Seluk Beluk Kapal Selam

1. Pengantar

Beberapa bulan belakangan di Indonesia sedang heboh dengan pembelian alutsista mutakhir untuk TNI. Dalam beberapa blog yang membahas masalah kemiliteran kita tahu tentang adanya pembelian dan transfer teknologi kapal selam Changbogo Class dari Korea Selatan dan hibah kapal selam Kilo Class dari Rusia. Bagaimana seluk beluk kapal selam dan teknologinya, ikuti bahasan sedikit dari e-dukasi.net.

Kapal selam adalah kapal yang bergerak di bawah permukaan air, umumnya digunakan untuk tujuan dan kepentingan militer. Sebagian besar Angkatan Laut memiliki dan mengoperasikan kapal selam sekalipun jumlah dan populasinya di masing-masing negara berbeda. Selain digunakan untuk kepentingan militer, kapal selam juga digunakan untuk keperluan ilmu pengetahuan laut dan air tawar dan untuk bertugas di kedalaman yang tidak sesuai untuk penyelaman oleh manusia. Dalam program ini akan diuraikan mengenai seluk beluk kapal selam, mulai dari sejarah, perkembangannya, manfaat sampai pada cara kerjanya. Setelah membaca tulisan ini, diharapkan pembaca dapat mengetahui dan memahami mengenai seluk-beluk kapal selam.

2. Sejarah Kapal Selam

Sejarah perancangan kapal selam dimulai pada tahun 1578 oleh seorang ahli matematika bernama William Bourne. Ia merancang sebuah kapal yang dilapisi oleh kulit yang kedap air, namun hal tersebut tidak dapat diwujudkan. Kemudian pada tahun 1620, seorang warga Jerman bernama Cornelis Drebbel, membuat kapal yang berhasil menyelam sedalam 360 sampai 450 cm dengan didayung oleh 12 orang. Seorang pastor Italia bernama Giovanni Alfonso Borelli pada tahun 1680 juga merancang kapal selam yang digerakkan dengan dayung dan memakai kantung-kantung pengapung dari kulit kambing. Namun rancangan itu tetap tinggal di atas kertas, dan baru terwujud ketika orang Inggris, Nethaniel Symons mengkopinya tahun 1747 dan menguji perahunya di Sungai Themes. Kapal ini mampu bertahan di dalam air selama 45 menit. Kapal selam sederhana tanpa dayung serta peralatan yang lebih maju dimulai oleh David Bushnell pada tahun 1775. Kapal selam ciptaannya berbentuk seperti telur, terbuat dari kayu. Kapal selam dengan penggerak bukan manusia dimulai oleh Robert Fulton. Ia menggunakan mesin uap untuk menjalankan kapalnya dan untuk memudahkan kapal meluncur maju, kapal ini dibuat dengan bentuk cerutu. Kapal cerutu ini membawa 2 awak kapal dan sudah mampu menyelam selama beberapa jam.

Pada tahun 1954, Angkatan Laut Amerika Serikat membuat sejarah baru dengan meluncurkan kapal selam pertama bertenaga nuklir bernama Nautilus. Nautilus pun menjadi kapal selam pertama yang berhasil melintasi Kutub Utara pada tahun 1958. Prestasi lain diukir oleh kapal selam Triton yang berhasil mengarungi seluruh lautan di dunia pada tahun 1960. Kapal ini mampu melintasi jarak sejauh 66.970 km dalam waktu 84 hari saja. Bukan cuma itu, pada tahun 1960 AS juga telah mulai melengkapi kapal-kapal selam mereka dengan peluru kendali (rudal) antar benua yang bisa melewati 1.930 km dan menghancurkan sasaran yang dituju.

3. Perkembangan Kapal Selam

a. Era tahun 1700an

Pada tahun 1775, David Bushnell membuat sebuah kapal selam yang diberi nama Turtle atau Penyu. Pada tahun 1799 Robert Fulton membuat sebuah kapal selam yang berukuran 7,4 m dan berbentuk seperti kapal selam modern. Kapal ini mampu menyelam selama 6 jam dan membawa empat orang awak di dalamnya.

b. Era tahun 1800an.

Pada tahun 1850, Wilhelm Bauer menghasilkan kapal selam bergelar Brandtaucher (Penyelam Api) dan tahun 1855 menghasilkan kapal selam Seateufel (Setan Laut) sepanjang 52 kaki untuk tentara laut imperial Rusia. Pada tahun 1886 sebuah kapal selam buatan Spanyol yang menggunakan dua motor elektrik 30 tenaga kuda diluncurkan. Selanjutnya, Perancis meluncurkan Gymnote (Belut) pada April 1887. Pada Februari 1896 Kementerian Laut Perancis mengadakan pertandingan untuk membuat kapal selam dengan bobot 200 ton. Maxime Laubeuf, seorang Perancis berhasil mengalahkan 20 peserta dari seluruh dunia dengan kapal selam Narval.

c. Era tahun 1900an

Firma Krupps dari Jerman membuat 1 kapal selam kecil untuk Rusia pada tahun 1902-1903. Setelah itu, Rusia menambah 3 lagi kapal selam. Kapal selam jenis Karp mempunyai mesin minyak tanah yang lebih baik dari pada mesin petrol tetapi menghasilkan asap tebal. Pada tahun 1906, pihak Jerman mulai menggunakan kapal selam bermesin diesel untuk pergerakan di permukaan air. Kapal selam yang lebih maju lagi dimiliki oleh Angkatan Laut AS pada tahun 1900. Penciptanya bernama John PG Holland dan kapalnya dinamakan Holland yang panjangnya 1.590 cm, dijalankan dengan tenaga mesin bensin dan listrik. Karena merupakan bagian peralatan militer, kapal ini dilengkapi dengan persenjataan, di antaranya adalah torpedo.

4. Jenis-jenis Kapal Selam

a. Jenis kapal selam berdasarkan tenaga penggerak

Berdasarkan tenaga penggeraknya, kapal selam terbagi dalam tiga jenis yaitu kapal selam diesel, kapal selam nuklir, dan kapal selam tanpa mesin.

1. Kapal Selam Diesel

Kapal selam bertenaga mesin diesel merupakan jenis kapal selam konvensional. Mesin diesel dihidupkan saat kapal berada di permukaan air untuk mengisi baterai sebagai sumber listrik yang menghidupkan motor elektrik pemutar baling-baling saat kapal menyelam.

Pada kapal selam diesel modern, mesin dapat dihidupkan di kedalaman periskop, karena dilengkapi dengan saluran hisap dan buang mesin setinggi tiang periskop, sehingga kapal selam tidak harus berada di permukaan air. Kapal selam jenis ini mempunyai daya jangkau yang terbatas karena kapasitas bahan bakar solar serta hanya mampu menyelam selama 3 jam saja, namun dapat diatasi dengan menggunakan blok baterai dengan bahan dan kualitas yang lebih baik. Kapal selam bertenaga diesel merupakan contoh yang sangat bagus bagi sebuah kendaraan hybrid. Kebanyakan kapal-kapal selam bertenaga diesel mempunyai dua atau lebih mesin diesel. Mesin-mesin diesel tersebut bisa menjalankan baling-baling atau bisa juga menjalankan generator yang mengisi ulang kumpulan baterai yang sangat besar. Atau bisa juga bekerja bersamaan, dimana satu mesin menjalankan baling-baling dan yang lainnya menjalankan generator. Keunggulan kapal selam mesin diesel selain dari segi harga, juga pada desain yang lebih kecil dibandingkan kapal selam bertenaga nuklir, sehingga kecil kemungkinan terdeteksi sonar serta mampu bermanuver pada sudut yang cukup tajam

2. Kapal Selam Nuklir

Kapal selam bertenaga nuklir menggunakan reaktor-reaktor nuklir, turbin-turbin uap, dan reduction gearing untuk menjalankan mesin baling-baling utama. Tenaga nuklir ini menimbulkan gaya dorong ke depan maupun ke belakang di dalam air. Tenaga nuklir dalam sebuah kapal selam menyediakan manfaat yang besar. Generator nuklir tidak memerlukan oksigen, sehingga sebuah kapal selam nuklir bisa bertahan di bawah air selama seminggu setiap kali menyelam. Selain itu, bahan bakar nuklir bertahan lebih lama dibanding bahan bakar diesel. Sebuah kapal selam nuklir tak perlu muncul ke permukaan atau ke sebuah pelabuhan untuk mengisi bahan bakar serta dapat bertahan lebih lama di dalam laut.

3. Kapal Selam Tanpa Mesin

Jenis kapal selam tanpa mesin (engineless) disebut bathyspher. Sebelum bathysphere, dikenal dengan lonceng selam (diving bell), berbentuk lonceng dalam air dengan lantai terbuka. Udara dipompa masuk oleh kru di atas kapal agar penyelam/peneliti dapat tinggal lebih lama di bawah air.

b. Jenis kapal selam berdasarkan fungsi

Berdasarkan fungsinya kapal selam terbagi dua yaitu kapal selam militer dan kapal selam non militer.

1. Kapal selam militer

Kapal selam militer merupakan kapal selam yang digunakan untuk kepentingan perang maupun untuk patroli suatu negara. Biasanya setiap kapal selam militer dilengkapi dengan senjata seperti meriam kanon, torpedo, rudal penjelajah, rudal anti pesawat, serta rudal balistik antar benua.

2. Kapal selam nonmiliter

Kapal selam nonmiliter merupakan kapal selam yang digunakan untuk kepentingan selain militer, misalnya untuk penelitian alam bawah laut, pariwisata, menangkap ikan, dan lain-lain.

 

5. Cara Kerja Kapal Selam

a. Proses Penyelaman dan Muncul ke Permukaan

1. Proses buoyancy force untuk timbul dan tenggelam dalam air

Sebuah kapal selam atau sebuah kapal laut bisa mengapung karena berat air yang dipindahkannya sama dengan berat kapal itu sendiri. Pemindahan air ini menciptakan sebuah gaya ke atas yang disebut gaya apung atau buoyancy force dan bekerja berlawanan dengan gaya gravitasi, yang akan menarik kapal ke bawah.

Tidak seperti kapal biasa, sebuah kapal selam bisa mengatur gaya apungnya, sehingga bisa membuatnya tenggelam dan muncul ke permukaan sesuai keperluan. Untuk mengatur gaya apungnya, kapal selam memiliki tangki-tangki pemberat dan tangki-tangki pelengkap atau penyeimbang yang bisa diisi dengan air maupun dengan udara.

Ketika kapal selam berada di permukaan, tangki-tangki pemberat tersebut terisi dengan udara sehingga massa jenis keseluruhan kapal selam menjadi lebih kecil dari pada massa jenis air di sekelilingnya. Ketika kapal menyelam, tangki-tangki pemberat dipenuhi dengan air, sedangkan udara yang ada di dalam tangki pemberat tersebut dilepaskan keluar dari kapal selam sampai massa jenis keseluruhannya menjadi lebih besar daripada massa jenis air di sekitarnya sehingga kapal selam mulai tenggelam (gaya apung negatif). Persediaan udara bertekanan dipertahankan di dalam kapal selam melalui tabung-tabung udara sebagai penopang hidup.

2. Hydroplane untuk mengontrol penyelaman

Sebagai tambahan, kapal selam mempunyai perangkat-perangkat yang bisa bergerak berbentuk sayap-sayap pendek yang disebut hydroplane di bagian buritan untuk membantu mengatur arah penyelaman. Hydroplane akan diarahkan sedemikian rupa sehingga air akan bergerak melewati buritan dan mendorong buritan ke atas sehingga kapal selam dapat mengarah ke bawah. Untuk menjaga kapal selam pada suatu tingkat kedalaman, kapal selam menjaga keseimbangan antara udara dan air di dalam tanki penyeimbang sehingga massa jenis keseluruhannya sama besar dengan massa jenis air di sekelilingnya (gaya apung netral).

Ketika kapal selam mencapai kedalaman jelajahnya, hydroplane akan diluruskan sehingga kapal selam bisa berjalan lurus melewati air. Air juga didorong di antara tanki penyeimbang haluan dan buritan untuk menjaga keseimbangan Ketika kapal selam muncul ke permukaan, udara bertekanan mengalir dari tabung-tabung udara ke tangki-tangki pemberat dan air di dalamnya didorong keluar dari kapal selam sampai massa jenis keseluruhannya lebih kecil dari massa jenis air di sekelilingnya (daya apung positif) dan kapal selam pun muncul. Hydroplane diarahkan sedemikian rupa sehingga air akan bergerak ke atas buritan, dan mendorong buritan ke bawah, akibatnya kapal selam akan mengarah ke atas. Dalam situasi darurat, tangki pemberat bisa diisi dengan cepat dengan udara bertekanan tinggi untuk membawa kapal selam tersebut naik ke permukaan dengan sangat cepat.

3. Secondary Propulsion motor untuk berputar

Kapal selam bisa dikemudikan di dalam air dengan menggunakan kemudi ekor untuk berbelok ke kanan atau ke kiri dan dengan hydroplane untuk mengatur arah depan-belakang kapal. Sebagai tambahan, beberapa kapal selam dilengkapi dengan sebuah motor penggerak cadangan yang dapat dikeluar-masukkan sehingga bisa berputar 360 derajat.

b. Penanganan Penopang Hidup dalam Kapal Selam

Ada tiga masalah penting yang berkaitan dengan penopang hidup di lingkungan kapal selam yang tertutup yaitu: menjaga kualitas udara, menjaga suplai air bersih dan menjaga suhu

1. Menjaga kualitas udara dalam kapal selam

Ada tiga hal yang harus terjadi untuk menjaga udara di dalam sebuah kapal selam agar tetap bisa dihirup :

Oksigen harus diisi ulang bila oksigen dikonsumsi. Jika kadar oksigen di udara terlalu rendah, seseorang akan merasa sesak.

Karbondioksida harus dihilangkan dari udara. Jika kadar karbondioksida naik, akan terjadi keracunan.

Embun dari udara yang kita hembuskan harus dihilangkan.

Oksigen disediakan dari tangki bertekanan, generator oksigen (yang bisa membentuk oksigen dari air yang dielektrolisis) atau semacam “tabung oksigen” yang mengeluarkan oksigen dengan sebuah reaksi kimia yang sangat panas. Oksigen bisa dikeluarkan secara terus-menerus oleh sebuah sistem terkomputerisasi yang mengontrol kadar oksigen di udara, atau bisa juga dikeluarkan dalam beberapa waktu secara periodik dalam sehari.

2. Menjaga kesinambungan suplai air bersih dalam kapal selam

Kebanyakan kapal selam mempunyai suatu perangkat penyulingan yang bisa menarik air laut dan menghasilkan air bersih. Instalasi penyulingan tersebut memanaskan air laut menjadi uap air yang akan menghilangkan garam, kemudian mendinginkan uap air tersebut ke dalam sebuah tangki penampungan air bersih. Instalasi penyulingan dalam beberapa kapal selam bisa menghasilkan 10.000-40.000 galon (38.000-150.000 liter) air bersih setiap hari. Air ini digunakan terutama untuk mendinginkan peralatan elektronik (seperti komputer dan peralatan navigasi), serta untuk menopang hidup para awak (misalnya, untuk minum, memasak, dan kebersihan diri).

3. Menjaga temperatur udara dalam kapal selam

Suhu lautan yang mengelilingi kapal selam biasanya sekitar 39° F atau 4° C. Logam dari kapal selam menghantarkan panas dari dalam kapal ke air di sekelilingnya. Oleh sebab itu, kapal selam harus dipanaskan secara elektrik untuk menjaga suhu yang nyaman bagi para awak. Tenaga listrik untuk pemanas datang dari reaktor nuklir, mesin diesel, atau baterai (untuk darurat).

c. Sistem Navigasi Kapal Selam

Cahaya tidak bisa menembus lebih jauh kedalam lautan, akibatnya kapal selam harus dikemudikan melewati air dengan pandangan buta. Oleh sebab itu, kapal-kapal selam dilengkapi dengan bagian navigasi dan perlengkapan navigasi yang canggih. Perlengkapan navigasi tersebut adalah :

 

1. Global Positioning System (GPS)

Ketika di permukaan, sebuah Sistem Pemetaan Global (GPS) yang canggih dengan akurat menentukan letak garis lintang dan garis bujur, tapi sistem ini tidak bisa bekerja ketika kapal selam sedang menyelam dalam air. GPS adalah satu-satunya sistem navigasi satelit yang berfungsi dengan baik. Sistem ini menggunakan 24 satelit yang mengirimkan sinyal gelombang mikro ke bumi. Sinyal ini diterima oleh alat penerima di permukaan untuk menentukan posisi, kecepatan, arah, dan waktu. Dengan sistem navigasi GPS, kapal tidak akan tersesat. Setelah memasukkan data tujuan, GPS akan menampakkan di layar posisi, arah tujuan, kapan harus berbelok, dan bagaimana sampai di tujuan. GPS juga dapat menampilkan peta pada saat tidak dijalankan.

2. Inertial Guidance

Di bawah air, kapal selam menggunakan sistem pemandu inersial (listrik, mekanik) yang menjaga jalur pergerakan kapal dari sebuah titik awal yang ditetapkan dengan menggunakan gyroscope. Sistem pemandu inersial ini tetap akurat hingga 150 jam waktu operasi dan harus kembali disetel kembali dengan sistem navigasi lain yang harus diakses di permukaan (GPS, radio, radar, satelit). Dengan adanya sistem ini, maka kapal selam bisa ternavigasi dengan akurat dan tetap berada dalam radius seratus kaki dari tujuannya.

3. SONAR System

Untuk mengetahui letak suatu target, sebuah kapal selam menggunakan SONAR (Sound Navigation and Ranging) baik secara aktif maupun pasif. Sonar merupakan sistem yang menggunakan gelombang suara bawah air yang dipancarkan dan dipantulkan untuk mendeteksi dan menetapkan lokasi objek di bawah laut atau untuk mengukur jarak bawah laut. Cara kerja perlengkapan sonar adalah dengan cara mengirim gelombang suara bawah permukaan dan kemudian menunggu untuk gelombang pantulan (echo). Sistem sonar bisa juga digunakan untuk menyempurnakan kembali sistem navigasi inersia dengan mengidentifikasi fitur-fitur dasar lautan.

d. Proses Penyelamatan dalam Kapal Selam

Ketika sebuah kapal selam tenggelam akibat berbenturan dengan sesuatu (seperti dengan kapal lain, dinding jurang atau ranjau) atau akibat sebuah ledakan di dalam kapal, para awak akan mengirimkan panggilan darurat atau meluncurkan pelampung yang akan mengirimkan tanda bahaya dari lokasi kapal selam.

6. Manfaat Kapal Selam

a. Untuk kepentingan militer.

Kapal selam yang dibuat sejak zaman dahulu pada dasarnya dibuat untuk kepentingan militer suatu negara. Tak heran kapal-kapal selam yang dibuat sampai saat ini pun banyak dilengkapi dengan persenjataan modern. Kapal selam banyak digunakan untuk militer karena dapat dengan bebas menjelajah wilayah musuh tanpa bisa terdeteksi karena dilengkapi dengan anti detektor. Selain itu, kapal selam juga dapat digunakan untuk patroli wilayah suatu negara.

b. Untuk kepentingan nonmiliter

Selain untuk kepentingan militer, kapal selam dapat juga digunakan untuk kepentingan nonmiliter seperti untuk penelitian alam bawah laut. Tidak hanya di dunia militer, ternyata Indonesia juga merupakan sebagian kecil bangsa di dunia yang telah melaksanakan penelitian dasar laut dan laut dalam (deep sea) dengan menggunakan kapal selam riset Jepang, Shinkai 6500. Enam ilmuwan Indonesia dan mitranya ilmuwan Jepang menyelam pada kedalaman lebih dari 2.000 meter di Palung Jawa pada Oktober 2002. Kapal selam juga dapat digunakan untuk keperluan wisata, seperti yang ada di Bali. Kapal yang diberi nama Odissey ini digunakan untuk melihat-lihat pemandangan alam bawah laut di Pulau Bali.

7. Penutup

Kapal selam telah digunakan untuk kepentingan peperangan sejak dahulu kala. Awal mula pembuatannya pun adalah untuk kepentingan perang atau militer. Sampai saat ini kapal selam militer paling banyak diproduksi dibandingkan dengan kapal selam nonmiliter.

Berdasarkan jenis mesin yang digunakan, kapal selam terbagi dua yaitu kapal selam menggunakan mesin diesel dan kapal selam nuklir. Kapal selam nuklir biasanya lebih banyak digunakan untuk kepentingan militer, karena bisa membawa reaktor nuklir ataupun senjata nuklir di dalamnya. Terlepas dari fungsinya untuk kepentingan militer, kapal selam juga dapat digunakan untuk kepentingan penelitian alam bawah laut dan untuk kepentingan pariwisata.

8. Tim

Tim Pengembang untuk materi Mengenal Lebih Jauh tentang Seluk Beluk Kapal Selam   

Penulis            : Yati Suryati

 

Pengkaji Media : M. Hasan Chabibie

   

Pemrogram      : Adie Kurniawan

 

Desain Grafis   : Syarif Hidayatullah

9. Daftar Pustaka

___________, Sejarah Panjang Kapal Selam, Majalah Angkasa Edisi 5 tahun 2008.

Haryono, Tantangan dalam peperangan anti kapal selam, Dharma Wiratama : majalah resmi Seskoal & Sesbinal, 1984, hal 92 dan 139.

Mudjiono, Urip, Penentuan kapasitas dan alternatif sistem pengisian battery pada propulsi elektrik kapal selam, Neptunus : majalah ilmiah kelautan, Januari 2005, hal 125-129.

__________, How submarine Work, http://science.howstuffworks.com/submarine1.htm, akses pada 20 Februari 2009.

__________, Berwisata dengan Odyssey. http://www.bhutours.com/paketrupiah/images/odyssey/odyssey-submarine.jpg

__________, Sonar system, ieeexplore.ieee.org/iel5/10326/32815/01538889.pdf, akses pada 15 Maret 2009.;

Yusri, Mohammed, Siri Teknologi Kapal Selam, http://w3.spancity.com/yosri/SejarahKapalselam.htm,

__________, Kapal Selam Diesel, http://id.wikipedia.org/wiki/Kapal_selam_diesel

__________, How Does a Submarine Work?, http://web.islandnet.com/~yesmag/how_work/submarine.html,

__________, Submarine Dive Technology, http://www.heiszwolf.com/subs/tech/tech01.html,