Tampilkan postingan dengan label hydrodynamics. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label hydrodynamics. Tampilkan semua postingan

The Advantages of Twin Keels

There has been a growing interest in twin keel boats in North America. Although some design work has been done here on sail craft of this type, there are more numerous examples in Europe, particularly in Britain.

When first developed, these boats had large keels to support them when sitting on the mud flats, causing them to be slow in light airs due to excessive wetted surface. Because of lack of moorage, twin keel boats were the answer to a need for a shallow draft craft which could sit high and dry in the Thames between tides. Yet these very same boats had to be perfectly at home sailing in the strong winds and rough waters of the North Sea and English Channel. They quickly acquired a reputation as good cruisers as their shallow draft and seaworthiness are features at the top of any cruising man's list. The few English-built twin keel boats that have found their way over to Canada and the U.S. have been a disappointment in our lighter wind conditions.
A word about the history of the design and development of bilge keelers. In the 1920s Lord Riverdale built the 25 foot Blue Bird, the first twin keel yacht. In the 1930s a larger Blue Bird of Thorne was started and measured 48 feet overall. Both these Blue Birds had twin rudders as well as twin keels and continue to sail today. Lord Riverdale had built and towed models in each case before building and sailing each yacht. His cruising experiences with these boats then brought to light new areas of development. Between 1930-1961 a series of twin keel yachts were built with success by various architects and clients based on Lord Riverdale's work. Yachts of this type became available in many countries including France, Australia, New Zealand, and South Africa. Surprisingly little work was being done in the U.S.
In 1962-63 a 54 foot motorsailer was tank tested in the U.S. with discouraging results. It was for an existing boat being adapted to twin keels. With modified keels at different angles, the design was re-tested and more satisfactory results emerged. Meanwhile, in 1961, Lord Riverdale had started work on a 50 foot design, which he felt should do most of it's cruising at less than 20 degrees of heel to be comfortable. He took his data to yacht designer Arthur Robb who promptly designed what has been termed "a high performance cruising machine" and "a flat out twin keel yacht". This second Blue Bird of Thorne was extensively tank tested and is the only published technical data available. As a result, many important features came to light showing that twin keelers, if properly designed, have a number of inherent good qualities that make them an attractive proposition to the cruising sailor.
The main advantages are as follows:
1. Higher sailing speeds than an ordinary cruising yacht of similar dimensions. Surprisingly, part of the reason for this is the relatively small wetted surface, which yields improved light air performance. Modern twin keels are of high aspect ratio and present less wetted area then a full keel or long fin keel while retaining the steady helm associated with full keels.
2. The twin keels become more effective with increased angle of heel, while a single keel becomes less effective. Because twin keels cant outward at the tip, the leeward keel becomes more vertical and deeper in the water as the boat heels. The windward keel is working more horizontally creating downward lift that increases righting moment giving more power to carry sail. Also with this cant outward from the vertical, leeway forces water up to the root of the fin as opposed to spilling over the tip in a single keel. Hydrodynamic tests have shown that decreasing end tip loss can double the effectiveness of a fin (the sole purpose of keel winglets).
3. The wave pattern reshapes to reduce the fore and aft crests. At hull speed a hollow forms amidship, but the bilge keels cause a wave to form in this hollow, canceling out the stern wave and giving a flatter wake. This increases the maximum speed of the hull, as much as 15 - 20%, in the same way that a bulbous bow or stern bustle works; by reducing wave making resistance at hull speed where it constitutes 85 - 90% of total resistance. To ensure the desired effect is at cruising speed the correct fore and aft placement of the keels and proper proportions must be checked by model testing. This placement is critical, as the model data shows. Too far forward or too far aft and the resistance will dramatically increase.
4. The deep plunging of an ordinary hull is avoided by the stabilizing action of the fins which are also very effective in dampening out rolling motions. The fins also provide a certain amount of lift to the stern at speed when the hull is upright. The effect of this lift is to flatten the trim angle, i.e. reducing squatting, which flattens out the wake and lowers the resistance.
5. Directional stability is markedly enhanced by the fins. This is demonstrated both by tank tests and full size yacht performance.
6. Speed and fuel consumption under power are better then usual. The prop can work in clear water without being shrouded by the keel and rudder. In the case of the motorsailer we were testing, 85 h.p. would produce 14 knots. Also the yacht can be controlled in reverse, which is seldom true of single keel yachts.
7. The rudder areas are smaller for the same reason as the keels. Each rudder is more effective as it works upright, deep in the water.
8. Both keels and rudders can be asymmetrical (more curve on one side than the other) like a wing, and tailored to work on their one specific tack. This again makes them more efficient allowing smaller appendages. Generally it is felt that both the rudders and keels can be made 25-30% smaller because of the greater efficiency.
9. Windward ability equal to that of an ordinary yacht is achieved on a fixed draft approximately comparable to that of a centerboarder without the problems associated with lifting foils. Windward performance in rough water is superior because of the roll and pitch dampening abilities of the keels.
10. Stability is equal to that of an ordinary yacht without recourse to extreme beam. Righting moment and range of stability are at least equal to those of a well designed centerboard yacht of relatively deep fixed draft, because ballast can be placed in each fin the ballast is as low as any keel-centerboarder.
11. The general advantages of twin keels include the ability to take groundings in a level position. This allows the bottom to be cleaned and painted (although the shorter and shorter keels are making this more precarious), without the cost and nuisance of a haul out, as well as being easily shipped without a cradle. When sailing in shallow water, if one should touch bottom, the boat rights and clears itself. This is possible because twin keels draw more water when heeled than upright, unlike single keel boats which when righted dig themselves in deeper.
Preliminary model tests carried out by Bray Yacht Design and Research at the Ocean Engineering Center of B.C. Research has shown that all the above stated advantages are very real, and that by using current state of the art design practices, twin keel yachts can produce very high performance boats. In England many production single keel yachts have had twin keel versions added to the production line up which have performed better then their single keel counterparts. In racing circles, no one has ever argued with the superiority of bilge boards (essentially lifting bilge keels). Scows dating back to the beginning of this century have used bilge boards exclusively. In 1974 yacht designer Bruce King did a series of bilge board one tonners of which, Terrorist, was notable. She was so superior that the I.O.R. immediately outlawed bilge boards. In sailing his bilge boarders Mr. King says there was not a significant difference in performance between one or both boards down. In a cruising yacht the simplicity and lack of interior clutter certainly makes up for any performance difference between lifting and fixed keels.
Indications are, from all work that has been done, that twin keels will perform as well or better in a shallow draft then a centerboarder, and definitely better then a single keeler. The key is in the understanding of the complex hydrodynamics involving the interplay of keels with the hull. Only in the last 20 years have yacht designers began to explore the effects of pressure patterns on hulls. The relationship of keel volume to hull volume to produce constructive wave interference at the required speed and the correct toe in angle of the keels to align them with streamline flow have more to do with the success or failure of twin keels then anything else.
We tested a model of a 37'-9" motorsailer, first with a deep fin keel (6'-4") and then with shallow draft twin keels (3'-9"). The vessel was to have a top speed under power of 14 knots. The difference in speed between the single and twin keel version varied from 3/4 of a knot at 6 knots and 14 knots to 1/4 of a knot at 10 knots for the same power applied. Still we felt we could do better. After re-reading the previous test results and information on other twin keelers we decided to place the keels 2'-5" farther forward. This was as much for convenience as anything else as the forward keel bolts now became the aft ones, a new set drilled forward, and the now useless after most ones plugged. With all our hopes raised we again ran the tests only to find that the resistance had increased from 2% more at 6 knots to 93% more at 14 knots, for this twin keel placement over the previous twin keel position. It was at this point that our project ended unfortunately as we certainly felt that we could have done better. None the less it indicates that proper twin keels are not as slow as generally considered. Also when you consider all the other advantages that twin keels offer to the cruiser, it is quite an overall gain.
The cost difference in a single or twin keel is negligible and can be compared to buying a boat with a skeg rudder or a spade rudder. Fiberglass boats require no special molds especially is a separate keel mold is used. Twin keels do not present a structural problem in any material and have been built in fiberglass, wood, steel, aluminium, and concrete.
It is for these reasons that I believe that properly designed twin keel boats are faster and much better cruising boats then single keel boats. The time has come to consider the performance aspects of all cruising boats rather than the "traditional for tradition's sake" approach without thought to the purpose, which is out and out cruising.
Fig. 1 Keel depth vs. overall draft. This bilge keeler has a 3'9" fin on a 4'-0" draft. A single keel would require a 5'-9" draft to place the same keel on the centerline.
Fig. 2 When heeled, bilge keels draw more water. At 15 degrees heel this boat draws 5'-0" but when upright it only draws 4'-0". Also the lifting action of the asymmetrical keels can be seen. The vertical one is reducing leeway and the more horizontal one is helping to right the boat.
Fig. 3 The effect of leeway on a twin keel and a single keel boat. On the twin keeler whose fin is still canted 5 degrees outboard of vertical, water is sliding at a sideways angle (leeway) being forced up to the root decreasing end tip loss. Also the full vertical area is being used to the best advantage in deep water. In the single keeler the effective area is lessened because of the angle of heel.

Speed Resistance Heave Trim Deg.
knots sgl. twin A twin B sgl. twin A sgl. twin A twin B
6 1.01 1.40 1.45 .16 .18 .06 .06 .03
8 2.39 2.87 3.23 .35 .19 .44 .63 -.38
10 4.29 4.49 5.71 .45 .20 2.78 1.94 .52
12 5.95 6.35 7.46 -- .20 4.30 3.86 1.79
14 7.05 7.95 8.67 .13 .17 4.26 4.87 2.32
Power predictions calculate 85 h.p. to reach the maximum design speed of 14 knots with a powering efficiency of 50%.


History and Design Propellers: Part 1

Awalnya saya ingin mentranslate artikel ini, tapi karena terlalu banyak istilah yang susah untuk diartikan dalam bahasa Indonesia, akhirnya saya memutuskan untuk menampilkannya dalam bahasa aslinya (English).




Background
Powerboats rely completely on their propellers in order to achieve their performance. The reasons 'why propellers' work and the factors influencing propeller design and performance become much more meaningful when we understand the engineering development of the propeller throughout its history. It is indeed interesting that, after the propeller was conceived from the original discovery of screw propulsion, it saw relatively modest further innovation. It may be that the first designs were remarkably good!

What makes the propeller work? How do we choose the best propeller? And just how can we get the most performance from our propeller design? This is a multi-part article on the engineering basics of propellers. This week, we'll look at the History of Propellers and some of the forces in play as a propeller does its work.
History of the Propeller
The concept of a screw propeller is not new. In 950 BC, the Egyptians used a screw-like device for irrigation purposes. Archimedes (287-212 BC), the first scientist whose work had a lasting effect on ship propulsion is credited with the invention of the screw. His screw pump, created to pump out flooded ships and for supplying water to irrigation ditches, was the forerunner of the screw propeller.
Drawings prepared by Leonardo da Vinci (1452-1519) contain pictures of water screws for pumping. However, his famous helicopter rotor more closely resembles a propeller screw. (see Figure 1, below)
Even with this developing knowledge, the application of screw propulsion to boats could not take place until the advent of steam power. Due to greater suitability with the slow-turning, early steam engines, the first powerboats used paddle wheels for a form of water propulsion.
In 1660, Toogood and Hays adopted the Archimedean screw as a ship propeller. Even by the 19th century, screw propulsion was still considered only a second-rate means of moving a ship through the water. However, it was during this century that screw propulsion development actually got underway. In 1801, John Stevens experimented with a single-screw and a twin-screw steam-driven boat. Unfortunately, due to a lack of interest, his ideas were not accepted in America.

The Invention of the Screw Propeller
The acknowledgment for the invention of the modern style propeller goes to Smith and Eriksson, who acquired patents in 1835 for screw propellers, marking the start of it's contemporary development. Eriksson's patent showed a rotating bladed wheel, as well as twin-screw and single-screw installations. Eriksson's propeller design took advantage of benefits of the bladed wheel.

"I meant to do that!" - A mishap leads to improvement!
Most of these Archimedean screw inventors came up with little to really improve the configuration of the screw as a propulsion device. Uninspired variations consisted of changing the number of convolutions or altering the diameter over the length of the screw. Francis Petit Smith accidentally discovered the advantages of a "shortened" Archimedean screw. Originally, his wooden propeller design had two complete turns (what we might call "double-pitch"). Nevertheless, following an accident in a canal, his boat immediately gained speed after half of his blade broke away.
Smith capitalized on the "lucky" event by increasing the number of blades and diminishing the blade width - and came up with a design comparable to modern propellers. Notwithstanding this success, it was still many years before propellers truly displaced paddle wheels in ships.

 The Last Step
The final transition to what is now recognizable as a screw propeller was made by George Rennie's conoidal screw. Rennie combined the ideas of increased pitch, multiple threads, and minimum convolutions in what he called a Conoidal propeller, patented in 1840.
Despite the successes of Smith, Eriksson and Rennie, there remained many implementation problems to be solved for screw-propelled ships. Early wooden ships were subjected to heavy vibration, and iron hulls were needed to resist the vibratory forces. With shaft and machinery below the waterline, stuffing boxes and transmissions had to be developed to prevent leakage. Thrust bearings were required to transmit the force exerted by the propeller to the hull. Higher speed engines had to be developed in order to realize the inherent efficiency of the screw, and techniques were needed for casting and machining strong, tough metals. As the engineering problems were overcome and higher speed engines were developed, more and more screw propellers were installed to replace paddle wheels.
In 1870, C. Sharp, of Philadelphia, Penn., patented a partially submerged propeller for shallow-draft boat propulsion. Charles Parsons unintentionally discovered the phenomenon of propeller supercavitation when his first turbine ship, ('Turbinia') failed to achieve his predicted speed of 30 knots.
He fit three propellers to each shaft, and solved this problem. The invention of the marine reduction gear soon made "multiple propellers per shaft" unnecessary.

The End of the Paddle Wheel
Screw propellers installed in the 1860's lacked sophistication, but their performance exceeded all other devices conceived up to that time.
The paddle wheel gradually became obsolete as the screw propeller became the only propulsive device installed in seagoing ships. During the twentieth century, marine propeller technology has made some advancements toward greater efficiency, more reliable design, better performance, improved materials, and cavitation resistance.

How Propellers Work
Let us have a look at how present day propellers work.
A propeller can be said to 'push' the hull through the water. To understand this concept, let us consider a propeller, with one of its blades projecting out of the page (see Figure 3), and rotating (from top to bottom). So the propeller is moving from left to right.
As this single blade rotates, it forces (pushes) water down and back. At the same time, (because every force has a reaction) water will move in behind the blade to fill the space (low pressure) left by the downward moving blade.
This results in a pressure differential ΔP between the two sides of the blade - a positive force (the pushing effect) on the underside; and a negative force (the pulling effect) on the topside. This is also just how an aircraft wing works. This same action occurs on each propeller blade as the propeller shaft rotates.

Thrust & Momentum
The pressure differential (ΔP) causes water to be drawn into the propeller from the front (due to the low pressure, behind) and accelerated out the aft (due to the higher pressure, ahead).
This is just like a household fan "pulls" air in from behind it and "blows" it out the front. A boat propeller pulls water in from the front. As the propeller turns, water accelerates through and around the propeller creating a stream of higher-velocity water behind the propeller. This "water jet" action of pulling water in and pushing it out at a higher velocity is called "adding momentum" to the water. This change in momentum or acceleration of the water results in a force called "thrust". 

The "Aerofoil"
In the picture below (Figure 5) a propeller blade has been sectioned along its blade chord. Note the difference in shape between the top and the bottom of the section. The bottom side has a more prominent camber or curvature to its shape - just like a "wing".
It is this curvature that creates the low-pressure on the back of the blade, thus inducing lift, much like the wing on an airplane. Of course with a propeller, this "lift" is translated into a horizontal movement component.
A propeller moves though the water in a similar manner as a mechanical screw moves forward through a piece of wood. The distance or forward motion depends mainly on the propeller pitch - defined as how far the propeller moves in one complete revolution.



Kapal Trimaran Bersirip

Sebuah karya yang dipatenkan sejak Desember 2006 atas nama Paulus Indiyono, Jurusan Teknik Kelautan Fakultas Teknologi Kelautan ITS ini merupakan satu lagi karya kreatif anak bangsa Indonesia. Walaupun pemilik paten telah meninggal dunia sekitar 2 bulan yang lalu, tapi belum banyak khalayak ramai yang mengetahui bagaimana konsep kapal trimaran bersirip ini.
Ilustrasi Kapal Trimaran Bersirip
Kapal Cepat Trimaran X3K (image : Lundin)
Kapal ini menggunakan alat yang disebut sirip yang dipasangkan pada bagian depan dari haluan kapal jenis trimaran. Adapun fungsi sirip adalah untuk membuat gaya angkat, sehingga dengan sendirinya badan kapal bagian depan akan terangkat ke atas. Hal ini terjadi apabila kapal tersebut diberi gaya dorong pada kecepatan tertentu. Dengan terangkatnya kapal ini, berakibat tahanan akan semakin kecil. Dampaknya, dengan kecepatan tertentu akan ditempuh jarak yang lebih jauh dibandingkan kapal yang tidak terangkat.

Sumber : okezone, its.ac.id

ROV (Remotely Operated Vehicle) dan Aplikasinya

Definisi ROV (Remotely Operated Vehicle) menurut Marine Technology Society ROV Committee's dalam "Operational Guidelines for ROVs" (1984) dan The National Research Council Committee's dalam "Undersea Vehicles and National Needs" (1996) adalah pada dasarnya sebuah robot bawah laut yang dikendalikan oleh operator ROV, untuk tetap dalam kondisi yang aman, pada saat ROV bekerja di lingkungan yang berbahaya.
Remote Operation Vehicle (ROV) secara luas dikenal sebagai nama umum bagi kapal selam mini yang kerap digunakan pada industri minyak dan gas lepas pantai. Kapal selam ini tak berawak, tapi dioperasikan dari kapal lain. Keduanya terhubung melalui kabel yang berfungsi juga sebagai penambat.
ROV tersusun dari satu set pengapung besar di atas sasis baja atau aluminium agar. Pengapung itu biasanya terbuat dari busa sintetis. Di bagian bawah konstruksi terpasang alat-alat sensor yang berat. Komposisi ini--komponen ringan di atas dan berat di bawah--akan menghasilkan pemisahan yang besar antara pusat apung dan pusat gravitasi. Maka alat ini pun lebih stabil di dasar laut saat melakukan tugas-tugasnya.
ROV memiliki kemampuan manuver yang tinggi. Kabel tambat berfungsi mengirimkan energi listrik serta data video dan sinyal. Saat bertugas memasang kabel-kabel listrik tegangan tinggi, ROV biasanya ditambahkan tenaga hidrolik.
Sistem ROV terdiri atas vehicle (atau sering disebut ROV itu sendiri), yang terhubung oleh kabel umbilical ke ruangan kontrol dan operator di atas permukaan air (bisa di kapal, rig atau barge). Yang paling juga adalah sistem kendali, sistem peluncuran dan sistem suplai tenaga listrik maupun hidrolik. Melalui kabel umbilical, tenaga listrik dan hidrolik, juga perintah-perintah, atau sinyal-sinyal kontrol, disampaikan dari ruang kontrol ke ROV, secara dua arah. ROV dilengkapi dengan peralatan atau sensor tertentu seperti kamera video, transponder, kompas, odometer, bathy (data kedalaman) dan lain-lain tergantung dari keperluan dan tujuan surveinya.


Kebanyakan ROV dilengkapi dengan kamera video dan lampu. Kemampuannya bisa ditingkatkan dengan menambahkan sonar, magnetometer, kamera foto, manipulator atau lengan robotik, pengambil sampel air, dan alat pengukur kejernihan air, penetrasi cahaya, serta temperatur.
Kabel-kabel ROV dilapisi dengan tabung penuh minyak agar terhindar dari korosi air laut. Alat pendorong dipasang di tiga lokasi agar menghasilkan kontrol penuh terhadap alat itu. Adapun kamera, lampu, dan lengan manipulator berada di bagian depan atau belakang.
Secara pasti siapa yang pertama kali membuat ROV tidak diketahui secara jelas. Namun setidaknya ada dua peristiwa penting, ketika diluncurkannya PUV (Programmed Underwater Vehicle) yang dibuat oleh Luppis-Whitehead Automobile di Austria pada tahun 1864. Sebutan ROV sendiri pertama kali dibuat oleh Dimitri Rebikoff tahun 1953, yang membuat ROV dengan nama POODLE. (Marine Technology Society). Angkatan Laut Amerika Serikat selajutnya mengembangkan teknologi ini. Dengan dukungan teknologi tinggi dasn pendanaan besar mereka mengembangkan ROV untuk mengangkat ranjau-ranjau di dasar laut dan peristiwa hilangnya bom atom di Spanyol pada kecelakaan pesawat di tahun 1966. Teknologi ROV ini dikembangkan sejak 1960-an oleh Angkatan Laut Amerika Serikat dengan tujuan awalnya untuk operasi penyelamatan dan pengambilan obyek di dasar laut.

Generasi berikutnya dengan semakin berkembangnya teknologi, ROV banyak digunakan untuk mendukung pekerjaan di pengeboran minyak lepas pantai. ROV pertama kali yang dilibatkan dalam hal tersebut adalah RCV-225 dan RCV-150 yang dibuat oleh HydroProducts, Amerika Serikat. Saa ini, pada saat kecenderungan eksplorasi minyak dan gas semakin dilakukan pada laut dalam, ROV telah menjadi suatu bagian yang penting dari operasional tersebut.
ROV terbagi atas berbagai tipe, tergantung dari kemampuan dan fungsi kerjanya. Ada Small Electric Vehicle, -ROV kecil, berdimensi mini untuk kedalaman kurang dari 300m, biasanya untuk keperluan inspeksi dan pengamatan, digunakan untuk inspeksi perairan pantai, juga untuk ilmiah, SAR, waduk, saluran air dan inspeksi nuklir.
Ada juga berdasarkan kemampuan kerjanya seperti tipe Work Class Vehicle, yang menggunakan listrik dan hidrolik sebagai sumber tenaganya. Sebagian besar tipe ini untuk mendukung pekerjaan pengeboran lepas pantai, yang digunakan untuk survey dan rektifikasi pipa gas bawah laut dan kelas inspeksi (inspection-class) dan yang kelas kerja atau (work-class). ROV kelas inspeksi ini kecil dan agak ringan, biasanya digunakan untuk survey dan pekerjaan test karat (catodhic protection) konstruksi platform dan bangunan air lepas pantai.
Sistem ROV pada umumnya bekerja di atas wahana apung seperti kapal, barge, atau rig. Bila sistem ROV dipasang diatas kapal, maka posisi ROV di bawah laut akan mengacu pada titik referensi di kapal. Untuk keperluan survei, kapal biasanya menggunakan DGPS (Differential Global Positioning System) sebagai penentuan posisi utamanya. Sedangkan untuk posisi di bawah laut, sistem ROV dilengkapi dengan alat penentuan posisi bawah laut menggunakan gelombang suara (Acoustic Underwater Positioning). Salah satu metode ini adalah Ultra Short BaseLine (USBL), yang akan mengukur jarak, kedalaman, dan azimut ROV terhadap transduser USBL yang dipasang di kapal.
Posisi ROV dan data navigasi lainnya, dalam sistem koordinat tertentu akan didapat dan melalui perangkat lunak navigasi tertentu, akan dikirimkan secara real time ke ruang kontrol ROV.
Sistem ROV disamping menggunakan teknologi mutakhir, juga didukung oleh sumber daya manusia yang profesional di bidangnya. Dukungan peralatan suku cadang dan training bagi para operatornya selalu dilakukan secara periodik.

Aplikasi ROV
Dalam perkembangannya kini, pemakaian ROV banyak digunakan baik untuk kepentingan kalangan militer, bisnis atau komersial, maupun akademis dan riset. Sekarang berbagai pasar sedang menemukan kebutuhan untuk ROV seperti ilmu kelautan, pemancingan, teknik sipil, keamanan, pendeteksian kandungan mineral dan lain sebagainya.
Kini, ROV menjadi multiguna. Antara lain untuk tujuan dokumentasi den eksplorasi dasar laut, penanggulangan, penyelidikan, pencarian dan pertolongan (SAR), pengeboran tambang, penggalian/penguburan bentangan kabel dan lain sebagainya.
Bidang Pertambangan, Minyak dan Gas Lepas Pantai
Di bidang pertambangan, perminyakan dan gas lepas pantai, baik di dalam maupun luar negeri, penggunaan ROV sudah tidak asing lagi. Mulai dari perencanaan, pemasangan atau konstruksi sampai dengan perawatan fasilitas bawah laut tidak lepas dari peran ROV.
Demikian juga untuk keperluan pertambangan, jasa ROV pernah digunakan oleh salah satu perusahaan tambang emas di Sumbawa pada tahun 1999-2000 dalam rangka pemasangan dan monitoring tailing line (pembuangan limbah) di palung laut selat Alas, Nusa Tenggara Barat.
Aplikasi lainnya adalah untuk keperluan survey dan perbaikan bawah laut. Pada kegiatan survey dan perbaikan pipa dibawah laut, yaitu survey posisi dan pemetaan dasar laut untuk melihat keamanan pipa dan jaringannya. Bila pipa dan jaringannya dibiarkan begitu saja maka akan timbul kerugian yang besar apalagi kalau pipa itu pecah dan meledak, maka pasokan gas akan terputus. Oleh karena itu seringkali kegiatan survey ini selalu bersamaan dengan perbaikan pipa atau dikenal dengan rektifikasi pipa.

Ini merupakan proyek atau pekerjaan oceanografi yang besar dan mahal disamping membutuhkan peralatan ROV, manusia yang berkeahlian dan kapal survey. Kapal surveynya sendiri juga mempunyai peralatan dynamic position (DP) yaitu semacam baling-baling atau thruster. Hal ini diperlukan, karena kapal tidak boleh buang jangkar ditengah laut pada saat survey sehingga tidak mengganggu pipa-pipa yang akan disurvey dan direktifikasi.
Pipa gas dan jaringannya terhampar begitu saja dibawah laut, kondisi topografi bawah laut itu seperti halnya didarat, turun naik, berbukit-bukit tingginya bervariasi antara 0 sampai 60 meter. Kondisi inilah yang menyebabkan pipa gas itu bebas atau yang sering disebut dengan istilah freespan, artinya pipa itu tidak didukung oleh penyangga diantara dua buah bukit. Freespan bisa panjang-panjang, kalau freespan-nya panjang maka perlu adanya penyangga biasanya digunakan karung-karung yang dicor semen. Karung-karung tersebut dengan nama grout bag. Pekerjaan itu semuanya ditangani oleh ROV. Ada juga istilah touch down untuk ujung-ujung pipa yang menempel atau menyentuh bukit diantara free span.
ROV tidak saja melakukan pekerjaan tersebut diatas, tetapi alat ini digunakan untuk memutar valve atau stop kran yang menghubungkan jaringan pipa dengan platform atau anjungan. Ada banyak ball-valve (BV) yang diputar dan ditutup atau dikenal dengan istilah exercise.
ROV seolah mata dan tangan kita, seolah-olah kita menyelam didasar laut. Kita seakan-akan menyelam dan bekerja dibawah laut. Pekerjaan ini mengasyikan, tetapi kalau datang arus kuat didasar laut dan juga di permukaan laut, hal itulah yang “kurang” mengasyikan. Kapal akan goyang, terkadang peralatan seperti laptop, digital camera dan alat penunjang lainnya terlempar dari meja kerja kita. Inilah tantangan bekerja di laut. Para oceanographer selalu membuat prediksi-prediksi harian tentang gelombang, cuaca, arah angin, tinggi gelombang laut, wave, petir, hujan dan lain sebagainya yang dapat diperoleh informasinya dari platform dan stasiun terdekat, serta Radar di kapal survey. Bila kita amati di radar kapal survey, maka akan termonitor kapal-kapal disekitar kita, dan pergerakan awan dan hujan disekitar kita dengan radius yang cukup besar. Tentu saja radar dapat mendeteksi kecepatan awan dan hujan berikut arahnya.
Awak kapal (vessel-crew) oceanographer, surveyor (geodesy) dan teknisi selalu melakukan latihan keselamatan kerja yang kita sebut sebagai safety drill. Safety drill adalah sangat penting, mengingat kita bekerja dilaut lepas yang rawan kecelakaan kerja.
Kegiatan survey dan rektifikasi pipa gas dan jaringannya yang menghubungkan antara platform atau anjungan yang berada di lepas pantai perairan barat Natuna atau dikenal dengan west Natuna Sea ini memerlukankan waktu sekitar 6 bulan, yang diselingi dengan pengambilan bahan-bahan seperti semen, batu kerikil dan makanan dari Batam. Sedangkan kapal survey berangkat dari Singapura. Inilah ironisnya, kapal-kapal survey itu selalu berlabuh di Singapura, tidak mau di Batam, karena alasan birokrasi di Indonesia yang terlalu rumit (njelimet dan bikin bingung), juga terlalu banyak pungutan liar atau setengah liar. Padahal dari sisi teknis pelabuhan di Batam sudah memadai untuk digunakan sebagai pelabuhan kapal-kapal survey.
Teknologi tepat guna bawah laut adalah dengan menebar atau menghampar kerikil didasar laut yang lembek atau dikenal dengan soft sea bad. Pada tanah yang lembek itu biasanya grout bag ambles dan posisinya menjadi tidak tegak, bahkan cenderung miring akibat adanya kekuatan arus bawah laut. Problem ini acapkali terjadi di periran Natuna Barat bagian utara. Hal ini berbeda dengan di bagian selatan yang dekat Batam dan Singapura yang sea bad nya cukup stabil. Mengapa hal ini terjadi? Ini yang masih harus dijawab oleh para oceanographer.
Banyak hal yang ditemukan pada saat survey seperti halnya fish-net yaitu jaring-jaring ikan yang menyangkut di pipa gas, marine grout (tumbuhan laut) yang menempel di pipa. ROV takut terhadap fish net ini, karena bisa merusak thruster atau baling-baling penggerak ROV. Kalau nyangkut ROV akan mati dan harus ditarik keatas. Ini sangat berat, karena ROV work class yang digunakan beratnya lebih dari 1 ton, tetapi bisa dikerek dengan alat katrol yang dilengkapi dengan mesin pengkerek ROV.
Beberapa aplikasi lain teknologi ROV di dunia pengeboran minyak dan gas lepas pantai adalah antara lain sebagai berikut:
1. Menyertai para penyelam, untuk meyakinkan bahwa para penyelam dalam keadaan aman dan siap memberi bantuan.
2. Inspeksi atau pemeriksaan anjungan atau kilang minyak, dari mulai pemeriksaan visual sampai menggunakan alat tertentu untuk memonitor efek dari korosi, kesalahan konstruksi, mencari lokasi keretakan, estimasi biologi untuk pencemaran.
3. Inspeksi Jalur pipa, mengikuti jalur pipa bawah laut untuk mengecek adanya kebocoran, menentukan perkiraan umur pipa dan meyakinkan bila instalasi pipa dalam kondisi baik.
4. Survei, baik visual maupun survei menggunakan gelombang suara, diperlukan sebelum pemasangan pipa, kabel, dan fasilitas bawah laut lainnya.
5. Pendukung pengeboran dan konstruksi, dari inspeksi visual, memonitor pelaksanaan pengeboran dan konstruksi, sampai melakukan perbaikan-perbaikan jika diperlukan.
6. Memindahkan benda-benda berbahaya di dasar laut, terutama di sekitar fasilitas bangunan seperti kilang minyak. ROV terbukti lebih bisa menekan biaya untuk menjaga daerah tersebut tetap aman dan bersih.
7. Pada pekerjaan pemotongan bawah air (underwater thermal cutting).
8. Menutup Kebocoran Sumur Minyak Bawah Laut.
Bidang Telekomunikasi

Pemanfaatan ROV dalam bidang telekomunikasi adalah guna mendukung pekerjaan pemasangan kabel telekomunikasi bawah laut, selain memonitor, juga menjaga agar pemasangan kabel sesuai dengan prosedur sehingga terlindung dari gangguan nelayan (kapal trawler) dan kemungkinan kapal membuang jangkar.
Bidang Riset
Sebagaimana disebutkan diawal pendahuluan di atas, salah satunya menginvestigasi perubahan-perubahan yang terjadi di dasar laut pasca gempa dan tsunami. Selain itu adalah guna mendukung dalam pemetaan lokasi berbagai harta karun terpendam di perairan laut dalam Indonesia, keanekaragaman hayati, termasuk bebarapa species ikan langka yang disinyalir berada di perairan Indonesia dan "Deep Ocean Water" (perairan laut-dalam).
Melalui survei dan studi dengan menggunakan alat ROV tidak berhenti sebatas pengetahuan, melainkan kearah industri seperti pengembangan air dalam kemasan dengan menggunakan bahan baku air laut-dalam. Di Jepang misalnya untuk air kemasan seperti itu sudah dikembangkan.
Air mineral itu dapat dikembangkan sebagai sumber air yang sehat dan lebih baik kualitasnya daripada air mineral dari sumber air di daratan. Bahkan saat ini, seorang insinyur Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya asli Nganjuk Jawa Timur telah menemukan bahan bakar untuk kendaraan bermotor dari air laut dalam yang dinamakannya blue energy.
Uji coba kendaraan berbahan bakar tersebut telah dilakukan mulai dari Jakarta menuju Nusa Dua, Bali, tempat digelarnya United Nation Framework Conference on Climate Change (UNFCCC) 2007 dengan tanpa ada masalah. Selain hemat dan mampu meningkatkan performa kendaraan, keunggulan bahan bakar tersebut adalah rendahnya emisi karbon yang dihasilkan. Ini sesuai dengan pesan UNFCCC yang digelar 3-14 Desember 2007. Untuk memakai blue energy, mesin tidak perlu dimodifikasi. Bahkan, ada yang sebelumnya menggunakan solar dan di tengah jalan langsung diganti 100 persen dengan blue energy, dan hasilnya mobilnya malah semakin tidak ada getaran. Penelitian teknologi blue energy ini telah mulai ditelitinya sejak 2001.
Untuk mendapatkan air laut dalam tersebut dengan menggunakan robot ROV, karena pada sampel air laut yang sudah diambil dalam tiga posisi--kedalaman kurang dari 150 meter, 300 meter, dan lebih dari 350 meter--terlihat adanya potensi pengembangan air mineral.
Selain mencari potensi laut dalam, robot ROV juga bisa digunakan untuk mendeteksi kemungkinan adanya coelacanth, ikan purba laut dalam yang hidup 400 juta tahun yang lalu. Jenis ikan ini dianggap sebagai fossil hidup, karena diketahui hidup sejak 400 juta tahun lalu, jauh sebelum masa dinosaurus, dan dianggap telah punah sekitar 80 juta tahun lalu. Para peneliti percaya bahwa anatomi ikan ini tidak banyak berubah sejak zaman purba itu.
Temuan pertama akan ikan purba coelacanth ini terjadi di tahun 1938 di pantai Afrika Selatan, sekitar Muara Chalumna, yang kemudian segera menggemparkan dunia. Di Indonesia, ikan coelacanth ini pertama diamati di pasar ikan Manado oleh Mark Erdmann di tahun 1997. Tahun 1998 baru ditemukan satu spesimen dari lokasi yang sama yang kini disimpan di Museum Zoologi LIPI di Cibinong, Ikan ini menjadi objek penelitian para ilmuwan dari berbagai negara, dan disepakati bahwa jenis ikan yang dijumpai di Manado ini berbeda dari yang ada di Comoro, dan diberi nama Latimeria menadoensis, Jenis ikan ini telah dilindungi undang-undang. Pada 1999, salah satu jenis coelacanth telah ditemukan di Sulawesi Utara dan diberi nama Latimeria menadoensis. Pada Mei 2007 seekor ikan purba coelacanth yang oleh penduduk setempat disebut “ikan raja laut” kembali tertangkap secara tak sengaja oleh nelayan di perairan dekat Manado.
Pada tahun 1999 peneliti Jerman dari Max Planck Institute berhasil merekam dengan video ikan-ikan purba ini di lingkungannya di dalam gua-gua laut-dalam dengan menggunakan kapal selam mini (submersible). Peneliti Jepang dari Aquamarine Fukushima menyusul kemudian di tahun 2006 dengan membawa ROV berhasil membuat rekaman video ikan-ikan ini dari kedalaman sekitar 150 meter.
Bahkan telah diisiapkan sebuah rencana besar bagi program konservasi Coelacanth dengan menyiapkan sebuah akuarium mobile yang bisa ditenggelamkan pada kedalaman tertentu, dimana alat ini merupakan pengembangan lebih lanjut dari teknologi ROV.
National Geographic dalam ekspedisinya pada tahun 2005, di kawasan perairan Laut Banda dan sekitarnya di Kepulauan Maluku juga dengan dukungan penuh dari teknologi ROV, yang saait itu sudah mulai populer dipakai untuk melakukan pekerjaan di bawah laut. Dalam ekspedisi ini ROV akan membuat transek bawah air, menjadi stasiun apung, mengumpulkan sampel, dan menyertai anggota tim untuk mengumpulkan ikan dan invertebrata bawah air, di kawasan yang belum pernah dieksplorasi. Selain itu juga melakukan survey vertikal kolom air laut, palung laut di kawasan perairan tersebut dan mengumpulkan data distribusi biota laut, keanekaragaman hayati, dan kondisi lingkungan invertebrata di perairan berkedalaman sedang dan dalam, termasuk juga data karakterisitik habitat dan ekosistemnya.
Di belahan dunia lain, saat ini di laut dalam Antartika sebuah robot robot dengan remote kontrol (ROV) dari Inggris akan diuji coba di sana, hingga pada kedalaman 6,5 kilometer ke bawah laut. Dan tugas pertamanya adalah menemani para peneliti laut dalam untuk urusan ilmiah dan melihat dasar laut dalam di Antartika.
Dari analisis yang mereka punyai kini, dasar laut yang ada di Antartika sekarang merupakan sedimen, yang berasal dari pesisir Margarita. Pesisir tersebut sendiri merupakan daratan es masif yang diperkirakan telah ada semenjak 20.000 tahun lalu.
Selain mencari awal dari sedimen glasial, penelitian lain juga dilakukan dalam ekspedisi tersebut. Salah satunya merupakan penelitian mengenai mahluk laut dalam dan untuk mempelajari bagaimana hewan laut tersebut beradaptasi dengan hawa dingin lautan dan tumbuh makin ke dalam laut. Dengan ROV tersebut, diyakini bisa melihat bagaimana itu semua bisa terjadi. Selain juga mencari bukti mengapa satu mahluk dapat hidup makin ke dalam laut, sementara yang lainnya tidak.
Dalam lautan Antartika kini terdapat mahluk laut seperti cumi-cumi raksasa, ikan berlampu, ubur-ubur, dan kehidupan dalam laut lain yang pernah ada di muka bumi.
Operasi SAR
Saat ini, teknologi ini telah diaplikasikan pada Kapal Riset Baruna Jaya IV milik BPPT. Teknologi survei kelautan yang dimilik kapal ini menggunakan dengan peralatan-peralatan utama: Color (Dome) Sonar, Multibeam Echosounder, Side Scan Sonar, dan Remotely Operated Vehicle (ROV).
Color (Dome) Sonar mampu melakukan penjejakan ke segala arah (omni directional) terhadap obyek-obyek di bawah permukaan laut pada jarak optimal hingga 2.000 meter. Multibeam System mampu melakukan penjejakan dan pemetaan 3 (tiga) dimensi secara terinci terhadap dasar laut dan oyek-obyek di laut. Side Scan Sonar dapat menjejak obyek ke arah samping hingga jarak optimal sejauh 400 meter ke arah kiri dan kanan. ROV adalah kamera yang dapat memantau obyek hingga kedalaman 100 meter di bawah muka laut.
K/R Baruna Jaya IV pernah melakukan operasi SAR di perairan Laut Jawa di lokasi tenggelamnya KM Senopati Nusantara dan ke lokasi kemungkinan Adam Air KI 574 jatuh. Teknologi ROV dalam aplikasinya ternyata telah menghasilkan efisiensim kinerja bila dibandingkan jika secara konvensional, bahkan yang teknologi konvensional tidak mampu melakukannya. Dengan ROV, banyak sekali penemuan-penemuan besar terjadi. Diantaranya adalah riset air mineral laut dalam (Deep Ocean Water), sebagai bahan dasar obat-obatan dan sekaligus juga bisa dikembangkan untuk energi kendaraan bermotor.

Daftar Pustaka
Marine Technology Society ROV Committee's "Operational Guidelines for ROVs" (1984).
The National Research Council Committee's dalam "Undersea Vehicles and National Needs" (1996).
http://hermawan.web.id