Transportasi sungai merupakan sarana vital di wilayah Kalimantan, terutama untuk menghubungkan daerah-daerah yang sulit dijangkau melalui jalur darat. Namun demikian, kondisi sungai yang relatif dangkal dan terus mengalami sedimentasi menjadi tantangan utama dalam pengoperasian kapal konvensional dengan sistem propulsi baling-baling. Penggunaan propeller dan kemudi di luar lambung meningkatkan risiko kandas serta kerusakan akibat benturan dengan dasar sungai.

Sistem propulsi water jet menjadi alternatif yang relevan untuk kapal cepat di perairan dangkal karena seluruh komponen utamanya berada di dalam badan kapal. Selain itu, water jet memiliki keunggulan pada kecepatan tinggi, akselerasi yang baik, serta tingkat kebisingan dan getaran yang lebih rendah. Oleh karena itu, penelitian ini difokuskan pada optimasi desain kapal cepat dengan sistem propulsi water jet yang disesuaikan dengan karakteristik perairan sungai Kalimantan.

Penelitian ini bertujuan untuk

1. Menentukan desain kapal cepat yang sesuai untuk kondisi perairan sungai Kalimantan dengan karakteristik low draft.

2. Menentukan desain sistem penggerak utama water jet yang mampu memenuhi kebutuhan kecepatan dan daya dorong kapal secara optimal.

Water jet bekerja dengan prinsip menghisap air melalui inlet di bagian bawah lambung, kemudian air dipercepat oleh pompa (impeller) dan dikeluarkan melalui nozzle untuk menghasilkan gaya dorong. Berbeda dengan propeller yang mempercepat aliran air di luar lambung, water jet mempercepat aliran di dalam sistem tertutup, sehingga lebih aman untuk perairan dangkal.

Komponen utama sistem water jet meliputi inlet, screen, impeller (turbine pump), nozzle, deflector, dan reverser. Deflector berfungsi menggantikan peran kemudi dengan mengarahkan aliran jet, sedangkan reverser memungkinkan kapal bergerak mundur tanpa membalik arah putaran mesin.

Keunggulan utama water jet antara lain:

• Tidak adanya propeller dan kemudi di luar lambung, sehingga hambatan tambahan dapat diminimalkan.

• Aman dioperasikan pada perairan dangkal.

• Akselerasi dan manuver kapal yang baik, baik pada kecepatan rendah maupun tinggi.

• Tingkat getaran dan kebisingan yang lebih rendah.

3.2 Tahapan Perancangan

Tahapan penelitian dilakukan secara sistematis sebagai berikut:

1. Identifikasi masalah perancangan kapal cepat untuk perairan sungai dangkal.

2. Studi literatur terkait kapal cepat, water jet, dan metode hidrodinamika.

3. Pengumpulan data ukuran utama kapal pembanding (parent ship), mesin induk, dan water jet.

4. Penentuan ukuran utama kapal menggunakan metode parent ship.

5. Perancangan lines plan menggunakan perangkat lunak Maxsurf Modeller dan penyempurnaan dengan AutoCAD.

6. Perhitungan tahanan dan kebutuhan daya kapal.

7. Pemilihan mesin induk dan spesifikasi water jet.

8. Penyusunan general arrangement kapal.

Berdasarkan hasil perhitungan tahanan menggunakan metode Savitsky, diperoleh tahanan total kapal sebesar 476,9 kN. Dengan asumsi faktor deduksi gaya dorong (t) diambil nol pada tahap awal perhitungan, maka gaya dorong yang dibutuhkan sama dengan tahanan total kapal.

Kapal direncanakan menggunakan empat unit water jet, sehingga gaya dorong tiap pompa adalah sekitar 119,2 kN. Dengan asumsi overall propulsive efficiency sebesar 0,50, diperoleh kebutuhan daya per mesin sekitar 4.416 kW atau setara 5.922 HP.

Dengan mempertimbangkan margin daya sebesar 15%, dipilih mesin induk dengan daya mendekati 5.200 kW untuk setiap unit. Mesin yang dipilih adalah MTU 16V 1163 M84S, yang dinilai mampu memenuhi kebutuhan daya, keandalan operasional, serta kompatibel dengan sistem water jet.

Berdasarkan nilai shaft horsepower (SHP) yang dibutuhkan, dilakukan perhitungan dimensi utama water jet, termasuk diameter inlet dan nozzle. Hasil perhitungan menunjukkan diameter inlet pompa sekitar 1,69 m dan diameter nozzle sekitar 1,0 m.

Berdasarkan kebutuhan daya dan karakteristik operasional, dipilih water jet DOEN Waterjets seri DJ400 dengan kapasitas daya maksimum 5.350 kW dan putaran maksimum 850 rpm. Spesifikasi ini dinilai sesuai dengan kebutuhan desain kapal cepat yang direncanakan.

Hasil Desain Kapal cepat penumpang yang dirancang memiliki ukuran utama sebagai berikut

• Panjang (L) : 73,6 m

• Lebar (B) : 12 m

• Tinggi (H) : 6 m

• Sarat (T) : 4,5 m

• Kecepatan rencana : 36 knot

• Kapasitas : 150 penumpang dan 34 awak

Kapal direncanakan melayani rute Pelabuhan Dwikora – Pelabuhan Sintang di Sungai Kapuas, Kalimantan Barat.

Berdasarkan hasil analisis dan perhitungan teknis, dapat disimpulkan bahwa:

1. Sistem propulsi water jet sangat sesuai untuk kapal cepat yang beroperasi di perairan sungai Kalimantan dengan kondisi draft rendah.

2. Desain lambung dan sistem propulsi yang dirancang mampu menghasilkan tahanan sebesar 476,9 kN dengan displacement sekitar 721,3 ton.

3. Kombinasi mesin MTU 5.200 kW dan water jet DOEN DJ400 memenuhi kebutuhan daya, kecepatan, serta manuver kapal secara optimal.

Untuk pengembangan penelitian selanjutnya, disarankan

Dilakukan pengujian model kapal untuk memperoleh hasil yang lebih akurat terkait aliran masuk dan keluar water jet, dan dilakukan analisis biaya pembangunan kapal secara rinci untuk menilai aspek keekonomian desain.