Kapal selam kelas Kilo
Perbandingan kebisingan kapal selam
Ilustrasi yang menunjukan kontrol kapal selam

Kapal selam[1] 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 setiap negara berbeda. Selain digunakan untuk kepentingan militer, kapal selam juga digunakan untuk ilmu pengetahuan laut dan air tawar dan untuk bertugas di kedalaman yang tidak sesuai untuk penyelam manusia.

Jerman memiliki kapal selam yang populer dengan sebutan U-Boat yang merupakan ringkasan bagi Unterseeboot, mulai ditugaskan dalam Perang Dunia I sebagai sistem senjata yang mematikan bagi Angkatan Laut lawan terlebih-lebih pada Perang Dunia II. Sehingga terkenal dengan sebutan U-Class. Selain Jerman, negara yang populer menggunakan kapal selam sebagai kekuatan utama Angkatan Laut adalah Uni Soviet/Rusia

Salah satu pesawat selam yang lain adalah lonceng selam.

Kapal selam modern

Kapal selam,kelas Typhoon Rusia Dmitriy Donskoi (TK-208) kelas kapal selam terbesar.di dunia.
Diagram kapal selam kelas Typhoon.
Kapal selam Soviet K-222, kapal selam tercepat di dunia. Awalnya bernama K-162, berganti nama menjadi K-222 pada 1978. Nama NATO kapal selam kelas Papa.
Trieste adalah bathyscaphe selam penelitian laut dalam buatan Italia yang dirancang Swiss yang mencapai rekor kedalaman sekitar 10.911 meter (35.797 kaki) di Challenger Deep di Palung Mariana dekat Guam di Pasifik, oleh Jacques Piccard (desainer) dan Don Walsh, pada 23 Januari 1960.
USS Connecticut menembus lapisan es kutub utara dalam latihan Ice Exercise (ICEX) 2020.
SS X-1 Midget Submarine. Kapal selam ini panjangnya 15,09 m.
Royal Navy Submarine HMS Astute menembakkan Tomahawk Cruise Missile (TLAM) dalam testing.
Perbandingan propeler konvensional dan pumpjet pada kapal selam kelas Redouable dan Tromphant.
Model DRDO AIP (Air Independent Propulsion) untuk kapal selam kelas Kalvari. AIP adalah teknologi propulsi laut kapal selam non-nuklir beroperasi tanpa akses ke oksigen atmosfer (permukaan atau snorkel). Ada banyak jenis AIP.

Meskipun kapal selam mengapung dengan mudah, kapal itu mampu menyelam ke dasar samudra dan tetap berada pada posisi kedalamaan laut hingga berbulan-bulan lamanya. Rahasianya terletak pada konstruksi khas dinding rangkap kapal tersebut. Ruang-ruang khusus kedap air (atau tangki pemberat) antara dinding luar dan dinding dalam dapat diisi air laut sehingga meningkatkan bobot keseluruhan dan mengurangi kemampuan mengapungnya. Dengan dorongan baling-baling ke depan dan pengarahan bilah kemudi datar ke bawah, kapal itu menyelam.

Dinding dalam dari baja mampu menahan tekanan luar biasa di kedalaman. Setelah berada di dalam air, kapal mempertahankan posisinya dengan bantuan tangki-tangki pemberat sepanjang lunasnya. Untuk naik ke permukaan, kapal selam mengeluarkan air dari tangki pemberat. Periskop, radar, sonar, dan jaringan satelit merupakan alat navigasi utama kapal selam.

Selagi mengapung di permukaan, sebuah kapal selam dikatakan berdaya apung positif. Tangki-tangki pemberatnya hampir tak berisi air. Selagi menyelam, kapal memeroleh daya apung negatif karena udara di tangki pemberat dikeluarkan melalui katup udara untuk digantikan air yang masuk melalui lubang penggenang. Untuk melaju pada suatu kedalaman yang ajek, kapal selam menggunakan suatu teknik penyeimbang dengan apa yang disebut daya apung netral.

Dalam teknik ini, udara bertekanan dipompakan masuk tangki pemberat secukupnya, dan lubang penggenangnya dibiarkan terbuka. Untuk naik ke permukaan, udara bertekanan yang dibawa di kapal dipompakan masuk atangki pemberat, sehingga airnya keluar.

Kapal selam yang paling canggih membuat air tawar sendiri dari air laut. Ada pula cadangan udara yang dihasilkan dengan elektrolisis, suatu proses yang membebaskan oksigen dari air tawar.

Ketika berada dekat permukaan, kapal selam dapat mengambil udara dan melepaskan gas buang melalui snorkel tertutup yang membuka di atas muka air. Selain periskop, antena radio, dan tiang-tiang lainnya, beberapa snorkel menyembul di bangunan atas, atau menara komando.

Udara dipantau setiap hari untuk menjamin agar kadar oksigennya mencukupi. Udara juga disalurkan lewat saringan yang menyingkirkan segala kotoran. Gas buang keluar melalui pipa terpisah.

Cara kerja kapal selam

Proses penyelaman dan muncul ke permukaan

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 (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 daripada 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][3][4][5][6]

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.

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.[7][8][9][10][11][12][13][14]

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.

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 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.

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 38.000-150.000 liter (10.000-40.000 galon) 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).

Menjaga temperatur udara dalam kapal selam

Suhu lautan yang mengelilingi kapal selam biasanya sekitar 4 °C atau 39 °F. 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).

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:

Global Positioning System (GPS)

Ketika di permukaan, sebuah sistem pemosisi global (GPS) yang canggih dengan akurat menentukan letak garis lintang dan garis bujur, tetapi 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.

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.

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.

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.

Kapal selam militer

Kapal selam Norwegia kelas Ula.
Senjata roket anti kapal selam UUM-44 SUBROC. Peluru kendali ini diluncurkan oleh kapal selam dari dalam laut

Kapal selam militer digunakan untuk kepentingan perang atau patroli laut suatu negara, berdasarkan jenisnya setiap kapal selam militer selalu dilengkapi dengan senjata seperti meriam kanon, torpedo, rudal penjelajah / anti pesawat dan anti kapal permukaan, serta rudal balistik antar benua.

Jenis kapal selam

Berdasarkan tenaga penggerak (propulsi)

Berdasarkan fungsi

Berdasarkan tipe

Galeri

Referensi

  1. ^ Nino Oktorino (9 April 2014). Konflik Bersejarah - Runtuhnya Hindia Belanda. Elex Media Komputindo. hlm. 223. ISBN 978-602-02-0804-6. Diakses tanggal 8 July 2018. 
  2. ^ Nave, R. "Bulk Elastic Properties". HyperPhysics. Georgia State University. Diakses tanggal 26 October 2007. 
  3. ^ "Physics Of Liquids & Gases". Elementary Classical Physics. Diakses tanggal 7 October 2006. 
  4. ^ Richard O'Kane (1987). WahooPerlu mendaftar (gratis). Presidio Press. hlm. 12. ISBN 9780891413011. 
  5. ^ Roy Burcher; Louis Rydill (1995). Concepts In Submarine Design. Cambridge University Press. hlm. 170. 
  6. ^ Wang, Wenjin; et al. (2020). "A Fault-tolerant Steering Prototype for X-rudder Underwater Vehicles". Sensors. 20 (7): 1816. Bibcode:2020Senso..20.1816W. doi:10.3390/s20071816 alt=Dapat diakses gratis. PMC 7180876 alt=Dapat diakses gratis. PMID 32218145. 
  7. ^ "Ohio-class Replacement Details". US Naval Institute. 1 November 2012. Diakses tanggal 2020-05-26. 
  8. ^ Granholm, Fredrik (2003). Från Hajen till Södermanland: Svenska ubåtar under 100 år. Marinlitteraturföreningen. hlm. 56. ISBN 9185944-40-8. 
  9. ^ [1]. National Defense magazine. Diarsipkan April 5, 2008, di Wayback Machine.
  10. ^ "Federation of American Scientists". Fas.org. Diakses tanggal 18 April 2010. 
  11. ^ "Trieste". History.navy.mil. Diarsipkan dari versi asli tanggal 17 March 2010. Diakses tanggal 18 April 2010. 
  12. ^ "US Naval Academy" (PDF). 
  13. ^ "Details on German U-Boat Types". Sharkhunters International. Diarsipkan dari versi asli tanggal 24 February 2010. Diakses tanggal 21 September 2008. 
  14. ^ Miller, David; Jordan, John (1987). Modern Submarine Warfare. London: Salamander Books. hlm. 63. ISBN 0-86101-317-4. 

Pranala luar

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Submarine.
Wikimedia Commons memiliki media mengenai Submarines.
Kategori