Wave: Jurnal Ilmiah Teknologi Maritim
Volume 15, Nomer 1, Juli 2021: hal: 11-20
p - ISSN: 1978-886X e - ISSN: 2614-641X

## KAJIAN SINKRONISASI MESIN UTAMA DAN PROPELLER PADA KAPAL PERIKANAN PASCA REPARASI (STUDI KASUS KM. NELAYAN 2017-572)
Study of Main Engine and Propeller Matching on Fishing Vessel After Reparation (Case Study of KM. Nelayan 2017-572)
Ahmad Yasim 1,a , Robertoes Koekoeh Koentjoro Wibowo 2, , dan Kusnindar Priohutomo 3
1 Teknik Konstruksi Perkapalan, Fakultas Teknik, Universitas Jember, Jl. Kalimantan No. 37, Jember, Indonesia
2 Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Jember, Jl. Kalimantan No. 37, Jember, Indonesia
3 Balai Teknologi Hidrodinamika, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi, Jl. Hidrodinamika BPPT, Surabaya, Indonesia
e-mail: a ahmadyasim@unej.ac.id
Diterima: 0 8 April 2021; Direvisi: 21 Mei 2021; Disetujui: 27 Mei 2021

## Abstrak
Sinkronisasi antara lambung, mesin utama dan propeller pada Kapal Perikanan 5 GT pasca reparasi perlu dikaji untuk memperoleh kecepatan dan mengoptimalkan performa kapal. Penelitian diawali dengan memprediksi hambatan kapal menggunakan metode Van Oortmersen, kemudian dilakukan analisa sinkronisasi mesin dan propeller, serta tahap akhir dilakukan optimasi. Hasil penelitian didapatkan sinkronisasi mesin dan propeller memenuhi kriteria yaitu  T engine =  T prop = 1,98 kN, Ae/Ao min 0,44 < Ae/Ao prop 0,55, dan faktor load propeller 1,77 < faktor load mesin 2,91. Lebih lanjut, diketahui bahwa kapal memiliki kecepatan 7,3 knot yang mana telah memenuhi kecepatan desain yaitu berkisar 7 –  9 knot. Optimasi engine propeller  matching dilakukan dengan mengubah gearbox dari rasio 2,5 menjadi 2,2 namun hasilnya hanya menambah kecepatan sebesar 0,4 knot sehingga dinilai komposisi terbaik adalah mempertahankan mesin dan sistem penggerak kapal yang telah ada.
Kata kunci: sinkronisasi; mesin utama; propeller ; kapal perikanan; faktor load

## Abstract
The synchronization between the hull, main engine  and propeller on the 5 GT fishing vessel after reparation needs to be studied to obtain the vessel speed and to optimize the performance if needed. The research started by predicting ship resistance using the Van Oortmersen method, then analyzing the main  engine and propeller synchronization, and as the final stage is optimization. The results showed that the synchronization between the engine and propeller had met the criteria where 𝑇 𝑒𝑛𝑔𝑖𝑛𝑒 = 𝑇 𝑝𝑟𝑜𝑝 = 1,98 kN, Ae/Ao min 0,44 < Ae/Ao prop 0,55, and propeller’s load factor 1,77 < engine’s load factor 2,91. Furthermore, it was known that the vessel had a speed of 7,3 knots which had met the design speed range of 7 – 9 knot. Efforts to optimize the engine propeller matching was changing the gearbox from a ratio of 2,5 to 2,2 but the result was  only increasing the speed by 0,4 knot so that the best composition is considered to maintain the existing engine and ship propulsion system.
Keywords: synchronization; main engine; propeller; fishing vessel; load factor
Kajian Sinkronisasi Mesin Utama dan Propeller pada Kapal Perikanan Pasca Reparasi (Studi Kasus KM. Nelayan 2017-572)
(Ahmad Yasim, Robertoes Koekoeh Koentjoro Wibowo, dan Kusnindar Priohutomo)

## PENDAHULUAN
Kebijakan pemerintah untuk meningkatkan hasil perikanan tangkap melalui pengadaan kapal ikan oleh Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) merupakan langkah strategis untuk mendorong kesejahteraan nelayan. Realisasi program bantuan kapal perikanan mulai dari tahun 2015 sampai dengan tahun 2018 adalah sebanyak 2.215 unit kapal dengan berbagai tipe dan ukuran yang didistribusikan kepada koperasi nelayan yang tersebar di seluruh Indonesia. Manfaat dari program tersebut adalah peningkatan pendapatan hingga mencapai 200% karena jangkauan melaut yang lebih luas dan hasil tangkapan lebih banyak. Selain itu, dampak positif juga dirasakan oleh sektor industri galangan kapal ikan yang meningkat serta dibarengi dengan peningkatan daya serap tenaga kerja baru di  bidang perkapalan  (Kementerian Kelautan dan Perikanan, 2019).
Bantuan kapal perikanan yang dihibahkan KKP kepada kelompok nelayan di berbagai penjuru daerah Indonesia dalam proses pengoperasinya akan mengalami kerusakan sebagaimana yang terjadi pada kapal perikanan KM. Nelayan 2017-572 kapasitas 5 GT di perairan Lombok Selatan. Kapal tersebut mengalami kebocoran serius pada lambung akibat menabrak karang. Kondisi kerusakan lambung kapal semakin parah akibat hantaman gelombang ditambah lagi dengan faktor eksternal dari masyarakat sekitar yang melakukan penjarahan terhadap komponen mesin utama dan penggerak kapal akibat terbengkalai ±1 tahun di pesisir pantai karena tidak adanya anggaran untuk kegiatan reparasi kapal pada tahun 2018.
Kegiatan reparasi lambung kapal dan pengadaan mesin utama dan  komponen penggerak kapal baru direalisasi pada tahun 2019 oleh Dinas Kelautan dan Perikanan (DKP) kabupaten setempat melalui skema pembiayaan dari Anggaran Pendapatan dan Belanja Daerah (APBD). Gambar dokumentasi reparasi kapal dapat dilihat pada Gambar 1.
Kurangnya data informasi performa kapal
KM. Nelayan 2017-572 kepada nelayan pengguna menjadi faktor utama pemicu kerusakan kapal dikarenakan nelayan tidak mengetahui karakteristik hidrodinamika dan performa kapal perikanan tersebut. Padahal  setiap kapal tentunya dirancang memiliki  kecepatan dinas dan batas ketinggian gelombang yang aman. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengetahui karakteristik performa kapal KM. Nelayan 2017-572 apalagi kapal ini baru saja direparasi sehingga sangat dihindari terjadinya kecelakaan yang sama. Menurut Paska, dkk. (2016) optimasi lambung kapal dapat meningkatkan performa namun perlu menghitung kembali hambatan dan sinkronisasi engine propeller untuk mendapatkan konfigurasi yang optimal.

## Gambar 1. Reparasi Kapal Perikanan KM. Nelayan 2017-572
Tujuan dari studi ini adalah mendapatkan titik sinkronisasi ( matching ) antara mesin utama dengan propeller yang digunakan sehingga diperoleh rentang kecepatan kapal yang dihasilkan akibat penggunaan sistem penggerak kapal baru tersebut. Manfaat dari studi ini adalah diketahuinya nilai sinkronisasi antara mesin dan propeller sehingga
Proses Reparasi

## Setelah Reparasi
Wave: Jurnal Ilmiah Teknologi Maritim
Volume 15, Nomor 1, Juli 2021: hal: 11-20
p - ISSN: 1978-886X e - ISSN: 2614-641X
dengan data tersebut dapat diberikan rekomendasi untuk mengoptimalkan kemampuan sistem penggerak kapal.
Menurut  Leksono  (2016)  sinkronisasi antara lambung kapal, mesin,  dan propeller merupakan tahap terpenting dalam penentuan performa suatu kapal. Terdapat kriteria sinkronisasi yang harus dipenuhi sehingga mesin dikatakan mampu memutar propeller di  antaranya Ae/Ao prop lebih besar  dari Ae/Ao min yang diformulasikan oleh Keller. Selain itu juga harus memenuhi  T prop ≥ T engine dan faktor load prop < faktor load mesin.
Faktor load propeller merupakan kebutuhan daya untuk memutar propeller agar menghasilkan thrust sehingga kapal bergerak, sedangkan faktor load mesin adalah ketersediaan daya mesin untuk memutar propeller guna menghasilkan thrust yang dibutuhkan. Pada kasus penelitian ini, kapal telah memiliki mesin utama dan propeller baru. Data performa mesin dapat ditelusuri dari engine  maker , begitu  pula dengan gearbox -nya. Sedangkan propeller yang digunakan adalah propeller pasaran tipe B-Series seperti terlihat pada Gambar 2, sehingga diperlukan analisa lanjutan untuk mengetahui karakteristik propeller tersebut.
Gambar 2. Propeller kapal tipe B-Series

## METODE
Penelitian diawali dengan melakukan analisa hambatan kapal terhadap variasi kecepatan       0 – 12  knot karena pada awalnya belum diketahui kecepatan kapal yang dihasilkan oleh kombinasi
mesin utama dan komponen sistem penggerak kapal yang baru. Akan tetapi, terdapat hipotesis bahwa kecepatan kapal berada pada rentang 7 -  9 knot berdasarkan data kapal sebelum reparasi. Oleh karena itu, akan didetailkan analisa hambatan pada rentang kecepatan tersebut.
Menurut Holtrop dan Mennen (1982) hambatan  kapal dapat diuraikan menjadi beberapa komponen seperti hambatan gesek (R F ), hambatan gelombang (R W ) yang terdiri dari wave making dan wave  breaking  resistance , hambatan tekanan tambahan dari bulbous  bow dekat permukaan air (RB), hambatan tekanan tambahan dari buritan yang tercelup (R TR ), dan hambatan korelasi bentuk    kapal (R A ).
Formulasi untuk memprediksi hambatan kapal dapat menggunakan metode  (Holtrop, Statistical Re-Analysis of Resistance and Propulsion Data, 1984) dengan persamaan (1).
𝑅 𝑇 = 𝑅 𝐹 (1 + 𝑘 1) + 𝑅 𝐴𝑃𝑃 + 𝑅 𝑊 + 𝑅 𝐵 + 𝑅 𝑇𝑅 + 𝑅 𝐴 (1)
Keterangan:
R F :  Tahanan gesek berdasarkan formulasi
ITTC – 1957;
1+K 1 :  Faktor bentuk yang menggambarkan tahanan viskositas dari bentuk lambung yang berhubungan dengan R F ;
R APP :  Tahanan anggota badan;
R W :  Tahanan gelombang ( wave  making  and wave breaking resistance );
R B :  Tahanan tekanan tambahan dari bulbous bow dekat permukaan air; R TR :  Tahanan tekanan tambahan dari buritan yang tercelup; R A :  Tahanan korelasi bentuk kapal.
Selain itu, dapat pula menggunakan metode Harvald (1983) dengan persamaan (2).
𝑅 𝑇 = 1 2 𝐶 𝑇 𝜌 𝑆 𝑣 2 (2)
R T adalah hambatan total kapal, C T adalah keofisien hambatan, ρ adalah massa jenis air laut, S adalah luas permukaan lambung bidang basah, dan 𝑣 adalah kecepatan kapal.
Kajian Sinkronisasi Mesin Utama dan Propeller pada Kapal Perikanan Pasca Reparasi (Studi Kasus KM. Nelayan 2017-572)
(Ahmad Yasim, Robertoes Koekoeh Koentjoro Wibowo, dan Kusnindar Priohutomo)
Menurut Yasim, et al. (2019) analisa prediksi hambatan untuk kapal tipe displacement cukup akurat menggunakan metode Holtrop atau metode Compton. Kemudian Leksono (2016)  dan  Suardi, dkk. (2018)  menyebutkan lebih detail bahwa prediksi hambatan kapal ikan lebih akurat jika menggunakan metode Van Oortmersen. Oleh karena itu, dalam penelitian ini dilakukan analisa hambatan dengan membandingkan 3 metode empiris yaitu Holtrop, Van Oortmersen dan Compton. Namun, karena data hasil prediksi semua metode tersebut diperoleh dari software Maxsurf Resistance sehingga dibutuhkan satu analisa hambatan menggunakan perhitungan manual sebagai komparasi. Untuk itu dilakukan perhitungan metode Harvald. Selanjutnya  dilakukan perhitungan transmisi daya untuk mendapatkan daya efektif yang digunakan untuk menggerakkan kapal. Perhitungan transmisi daya dilakukan berdasarkan nilai BHP mesin baru yang sebelumnya telah diketahui dari brosur mesin.
Terdapat beberapa turunan horse power dalam menghitung transmisi daya mesin utama kapal ikan antara lain:
 Internal Horse Power (IHP) adalah daya yang ditentukan dari tekanan di dalam silinder atau diperhitungkan dari diagram mesin.
 Brake Horse Power (BHP) adalah daya yang dibutuhkan untuk memutar poros dan nilainya lebih kecil dari IHP karena adanya kehilangan tenaga di dalam silinder.
Dalam BHP dikenal 2 istilah penting yaitu BHPscr dan BHPmcr. BHPscr adalah besarnya daya motor penggerak utama yang dibutuhkan pada pelayaran normal, di mana besarnya adalah 80 – 85% dari daya keluaran pada kondisi maksimum. Sedangkan BHPmcr adalah daya maksimum yang dibutuhkan mesin untuk mempertahankan kapal pada kecepatan servisnya dikarenakan adanya gangguan seperti gelombang atau angin yang cukup tinggi. Nilai BHPscr dan BHPmcr pada penelitian ini didapatkan dari data mesin yang digunakan.
 Shaft Horse Power (SHP) adalah daya yang dihitung dari torsi pada poros. Persamaan untuk menghitung SHP dapat dilihat pada persamaan (3).
𝑆𝐻𝑃 = 𝐵𝐻𝑃 𝑚𝑐𝑟 . 𝜂 𝑔1 . 𝜂 𝑔2 (3)
𝜂 𝑔1 adalah efisiensi single  reduction  gear yaitu 0.98 dan 𝜂 𝑔2 adalah efisiensi reversing reduction gear yaitu 0,99.
 Delivered Horse Power (DHP) adalah daya yang diserap oleh propeller kapal guna menghasilkan daya dorong ( thrust ). Persamaan untuk menghitung DHP dapat dilihat pada persamaan (4).
𝐷𝐻𝑃 = 𝑆𝐻𝑃 . 𝜂 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖 (4)
𝜂 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖 adalah efisiensi poros yaitu 0,98.
 Effective Horse Power (EHP) adalah besarnya daya yang dibutuhkan untuk mengatasi gaya hambat badan kapal ( hull ) agar kapal dapat bergerak dengan kecepatan servis (vs). Persamaan untuk menghitung EHP dapat dilihat pada persamaan (5) dan (6).
𝐸𝐻𝑃 = 𝑅 𝑇 . 𝑉𝑠 (5) 𝐸𝐻𝑃 = 𝐷𝐻𝑃 . 𝑄𝑝𝑐 (6)
𝑄𝑝𝑐 adalah quasi propulsive coefficient yang dapat dihitung menggunakan persamaan (7).
𝑄𝑝𝑐 = 𝜂 𝑜 . 𝜂 ℎ𝑢𝑙𝑙 . 𝜂 𝑟𝑟 (7)
𝜂 𝑜 adalah efisiensi propeller yang didapatkan dari pembacaan diagram open water test , 𝜂 𝑟𝑟 adalah efisiensi relatif rotatif. Menurut  Manen dan  Oossanen  (1988)  S 𝜂 𝑟𝑟 memiliki rentang nilai antara 1,0 – 1,1 untuk sistem propulsi single screw .  Sedangkan 𝜂 ℎ𝑢𝑙𝑙 adalah efisiensi bentuk lambung kapal yang dapat dihitung dengan persamaan (8).
𝜂 ℎ𝑢𝑙𝑙 = 1−𝑡 1−𝑤 (8)
t adalah thrust  deduction  factor yang dapat dihitung dengan persamaan (9).
𝑡 = 𝑘 . 𝑤 (9)
Wave: Jurnal Ilmiah Teknologi Maritim
Volume 15, Nomor 1, Juli 2021: hal: 11-20
p - ISSN: 1978-886X e - ISSN: 2614-641X
k adalah konstanta thrust  deduction yang memiliki rentang nilai 0,7  –  0,9. w adalah wake fraction yang dapat dihitung dengan persamaan (10).
𝑤 = 0.5 𝐶𝑏 − 0.05 (10)
Cb adalah koefisien block kapal.
Setelah menghitung rugi transmisi daya, maka selanjutnya melakukan analisa kesesuaian mesin dan propeller atau engine  propeller matching .
Menurut
Habibi dan Nurhadi (2016) mengolah data hasil pembacaan diagram open water test dapat menggunakan persamaan 𝐾 𝑇 –  J  pada persamaan (11), (12) dan (13).
𝐾 𝑇 = 𝐾 . 𝐽 2 (11) 𝐾 = 𝑅 𝑇 ( 1−𝑡 ) 𝜌𝐷𝑝 2 𝑉𝑎 2 (12)
𝐾 𝑇 = 𝑅 𝑇 ( 1−𝑡 ) 𝜌𝐷𝑝 2 𝑉𝑎 2 (13)
𝐾 𝑇 adalah koefisien thrust , 𝐽 adalah koefisien air masuk, 𝐷𝑝 adalah diameter propeller , 𝑡 adalah thrust deduction factor , dan 𝑉𝑎 adalah kecepatan air masuk.
Putaran propeller ( n ) diperoleh dari membagi putaran mesin dengan rasio gear  box yang digunakan. Setelah itu thrust , torsi, daya yang diterima propeller menggunakan persamaan (14),
(15), (16) dan (17) menurut  Manen and Oossanen (1988).
𝑇 𝑝𝑟𝑜𝑝 = 𝐾 𝑇 . 𝜌 . 𝑛 2 . 𝐷𝑝 4 (14)
𝑇 𝑒𝑛𝑔𝑖𝑛𝑒 = 𝑅 𝑇 /(1 − 𝑡 ) (15)
𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑝 = 𝐾 𝑄 . 𝜌 . 𝑛 2 . 𝐷𝑝 5 (16)
𝑃𝑑 = 2 𝜋 . 𝑄 . 𝑛 (17)
Untuk mengetahui faktor beban mesin dan faktor beban propeller dapat menggunakan persamaan (18) (Leksono, 2016).
𝐾 𝑄 𝐽 5 = 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑝 𝜌 . 𝑉𝑎 5 < 𝑃𝑑 . 𝑛 2 2𝜋𝜌𝑉𝑎 2 (18)
𝐾 𝑄 adalah koefisien torsi, n adalah putaran propeller , 𝑃𝑑 adalah daya yang diterima propeller , 𝑄 adalah torsi, dan 𝑇 adalah gaya dorong ( thrust) .
Pada tahap akhir penelitian, dilakukan optimasi sebagai rekomendasi untuk mengoptimalkan potensi kemampuan komponen sistem propulsi  baru. Alur penelitian secara singkat dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Flow chart penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN Data Kapal
1. Ukuran Utama
Panjang seluruh (LoA)  :  11,00  m Panjang garis air (Lwl)  :  10,16  m Lebar seluruh (B) :    2,60  m Lebar molded (Bmld) :    2,50  m Tinggi geladak (H) :    0,95  m Sarat kapal (T) :    0,60  m 2. Mesin Utama & Gear Box Merek mesin :  Dong Feng
Kajian Sinkronisasi Mesin Utama dan Propeller pada Kapal Perikanan Pasca Reparasi (Studi Kasus KM. Nelayan 2017-572)
(Ahmad Yasim, Robertoes Koekoeh Koentjoro Wibowo, dan Kusnindar Priohutomo)
Model :  S1130M Putaran :  2200 Rpm BHPscr :  30   Hp BHPmcr :  33   Hp Merek gear box : Marine gear box Rasio :  1 : 2,5
Berat (mesin + gearbox )  :  256  kg
3. Propeller Diameter :  0,4  m Jumlah daun :  4 Tipe :  B- Series
Bentuk lambung kapal telah didesain ulang agar dapat memprediksi hambatan menggunakan Maxsurf  Resistance . Redesign lambung kapal didasarkan pada gambar rencana garis yang telah disesuaikan dengan beberapa perubahan pasca reparasi. Gambar redesign lambung kapal dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Redesign lambung kapal KM. Nelayan
2017-572 pasca reparasi

## Analisa Hambatan Kapal
Prediksi hambatan kapal dalam penelitian ini menggunakan 3 metode empiris yang diperoleh dari analisa menggunakan Maxsurf Resistance (Holtop,
Compton dan Van Oortmersen) dan satu buah metode empiris yang diperoleh dari hasil perhitungan secara manual (Harvald). Hasil prediksi hambatan kapal ditampilkan pada Gambar 5.
Pada Gambar 5 terlihat bahwa grafik hambatan dari 4 metode yang digunakan telah memiliki tren grafik yang sama dengan galat yang kecil khususnya pada kecepatan di bawah 9 knot. Dengan demikian, hasil prediksi hambatan kapal dinilai cukup baik. Kemudian, dilakukan analisa running free surfaces untuk melihat pola gelombang yang terjadi pada lambung kapal ketika berlayar
pada kecepatan sekitar 7 knot sebagaimana dapat diperhatikan pada Gambar 6.
Gambar 5. Grafik hasil prediksi hambatan kapal
Gambar 6. Pola gelombang yang terjadi saat kapal bergerak pada kecepatan 7 knot
Analisa hambatan kapal perikanan pada Gambar 5 merupakan tahap awal untuk memprediksi besarnya hambatan kapal yang terjadi pada kapal KM. Nelayan 2017-572 setelah reparasi dan penggantian komponen penggerak kapal. Berdasarkan data operasional kapal sebelum insiden, diketahui kecepatan kapal adalah berkisar 7 – 9 knot, sehingga untuk memprediksi hambatan dan kecepatan kapal pasca reparasi maka diberikan Tabel 1 yang menyajikan secara detail nilai hambatan dan kecepatan kapal pada rentang 7 – 9 knot.
Hasil analisa hambatan pada Tabel 1 kemudian menjadi dasar penentuan nilai prediksi hambatan dan kecepatan kapal perikanan berdasarkan EHP yang didapatkan dari analisa engine propeller  matching yang diawali dengan perhitungan rugi transmisi daya.
Wave: Jurnal Ilmiah Teknologi Maritim
Volume 15, Nomor 1, Juli 2021: hal: 11-20
p - ISSN: 1978-886X e - ISSN: 2614-641X
Tabel 1. Hasil analisa hambatan kapal pada rentang
kecepatan 7 – 9 knot
v (knot) Holtrop Van Oortmerssen RT (kN) EHP (kW) RT (kN) EHP (kW) 7,00 1,50 5,40 1,40 5,02 7,10 1,60 5,84 1,50 5,37 7,20 1,70 6,33 1,60 5,80 7,30 1,80 6,89 1,70 6,31 7,40 2,00 7,51 1,80 6,96 7,50 2,10 8,22 2,00 7,72 7,60 2,30 9,01 2,20 8,57 7,70 2,50 9,90 2,40 9,54 7,80 2,70 10,79 2,60 10,62 7,90 2,80 11,56 2,90 11,79 8,00 3,00 12,34 3,20 13,06 8,10 3,20 13,14 3,50 14,42 8,20 3,30 13,96 3,80 15,85 8,30 3,50 14,79 4,10 17,34 8,40 3,60 15,65 4,40 18,88 8,50 3,80 16,51 4,70 20,47 8,60 3,90 17,40 5,00 22,09 8,70 4,10 18,30 5,30 23,73 8,80 4,20 19,22 5,60 25,38 8,90 4,40 20,16 5,90 27,04 9,00 4,60 21,12 6,20 28,69

## Analisa Engine propeller Matching
Menghitung SHP berdasarkan nilai BHPscr mesin menggunakan persamaan (3).
𝑆𝐻𝑃 = 30 𝐻𝑝 𝑥 0,98 𝑥 0,99 = 29,11 𝐻𝑝 atau 21,70 𝑘𝑊
Menghitung DHP berdasarkan nilai SHP menggunakan persamaan (4).
𝐷𝐻𝑃 = 29,11 𝐻𝑝 𝑥 0,98
= 28,52 𝐻𝑝 atau 21,27 𝑘𝑊
Untuk menghitung EHP dibutuhkan nilai 𝑄𝑝𝑐 yang dapat dihitung menggunakan persamaan  (7)  dan juga membutuhkan nilai 𝜂 𝑟𝑟 (diambil nilai ketentuan = 1); 𝜂 ℎ𝑢𝑙𝑙 didapatkan dari kalkulasi persamaan (8)  dan turunannya yaitu persamaan (9) dan (10).
𝑤 = 0,5 (0,5) − 0,05
= 0,20 𝑡 = 0,7 (0,2) = 0,14 𝜂 ℎ𝑢𝑙𝑙 = 1−0 , 14 1−0 , 20 = 1.08
Sedangkan 𝜂 𝑜 diperoleh dari karakteristik propeller .  Dari hasil analisa diketahui nilai P/D propeller 1,2 dan Ae/Ao 0,55. Kemudian dilakukan pembacaan diagram open water B4-55 menggunakan persamaan garis KT-J (lihat persamaan (13)).
𝐾 𝑇 = 1,70 𝑘𝑁 ∗ (1 − 0,14)(1,025)(0,4) 2 (3) 2 𝐽 2 = 1,34 𝐽
2
Nilai R T = 1.70  kN dan Va= 3 m/s diperoleh dari proses iterasi berdasarkan data hasil analisa hambatan kapal, Tabel 1 pada Vs 7,3 knot (metode Van Oortmerssen).
Plotting persamaan garis KT-J pada diagram open water B4-55 ditampilkan pada Gambar  7. Pada gambar tersebut dapat diketahui pada kondisi sea trial propeller memiliki karakteristik J= 0,51; K T = 0,35; K Q = 0,062 dan 𝜂 𝑜 = 0,45, sehingga dapat dihitung nilai 𝑄𝑝𝑐 menggunakan persamaan (7).
𝑄𝑝𝑐 =  0,45 𝑥 1,08 𝑥 1,00 =  0,49
Selanjutnya thrust , torsi dan power delivery juga dapat dihitung menggunakan persamaan (14), (15), (16) dan (17).
Kajian Sinkronisasi Mesin Utama dan Propeller pada Kapal Perikanan Pasca Reparasi (Studi Kasus KM. Nelayan 2017-572)
(Ahmad Yasim, Robertoes Koekoeh Koentjoro Wibowo, dan Kusnindar Priohutomo)
𝑇 𝑝𝑟𝑜𝑝 = 0,35 (1,025) (14,67) 2 (0,40) 4 = 1,98 𝑘𝑁 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑝 = 0,062 (1,025) (14,67) 2 (0,4) 5 = 0,14 𝑘𝑁 . 𝑚
𝑃𝑑 = 2(3,14)(0,14) (1467) = 12,98 𝑘𝑊 atau 17,40 Hp
Gambar 7. Pembacaan diagram open water berdasarkan kondisi KT sea trial
Power delivery (Pd) adalah daya yang diterima propeller untuk menghasilkan thrust . Oleh karena itu, Pd menjadi dasar untuk mengetahui nilai EHP yang dihasilkan sistem propulsi yang terpasang pada Kapal Perikanan 5 GT tersebut.
𝐸𝐻𝑃 = 𝑃𝑑 𝑥 𝑄𝑝𝑐
= 12,98 𝑘𝑊 𝑥 0,49

## = 6,31 𝑘𝑊 atau 8,46 𝐻𝑝
Nilai EHP tersebut dicek pada Tabel  1 metode  Van Oortmerssen dan diketahui bahwa kapal ikan tersebut memiliki kecepatan dinas Vs berkisar pada 7,3 knot. Nilai tersebut sudah sesuai dengan nilai input saat menghitung persamaan garis KT-J.

## Koreksi Engine propeller Matching
Perlu dicek apakah mesin dan propeller yang terpasang di kapal sudah memenuhi kriteria engine propeller matching sebagaimana dijelaskan di bagian pendahuluan . Untuk itu, dibutuhkan nilai T engine yang dapat dihitung menggunakan persamaan (15).
𝑇 𝑒𝑛𝑔𝑖𝑛𝑒 = 1 . 70 𝑘𝑁 ( 1−0 , 14 ) = 1,98 𝑘𝑁
Ae/Ao min sebelumnya telah dihitung menggunakan persamaan (19).
𝐴𝑒 𝐴𝑜 𝑚𝑖𝑛 = 1 . 3+0 . 3∗𝑍∗𝑇 ( 𝑃𝑜−𝑃𝑣 ) 𝐷𝑝 2 + 𝐾 (19)
Z adalah jumlah daun propeller , T adalah thrust engine , Po–Pv adalah tekanan pada poros propeller yang nilainya adalah 99,6  –  10,05  h dengan h adalah ketinggian poros propeller , K adalah konstanta untuk single screw yaitu 0,2.
𝐴𝑒 𝐴𝑜 𝑚𝑖𝑛 = 1 , 3+0 , 3∗4∗1 , 98 ( 97 , 59 )( 0 , 4 ) 2 + 0,2
= 0,44
Dari perbandingan nilai T diketahui bahwa 𝑇 𝑒𝑛𝑔𝑖𝑛𝑒 = 𝑇 𝑝𝑟𝑜𝑝 yaitu 1,98 kN (memenuhi syarat).
Kemudian perbandingan nilai Ae/Ao diketahui bahwa Ae/Ao min < Ae/Ao prop yaitu 0,44 < 0,55 (memenuhi syarat). Selanjutnya mengecek faktor load mesin dan propeller yang  harus memenuhi persamaan (18).
𝐾 𝑄 𝐽 5 = 𝑄 𝑝𝑟𝑜𝑝 𝜌 . 𝑉𝑎 5 < 𝐷𝐻𝑃 . 𝑛 2 2𝜋𝜌𝑉𝑎 2 0 , 062 ( 0 , 51 ) 5 = 0 , 14 ( 1 , 025 )( 3 ) 5 < 21 , 27 ( 14 , 67 ) 2 2 ( 3 , 14 )( 1 , 025 )( 3 ) 2
1,77 = 1,77 < 2,91 (memenuhi syarat)
Dengan demikian diketahui bahwa mesin dan sistem propulsi baru yang terpasang pada kapal pasca reparasi telah memenuhi syarat mesin dan propeller yang sinkron. Artinya bahwa mesin yang digunakan dapat memutar propeller sehingga propeller dapat bekerja menghasilkan thrust untuk mendorong kapal. Grafik engine propeller matching dapat diperhatikan pada Gambar 8.
Sinkronisasi antara mesin utama dan sistem penggerak yang ada pada kapal pasca reparasi belum pada titik optimal. Terlihat bahwa kinerja maksimal propeller hanya membutuhkan daya mesin ( power delivery ) sebesar 60%. Oleh karena itu, diperlukan optimasi engine propeller matching sebagai  upaya meningkatkan sinkronisasi mesin utama dan sistem penggerak sehingga kecepatan
Wave: Jurnal Ilmiah Teknologi Maritim
Volume 15, Nomor 1, Juli 2021: hal: 11-20
p - ISSN: 1978-886X e - ISSN: 2614-641X
kapal bertambah.

## Optimasi Engine Propeller Matching
Terdapat beberapa cara untuk mengoptimalkan sinkronisasi mesin utama dan sistem penggerak tetapi karena dalam kasus ini adalah  Kapal Ikan 5 GT maka yang paling efektif adalah mengubah rasio gearbox . Adapun, perencanaan propeller baru tidak dilakukan karena nantinya harus membuat propeller custom sehingga membutuhkan biaya yang besar.
Dari hasil studi optimasi, dipilih rasio gearbox 1 : 2,2 sehingga putaran propeller menjadi 1000 rpm. Perubahan putaran propeller secara signifikan dapat meningkatkan power delivery
(DHP) propeller seperti ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8. Grafik engine propeller matching pasca reparasi dan perubahan rasio gearbox
Selain itu, perubahan rasio gearbox masih memenuhi kriteria engine propeller  matching . Hal ini karena nilai 𝑇 𝑒𝑛𝑔𝑖𝑛𝑒 1,98 kN  < 𝑇 𝑝𝑟𝑜𝑝 2,70  kN dan faktor load mesin dan propeller masih memenuhi persamaan (18).
0 , 065 ( 0 , 48 ) 5 = 0 , 19 ( 1 , 025 )( 3 , 2 ) 5 < 21 , 27 ( 16 , 67 ) 2 2 ( 3 , 14 )( 1 , 025 )( 3 , 2 ) 2

## 2,68 = 2,68 < 2,91
Akan tetapi, DHP yang diterima propeller tidak dikonversi maksimal menjadi effective  power (EHP) akibat penurunan efisiensi, 𝜂 𝑜 dari 0,45 menjadi 0,42 karena peningkatan putaran propeller dari 880 rpm menjadi 1000 rpm. EHP yang
dihasilkan adalah 9,6 kW, sehingga meskipun mesin bekerja lebih berat (performa mesin dari 60% bmep menjadi 85% bmep), namun kecepatan kapal hanya meningkat 0,41 knot (dari 7,3 knot menjadi 7,71 knot) berdasarkan grafik hubungan kecepatan kapal dengan RPM propeller pada Gambar 9. Dengan demikian, dinilai lebih baik jika tetap menggunakan kombinasi mesin dan sistem penggerak yang ada pada kapal saat ini.
Gambar 9. Grafik hubungan kecepatan kapal dengan RPM propeller

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil studi, diketahui bahwa mesin utama dan propeller Kapal Perikanan 5 GT pasca reparasi telah memenuhi kriteria engine propeller  matching. Hal ini karena syarat nilai Ae/Ao prop > Ae/Ao min (Keller), T prop ≥  T engine dan faktor load propeller < faktor load mesin terpenuhi.
Sinkronisasi  mesin dan propeller kapal pasca reparasi menghasilkan kecepatan kapal 7,3  knot sehingga diklaim kecepatan desain sudah tercapai yaitu 7 – 9 knot. Sinkronisasi  mesin dan propeller kapal masih dapat dioptimasi dengan mengubah gearbox . Jika mengubah rasio gearbox menjadi 1 : 2,2, kecepatan kapal dapat ditingkatkan menjadi 7,7 knot. Namun, mempertimbangkan biaya penggantian gearbox dan di samping itu kecepatan kapal yang hanya bertambah 0,4 knot maka, lebih baik jika tetap menggunakan kombinasi mesin dan sistem penggerak yang ada pada kapal saat ini. Selain itu, mesin lebih hemat bahan bakar karena
Kajian Sinkronisasi Mesin Utama dan Propeller pada Kapal Perikanan Pasca Reparasi (Studi Kasus KM. Nelayan 2017-572)
(Ahmad Yasim, Robertoes Koekoeh Koentjoro Wibowo, dan Kusnindar Priohutomo)
bekerja di bawah kondisi SCR (60% bmep).

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ungkapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Rektor Universitas Jember dan Ketua LPPM yang telah membantu pendanaan penelitian, dan juga kepada Dekan Fakultas Teknik Universitas Jember, Kaprodi Teknik Konstruksi Perkapalan atas dukungan fasilitas pelaksanaan penelitian.

## DAFTAR PUSTAKA
Habibi, &  Nurhadi. (2016). Analisa Pemilihan Propeller Tipe B-Series pada Kapal Feri Ro-Ro 600 GT dengan Menggunakan Aplikasi Matchpro. Jurnal Wave, Vol. 9 (2),
75-81.
Harvald, S. A. (1983). Resistance and Propulsion of Ships. New York: John Wiley & Sons.
Holtrop, J. (1984). Statistical Re-Analysis of Resistance and Propulsion Data. International  Shipbuilding Progress, Vol.
31(363) , 272-276.
Holtrop, J., & Mennen, G. G. (1982). An
Approximate Power Prediction Method.
International  Shipbuilding Progress, Vol. 29(335) , 166-170.
Kementerian Kelautan dan Perikanan. (2019).
Realisasi Investasi Sektor Kelautan dan Perikanan . Retrieved from Direktorat
Jenderal Penguatan Daya Saing Produk Kelautan dan Perikanan: https://kkp.go.id/djpdspkp/page/2202-realis asi-investasi-sektor-kelautan-dan-perikanan. Leksono, S. (2016). Sinkronisasi Propeller dengan Mesin Induk pada Kapal Ikan untuk Meningkatkan Efisiensi dan Kinerja. Jurnal Wave, Vol. 10 (1) , 19-24.
Manen, J. V., & Oossanen, P. V. (1988). Propulsion. In E. V. Lewis (Ed.), Principles of Naval Architecture (pp. 127-240). Jersey City: The Society of Naval Architects and Marine Engineers.
Paska, A., Hadi, E. S., & Kiryanto. (2016). Analisa Engine Propeller Matching pada Kapal Perintis Baru Type 200 DWT untuk Medapatkan Sistem Propulsi yang Optimal.
Jurnal Teknik Perkapalan, Vol. 4(3) , 576-585.
Suardi, Setiawan, W., Ikhwani, R. J., & Salma, H. D. (2018). Desain Kapal Penangkap Ikan Multipurpose 70 GT. Jurnal Inovtek Polbeng, 8 (2), 175-180.
Yasim, A., Widodo, Ali, B., & Ghofur, A.  (2019).
On the Comparison of Resistance Prediction for BPPT’s Design of Offshore Platform Decommissioning Vessel using Numerical, Experimental and Empirical Methods. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.