Water Jet

Kapal water jet merupakan kapal yang dalam sistem pengoperasian geraknyanya menggunakan sistem semburan air sebagai media   pendorongnya, sehingga kapal dapat bergerak sesuai dengan kecepatan  kapal  yang diinginkan, namun water jet propulsion digunakan sebagai media pendorong untuk kapal cepat. Kapal yang menggunakan sistem propulsi water jet  memiliki dua ruang lingkup sistem, yang terdiri dari sistem lambung kapal yang polos  (bare hull system)  dan  sistem  water  jet  (water jet system).

Speed Boat Bertenaga Pendorong Belakang Water Jet(foto : mapltd.com)

Kapal Cepat Catamaran Berpendorong Water Jet(foto : ship-technology.com)

Yang dimaksud dengan sistem lambung kapal polos atau bare hull system adalah badan kapal tanpa water jet terpasang didalamnya. Namun dalam perhitungan berat serta posisi titik berat kapal (center of  gravity) harus merupakan berat badan kapal dalam keadaan beroperasi dilaut, sehingga harus diikutsertakan juga  berat  air  yang masuk melalui sistem water  jet (entrained  water).  Sedangkan  sistem  water  jet,  umumnya  terdiri  dari sistem pompa (pump system) dan sistem saluran (ducting system). Sistem pompa  berfungsi  untuk  mengubah  tenaga  mekanik  menjadi tenaga hidrolis. Sedangkan sistem saluran berfungsi untuk  mengarahkan laju aliran dari lingkungan ke pompa dan dari pompa  untuk  kembali  ke lingkungan.

Keberadaan sistem pompa (water jet pump) pada sistem propulsi water jet sama halnya dengan  keberadaan motor  pendorong pokok pada  kapal – kapal  lainnya.  Akan  tetapi  bedanya  pada  sistem  ini  masih  harus  ada penggerak utama yang digunakan untuk menggerakkan pompa water jet, dapat  berupa  mesin  diesel,  turbin  gas,  motor  listrik  dan  yang  lainnya sejauh masih memungkinkan untuk digunakan.

Keistimewaan Water Jet

Adapun   beberapa keistimewaan   yang dimiliki oleh sistem propulsi water jet adalah, sebagai berikut :

• Dengan tidak terdapatnya propeller dan kemudi diluar  kapal, sehingga tidak terjadi obyek-obyek yang dapat   memperbesar tahanan total kapal.
• Sangat memungkinkan  untuk dioperasikan di perairan yang tidak dalam / dangkal.
• Mempunyai kemampuan akselerasi yang baik.
• Mempunyai  kemampuan  olah  gerak  kapal yang baik pada  saat kecepatan kapal yang relatif rendah.
• Mempunyai keunggulan pada saat olah gerak kapal pada kecepatan kapal yang relatif tinggi.
• Penempatan suction propeller (impeller) didalam selongsong saluran air pada  badan kapal, akan  dapat mengurangi  terjadinga eksitasi getaran maupun tingkat kebisingan pada kapal.
• Pada saat kecepatan kapal yang relatif tinggi, efisiensi  propulsif dapat diusahakan cukup tinggi sehingga dapat dibandingkan dengan sistem penggerak propeller.

Komponen WaterJet

Sistem water jet memiliki komponen–komponen utama yang sangat menentukan  kinerjanya, yang dalam pemilihannya sebagai suatu sistem propulsi lebih rumit dan kompleks jika  dibandingkan dengan pemilihan baling–baling (propeller). Komponen–komponen tersebut meliputi mesin  penggerak dan sistem transmisinya, pompa, thrust nossel yang dilengkapi  dengan deflektor,  thrust vectoring dan mekanisme pembalik, diffuser, ducting dan inlet (intake).

Proses Water Jet

Dalam prosesnya, air dari lingkungan akan dihisap melalui intake sebagai lubang pemasukan di dasar kapal, kemudian laju aliran   fluida  yang terhisap akan  dipercepatoleh actuator yang biasanya berupa pompa mekanis dan selanjutnya fluida disemburkan ke lingkungan kembali malalui  nossel  sebagai lubang pengeluaran yang terletak  persis di atas permukaan  air.  Semburan  air  yang  keluar  melalui  nossel  diatur  oleh deflektor untuk mengatur pergerakan maju atau mundurnya kapal sesuai dengan yang diinginkan. Secara  garis  besar   sistem  umum  water  jet  dapat  ditunjukkan  seperti gambar berikut.

Foto Mesin Water Jet (foto : marinebuzz.com)

Sistem Propulsi Water Jet (foto: .moeri.kr)

Laju aliran air yang tersembur melalui lubang nossel akan  menghasilkan gaya dorong (thrust), hal ini dikarenakan adanya  kenaikan  kecepatan aliran yang masuk melalui saluran untuk kemudian   menyebabkan terjadinya perbedaan momentum, sehingga dapat membuat kapal dapat bergerak. Perhatian yang utama dari system water jet adalah keseimbangan antara gaya dorong yang dibutuhkan untuk  mendorong kapal  sehingga  dapat  bergerak   maju   sesuai  dengan   kecepatan  yang direncanakan  dengan  gaya  dorong  sesungguhnya  yang  diberikan  oleh sistem water jet.

Karakteristik Water Jet

Pengalaman telah membuktikan bahwa semua metode untuk mendorong benda pada medium fluida didasarkan pada prinsip reaksi  (reaction principle) yang pertama kali ditemukan oleh Sir Issac Newton (1642 – 1727). Prinsip  reaksi  menyatakan bahwa setiap aksi akan menimbulkan reaksi yang sama besarnya tetapi berlawanan arahnya. Contoh pada prinsip reaksi sudah banyak di kenal, misalnya jika kita menembak dengan senapan maka akan ada reaksi dari senapan yaitu berupa gaya dorong ke belakang.

Penerapan prinsip reaksi hanya berbeda pada metode–metode dan mekanisme–mekanisme yang digunakan untuk menghasilkan suatu aksi gerakan. Pada sistem propulsi water jet, dengan adanya aksi gaya dorong akan  menyebabkan kapal dapat  bergerak ke depan dengan  kecepatan tertentu dan reaksi dari fluida terhadap kapal akan menimbulkan tahanan (resistance). Gaya dorong (thrust) yang dihasilkan sistem propulsi water jet diakibatkan karena  adanya  kenaikan momentum  aliran  dari saluran inlet sampai outlet nossel.