Propeller

Propeller banyak digunakan sebagai alat untuk mendorong kapal perikanan. Propeller ini memiliki beberapa model, antara lain : propeller dengan jumlah daun dua, tiga, empat, lima, enam, serta dapat dijumpai pemakaian dua unit propeller (twin screw), satu unit (single screw) pada kapal perikanan. Bentuk daun propeller dapat dilihat dalam gambar berikut.

Gambar. Bentuk daun propeller (ref.1)

Bentuk daun 1. digunakan pada kondisi operasi yang berat, 2. digunakan jika terdapat kebisingan dan getaran pada kapal, 3. digunakan pada putaran tinggi dan diameter propeller kecil, 4.digunakan pada kapal yang memakai nozel, 5. digunakan pada kapal dengan pemakaian nozel dengan tingkat kebisingan dan getaran minimum.

Inti dalam mendesain propeller adalah mendapatkan desain propeller yang paling optimal, ini bertujuan agar kecepatan kapal lebih optimal, sebagai hasil kerja dari propellernya. Kecepatan kapal sangat vital bagi kapal perikanan, karena menyangkut kinerja dari alat tangkap, dan menjadi tolak ukur jumlah hasil tangkapan, dengan ongkos operasional seminimal mungkin.

Untuk memperoleh rancangan daun propeller yang optimal, maka dibutuhkan keahlian dan keterampilan seorang desainer kapal dengan dasar pertimbangan hasil penelitian dan data-data eksperimen propeller yang telah dilakukan di laboratorium hydrodinamika. Karena dalam propeller tersebut dipengaruhi oleh banyak parameter atau faktor yang harus dipertimbangkan, disamping itu perlunya penyederhanaan konsep dari berbagai teori tentang desain propeller. Walaupun demikian untuk mendapatkan rancangan propeller secara praktis dapat dilakukan dengan uji coba secara sistematis. Berikut adalah hasil uji coba propeller di laboratorium hydrodinamika.

Gambar. Bp delta diagram (ref.3)

Pemilik kapal selalu menghendaki agar kapalnya dapat dioperasikan seekonomis mungkin, dengan kemampuan motor pengerak maksimum pada laju kisaran nominal kapal harus dapat berlayar dengan kecepatan setinggi mungkin. Namun kondisi operasi kapal akan mempengaruhi efisiensi propeller sehingga parameter dalam mendesain propeler kapal perikanan harus dipertimbangkan antara lain :

- Jumlah daun propeler

- Garis tengah propeler

- Rasio luasan daun propeller

- Rasio langkah ulir propeller, dll

Efisiensi propeller yang sudah dioperasikan juga dapat berkurang, akibat terjadinya kavitasi, dimana ditandai dengan adanya bopeng-bopeng dipermukaan daun propeler. Kavitasi merupakan kerusakan pada daun propeler, antara lain retak dan patah. Hal ini akan menyebabkan penurunan efisiensi propulsi kapal, kecepatan menurun sehingga hasil tangkapnya berkurang.

Oleh karena itu prinsip dasar dalam merancang propeler adalah untuk menghasilkan desain propeler yang optimal dan dapat bekerja pada laju kisaran yang telah ditentukan.

PRINSIP KERJA PROPELER

Propeler sebagai alat penghasil daya dorong yang dibutuhkan oleh kapal untuk bergerak ke depan, mundur dan manuver terutama saat menebar, dan menarik jaring kembali serta perjalanan menuju fishing ground dengan kecepatan penuh. Dengan prinsip kerja seperti baut dan mur, dimana satu kali putaran propeler akan bergerak maju sejauh P ( pitch propeler) atau sepanjang langkah ulir pada baut dan mur. Namun karena media tempat propeler bekerja adalah fluida yang tidak dapat dimanfaatkan (fluida cair) maka satu langkah propeler tidak sama panjang dengan langkah ulir yang seharusnya.

Pada hakekatnya propeler adalah alat reaksi, dengan mengambil air pada kecepatan tertentu dan membuangnya ke belakang pada kecepatan yang relatif besar. Jika tiap detiknya propeler tersebut bekerja pada air sejumlah W ton dan kecepatan air tersebut adalah a m/detik², maka gaya yang akan diberikan pada air tersebut adalah :

F = W.a ( k Newton )

Reaksi air pada propeler ini merupakan gaya dorong ke depan (teori momentum).

Fenomena diatas terjadi karena pada propeler terdapat aliran sirkulasi yang menghasilkan daya angkat oleh daun propeler. Sirkulasi menimbulkan peningkatan kecepatan setempat, serta penurunan pada punggungnya, terjadi juga penurunan kecepatan setempat yang menaikkan tekanan pada sisi muka daun propeler (lihat gambar 6.7.6, ref 2).

Gambar . Elemen daun propeler ( ref 3)

KARAKTERISTIK PROPELER

Karakteristik Propeler diperoleh dari hasil penelitian dan eksperimen beberapa seri propeler (seri B) dengan parameter yang dipakai sebagai berikut :

- Jumlah daun propeler

- Perbandingan luas daun propeler

- Rasio langkah propeler

- Koefisien gaya dorong

- Koefisien torsi

- Koefisien beban gaya dorong

- Efisiensi propeler

- Slip yang terjadi

HUBUNGAN PROPELER DENGAN MOTOR INDUK

Daya poros propeler (SHP) diperoleh dari mesin penggerak yang dipakai, sedangkan gaya efektif (EHP) yang dibutuhkan untuk mendorong kapal agar bergerak ke depan tergantung dari besarnya tahanan kapal.

SHP = EHP /ht

ht merupakan efisiensi gaya dorong (efisiensi thrust propeller).

ht = EHP THP DHP

THP DHP SHP

ht = hH hB hS

THP = T. Va merupakan daya dorong

DHP = 2 pQn merupakan daya yang disalurkan pada propeler

hH = (1 – t)/(1-w) merupakan efisiensi badan kapal

t = fraksi deduksi gaya dorong, w = fraksi arus ikut (Taylor)

hB = hO hR merupakan efisiensi propeler di belakang kapal.

hB = T Va bagi 2 pQn

hR merupakan efisiensi relatif rotatif

hS merupakan efisiensi poros (biasanya: 0,95; 0,97; 0,99; 0,8).

Efisiensi poros diatas tergantung pada panjang poros yang digunakan dan panjang bantalan poros. Efisiensi badan kapal merupakan fraksi deduksi gaya dorong dan fraksi arus ikut.