## MODIFIKASI SISTEM BUBBLE PADA PROTOTYPE SEPHULL BUBBLE VESSEL UNTUK KINERJA OPTIMUM

## The Modification of Bubble System for Optimum Efficiency on The SepHull Prototype Vessel
Irfan Eko Sandjaja, Totok Triputrastyo dan M. Isronin
UPT Balai Pengkajian dan Penelitian Hidrodinamika, BPPT
Email : irfanlhi@yahoo.com
Diterima: 27 April 2015; Direvisi: 26 Mei 2015; Disetujui: 10 Juli 2015

## Abstrak.
Salah satu kendala dalam mengoperasikan sistem bubble dari prototype kapal Sephull terjadi apabila kondisi dari lubang outlet udara yang diinjeksikan pada bottom kapal berada di luar permukaan air karena kondisi ini menyebabkan sistem bubble tidak akan berfungsi, pada kecepatan tertentu saat kapal beroperasi kapal akan mengalami planning dimana pada bagian depan kapal  akan terangkat dari permukaan air karena panjang kapal relatif kecil sehingga kemungkinan besar bagian ujung outlet sistem bubble juga terangkat dari permukaan air. Kondisi lain yang menyebabkan tidak berfungsinya dari sistem bubble ini bisa disebabkan kondisi perairan yang kurang mendukung dimana gelombang perairan membuat bagian outlet udara dari sistem bubble keluar masuk air. Kondisi ini memang sulit dihindari kecuali jika kapal dioperasikan di perairan tenang (tertutup) seperti di sungai atau danau, guna menyiasati hal ini maka pada prototype kapal Sephull Bubble  Vessel dilakukan rekayasa agar sistem bubble nya tetap bisa dioperasikan. Rekayasa yang dilakukan dengan menambah lokasi outlet udara yang diinjeksikan dari kompressor sebanyak 2 tempat yaitu di sekitar bagian tengah dan bagian ujung bela-  kang  dari bottom kapal. Diharapkan dengan penambahan ini sistem bubble masih bisa dioperasikan secara menerus walaupun kondisi kapal trim belakang  sehingga penghematan konsumsi bahan bakar masih bisa dilaksanakan.
Kata kunci : sistem bubble, sephull, efisiensi BBM.

## Abstract
One of the problems in operating the prototipe of Sep-Hull vessel with bubble system occurs when the air outlet hole in the bottom boats out of the water surface, this condition causes the bubble system will not work. At a certain speed the ship will be planning where the front of the ship will be lifted from the surface of the water as the ship's length is relatively small then the most likely outlet front bubble system also lifted from the surface of the water. Other conditions that cause the failure of the bubble system is unfavorable sea conditions where waves make the outlet air in and out of the water surface. This condition is difficult to avoid unless the vessel is operated in calm waters (enclosed) such as in a river or lake, to solve this problem then Sephull BV prototype vessel was modified to keep the bubble system can be operated. Modifications made by adding the location of the air outlet as much as two places, namely in the middle and rear of the ship's bottom. These modifications are expected to bubble system can still be operated continuously even though the condition of the vessel aft trim, thus saving fuel consumption could still be implemented.
Key Words : bubble system, sephull, the fuel efficiency .

## PENDAHULUAN
Sistem bubble yang digunakan pada prototype kapal Sephull ini  ialah  suatu sistem yang  menghasil- kan udara untuk dinjeksikan pada bottom kapal  se- hingga antara bottom kapal dengan air laut tidak  ber- gesekkan secara langsung karena adanya lapisan udara dari sistem bubble tersebut, udara tersebut dihasilkan dari kompressor yang dipasang pada bagian ceruk haluan kapal, dengan lapisan udara tersebut maka tahanan gesek yang terjadi akan menjadi kecil, dengan mengecilnya tahanan gesek maka tahanan total yang terjadi pada kapal juga akan mengecil dengan  demi- kian untuk daya mesin yang sama maka kecepatan kapal akan meningkat atau untuk kecepatan yang tetap dengan tahanan total mengecil maka daya mesin yang digunakan akan lebih kecil pula sehingga keuntungan dari penggunaan dari sistem bubble ini akan mendapat kan efisiensi. Dari uraian tersebut di atas dapat disim- pulkan bahwa sistem bubble akan berfungsi apabila bottom dari kapal dalam kondisi tertutup yaitu kondisi
dimana lubang/nossel udara bubble ( outlet )  pada bottom kapal tercelup air, kondisi ini cukup sulit dipe- nuhi oleh prototype kapal Sephull bila dioperasikan di perairan yang bergelombang dimana kapal akan sering mengalami gerak pitching, gerakan ini kemungkinan besar akan mengakibatkan terangkatnya bagian lubang /nossel ( outlet ) udara dari permukaan air, kondisi ini didukung pula dengan panjangnya prototype kapal  yg relatif kecil. Faktor lain dari keluarnya lubang/nossel ( outlet ) udara dari permukaan air yaitu kondisi kapal yang akan mengalami trim belakang ( planning )  bila dioperasikan pada kecepatan di atas kecepatan tertentu yang sesuai dengan tipe kapal ini  ( Planning Hull ). Dengan  keluarnya  lubang/nossel  ( outlet )  dari  permu- kaan air maka sistem bubble tidak akan berfungsi. Agar dapat menjaga sistem bubble ini dapat dioperasikan  pada kondisi tersebut di atas maka perlu diadakan modifikasi (penambahan) lubang nossel pada bottom kapal.
UKURAN UTAMA KAPAL LOA 8000 MM B 2285 MM H 670 MM DWL 263 MM DISPL 1,8 TON Gambar 1. Body Plan .

## KINERJA AWAL KAPAL
Prototype  kapal ini mulai digunakan untuk uji coba pada tahun 2010 namun sistem bubble yang di- operasikan hanya sistem bubble bagian depan (SB1) saja sebagai desain asli ( original ) lihat gambar 2. Ujicoba yang dilakukan pertama kali untuk mengetahui kecepatan maksimal kapal  dari  hasil ujicoba kecepatan maksimal yang bisa dicapai yaitu ± 23.5 knots dengan kondisi kapal telah mengalami planning .  Ujicoba selanjutnya adalah menentukan
posisi troutle dengan mengatur troutle /gas mesin untuk mengetahui posisi nossel/  udara ( outlet ) dari sistem bubble nya agar tetap bekerja berada  di  air.  Dengan mengetahui posisi troutle tersebut maka dalam ujicoba dari sistem bubble kecepatan kapal yang digunakan mengacu pada posisi troutle tersebut, posisi troutle yang sering digunakan sebesar ± 75 persen.
Dari  hasil  ujicoba  model kapal  (Andi Jamaludin, 2006)  didapatkan bahwa pada kondisi kecepatan Vs= 13-23  knots, lubrication air bubble  (bubble system) dapat menurunkan drag hingga 30% untuk besarnya

## Letak pipa memanjang
pressure 0.5-1.75 bar, sedangkan untuk pressure 6.4 bar drag berkurang hingga 50% bila  dibandingkan Sephull tanpa menggunakan air  lubrication . Dari data ujicoba  model  kapal  di  atas  tidak  dapat  digunakan pada  uji  coba prototype karena pada  kecepatan tersebut  kecendurungan  kapal mengalami planning sehingga sistem bubble nya tidak berfungsi secara maksimal. Adapun terjadinya perbedaan kondisi tersebut karena pengujian model kapal dilaksankana pada kondisi air di kolam uji yang cende- rung tenang sedangkan pada pengujian full scle kon-  disi perairan cenderung  terjadi gelombang  dimana lu-  bang/nossel ( outlet ) sering berada di atas permukaan air.

## RENCANA MODIFIKASI.
Sesuai dengan tujuan penelitian dari sistem bubble terhadap efisiensi pemakaian bahan bakar pada proto- type kapal Sephull maka untuk memaksimalkan fungsi dari sistem bubble tersebut perlu adanya rekayasa/ modifikasi dari sistem bubble yang ada sekarang ini. Modifikasi akan dilakukan dengan memasang 2 sistem bubble yaitu sistem bubble 2 (SB2) dan sistem
bubble 3 (SB3),  SB 2 terletak sekitar  bagian tengah dari sis- tem bubble depan (SB1) dengan sistem bubble belakang (SB3) sedangkan sistem bubble 3 terletak sekitar ± 600 mm di depan After Peak (AP) dari kapal (gambar 2) .
Dengan mempertimbangkan waktu serta anggaran ma-  ka sistem bubble (SB)  2  dan  (SB)  3 tidak dibuat dengan beberapa nossel seperti sistem bubble 1, tetapi dibuat dari pipa tembaga Ø=  8  mm yang bagian me- lintang kapal dilubangi tiap jarak 10 mm dengan Ø= 1 mm  sedangkan pada bagian memanjang pipa  ditem- patkan pada bagian sudut/tepi datar dari bottom kapal (lihat Body Plan gambar 1) hingga menembus bottom kapal pada bagian fore peak , lubang tembusan ini pada bagian dalam dipasang ambang guna  keamanan kapal bila terjadi kebocoran, ujung pipa tembaga bagian da- lam disambungkan dengan pipa/slang karet yang  di- sambungkan pada valve kemudian ke pressure gauge dari pressure gauge disambungkan ke kompressor (gambar 2). Sedangkan bagian pipa tembaga yang terletak di luar tersebut dilengkapi pelindung dari pelat fibre dan dilakukan proses laminasi fibreglass .
COMPP-1 COMPP-2 S – 1 (SB1) N-1 N-2 N-3 N-5 N-4 PL-6 PL-8 PL-9 PL-2 V-1 V- 2 V-6 V-8 V-9 V-10 PL-1 I-4 I-5 I-6 I-7 I-8 PL-7 V-7 PL-10 PL-3 PL-4 V-4 V-3 N-6 (SB2) I-3 I-1 N-7 (SB3) S-2 PL-5 I-2 V-5
Gambar 2. Rancangan modifikasi sistem bubble (SB2 dan SB3) .
SB2 didesain untuk ditempatkan pada bagian tengah sedangkan pipa memanjangnya diletakkan pada sisi kanan kapal sedangkan SB3  di  bagian belakang dan pipa memanjangnya ditempatkan pada sisi kiri kapal (gambar 4).

## PROSES MODIFIKASI
Dengan menimbang  keterbatasan waktu dan ang- garan maka proses modifikasi/penambahan sistem bubble (SB1 dan SB2) dibuat dari pipa tembaga yang diletakkan pada bagian luar kapal sudut bottom kapal (gambar 3) yang diberi pelindung dan dilakukan proses laminasi fibreglass, kondisi ini akan mengubah dari konstruksi khususnya bagian bottom kapal akan terjadi tonjolan terutama pada bagian lubang udara sistem bubble terletak melintang dari bottom kapal.
Gambar 3. Persiapan letak pipa SB3 (kiri kapal).
Pada tahap awal lokasi dari pipa tembaga yang akan ditempatkan digrinda dahulu lapisan pigmennya hingga permukaan laminasinya terkasari hal ini dimak- sudkan agar proses penyambungan/laminasi selanjut- nya akan berlangsung sempurna, kemudian proses penge” mal” an bentuk pipa yang nantinya akan dipa sang.
Gambar 4. Pemasangan pipa SB2 (kanan kapal).
Dari pekerjaan pengemalan tersebut  akan  dibuatkan bentuk pipa sesungguhnya  yang akan dipasang.  Pada bagian pipa melintang dilubangi tiap jarak 10 mm dengan Ø= 1mm (gambar 5) dengan bagian ujung pipa ditutup dengan plug dari  tembaga  agar  udara tidak bocor  sedangkan bagian pangkalnya diberi sambung pipa “L” ( elbow ), sambungan ini yang akan
Gambar 5. Konstruksi lubang udara (pipa melintang).
menghubungkan bagian melintang dan memanjang da- ri sistem pipa yang berada di luar kapal, setelah kondisi pipa terakit dengan baik kemudian di pasang (gambar 4)  dengan didukung alat-alat bantu seperti kayu penyangga kemudian pipa didempul dan selanjutnya dilakukan laminasi fibreglass, agar lubang udara tidak tertutup pada  proses tersebut maka harus dijaga/diperhatikan.
Gambar 6. Ilustrasi sistem bubble (SB1).
Untuk memudahkan pemasangan pelindung pelat fibre lubang udara/ outlet maka pipa sebelum dipasang pada bottom kapal pemasangan pelindung ini dipasang dahulu dengan pipanya  (gambar 5), demikian juga dengan pangkal dari pipa tersebut yang ditembuskan dahulu ke dalam kapal melalui lubang masuk (gambar 3) yang kemudian disambung dengan slang dan valve, dari valve dihubungkan dengan pressure gauge dan kompressor.
Lubang-lubang udara dicelah pelat pelindung fibre. Lokasi pipa memanjang Lubang masuk pipa ke fore peak Pipa memanjang Pipa melintang Bentuk Step Udara
Untuk memperkuat pelat fibre tegak pelindung lu- bang-lubang (pipa) udara yang dilekatkan pada bottom kapal  pada saat pemasangan awal menggunakan lem stick glue kemudian didempul  dan dilaminasi, untuk memperkuat konstruksinya maka pada jarak tertentu (± 300 mm) dipasang siku memanjang untuk dibuat pola step seperti SB1, pelat datar ini    yang akan digunakan sebagai pengikat   laminasi  pelat pelindung datar, semacam las kunci pada konstruksi daun kemudi yang terbuat dari baja.
Kondisi step direncanakan untuk memperkecil tahanan dan mengefektifkan injeksi udara maka pada sistem bubble ini (gambar 6 dan 7).

## Gambar 7. Potongan memanjang pada posisi SB.
Setelah  siku-siku memanjang terpasang maka proses penge” mal” an pelat datar bisa dilakukan, pengemalan bentuk pelat datar dan dilanjutkan dengan pengemalan lubang-lubang pengikatan pem fibre an antara pelat pelindung datar dengan siku tegak memanjang, ukuran lubang ± 100x50 mm. Setelah pengemalan selesai tahap berikutnya pemasangan pelat tersebut, pemasangan pelat dengan bantuan penyangga /  kayu kemu-  dian pelat dilem dengan stick glue dan didempul pada bagian sisi-sisi pelat dan lubang pengikatan pem- fibre an  sebelum dilakukan laminasi pem fibre an  maka perlu dilakukan penggrindaan agar proses laminasi fibre sempurna.
Gambar 8. Sistem kontrol tekanan udara dari SB1 di ruang kemudi (sebelum dimodifikasi).
Setelah proses peng fibre an lubang pengikatan kering kemudian pemasangan bagian lubang-lubang pengikatan, pendempulan, penggrindaan dan pem fibre an. Proses finishing selanjutnya dengan pengecatan anti fouling (AF) seperti pengecatan bottom nya.
Gambar 9. Sistem kontrol tekanan udara di ruang kemudi dalam proses modifikasi.
Modifikasi sistem pipa distribusi udara dan lu- bang-lubang/ outlet udara telah dipaparkan di atas se- dangkan pada sistem kontrol udara diperlukan modifikasi selain penyempurnaan dalam penggunaan pera-  latannya, pada sistem bubble yang lama hanya meng-  gunakan 5 valve group nossel manual buka tutup  untuk mengendalikan nossel  di ujung pada bottom kapal, 1 valve utama nossel manual buka tutup (gambar  8)  yang digunakan untuk mengendalikan tekanan udara dari kompressor, kesemuaan itu hanya digunakan dalam pengoperasian  satu sistem bubble saja yaitu SB1 (bagian depan), tipe valve ini kurang peka dalam mengubah-ubah  untuk mengatur tekanan yang akan digunakan.
Gambar 10. Sistem kontrol SB1, SB2 dan SB3 Setelah proses modifikasi di ruang kemudi.
Udara Pelat bottom

## Pipa tembaga SB

## Pelat pelindung datar
Pelat pelindung tegak
Proses penggantian ini (gambar 10) dilakukan dengan penggantian valve buka tutup manual dengan valve buka tutup menggunakan ulir dimana pada valve ini akan lebih peka pengaturan sistem buka tutup tekanan udara. Oleh karena adanya penambahan sistem bubble nya yaitu SB2 (tengah) dan SB3 (belakang) dengan demikian valve yang akan digunakanpun juga ditambah, hal ini bisa dilihat dengan jelas pada gambar 10.
Keseluruhan proses modifikasi dari sistem bubble ini telah dilaksanakan dan telah diujicoba awal dalam pengoperasiannya  (gambar 11), dari hasil ini maka sistem bubble modifikasi ini siap untuk dioperasikan dalam pengujian sistem bubble dalam penelitian kegiatan ini.
Gambar 11. Sistem kontrol dari SB1 di ruang kemudi.Saat ujicoba sistem bubble modifikasi.

## KESIMPULAN
Pada proses modifikasi/penambahan sistem bubble 2  dan  3  akan mengubah dari konstruksi yang ada yaitu adanya tonjolan pada bottom kapal, pada saat ini tonjolan pada bottom diasumsikan setipe dengan tonjolan step yang berfungsi untuk menampung udara (udara terperangkap) hal ini merupakan awalan dalam proses pelapisan udara pada bottom kapal,  di sisi lain tonjolan ini mempunyai potensi memperbesar tahanan kapal tentunya hal ini perlu pembuktian lebih lanjut.
Dengan  memodifikasi  /  penambahan sistem bubble nya SB2 dan SB3 maka proses pelapisan udara yang terjadi pada bottom kapal  dengan permukaan air akan terjadi walaupun  pada kondisi kapal planning maupun perairan bergelombang saat kapal beroperasi. Adapun langkah ini dilakukan dengan mempertim- bangkan waktu dan biaya proses modifikasi.

## DAFTAR PUSTAKA
Andi Jamaludin,  (2006),  “ Laporan Kegiatan Kajian Desain dan Pengujian Tahanan Model Sep - Hull Craft dengan Menggunakan Pelumasan/  Injeksi Udara”, UPT - BPPH ; Surabaya. Totok TM,  (2009),  “ Laporan Akhir Rancang Bangun Prototype Kapal Sep - Hull Bubble Vessel”, UPT - BPPH; Surabaya. Totok TM,  (2010), ” Laporan Akhir Uji Coba Performance dan Operasional Prototype Kapal Sep - Hull Bubble Vessel (Surface Effect Planning Hull)”; UPT - BPPH; Surabaya. Totok TM,  (2011),” Laporan Akhir Desain Prototype dan Hasil Pengujian Model Kapal Sep  -  Hull Bubble Vessel Panjang 20 Meter”, UPT  -  BPPH; Surabaya. Irfan Eko S, Totok TM, M Nasir, Kholib, (2012), “ Pengaruh Konfigurasi Tekanan Udara terhadap
Konsumsi Bahan Bakar Kapal Sep-Hull Bubble Vessel 8 M “, Jurnal Ilmiah Teknologi Maritim Wave, Vol.6 No.2, Surabaya. Totok TM, Irfan Eko S, (2010), “ Hemat Bahan Bakar dengan Aplikasi Teknologi Pelumasan Udara pada Kapal Sep-Hull BV 1 “, Vol. 4 No. 2, Surabaya.