## ANALISA PERBANDINGAN BENTUK LAMBUNG BULBOUS BOW KEPALA HIU MARTIL TERHADAP HAMBATAN TOTAL KAPAL
Romadhoni 1)
Jurusan Teknik Perkapalan, Politeknik Negeri Bengkalis Jl. Bathin Alam, Sei. Alam, Bengkalis Telp (+62)766-7008877, Fax (+62)766-5946114 Email : romadhoni@polbeng.ac.id

## Abstrak
Pengunaan bulbous  bow pada bagian  haluan  kapal  merupakan  alternatif  yang  paling trend saat  ini. Bulbous  bow diinstal  pada  kapal-kapal  dengan kecepatan tinggi untuk mengurangi hambatan, dimana sifatnya bergantung pada fungsi koefisien blok dan Froude number kapal, untuk kapal dengan Cb  dan  Fn  tertentu  dapat  memakai bulbous  bow karena  pertimbangan  keuntungan  pengurangan resistance yang  cukup  besar,  atau sebaliknya.Penelitian ini merupakan perbandingan pengujian model kapal dengan bulbous bow ram bow dengan jenis bulbous bow jenis hiu martil. Pengujian  dilakukan  pada  pada software  maxsurf dengan  perhitungan  tahanan  dan    daya  efektif  kapal  yang  akan  dibandingkan  dengan  hasil perhitungan maxsurf yang menggunakan metode holtrop. Hasil tahanan dan daya efektif kapal yang diperoleh dari hasil  Besarnya tahanan dan daya efektif kapal yang dibutuhkan untuk mencapai kecepatan 15 knot pada kapal dengan bulbous bow jenis ram bow yang diperoleh dari maxsurf 487,48 kN dan 6305,47 Hp. Untuk kapal dengan bulbous bow jenis hiu martil, tahanan dan daya efektif yang diperoleh hasil adalah 525,75 kN dan 6045,07 Hp. Daya Kapal mengunakan bulbous bow hiu martil lebih kecil dibandingkan mengunakan boulbous bow jenis ram bow. Kata kunci : Bulbusbow, hambatan kapal, hiu martil, ram bow, desain bow

## Abstract
The queue of vehicles entering the ferry if it is not set up with the right system will result in delays or accumulation of solid vehicles in the port parking bag, especially if these conditions can be utilized by irresponsible elements, will certainly cause injustice for Other crossing fascism users.The weakness of the queuing system of the vehicle is still happening at Bengkalis Air Bengkalis crossing port of Bengkalis Island to Sumatera Island, therefore  it  is  necessary  to  apply  a  new  system  that  can  reduce  the  density  of  the  queue  of  vehicles  and  minimize  the  fraud  that  is  done  by unscrupulous officers in the field in this case I will apply the queue of vehicles which adopt Card Boarding system which has been in use in setting departing passengers at airports to regulate the entry of vehicles into the ferry (Ro-Ro).
Keywords:vehicle Queue cards, ports, Boarding System, desain bow

## 1. PENDAHULUAN
Dewasa  ini  dunia  desain  perencanaan  kapal berkembang  sangat  cepat.  Tantangan  utama dalam  mendesain  sebuah  kapal  adalah  sulitnya pencapaian efisiensi yang optimum, baik dalam hal  ekonomis  dan performance .  Salah  satu target  optimalisasi  efisiensi  desain  adalah mengenai  kecepatan  kapal,  yaitu  bagaimana mendapatkan  desain  kapal  dengan  kecepatan memenuhi permintaan owner dengan penggunaan  daya  mesin  sekecil  mungkin. Menginstal bulbous  bow pada  bagian  haluan kapal  merupakan  alternatif  yang  paling trend saat  ini. Bulbous  bow di instal  pada  kapal-kapal dengan  kecepatan  tinggi  untuk  mengurangi hambatan,  di  mana  sifatnya  bergantung  pada fungsi koefisien blok dan Froude number kapal, untuk  kapal  dengan  Cb  dan  Fn  tertentu  dapat memakai bulbous  bow karena  pertimbangan
keuntungan pengurangan resistance yang cukup besar, atau sebaliknya.
Bulbousbow dengan  bentuk  tertentu  bekerja dengan cara mempercepat aliran fluida di daerah permukaan di atas bulb , sehingga menimbulkan daerah  dengan  tekanan  yang  rendah  di permukaan  fluida.  daerah  bertekanan  rendah tersebut  kemudian  bereaksi  dengan  tekanan gelombang di haluan di mana reaksi yang terjadi bersifat  mengurangi  efek  dari  gelombang  yang datang  dari  haluan.  Akhirnya  akan  mengurangi tekanan  pada  lambung  dan  mengurangi hambatan,  pada  kasus-kasus  yang  umumnya terjadi,  pemasangan bulbous  bow dapat mempengaruhi  nilai  daya  dorong  efektif  yang diperlukan  untuk  menggerakkan  kapal,  hal  ini dapat  dimengerti  karena  seperti  yang  diketahui bahwa  daya  dorong  efektif  berhubungan langsung  dengan  fungsi  besarnya resistance pada lambung kapal serta kecepatan kapal.
JURNAL INOVTEK POLBENG, VOL. 07, NO. 1, JUNI 2017                                             ISSN: 2088-6225 E-ISSN: 2580-2798
Terinspirasi dengan morfologi kepala hiu martil yang  menyebabkan  mereka  mampu  berbelok dengan  benar,  dalam  penelitian  ini  mencoba untuk  mengkombinasikan  fungsi bulbous  bow pada  kapal  dengan  bentuk  kepala  hiu  martil. Sehingga, didapatkan bentuk bulbous bow yang optimal dengan fungsi maneuver dan resistence. Untuk  itu,  dilakukan  sebuah  penelitian  awal terkait  bentuk bulbous  bow baru.  Pada penelitian  ini  mencakup  hingga  perhitungan hambatan pada bentuk bulbous ini, hanya untuk mengetahui  bentuk  aliran  yang  akan  dihasilkan bentuk bulbous  bow ini  dengan  bantuan software maxsurf dan hullspeed.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Profil Hiu Martil
Hiu  martil  dari  genus Sphyrna adalah  anggota dari  famili  Sphyrnidae.Satu-satunya  genus selain Sphyrnidae , Eusphyra ,  terdiri  dari  hanya satu spesies, Esphyra blochii , winghead shark . Sembilan  spesies  hiu  martil  yang  sudah diketahui  memiliki  panjang  antara  2  hingga  6 meter  (6,5  hingga  20  kaki),  dan  semua  spesies memiliki  proyeksi  kepala  menyerupai  martil gepeng bila dilihat dari salah satu sisi. Mata dan lubang  hidup  ada  di  ujung  kepala.  Mereka adalah  predator  agresif  yang  memakan  ikan, ikan  pari,  cumi-cumi,  dan  udang-udangan. Mereka ditemukan di perairan hangat sepanjang garis pantai, dan paparan benua.
Bentuk kepalanya yang seperti martil menyebabkan  mereka  mampu  berbelok  dengan benar.  Seperti  semua  hiu,  hiu  martil  memiliki pori  sensor electrolocation yang  disebut ampullae  of  Lorenzini .  Dengan  menyebarkan reseptor  di  berbagai  area,  hiu  martil  dapat mencari  mangsa  dengan  lebih  efektif.  Hiu  ini mampu mendeteksi sinyal listrik setengah miliar Volt . Kepala yang berbentuk seperti martil juga memberikan keuntungan berupa area penciuman yang  lebih  luas,  meningkatkan  potensi menemukan  partikel  di  air  sedikitnya  10  kali dibandingkan dengan hiu 'klasik' lainnya. Bentuk  kepala  aneh  hiu  ini  dapat  dianalogikan dengan  antena  seekor  serangga.  Hiu  martil memiliki  mulut  yang  kecil  dan  sepertinya
melakukan  banyak bottom-hunting .  Mereka suka  membentuk  gerombolan  di  siang  hari, kadang-kadang dalam kelompok lebih dari 100. Pada sore hari, seperti hiu lain, mereka menjadi pemburu solo. [5]
Gambar 1 . Morfologi Badan Hiu Martil

## 2.2 Bulbous Bow
Bulbous  bow adalah  suatu  bentuk  konstruksi haluan  yang  berbentuk  bulat  telur  yang ditempatkan  pada  linggi  haluan  bagian  depan. Perbandingan  model  percobaan  menunjukkan bahwa  sebuah  kapal  yang  dilengkapi  dengan Bulbous  bow dapat  membutuhkan  sedikit  daya pendorong  dan  memiliki  ketahanan  yang  jauh lebih  baik  karakteristik  dari  kapal  yang  sama tanpa menggunakan Bulbous Bow . Bulbous bow biasanya  dipasang  pada  Fungsi  utama  dari bagian  ini  adalah  mengurangi  hambatan  kapal pada  saat  eksplotasi  atau  operasi  sebuah  kapal. Sebagian besar hambatan pada kapal diakibatkan oleh keberadaan bagian kapal  yang mengalami  kontak  langsung  dengan  fluida. Fluida  yang  dilalui  kapal  membentuk  pola gelombang  akibat  dari  gerakan  badan  kapal yang  pada  akhirnya  menimbulkan  gesekan dengan  lambung  kapal,  prinsip  kerja  dari bulbous  bow adalah  dengan  membangkitkan gelombang  atau  menginterferensi  gelombang kapal  yang  datang  dari  haluan,  sehingga gelombang yang datang akan kehilangan tenaga karena  interferensi  gelombang  dari bulbous bow ,  dan  pada  akhirnya  energi  gelombang  di sekitar  lambung  kapal  akan  berkurang,  dengan demikian hambatan kapal dapat diminimalisir[3]. Keuntungan lain dari pemasangan bulbous  bow yaitu  memperbaiki trim  kapal,  akibat  aliran  fluida  yang  menekan
JURNAL INOVTEK POLBENG, VOL. 07, NO. 1, JUNI 2017                                             ISSN: 2088-6225 E-ISSN: 2580-2798
bagian bulb dihaluan  kapal[1].  tekanan  fluida yang  mengalir  dibagian  atas bulb memberikan tekanan  ke  arah  bawah  dan  menahan   bagian haluan kapal mengangkat ke atas.
Bulbous  bow pertama  kali  diperkenalkan  pada tahun 1912 oleh angkatan laut Amerika Serikat, yang  diperkenalkan  oleh  David  Taylor.  Namun hingga  tahun  1950  tidak  memperlihatkan perkembangan  yang berarti.  Bahkan pada batas waktu tersebut tidak pernah dijumpai pemakaiannya pada kapal-kapal barang.
Berdasarkan  percobaan  yang  dilakukan  oleh Wigley bahwa Bulbous  bow ini  cocok  dan memberikan keuntungan bilamana:
1) Perbandingan  antara  kecepatan  dan  akar panjang berkisar antara 0,80 - 1,90
2) Posisi  dari bulbous dan  proyeksi  ujungnya lebih panjang dari garis  tegak    depan
3) Bagian  atas  dari bulbous  bow tidak  boleh mendekati permukaan air.
Namun  dari  penelitian-penelitian  lebih  lanjut tepatnya  pada  tahun  1956  yang  dikembangkan dari  Grena  bahwa  ternyata  untuk  kapal  yang mempunyai  harga froude 0.17  –  0.23  dapat dipakai bulbous bow .
Problem  lain  yang  timbul  pada  kapal berkecepatan tinggi yang menggunakan bulbous adalah  terjadinya  kavitasi  pada  permukaan bulbous  bow yang  menghasilkan  erosi  dan kebisingan.
Teori  dasar  dari  sistem  penggunaan bulbous bow adalah  merupakan  aplikasi  dari  asas Bernoully. Dari hasil penyelidikannya menunjukkan  adanya  perubahan  kecepatan  dan tekanan cairan. Misalnya suatu cairan melewati suatu  benda  A  misalnya  (Gambar  2.2),  bila cairan  mengalir  dengan  kecepatan  V o dan tekanan  P o maka  sampai  pada  batas  A  –  A terjadi  pembelokan.Ternyata  kecepatan  P 1 bertambah  besar  akibat  adanya  penyempitan permukaan cairan disisi benda A. Sesuai dengan asas bernoully dengan membesarnya harga dari P 1 maka  akan  diikuti  dengan  penurunan  harga dari V 1.
P o + ½ . ρ .V o 2 = P 1 +  ½ . ρ .V 1 2 .........................(1)
Gambar  2 . Perubahan aliran pada Hukum Bernoulli
Gambar  3 . Perubahan aliran gelombang akibat penggunaan Bulbous Bow
2.2.1 Bentuk –bentuk Bulbous Bows Pemilihan  bentuk  untuk  suatu  kapal  tergantung dari beberapa faktor, antar lain:
1. Kondisi perairan
2. Lebar  kapal,  panjang  kapal,  kelangsingan kapal.
Bentuk bulbous  Bows yang  berpengaruh terhadap Terhadap Horse Power yaitu:
1. Bentuk  titik  air  terbalik;    Bentuk  ini  sangat cocok untuk kapal-kapal yang bergelombang. Bentuk  ini  sering  dikombinasikan  pada kapal-kapal  yang  bergading  “V”  yang digunakan  pada  kapal-kapal  berkecapatan tinggi.
Gambar  4. Bulbous bow bentuk titik air terbalik
2. Bentuk  titik  air  bergantung;  Bentuk  ini, sesuai  dengan  kapal-kapal  yang  berlayar
A A A P V 1 1 P 0 V 0 Permukaan Zat Cair Dasar Zat Cair Dasar Zat Cair 1 v 0 v 1 p o p
pada  daerah    yang  kurang  menghadapi hempasan gelombang yang besar.
Gambar  5. Bulbous bow bentuk titik air bergantung
3. Bentuk  Elips;  Bentuk Bulbous yang  ketiga ini  lebih  banyak  digunakan  pada  kapal- kapal  yang  bentuk  gadingnya  “U”  atau kapal-kapal yang berukuran gemuk [3].
Gambar 6 .Bulbous bow bentuk elips
Gambar 7. Tipe – tipe bulbous bow y ang lazim dipakai pada kapal

## 2.2.2 Dasar  Penentuan  Ukuran  Bulbous Bows
Untuk  menentukan  ukuran  dari Bulbous  Bows ini  didasarkan  dari  beberapa  faktor,  yaitu  jenis kapal,  daerah  pelayaran  kapal,  kelangsingan kapal serta ukuran dari kapal itu sendiri. Dalam buku  : Ship  Design dari  Mitsiu  Eng  and Ship Building Co,Ltd halaman 38 memberikan rumus pendekatan sebagai berikut:
Luas Bulbous bow a B =  0,04 + 0,07 B ……......................  (2)
Panjang Bulbous bow L B
=  ( 3,1 – 1,3 E )  %  L .....................(3) Angka Penunjuk E   = ( B/L)  / ( 1,3 ( 1-Cb)  + 0,031 LCB) ...(4) Ukuran  dari bulbous  bow ini  biasanya dinyatakan  dalam  bentuk  harga  perbandingan atau  persentase  antara  luas bulbous terhadap luas penampang tengah kapal.
Dari sumber berbeda  yaitu  buku: “Ship  Design for Efficiency and Economy” oleh H.Scheenluth pada  halaman  51  –  52  menyarankan  bahwa panjang bulbous  bows dari  garis  tegak  depan berkisar  20%  dari  lebar  kapal  dan  tidak  boleh melebihi dari panjang forecastle deck .
2.2.3 Pengaruh Bulbous bow Pada Karakteristik Kapal. Pengaruh Bulbous  bow dapat  memberikan dampak  dalam  mendesain  kapal,  konstruksi kapal,  pembuatan  kapal  dan  pengoperasian kapal  yang  berkaitan  dengan  karakteristik sea keeping ,  tahanan  dalam  berlayar,  karakteristik propulsi, effective drag, trim dan lain-lain. Perubahan  permintaan  power  dengan Bulbous bow yang  bertentangan  dengan  normal bow dapat ditujukan sebagai berikut :
1. Perubahan  dalam  tekanan  tarik  yang disebabkan oleh efek pemindahan gelembung dan efek sirip. 2. Perubahan dalam tahanan pemecah gelombang 3. Peningkatan tahanan gesek 4. Perubahan efisiensi propulsi yang
dipengaruhi  oleh  koefisien  daya  dorong  dan keseragaman percepatan aliran.
Gambar 8. Perbandingan Tahanan (menggunakan Bulbous bow dengan tanpa Bulbous Bow )
Pada dasarnya bulbous  bow dapat  dipakai  pada semua jenis kapal, hanya beberapa pengecualian, bulbous bow kurang memberikan
JURNAL INOVTEK POLBENG, VOL. 07, NO. 1, JUNI 2017                                             ISSN: 2088-6225 E-ISSN: 2580-2798
efek pada kapal-kapal dengan kecepatan rendah dan  kapal  kecil.  Untuk  kapal  dengan  desain lambung  yang modern , bulbous  bow dapat menghemat energy propulsi 8 – 15%, salah satu desain  terbaru  adalah bulbous  bow dengan bentuk “goose  neck” dengan  bagian  ujung membengkok  ke  atas, bulbtipe ini  memiliki panjang  4-4,5%  panjang  garis  air,  namun  hasil terbaik  dihasilkan  ketika  panjang  dinaikkan hingga  5% Lwl khususnya  untuk  kapal  dengan Froude  Number di  atas  0,3. Sectional  area sebesar 6-11% dari luas midship area , dan dapat diambil  sebesar  9%  dimana  bagian  ujung bulb muncul di atas garis air setinggi 40 cm – 60 cm. [Design guidelines, hal:9]

## 3. METODOLOGI PENELITIAN

## 3.1 Data Utama Kapal
Berikut  ini  adalah  beberapa  data  utama  kapal melakukan  pengamatan  untuk  dimodelkan mengunakan bulbous bow hiu Martil :
LOA  :  152,55 meter LPP  : 146 meter B :23,5  meter H : 13,4 meter T :  10,7 meter Cb : 0,75 Vs : 14 Knot

## 3.2  Kerangka Pemikiran
Gambar 9 Diagram Alur Penelitian

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1 Persiapan Permodelan Aliran
Tahap pertama pada penelitian ini adalah denga mendesain  2  (dua)  kapal  pada Maxsurf dengan menggunakan template yang  sudah  tersedia pada software ini,  melalui  tahapan  sebagai berikut :
1. Mendesain  kapal bulbous  bow dengan memanfaatkan template yang  sudah  ada pada Maxsurf .
Gambar10 Tampak Samping Desain Kapal Container dengan Bulbous Bow
Gambar 11 Pembesaran pada Bagian Bulbous bow pada Kapal Container
2. Mendesain kapal dengan bulbous bow kepala hiu  martil  dengan  mengubah template menjadi bulbous  bow berbentuk  kepala  hiu martil.
Mulai Identifikasi dan Perumusan Masalah Studi Pustaka Pengolahan Data Pemodelan 1 Pemodelan 2 Analisis Model Apakah Tahanan Kapal Sesuai Bagaimana Bentuk Arah Aliran
Analisis Model Selesai
JURNAL INOVTEK POLBENG, VOL. 07, NO. 1, JUNI 2017                                             ISSN: 2088-6225 E-ISSN: 2580-2798
Gambar 12 Tampak Samping Desain Kapal Container dengan Bulbous bow Kepala Hiu Martil
Gambar 13 Pembesaran pada Bagian Bulbous bow Kepala Hiu Martil pada Kapal Container
4.2  Perhitungan  Tahanan  dan  Daya    Efekif Kapal  dari  Hasil  Aplikasi Maxsurf dengan Menggunakan Metode Holtrop
Berdasarkan  hasil  perhitungan  dengan  bantuan maxsurf yang  menggunakan  metode holtrop , hasil  perhitungannya  untuk  kapal  yang mengunakan bulbusbow elips  dan  kapal  yang mengunakan bulbusbow hiu martil dapat dilihat pada tabel 1  dan 2 berikut ini.
Tabel 1. Hubungan antara Tahanan (N) dengan Kecepatan (knot) untuk jenis ram bow
JURNAL INOVTEK POLBENG, VOL. 07, NO. 1, JUNI 2017                                             ISSN: 2088-6225 E-ISSN: 2580-2798
Gambar 15 Power terhadap kecepatan untuk kapal mengunakan ram bow
Tabel 2. Hubungan antara Tahanan (N) dengan Kecepatan (knot)bulbusbow jenis kepala hiu martil
Gambar 16. Grafik Kecepatan  terhadap tahan dengan bulbusbow
Gambar 17 Power terhadap kecepatan mengunakan bulbusbow Kepala Hiu Martil
JURNAL INOVTEK POLBENG, VOL. 07, NO. 1, JUNI 2017                                             ISSN: 2088-6225 E-ISSN: 2580-2798
Arah Aliran Fluida Mengunakan Hull Speed
Gambar 18 Arah aliran mengunakan tanpa bulbusbow jenis ram bow
Gambar 19 Arah aliran mengunakan tanpa bulbous bow jenis ram bow

## 4.3    Hasil Analisis
Besarnya  tahanan  dan  daya  efektif  kapal  yang dibutuhkan  untuk  mencapai  kecepatan  15 knot pada kapal  dengan bulbous bow jenis ram bow yang  diperoleh  dari maxsurf 487,48  kN  dan 6305,47  Hp.  Untuk  kapal  dengan bulbous  bow jenis  hiu  martil,  tahanan  dan  daya  efektif  yang diperoleh  hasil  adalah  525,75  kN  dan  6045,07 Hp.  Daya  Kapal  mengunakan bulbous  bow hiu martil  lebih  kecil  dibandingkan  mengunakan boulbous bow jenis ram bow .

## 5. KESIMPULAN
Berdasarkan  pada  pembahasan  sebelumnya dapat  ditarik  kesimpulan,  bahwa  Besarnya tahanan dan daya efektif kapal yang dibutuhkan untuk  mencapai  kecepatan  15 knot pada  kapal dengan bulbous  bow jenis  ram  bow  yang diperoleh  dari maxsurf 487,48  kN  dan  6305,47 Hp. Untuk kapal dengan bulbous bow jenis hiu martil, tahanan dan daya efektif yang diperoleh hasil  adalah  525,75  kN  dan  6045,07  Hp.  Daya Kapal  mengunakan bulbous  bow hiu  martil lebih kecil dibandingkan mengunakan boulbous bow jenis ram bow Saran 1. Perlu  mengunakan metode  Ansys
(CFD) Untuk  Melihat  bentuk  aliaran pada  lambung  kapal    disekitar  kapal  ini bertujuan  untuk  mengetahui  apakah bulbous  bow dialiri  oleh  arus  serta mengetahui  bentuk  aliaran  disekitar bulbous bow hiu martil .
2. Untuk menemukan hasil yang lebih baik dari  hasil  simulasi CFD ini  bisa  juga digunakan  dengan  pengujian  di  Tangki percobaan,  karna  ini  memungkinkan memiliki hasil yang lebih akurat.

## 6. UCAPAN TERIMA KASIH
Kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak  yang  telah  terlibat  dalam  penelitian  ini kepada  mahasiswa Politeknik Negeri Bengkalis yang telah memfasilitasi penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Harvard,  S.V.AA .  (1992). Tahanan  dan Propulsi  Kapal .  Dept  Of  Ocean  Eng.  The Technical  universuty  of  Denmark  Lyngby, Airlangga University press.
[2] Hartina.  (2011) Studi  Pengaruh  Bentuk Bulbous  bow  Terhadap  Tahanan  Kapal Layar  Motor  Tradisional  Melalui  Uji Model.  Sripsi  S1  Teknik  Perkapalan Universitas Hasanuddin Makasar.
JURNAL INOVTEK POLBENG, VOL. 07, NO. 1, JUNI 2017                                             ISSN: 2088-6225 E-ISSN: 2580-2798
[3] Febrianto, Nasirudin  A,  S.T.,  M.Eng.
Optimisasi  Bentuk  Bulbous  bow  Dengan Menggunakan  Koneksi  (Link)  Antara Maxsurf Dan Microsoft Excel(Studi Kasus : Kapal  Tanker  6500  DWT. Skripsi  S1 Jurusan Teknik Perkapalan Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya [4] Maxsurf, (2005). Maxsurf Windows Ver sio n 13User Manual .
[5] http://id.wikipedia.org/wiki/Bulbousbow
Tanggal 10 Desember 2016 Jam 14 WIB