Bagaimana Kapal dapat Berbelok? Seperti Ini Sistem Kemudi Kapal

(www.kapaldanlogistik.com) Penjelasan Sistem Kemudi Kapal (Rudder) dan Cara Perawatannya - Sama halnya seperti mobil atau kendaraan transportasi lainnya, untuk menuju suatu lokasi yang dituju maka kapal membutuhkan sebuah sistem sehingga kapal dapat berbelok atau bermanuver. Untuk dapat berbelok atau bermanuver ini, kapal membutuhkan suatu sistem yang dinamakan sistem kemudi kapal. Sistem kemudi kapal ini terdiri dari daun kemudi (rudder) dan steering gear yang merupakan instalasi penggerak daun kemudi itu sendiri.

Lihat >>> Penjelasan Sistem Propulsi Kapal

Ilustrasi Kapal dapat Berbelok/ Bermanuver

Penempatan rudder diletakkan setelah propeller hal ini dikarenakan hidrodinamik efisiensi ketika ditelakkan dibelakang propeller. Ketika terjadi perubahan sudut kemudi ke arah tertentu (starboard/ portside), maka akan terjadi rudder force atau gaya angkat yang bekerja pada daun kemudi. Arah rudder force pada daun kemudi itu berlawanan dengan arah bergeraknya daun kemudi tersebut seperti contoh jika kita menggerakan rudder ke arah starboard maka arah gaya angkat daun kemudi menuju sisi portside. Akibat adanya rudder force ini maka dihasilkannya rudder moment yang mengarah pada starboard (sesuai dengan arah bergeraknya rudder) yang membuat kapal berbelok dengan titik moment yang berada pada Centre of Gravity.

Daun Kemudi (Rudder) Kapal

Rudder adalah bagian terpenting dari sebuah kapal. Jika rudder rusak, maka kapal tidak dapat bermanuver/ berbelok lagi, meskipun kondisi lambung dan mesinnya masih baik. Rudder ini terletak di bawah air oleh karena itu kondisinya hanya dapat diamati selama inspeksi bawah air saat kapal berlabuh. Pemeriksaan rudder juga meliputi pemeriksaan deformasi, pemeriksaan keretakan dan kondisi keausan bantalan rudder.

1. Tipe Daun Kemudi (Rudder)

Pemilihan jenis kemudi pada sebuah kapal akan tergantung pada faktor-faktor seperti jenis dan ukuran kapal, bentuk buritan, ukuran kemudi yang dibutuhkan dan baling-baling di bagian belakang kemudi. Jenis rudder dapat dibedakan menjadi 3 yaitu, Balanced Rudder, Semi-Balanced Rudder dan Unbalanced Rudder.

Balanced Rudder: Jenis rudder yang mempunyai luas daun kemudi yang terbagi atas dua bagian yaitu bagian didepan dan dibelakang sumbu putar kemudi (rudder stock). Yang termasuk jenis ini adalah full balanced rudder dan spade rudder.
Semi-Balanced Rudder: Jenis rudder yang bagian atasnya masuk kepada unbalanced rudder, tetapi bagian bawah merupakan balanced rudder. Dimana kemudi bagian bawah dan atas merupakan tetap satu bagian. Yang termasuk jenis ini adalah Semi Balanced Skeg Rudder dan Semi Balanced Rudder (aft of skeg)
Unbalanced Rudder: Jenis rudder yang mempunyai luas daun kemudi yang terletak dibelakang sumbu putar kemudi. Yang termasuk jenis ini adalah Full Skeg Rudder, Unbalanced rudder (aft of keel), dan Transom hung.

Berikut adalah tipe/ jenis rudder (daun kemudi) kapal berdasarkan balance:

(A) Balanced Rudder: Jenis rudder dengan open sternframe dengan pintle bawah yang di support dengan baut atau pin penopang dengan bantalan. Bantalan atas terdapat di dalam lambung. Pengaplikasian jenis rudder ini telah diterapkan pada kapal seperti kapal tunda, kapal ikan dan kapal dagang dengan single propeller. Jenis propeller ini dapat juga digantikan oleh penggunaan semi-balanced skeg rudder.

(B) Spade Rudder: Spade rudder pada dasarnya adalah pelat kemudi yang dipasang pada rudder stock hanya di bagian atas kemudi. Dengan kata lain, rudder stock (atau sumbu kemudi) tidak berada di span rudder. Dalam balanced rudder (dalam hal ini balanced rudder), rudder stock berada pada posisi sedemikian rupa sehingga 40% dari area kemudi berada di depan stok dan sisanya di belakangnya. Kedua bantalan pada jenis rudder ini berada di dalam lambung. Pengaplikasian jenis rudder ini diterapkan secara luas untuk kapal single dan double screw propeller, termasuk kapal pesiar, feri, kapal perang dan beberapa kapal merchant ship lainnya.

(C) Full Skeg Rudder: Jenis rudder ini termasuk Unbalanced Rudder. Rudder ini didukung oleh skeg tetap dengan pintle di bagian bawah. Jenis rudder ini diterapkan terutama untuk yacht sailing, hydroplanes.

(D) Semi-Balanced Skeg Rudder: Jenis rudder ini dikenal juga sebagai Horn rudder atau Mariner Rudder. Bagian kemudi ditopang oleh fixed skeg dengan pintle di bagian bawah skeg. Pintle ini berada pada sekitar setengah kedalaman vertikal kemudi, oleh karena itu berguna ditempatkan di sekitar pusat tekanan dari gabungan kemudi yang dapat digerakkan ditambah skeg. Jenis rudder ini digunakan secara luas di kapal single dan double screw dari semua ukuran dan beberapa kapal perang.

(e) Semi Balanced Rudder (aft of skeg): Jenis Rudder ini biasanya diterapkan pada kapal twin screw dengan rudder tunggal. Namun jenis rudder ini dapat digantikan oleh penggunaan twin rudder dengan tipe (b) atau (d).

(F) Unbalanced Rudder (aft of keel): Biasanya diterapkan pada beberapa kapal layar yang tua.

(G) Transom hung (surface piercing): termasuk ke dalam unbalanced rudder. Biasanya diterapkan pada kapal layar kecil.

2. Survey dan Pengecekan Daun Kemudi (Rudder)

Kemudi adalah salah satu komponen terpenting dalam setiap kapal laut. Ini memungkinkan juru mudi untuk mengarahkan, mengendalikan, dan mengarahkan kapal di laut. Kemudi yang rusak menimbulkan risiko tinggi terhadap integritas struktural kapal. Tanpa kemudi yang efisien, sebuah kapal tidak dapat beroperasi dengan baik, bahkan dengan semua sistem lainnya utuh.

Beberapa hal yang dicek pada Stok Kemudi dan Pintle rudder:

Cek Clearance (gap) yang berlebihan antara sleeve dan bush dari rudder stock dan pintle apakah melebihi batas yang diizinkan yang ditentukan oleh Badan Klasifikasi.
Cek Kondisi Sleeve. Dimana jika kondisi sleeve longgar dapat menyebabkan masuknya air sehingga terjadi korosi.
Pitting Corrosion pada rudder stock dan pintle.
Slipping pada kopling rudder stock. Untuk sambungan vertical cone coupling dengan tekanan hidraulik, gesekan tersebut dapat menyebabkan kerusakan permukaan.
Liner/ sleeve/ cladding pada pintle/rudder stock yang dipasang ke dalam bush stainless steel, pemeriksaan tambahan harus dilakukan untuk crevice corrosion.

Rudder Clearance

Pengaturan kemudi dan roda kemudi mungkin memiliki kriteria keausan yang berbeda tergantung pada pabrikan. Kalibrasi dan batas izin berjalan ini harus diperiksa.

Dimensi (1) harus jauh lebih besar dari jarak jump clearance (4) untuk melindungi perangkat kemudi dari kerusakan jika skeg atau rudder kandas.
Dimensi (2) harus cukup untuk memenuhi keausan pada carrier bearing dan secara substansial lebih besar dari jarak riding washer bearing (5).
Biasanya Top (1) dan bottom (2) berukuran 20 mm atau 25 mm.
Jika clearance riding washer berkurang dan carrier bearing aus atau skeg dipasang. Periksa pengurangan dimensi crosshead pada steering gear (2) untuk memverifikasi perpindahan ke bawah.
Pastikan tidak ada blok lunas drydock yang menghalangi skeg. Selalu terapkan batas keausan yang diberikan oleh pabrikan.

Deformasi

Rudder blade, rudder stock, rudder horn dan propeller boss/ bracket harus diperiksa deformasinya.
Indikasi deformasi rudder stock/ rudder horn dapat ditemukan dengan clearance yang berlebihan.
Kemungkinan twisting deformation atau slip pada cone connection dapat diamati dengan perbedaan sudut antara kemudi dan tiller.
Jika ditemukan deformasi bending atau twisting, kemudi harus diturunkan untuk pemeriksaan lebih lanjut.

Fracture (Patahan)

Fraktur pada rudder plate harus dicari pada slot welds, lasan bagian yang dapat dilepas ke bilah kemudi, dan lasan pelat akses jika terjadi vertical cone coupling antara rudder blade dan rudder stock dan/atau pintle.
Lasan tersebut mungkin memiliki cacat laten karena prosedur pengelasan yang salah. Fraktur serius pada rudder plate dapat menyebabkan hilangnya kemudi.
Fraktur atau patahan harus dicari pada sambungan las antara rudder horn, bos baling-baling dan braket poros baling-baling, dan stern frame.
Fraktur harus dicari di sudut atas dan bawah di jalan ceruk pintle dalam jenis semi-spade rudder.
Fraktur harus dicari pada radius transisi rudder stock dan horizontal coupling plate dan hubungan antara horizontal coupling plate dan rudder blade.
Patahan harus dicari pada rudder plate di internal stiffening structure karena getaran (resonansi) dari plating.
Jika rudder stock berubah bentuk, fraktur harus dicari pada rudder stock dengan pemeriksaan non-destruktif sebelum memulai tindakan perbaikan, khususnya di dalam dan di keyway.

Sistem Steering Gear Kapal

Steering gear merupakan instalasi sistem kemudi kapal yang memberikan gerakan kepada rudder (daun kemudi) dengan memberikan response signal dari ruang bridge. Tipe Steering Gear Kapal dapat dibagi menjadi 2 yaitu:

Electric: Ward leonard system
Electro Hydraulic: 2 atau 4 ram

1. Bagian-bagian Steering Gear:

Telemotor (Transmisi): Bagian yang digunakan untuk menyalurkan signal dari steering wheel ke unit control. Telemotor umumnya dapat tipe hidrolik, tipe listrik atau bisa jadi tipe elektro-hidraulik (sekarang ini).
Unit Kontrol: Bagian ini berfungsi untuk menyampaikan signal sudut kemudi yang diinginkan dari bridge ke daun kemudi. Setelah itu baru mengaktifkan power unit di ruang kemudi.
Power Unit: Setelah menerima sinyal untuk sudut kemudi yang dirancang dari unit kontrol, maka menghasilkan daya untuk menggerakan kemudi ke sudut tertentu. (prime mover)

2. Regulasi Untuk Sistem Steering Gear secara umum:

Setiap kapal harus dilengkapi dengan sistem kemudi utama (main) dan sistem kemudi bantu (auxiliary).
Kegagalan/ kerusakan salah satunya tidak mempengaruhi yang lainnya (terpisah)
Relief Valve harus dipasang di bagian manapun dari sistem kemudi hidrolik.
Rudder stock dan Steering gear utama harus cukup kuat dan mampu menyetir (membelokkan) kapal pada kecepatan maksimum.
Rudder Stock dan steering gear utama harus mampu menggerakkan kemudi dari sisi 35' (derajat) ke 35' (derajat) sisi lainnya dalam bawah draft terdalam dan kecepatan maksimum. Steering gear utama juga harus dapat menggerakkan kemudi dari 35' (derajat) di satu sisi ke 30' (derajat) di sisi lain tidak lebih dari 28 detik.
Rudder Stock dan steering gear utama harus mampu mengemudi pada kecepatan mundur maksimum.
Sistem kemudi bantu harus memiliki kekuatan yang cukup untuk membelokkan kapal secara efisien pada kecepatan laut normal dalam kondisi darurat.
Sistem kemudi bantu harus mampu untuk menggerakan kemudi dari satu sisi ke sisi lain (15' hingga 15' derajat) dalam waktu tidak lebih dari 60 detik.
Untuk setiap kapal tanker Minyak, Gas Carrier, dan Chemical tanker lebih dari 10.000 GT dan setiap kapal lebih dari 70.000 GT, maka sistem steering gear utama harus memiliki dua atau lebih unit daya yang serupa.

3. Perawatan Steering Gear

Daily Check:

Pressure gauge of steering pump.
Motor ampere pada the steering switch board & motor hand touch feeling
Kebisingan dan getaran
Oil level pada tangki
Kebocoran pada sistem
Pemberian grease di rudder carrier bearing
Cek bagian bawah seal gland

Setelah 300 jam kerja

Cek kekedapan piston
Ganti remes packing batang kemudi
Ganti remes packing pada katup throtle

Setelah 1000 jam kerja

Cek minyak hidraulik (ganti setelah 3000 jam)
Cek flexible house
Cek seluruh sambungan-sambungan
Cek pen pengikat pada kepala batang torak

Setelah 3000 jam kerja

Ganti minyak hidraulik
Cek katup keamanan

Control Test:

Sesaat sebelum 1 jam sebelum keberangkatan kapal
Pengoperasian perangkat kemudi utama & bantu
Pengoperasian remote control system
Pengoperasian emergency power supply
Alarm test
Actual rudder angle dan indikator
Sistem komunikasi

Interval 3 bulan sekali:

Lakukan Drill (pelatihan) dengan kemudi darurat di steering gear room dengan ruang bridge menggunakan komunikasi 2 arah.

Seperti itu penjelasan mengenai sistem kemudi kapal atau yang biasa disebut dengan rudder. Rudder adalah alat pada kapal yang berfungsi untuk membelokkan arah kapal dengan sistem stearing gear yang dimilikinya. Rudder sendiri memiliki jenis rudder yang dibedakan menurut fungsinya. Dalam penggunaannya, rudder harus dicek dan disurvey secara berkala termasuk steering gearnya.

Ilmu Kapal dan Logistik