasan udara. Sisa dari
masing-masing pelayaran disimpan dan untuk kemudian  diukur  seperti  sebelumnya.  Pengurangan dari  isi  tangki  bensin  sebelum  digunakan  dan  sesudah digunakan  dalam  pelayaran  merupakan  konsumsi bensin  dari masing-masing  pelayaran. Dari  sini didapatkan data seperti tertulis pada bagian
selanjutnya.
Adapun  kondisi  pelayaran  saat  uji  coba  dilakukan seperti  tertera  pada  tabel  1,  dan  masing-masing  uji coba  dilakukan  baik  dengan  teknologi  pelumasan udara  maupun  tidak  mulai  dari  pengukuran  bahan bakar  yang  akan  digunakan  kemudian  uji  coba  serta pengukuran  sisa  bahan  bakar selalu  dilakukan  dalam satu  hari,  hal  ini  untuk  menghindari  perbedaan  cuaca yang  exstem dan  kemungkinan  terjadinya  penguapan dan lain-lain.

## Tabel 1. Kondisi
Pengujian

## KAJIAN HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  uji  coba  prototipe  kapal Sep-Hull  Bubble Vessel  1 yang  dilakukan  untuk  mengetahui  pengaruh penggunaan  teknologi  pelumasan  udara  terhadap kecepatan  kapal sep-hull  bubble  vessel  1 telah dilakukan  dengan  cara  mengukur  kecepatan  kapal tersebut pada  saat  tidak  menggunakan teknologi pelumasan udara dan menggunakan teknologi pelumasan udara, kedua kondisi ini diukur pada variasi posisi  trottle  mesin  disini  menggunakan  variasi  1 sampai  dengan  7.  Hasil  dari  pengukuran  bisa  dilihat pada Gambar 2, yang menunjukkan terjadi peningkatan  kecepatan  3  %  pada  kecepatan  tinggi

## Tabel 2. Parameter Tekanan Udara
sekitar  40  km/jam  atau  sekitar  20  knots  hingga  25  % pada  kecepatan rendah  sekitar  16  km/jam  atau  sekitar 8 knots.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1 2 3 4 5 6 7 sp ee d (k m /j am ) Trottle No.

## Pengaruh Terhadap Kecepatan
Without Bubble With Bubble

## Gbr 2. Pengaruh Terhadap Kecepatan
Dari hasil  uji  coba  hemat  bahan  bakar  yang  di lakukan pada 3 kali masing-masing satu hari, sehingga diharapkan pada masing-masing pengukuran dilakukan pada kondisi yang hampir sama.
Pada pengujian pertama dengan dua kali pelayaran dengan  arah  utara  dan  selatan  selat  Madura dengan waktu pengujian masing-masing 10 menit, menunjukkan tidak terjadi penghematan / pemborosan hingga 0,5 %  pada  tekanan  tertentu  (  tabel  2  ),  yaitu konsumsi  bahan  bakar 3,82 liter/mil dan  berlayar dengan kecepatan rata-rata 8 knots.
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 2x10 4x10 6x10 lit er /m il waktu pengukuran ( menit ) Konsumsi Bahan Bakar without with

## Gbr.3. Grafik Konsumsi Bahan Bakar vs Waktu
Kemudian  pada  pengujian  ke  dua  diperpanjang waktu 4 kali 10 menit, seperti terlihat pada gambar 3, 4 dan 5 bahwa terjadi penghematan bahan bakar hingga 13,34 %,  yaitu  konsumsi  bahan  bakar 2,5 liter/mil pada  kecepatan  rata-rata  8,0 knots. Disini  terlihat dengan nyata  bahwa  terjadi peningkatan  penghematan
bahan  bakar,  hal  ini  dimungkinakan  karena  luas permukaan  yang  terlapisi oleh  udara  dari  teknologi pelumasan  udara  menjadi  lebih  luas  sehingga  gaya tahanan gesek juga semakin kecil.
-0,05 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 2x10 4x10 6x10 lit er /m il waktu pengukuran ( menit ) Penghematan Bahan Bakar
Gbr 4. Penghematan Bahan Bakar vs Waktu
Untuk  lebih  memperjelas  hubungan  waktu pelayaran terhadap  penghematan bahan  bakar, dilakukan  pengujian ketiga  dengan  menambahkan waktu pengujian menjadi 6 kali 10 menit dan hasilnya bisa  dilihat  pada  gambar 3,4  dan  5.  Penghematan bahan  bakar  pada  pengujian  ketiga  ini  mendekati 7,57 %,  yaitu  dengan  konsumsi  bahan  bakar 2,81 liter/mil dari  konsumsi  bahan  bakar  tanpa  teknologi pelumasan udara 3,05 liter/mil.
-2,00% 0,00% 2,00% 4,00% 6,00% 8,00% 10,00% 12,00% 14,00% 16,00% 2x10 4x10 6x10 waktu pengukuran ( menit ) Prosentase Penghematan Bahan Bakar

## Gbr 5. Presentase Penghematan Bahan Bakar
Adapun  gambaran  dari  kondisi  dan  situasi  pada saat  uji  coba  hemat  bahan  bakar  prototipe  kapal Sep-Hull  dapat  dilihat  pada gambar  6,  dengan kecepatan  tersebut  diatas  kondisi  kapal  belum mengalami  planning.  Pada  kecepatan  tinggi  kapal  ini mengalami  sinkage  (  gambar  7  )  sehingga  sistem pelumasan  udara  nomer  1  (  posisi  1  )  menjadi  tidak berfungsi.  Oleh  karena  itu  untuk  kecepatan  tinggi
diperlukan  perubahan  letak  atau  posisi  sistem pelumasan  udara  yang  sesuai  sehingga  teknologi  ini tetap bisa berfungsi pada kecepatan tinggi.
Gbr 6. Uji coba hemat bahan bakar
Gbr 7. Kondisi sinkage pada kecepatan 24 knots

## KESIMPULAN
Berdasarkan dari kajian hasil uji coba hemat bahan bakar  yang  telah  dilakukan  pada  prototipe  kapal Sep-Hull  yang  mengaplikasikan  teknologi  pelumasan udara  ( air  lubrication  technology )  bahwa  sampai dengan  tahapan  ini  telah  diperoleh  suatu  informasi tentang  efektifitas  penggunaan  teknologi  ini  untuk penghematan  bahan  bakar  dengan  angka  yang  cukup signifikan yaitu 13,34 %, namun masih pada kecepatan operasional tertentu 8 knots. Hal ini disebabkan karena terjadi sinkage. Untuk  mengatasi  hal  tersebut  pada tahapan  selanjutnya  akan  dilakukan  perubahan/ penambahan sistem sehingga sinkage yang terjadi pada kecepatan  tinggi  menjadi  lebih  kecil  dan  konfigurasi sistem pelumasan udara tambahan.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan  terimakasih  saya  sampaikan  kepada rekan-rekan  tim  Sep-Hull  yang  telah  melaksanakan
berbagai uji  coba  di  laut.  Juga  saya  ucapkan terimakasih kepada semua yang telah membantu dalam segala hal kegiatan Sep-Hull.

## DAFTAR PUSTAKA
Binder,  Raymond  C (1973).,Fluid  Mechanics,  Fifth Edition, Prentice-Hall, Englwood Cliffs, N.J .
White,  F  M.  (1979),  "Fluid  Mechanics ", Mc. Graw-Hill Kogakusha, LTD.. Kline, Stephen J.( 1986), "Similitude and Approximation Theory", Springer-Verlag, New York,. Chanson H and Murzyn F. (2008), “ Froude Similitude and Scale Effects Affecting Air Entrainments in Hydraulics Jumps “, World Environmental and
Water Resource Congress, Ahupua’a.
A Jamaludin dan B Ma’ruf (2009), “ Kajian Eksperimental Disain Kapal Sep-HULL Sebagai
Sarana Transportasi Di Perairan Pantai Dan
S ungai”, MPI, BPPT.