Soal Jawab UKP Gyro Kompas dan magnet

KOMPAS DAN SISTEM KEMUDI

SOAL 1

1. a. Tuliskan rumus Deviasi Total dari Airy dan Archibald Smith! Bagaimana sifat Deviasi dari masing-masing bagian rumusan tersebut?

Jawab :

Rumusnya :

d = A + B Sin HP + C Cos HP + D Sin 2 HP + E Cos 2 HP

Sifat Deviasinya, adalah :

A = tetap

Sin HP dan C Cos HP = Semi Sirkuler (180^o)

D Sin 2 HP dan E Cos 2 HP = Kuadrantal (90^o)

b. Sebutkan berbagai sebab yang non-magnetik dari keefisienan A!

Jawab :

1. A tidak terkait dengan Z¹ dan tidak tergantung dari lintang, sebab H dan I tidak terdapat dalam rumus A, maka dari itu A merupakan kesalahan konstan (tetap).
   
   
2. A ditimbulkan oleh magnetisme transient di dalam besi lunak horisontal yang non-simetris, maka untuk pedoman yang diletakkan di pertengahan kapal (bidang limas/linggi) biasanya sangat kecil.
3. Nilai A yang sangat besar pada umumnya merupakan akibat dari kesalahan instrument (non-magnetis) ialah : jika garis U/S mawar pedoman tidak berjalan sejajar dengan arah jarum pedoman.
4. Nilai A disebabkan oleh kesalahan kolimasi pada mawar pedoman,

rumus A =

2. a. Apakah simpangan senget itu? Tuliskan rumusnya!

Jawab :

Simpangan senget adalah perubahan Deviasi yang disebabkan oleh senget kapal (Ss – St)

Rumusnya :

Ss – St = (-) J . S . Cos Z¹

Ss = Deviasi Pada kapal senget

St = Deviasi pada kapal tegak

J = Koefisien senget

b. Apakah koefisien senget itu? Tuliskan rumusnya! Gaya-gaya magnetic manakah yang bekerja di sini?

Jawab :

Kofisien senget adalah simpangan senget pada halauan U/S untuk senget 1^o

Gaya-gaya magnetic yang bekerja :

• Gaya melintang akibat gaya R yaitu : R.S
• Gaya melintang akibat magnetisme transient di dalam batang K yaitu : K.V.S
• Gaya melintang akibat magnetisme transient di dalam besi lunak horisontal melintang e.V yaitu : e.V.S

Jadi di dalam jarum pedoman bekerja suatu gaya melintang akibat dari gaya vertikal di kapal yang senget sebesar :

RS + KVS + –eVS

c. Bagiamanakah sifat deviasi yang ditimbulkannya?

Jawab :

Pada halauan utara (Cos Z¹ = Cos 0^o = +1) pada senget ke kanan (S = positif) dan nilai (+) dari J akan menghasilkan deviasi/simpangan senget ke barat (-)

3. Meskipun kompas magnet sudah ditimbal dengan baik, namun nilai deviasi harus selalu diperiksa kembali selama kita berlayar. Apakah alasannya? (Jelaskan secukupnya dengan gambar)!

Jawab :

Alasannya karena : dalam besi-besi kapal terdapat magnetik permanen, remanen dan transient. Pada magnetik remanen mempunyai sifat lambat datang lambat hilang, maka setiap perubahan halauan harus diperiksa kembali.

G

UM/UP

ambar :

UM

UP

UM/UP

UM

UP

4. Bagaimana kita menimbal koefisien C? Secara teknis operasional? (jelaskan secukupnya dengan gambar)!

Jawab :

UP

UM

Pasang korektor Q

R

1. HP = 0 (sementara)

Bm rambu = 060^o

Bp rambu = 070^o -

Deviasi = -10^o

Hm = 000 (UM)

Deviasi = -10^o

Hp = -10^o

2. Kapal diputar 10^o ke kanan hingga menunjuk 010^o, artinya Hm = 000^o
3. Pasanglah / geserlah koreksi Q yang akan memutar pedoman 10 ke kanan untuk menghilangkan deviasi sehingga :

Hp menunjuk 010^o – 10^o = 000^o maka deviasi = nol

Gambar :

1. Hp = 180^o (sementara)

Bm rambu = 060^o

Bp rambu = 048^o -

Deviasi = + 12^o

2. Hm = 180^o

Deviasi = + 12^o -

Hp = 168^o

Putarlah kapal 12^o ke kiri hingga menunjuk 168^o artinya HM = 180^o

3. Jauhkan korektor Q hingga menjadi ½ x 12^o = 6^o artinya mawar pedoman diputar 60^o ke kiri, sehingga Hp menunjuk 168^o + 6^o = 174^o maka koefisien C = nol.

5. a. Sistem apakah yang dipakai untuk merubah edaran lingkaran (dari poros gasing) menjadi edaran elips di angkasa?

Jawab :

Sistem yang digunakan untuk merubah edaran lingkaran menjadi edaran elips diangkasa yaitu dengan menggunakan sistem control element, contohnya sperry yang menggunakan mercury balliatic sebagai control element pada poros gasingnya, sehingga effect menimbulkan presisi pertama (K₁) dan presisi kedua (K₂) yang menimbulkan peredaman dengan faktor peredaman = 66 2/3 % untuk ½ ayunan (oseilasi).

Gambar :

A – C = ½ oseilasi (sebelum peredaman)  elips

Mercury Effect =

Faktor peredaman =

66 2/3 % untuk ½ ayunan (oseilasi)

b. Untuk merubah edaran elips menjadi edaran spiral, maka sistem yang digunakan adalah control element dan hasil dari oseilasi control element kemudian diredamkan dengan faktor peredaman 66 2/3 % sehingga edaran elips menjadi edaran spiral.

Jawab :

Gambar :

• A – C = ½ oseilasi, misalnya A = 30^o maka setelah ½ oseilasi akan menjadi 10^o dan seterusnya 3 1/3 sampai 0^o, karena faktor peredaman 66 2/3 % (damping)  spiral

6. a. Jelaskan secara singkat prinsip/teori yang dikembangkan dalam sistem kemudi kapal secara otomatis (Auto-Pilot)!

Jawab :

Prinsip/teori yang dikembangkan dalam sistem kemudi Auto-Pilot adalah dengan memanfaatkan teori jembatan “Wheatstone” (Wheatstone’s Bridges) pada rangkaiannya, dimana pada dasarnya adalah berawal pada “Hukum Kirchoff” tentang arus listrik yang datang dari beberapa sumber melalui suatu titik.

b. Mengapa pada laut yang berombak tidak diperkenankan menggunakan kemudi otomatis?

Jawab :

Karena : pada rangkaian system auto pilot rangkaiannya sangat peka terhadap temperatur (misalnya kumparan / ketahanan) dan menggunakan potensiometer, artinya akan menimbulkan panas dan memudahkan aus dari komponen tersebut. Oleh karena itu pada laut berombak tidak diperkenankan menggunakan kemudi otomatis, karena halauan kapal akan sering berubah-ubah, dengan demikian “Auto Pilot” akan bekerja secara berlebihan sehingga dimungkinkan terjadinya kerusakan komponen secara dini.

SOAL 2

1. a. Rumus Deviasi Total dari Airy dan Archibald Smith adalah :

Jawab :

Rumusnya :

d = A + B Sin HP + C Cos HP + D Sin 2 HP + E Cos 2 HP

A = tetap

B Sin HP dan C Cos HP = Semi Sirkuler

D Sin 2 HP dan E Cos 2 HP = Kuadrantal

b. Sebab-sebab non-magnetik dari koefisien A :

Jawab :

• Salah kolimasi.
• Jika garis layar tidak tepat menunjuk garis membujur kapal (tidak terletak dibidang lunas).
• Jika kapal berputar/swinging terlalu cepat.
• Jika pelorus yang dipakai dalam penentuan deviasi garis U/S mawarnya tidak sejajar dengan garis lunas.

2. a. Magnetisme transient adalah magnetisme yang diinduksikan di dalam besi lunak.

Jawab :

Sifatnya : sekilas (cepat datang cepat hilang).

Pengaruhnya : Gaya berubah menurut halauan kapal.

Cara penimbalannya : Batang flinders dan bola-bola (korektor D).

b. Dalam hal “Full Compensation” harus dilakukan :

Jawab :

• Pada saat kapal selesai dibangun (kapal baru) turun dari galangan / setelah melakukan dock besar (special survey).
• Bila bangunan kapal bagian atas mengalami perubahan yang cukup besar, misalnya : perubahan konstruksi batang pemuat, adanya pemasangan generator darurat di atas deck, merubah kapal misalnya dari jenis Roro ke jenis Feeder (container).
• Bila setelah sekian lama kapal tidak beroperasi.
• Setelah kapal mengalami kebakaran cukup besar.

c. “Gaussin Error” adalah

Jawab :

“Gausine Error” adalah perubahan nilai deviasi yang terjadi dikarenakan pada saat kapal merubah halauan. Hal ini terjadi karena pada saat kapal merubah halauan terjadi pusaran arus medan magnet disekitar pedoman sehingga mempengaruhi magnetisme transient disekitarnya.

Cara menetralisir : dengan cara penimbalan ulang yaitu dengan batang flinders dan bola-bola (korektor D).

3. a. Kelebihan sistem ini dibanding dengan “Top Heavy Control” adalah :

Jawab :

• Tidak terjadi kesalahan lintang
• Hanya ada koreksi kecepatan dan halauan

b. Kesalahan yang mungkin terjadi pada pedoman gasing adalah :

Jawab :

• Kesalahan halauan dan kecepatan
• Kesalahan peredaman / kesalahan lintang
• Kesalahan balistik
• Kesalahan ayunan
• Kesalahan konstan

c. Syarat “Gyro-Composs” menurut Solas 1974 :

Jawab :

“Bahwa kapal yang mempunyai GRT 1600 GT dan berlayar dengan route international, disamping dilengkapi dengan pedoman magnet harus juga dilengkapi dengan pedoman/Gyro Composs.

4. Alasan nilai deviasi harus selalu diberikan kembali selama kita berlayar adalah :

Jawab :

Karena dalam besi-besi kapal terdapat magnetik permanen, remanen dan transient. Pada magnetik remanen mempunyai sifat lambat datang lambat hilang, maka setiap perubahan halauan harus diperiksa kembali.

Gambar :

5. a. Sistem yang dipakai untuk merubah edaran lingkaran menjadi edaran ellips di angkasa adalah :

Jawab :

Sistem gerakan 2 bebas 1 terbatas sehingga timbul presisi dan edaran berupa ellips.

b. Untuk merubah edaran ellips menjadi edaran spiral adalah : menggunakan system peredam.

6. a. Prinsip/teori yang dikembangkan dalam sistem kemudi kapal secara otomatis (auto pilot) adalah :

Jawab :

Dengan memanfaatkan teori jembatan wheatstone bridges pada rangkaian, dimana pada dasarnya adalah berawal pada Hukum Kirchoff tentang arus listrik yang dattang dari beberapa sumber dan melalui satu titik.

b. Pada laut yang berombak tidak diperkenankan menggunakan kemudi otomatis :

Jawab :

Karena pada rangkaian sistem auto pilot rangkaiannya sangat peka terhadap temperatur (kemampuan/ketahanan) dan menggunakan potensiometer, artinya bola bekerja secara simultan, gesekan yang terjadi akan menimbulkan panas dan memudahkan arus dari komponen tersebut.

Di samping hal tersebut di atas pengemudian secara otomatis gerakannya sangat lamban untuk kembali kedudukannya semula bila ada pengaruh gaya-gaya dari luar, bilamana pengaruh dari luar sangat besar secara beruntun akan sangat membahayakan kondisi/ stabilitas kapal.

SOAL 3

1. a. Faktor-faktor apa sajakah yang dapat mempengaruhi sifat “peka” pada piringan pedoman.

Jawab :

1. Moment magnet yang besar yaiatu panjang magnet batang dan kekuatan kutub-kutub magnetnya cmj . k = m x a
2. Intensitas horisontalnya H = T x Cos L
3. Lebih ringan lebih peka
4. Ujung semat makin tajam makin peka

b. Bagaimanakah syarat-syarat ketel pedoman yang baik itu.

Jawab :

1. Tidak boleh mengandung magnet
2. Pada saat kapal dalam keadaan diam, tutup kaca bagian atas bening dan datar
3. Posisi ketel pedoman tidak boleh menyentuh bagian pedoman lain dalam setiap keadaan apapun, agar setiap saat dapat mengayun dengan bebas
4. Semat/pasak pedoman harus benar-benar terpasang vertikal di tengah ketel pedoman
5. Tuas/poros pada kaca bening untuk menempatkan pesawat baring harus tetap di titik pusat piringan/mawar pedoman
6. Garis layar tepat pada bidang lunas tinggi kapal

2. a. Jenis magnetisme kapal manakah yang tidak dapat ditimbal? Apakah alasannya?

Jawab :

Yaitu : magnetisme remanen, karena bersifat sementara (lambat datang lambat hilang).

b. Kapan timbulnya deviasi oleh pengaruh magnetisme ini?

Jawab :

Yaitu :

• Berlayar dalam waktu lama dengan halauan tetap
• Pada saat merubah halauan

c. Apakah konsekuensi/kesimpulan kita dalam hal ini?

Jawab :

Yaitu : dengan merubah halauan kapal 360^o untuk memperkecil deviasi.

3. Apakah maksud

1. Inertia

Jawab :

Adalah suatu gaya yang dimiliki oleh suatu/sebuah gasing yang berputar untuk mempertahankan kedudukan terhadap angkasa.

2. Precession

Jawab :

Adalah penyimpanan atas perubahan kedudukan poros Gyroscope yang disebabkan oleh pengaruh gaya (kopel) dari luar, dimana arah penyimpangan tersebut tegak lurus terhadap gaya kopel yang mempengaruhinya.

3. Tilting

Jawab :

Adalah perubahan sudut yang terjadi/terbentuk antara permukaan bumi dengan poros Gyroscope dalam arah vertikal yang disebabkan oleh adanya komponen horisontal dari permukaan bumi.

4. Driffina

Jawab :

Adalah perubahan sudut yang terbentuk/terjadi antara garis meridian bumi dengan poros Gyroscope dalam arah horisontal yang disebabkan oleh adanya komponen vertikal dari permukaan bumi.

4. Ditinjau dari konstruksinya, proses manakah yang ditempuh sebuah Gyroscope, sehingga akhirnya dapat dipakai menjadi kompas/gyro? (ingatlah : perubahan bentuk edaran ujung poros gasing di angkasa)?

Jawab :

Cara gyroscope dapat digunakan sebagai pedoman di kapal adalah dengan cara menggabungkan (mengkombinasikan) sfiat-sifat bumi yaitu dengan menggunakan prinsip-prinsip tersebut dipasanglah bejana air raksa pada sumbu putar dengan arah tegak lurus mendatar terhadap roda gyroscope oleh karena pengaruh sangat senget pada waktu bumi berotasi maka pembagian air raksa pada tiap bejana menjadi tidak merasa sehingga menimbulkan procasi vertikal, gaya procesi inilah yang mengarahkan gyroscope menunjukkan ke arah meridian bumi.

5. a. Jelaskan secara singkat prinsip/teori yang dikembangkan dalam sistem kemudi kapal secara otomatis (Auto pilots)?

Jawab :

Dengan memanfaatkan teori jembatan wheatstone bridges pada rangkaian, dimana pada dasarnya adalah berawal pada Hukum Kirchoff tentang arus listrik yang dattang dari beberapa sumber dan melalui satu titik.

b. Mengapa pada laut yang berombak tidak diperkenankan menggunakan kemudi otomatis?

Jawab :

Karena pada rangkaian sistem auto pilot rangkaiannya sangat peka terhadap temperatur (kemampuan/ketahanan) dan menggunakan potensiometer, artinya bola bekerja secara simultan, gesekan yang terjadi akan menimbulkan panas dan memudahkan arus dari komponen tersebut.

Di samping hal tersebut di atas pengemudian secara otomatis gerakannya sangat lamban untuk kembali kedudukannya semula bila ada pengaruh gaya-gaya dari luar, bilamana pengaruh dari luar sangat besar secara beruntun akan sangat membahayakan kondisi/ stabilitas kapal.