Industri manufaktur elektronik sedang mengalami transformasi yang cepat, didorong oleh kemajuan teknologi, perubahan permintaan konsumen, dan fokus yang berkembang pada keberlanjutan. Saat kita melangkah ke masa depan, beberapa tren utama membentuk lanskap manufaktur elektronik. Dalam artikel ini, kami akan mengeksplorasi beberapa tren paling menjanjikan yang akan merevolusi industri ini dan membuka jalan menuju masa depan yang lebih efisien, terhubung, dan berkelanjutan.

Internet of Things (IoT) dan Industri 4.0

Internet of Things (IoT) semakin menjadi landasan manufaktur elektronik. Perangkat berkemampuan IoT merevolusi cara produk dirancang, diproduksi, dan digunakan. Dengan memasukkan sensor dan konektivitas ke dalam perangkat dan mesin, produsen mendapatkan wawasan waktu nyata ke dalam proses produksi, memungkinkan pemeliharaan prediktif, mengurangi waktu henti, dan meningkatkan efisiensi secara keseluruhan. Selain itu, prinsip-prinsip Industri 4.0, termasuk otomatisasi, kecerdasan buatan, dan analitik data, mendorong pabrik pintar yang mengoptimalkan produksi, alokasi sumber daya, dan kontrol kualitas.

Material canggih

Industri semikonduktor telah lama mengandalkan silikon, tetapi seiring dengan meningkatnya permintaan akan sirkuit yang lebih cepat dan lebih efisien, kebutuhan akan inovasi semakin nyata. Memasuki era material canggih, di mana perusahaan rintisan dan perusahaan besar mengeksplorasi alternatif silikon seperti gallium nitride (GaN) dan material semikonduktor lainnya seperti graphene dan komposit nanokarbon. Bahan-bahan ini menjanjikan kinerja dan efisiensi yang lebih tinggi, membuka kemungkinan baru dalam manufaktur elektronik.

Pengemasan sirkuit dan elektronik fleksibel

Setiap tahun yang berlalu membawa kemajuan dalam pengemasan sirkuit, menghasilkan chip yang lebih kecil yang mengintegrasikan lebih banyak fungsi. Kemajuan ini merupakan respons terhadap meningkatnya permintaan akan sistem tertanam yang fleksibel dan dapat disesuaikan. Sementara elektronik fleksibel memungkinkan aplikasi inovatif seperti tampilan yang dapat ditekuk, perangkat yang dapat dikenakan, dan layar yang dapat digulung. Tren ini tidak hanya meningkatkan kenyamanan pengguna tetapi juga membuka kemungkinan baru di berbagai sektor seperti perawatan kesehatan, dan membuka jalan bagi pengalaman pengguna yang lebih baik serta aplikasi mutakhir.

Elektronik cetak dan manufaktur aditif

Dua teknologi, khususnya, menarik perhatian yang signifikan di arena manufaktur elektronik. Elektronik cetak, yang melibatkan pengendapan komponen elektronik ke berbagai substrat, mendapatkan daya tarik karena efektivitas biaya dan kemampuan beradaptasi. Teknologi ini memfasilitasi penciptaan perangkat yang fleksibel dan ringan.

Manufaktur aditif, juga dikenal sebagai pencetakan 3D, merevolusi cara pembuatan prototipe dan produksi dalam jumlah kecil. Teknologi ini memungkinkan pembuatan prototipe yang cepat, sehingga mengurangi waktu dan biaya pengembangan. Selain itu, pencetakan 3D memfasilitasi pembuatan geometri yang rumit dan komponen yang dapat disesuaikan, sehingga memungkinkan kebebasan desain yang lebih besar. Seiring dengan kemajuan teknologi, produsen elektronik mengeksplorasi potensi pencetakan 3D untuk memproduksi perangkat elektronik fungsional dan bahkan sirkuit.

Manufaktur organik dan berkelanjutan

Keberlanjutan telah menjadi prioritas utama bagi industri manufaktur elektronik. Seiring dengan meningkatnya kesadaran global akan masalah lingkungan, konsumen menuntut produk yang ramah lingkungan dan praktik manufaktur yang bertanggung jawab. Produsen elektronik merespons dengan mengadopsi sumber bahan yang berkelanjutan, mengurangi limbah melalui inisiatif daur ulang, dan merangkul proses produksi yang hemat energi. Selain itu, prinsip-prinsip desain untuk lingkungan diintegrasikan ke dalam pengembangan produk untuk menciptakan perangkat yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan.

Elektronik organik merupakan lompatan transformatif dalam dunia elektronik anorganik. Teknologi yang sedang berkembang ini memanfaatkan senyawa berbasis karbon untuk menciptakan komponen elektronik yang fleksibel, ringan, dan bahkan dapat terurai secara hayati. Dari layar fleksibel hingga sensor bioelektronik, elektronik organik menawarkan keuntungan besar dibandingkan dengan elektronik anorganik tradisional, yang mengarah ke perangkat yang lebih berkelanjutan dan inovatif.

AI dan Perencanaan Sumber Daya Perusahaan (ERP) yang terintegrasi

Keduanya memainkan peran penting dalam mendukung dan memanfaatkan tren yang muncul dalam manufaktur elektronik. Dengan evolusi yang cepat dari pengemasan sirkuit, material canggih, dan teknologi mutakhir, kompleksitas pengelolaan operasi, sumber daya, dan data meningkat secara substansial. Sistem ERP yang terintegrasi berfungsi sebagai tulang punggung proses manufaktur, memberikan visibilitas waktu nyata ke dalam produksi, rantai pasokan, dan manajemen inventaris. Dengan memusatkan data dan merampingkan alur kerja, ERP memberdayakan produsen untuk mengoptimalkan alokasi sumber daya, mengurangi waktu tunggu produksi, dan meningkatkan efisiensi secara keseluruhan. Selain itu, integrasi fungsi AI dan IoT dalam ekosistem ERP memungkinkan analisis prediktif dan pengambilan keputusan yang cerdas, memfasilitasi pemeliharaan proaktif dan mengurangi gangguan operasional.

Ketika produsen elektronik merangkul elektronik cetak, manufaktur aditif, dan teknik inovatif lainnya, solusi ERP terintegrasi membantu memastikan koordinasi yang lancar di berbagai proses, memberikan fleksibilitas dan skalabilitas yang diperlukan untuk beradaptasi dengan permintaan pasar yang terus berkembang. Dengan kemampuan penelusuran yang ditingkatkan dan wawasan berbasis data, produsen elektronik dapat dengan percaya diri menavigasi lanskap transformatif, membuka potensi penuh dari teknologi yang sedang berkembang, dan memposisikan diri mereka di garis depan masa depan industri.

Disadur dari: www.winman.com

Industri Elektronik terdiri dari perusahaan-perusahaan yang memproduksi, merancang, membuat, merakit, dan melayani produk elektronik. Produk-produk ini terdiri dari bahan, suku cadang, komponen, sub-rakitan, dan peralatan yang menggunakan prinsip-prinsip elektronik untuk menjalankan fungsi utamanya.

Produk dapat berkisar dari komponen diskrit seperti sirkuit terpadu; elektronik konsumen seperti TV, ponsel cerdas, dan komputer pribadi; peralatan medis seperti monitor detak jantung dan mesin dialisis; peralatan industri seperti robot; hingga peralatan komunikasi dan jaringan seperti router dan switchboard. Industri yang didukung oleh industri elektronik termasuk otomotif, penerbangan, pertahanan, telekomunikasi, hiburan, dan kesehatan.

Industri Elektronik didorong oleh inovasi dan banyak uang serta upaya yang dikeluarkan untuk penelitian dan pengembangan untuk merancang dan membuat suku cadang dan produk yang lebih baik, serta meningkatkan proses manufaktur.

Perusahaan-perusahaan di industri elektronik selalu berada dalam persaingan yang ketat untuk mengimplementasikan ide-ide inovatif dan memperkenalkan teknologi terbaru di pasar terlebih dahulu. Hal ini memberikan banyak tekanan pada tim desain dan teknik untuk mengembangkan dan menciptakan produk dan layanan inovatif dengan lebih cepat dan lebih murah. Tim penjualan dan pemasaran juga berada di bawah tekanan untuk mendorong penjualan dan memastikan bahwa margin keuntungan tetap berada di atas biaya produksi dan operasional. Banyak perusahaan elektronik juga bereksperimen dengan dan memanfaatkan analitik canggih untuk memberikan wawasan yang dapat membantu meningkatkan proses dan menghasilkan lebih banyak keuntungan.

Perusahaan-perusahaan juga mengkhususkan diri pada ceruk pasar tertentu untuk menjamin keberlanjutan dan mempertahankan profitabilitas. Banyak perusahaan manufaktur elektronik yang melakukan outsourcing manufaktur dan produksi suku cadang atau produk.

Munculnya perusahaan Layanan Manufaktur Elektronik (EMS) dan Kontrak Manufaktur Elektronik (CEM) merupakan bukti dari hal tersebut. Perusahaan-perusahaan ini adalah perusahaan yang dikontrak untuk memproduksi suku cadang atau produk untuk perusahaan lain, dan juga menyediakan berbagai layanan bernilai tambah. Hal ini memungkinkan perusahaan yang dikontrak untuk memusatkan upaya mereka pada strategi lain yang akan membantu mendorong penjualan dan membantu mereka tetap kompetitif di pasar global.

Apa saja segmen utama industri elektronik?

• Jasa pasokan dan manufaktur semikonduktor: Segmen ini melakukan pekerjaan desain dan manufaktur, dan memasok segala sesuatu yang berhubungan dengan semikonduktor termasuk komponen listrik dan sirkuit terpadu yang umum digunakan di banyak perangkat listrik dan elektronik. Segmen ini mendukung hampir semua industri yang dapat Anda bayangkan, termasuk medis, penerbangan, otomotif, telekomunikasi, dan lain-lain.
• Peralatan Industri: Segmen ini memproduksi peralatan yang membantu proses industri. Peralatan dapat berkisar dari robot industri, sistem otomasi dan kontrol, peralatan pemrosesan wafer, peralatan perakitan dan pengemasan semikonduktor, peralatan pengujian dan pengukuran elektronik, dll.
• Peralatan Jaringan dan Komunikasi: Segmen ini terdiri dari produsen perangkat keras jaringan konsumen dan industri serta peralatan komunikasi lainnya. Ini bisa berupa router, LAN, WAN, switchboard, bridge, hub, dan gateway. Contoh perusahaan yang berspesialisasi dalam segmen ini termasuk Cisco Systems, Extreme Networks, Telco Systems, dll.
• Produk Komputer dan Perkantoran: Ini adalah produsen berbagai peralatan elektronik yang berhubungan dengan bisnis seperti mesin fotokopi dan mesin faks, serta peralatan komputasi termasuk komputer pribadi, server, mainframe, dan workstation.
• Peralatan Medis: Segmen ini berhubungan dengan pembuatan peralatan elektro-medis yang digunakan dalam diagnosis, prosedur bedah, pencitraan medis, forensik, serta penelitian dan pelatihan medis. Mesin-mesin tersebut termasuk perangkat ultrasound, mesin sinar-X, mesin dialisis, monitor detak jantung, dan sebagainya.
• Elektronik konsumen dan peralatan rumah tangga: Ini adalah segmen utama dalam industri elektronik dan menghasilkan produk konsumen seperti Televisi, radio, pemutar DVD, sistem permainan video, ponsel, kamera, oven elektronik, dll. Mereka juga memproduksi sistem komunikasi dan alarm rumah.

Apa saja Rantai Nilai Industri Elektronik?

• Pengembangan Produk dan Layanan: Tahap ini mencakup semua langkah yang terlibat dalam mengubah ide menjadi produk atau layanan akhir. Biasanya, sebuah produk harus melalui desain, analisis, pengujian, dan modifikasi sebelum dapat diproduksi. Produk tersebut juga harus memenuhi persyaratan konsumen tertentu dan menunjukkan bahwa produk tersebut memiliki ROI yang layak.
• Pengadaan, Pasokan, dan Manufaktur: Pengadaan dan penyediaan bahan baku dan komponen yang diperlukan untuk membuat produk atau memberikan layanan. Tahap ini memanfaatkan manajemen inventaris, analisis dan kontrol kualitas, serta optimalisasi lini produksi untuk memastikan adanya efisiensi dan kelancaran operasi produksi.
• Pemasaran, Penjualan, dan Layanan: Pemasaran adalah tentang membantu bisnis untuk mendorong penjualan produk dan layanannya melalui cara-cara seperti iklan, promosi, dll. Tim pemasaran juga memberikan umpan balik kepada tim pengembangan produk dan manufaktur, yang dapat digunakan untuk melakukan perbaikan berdasarkan preferensi konsumen dan kebutuhan pasar. Pada tahap ini, bisnis menerima dan memproses pesanan, dan kemudian mengirimkan produk dan layanan kepada pelanggan. Hal ini dapat diikuti dengan layanan purna jual seperti komisioning, pemeliharaan, perbaikan, atau layanan dukungan lainnya.

Apa saja istilah kunci dalam industri elektronik?

Pengukuran keuangan dan kualitas dasar meliputi:

• Harga Pokok Penjualan (HPP): Jumlah biaya bahan, produksi, tenaga kerja, dan keuntungan untuk produk yang Anda jual. Ini juga termasuk biaya yang dikeluarkan saat mengangkut dan mengirimkan produk ke konsumen.
• Days Sales Outstanding (DSO): Jumlah hari rata-rata yang dibutuhkan perusahaan untuk mengumpulkan pendapatan dari penjualan kreditnya atau kapan piutang perusahaan dapat ditagih.
• First Pass Yield: Persentase jumlah total barang yang berhasil diproduksi dibandingkan dengan jumlah unit yang masuk ke dalam proses selama periode waktu tertentu.

Istilah-istilah kunci dalam segmen semikonduktor meliputi:

• Rasio buku ke tagihan: Rasio pesanan yang diterima selama periode tertentu terhadap jumlah pesanan yang ditagih selama periode yang sama.
• Fabless: Mengacu pada perusahaan semikonduktor yang mengalihdayakan operasi manufaktur wafernya ke pengecoran chip.
• Pengecoran: Pabrik/perusahaan fabrikasi semikonduktor yang biasanya dikontrak oleh perusahaan lain untuk membuat chip atau wafer silikon untuk mereka.

Apa keunggulan kompetitif utama dalam industri elektronik?

Elektronik adalah salah satu industri yang berkembang pesat dan sangat inovatif, di mana persaingannya sangat ketat. Berikut adalah beberapa keunggulan kompetitif yang dapat menentukan apakah perusahaan akan tetap kompetitif dalam industri elektronik.

• Kemajuan Teknologi: Teknologi telah dan akan terus menjadi faktor penentu seberapa berkelanjutan dan menguntungkannya sebuah perusahaan dalam industri elektronik. Perusahaan harus berinvestasi lebih banyak dalam R&D, merestrukturisasi, dan menjadi lebih berorientasi pada layanan dengan memanfaatkan kemajuan teknologi seperti Internet of Things (IoT). Produsen peralatan elektronik harus memanfaatkan robotika dan otomatisasi untuk meningkatkan efisiensi dan produktivitas. Beberapa perusahaan telah mengintegrasikan berbagai teknologi sensor dalam proses manufaktur mereka untuk mengumpulkan data substansial yang dapat memberikan wawasan yang tepat waktu untuk mendorong pertumbuhan dan keuntungan.
• Globalisasi: Internet memberikan perusahaan-perusahaan di industri elektronik saluran berbiaya rendah untuk distribusi ritel. Produk sekarang dapat dikirim ke pelanggan di mana saja di dunia dan sampai ke tangan mereka dalam satu atau dua hari. Hal ini telah memberdayakan perusahaan-perusahaan yang tadinya dianggap kecil untuk menancapkan eksistensinya di pasar global. Perusahaan-perusahaan kini bersaing dalam hal harga dan efisiensi di tingkat global. Mereka juga merambah pasar geografis yang lebih besar dan lebih luas dengan memanfaatkan kemampuan internet. Ketika hal ini digabungkan dengan biaya produksi yang rendah, hasilnya adalah munculnya negara-negara seperti Cina dan India sebagai kekuatan yang berpengaruh dalam desain dan pengembangan perangkat lunak.
• Informasi: Informasi terbukti menjadi keunggulan kompetitif dalam industri elektronik yang bergerak cepat. Memperoleh, memproses, dan mengirimkan informasi menjadi lebih murah. Dengan memanfaatkan pengetahuan yang diperoleh, perusahaan dapat memikirkan kembali dan melakukan analisis komprehensif terhadap pengembangan produk, desain, dan strategi penjualan mereka. Sebagai contoh, perusahaan dapat mengikuti tren dalam industri dan menggunakan umpan balik konsumen untuk merancang produk yang inovatif atau memberikan layanan yang memuaskan kebutuhan konsumen. Di sisi lain, konsumen menjadi lebih sadar akan produk dan harganya, sehingga memiliki posisi tawar yang jelas terhadap vendor elektronik. Oleh karena itu, perusahaan perlu memperkenalkan strategi seperti diferensiasi produk untuk melawan dan memanfaatkan pemberdayaan konsumen ini.

Apa saja fungsi utama dalam industri elektronik?

• Pengembangan dan Rekayasa Produk: Ini melibatkan pembuatan konsep ide untuk mendesain produk. Tim pengembangan dan rekayasa produk diharapkan merancang, membuat prototipe, melakukan uji kualitas dan kinerja, dan akhirnya meluncurkan produk atau layanan. Mereka melakukan perbaikan pada produk dengan menggunakan umpan balik dari tim pemasaran dan bekerja sama dengan R&D. Mereka juga merancang alat dan teknik inovatif untuk membuat produk dalam proses yang cepat dan murah.
• Manufaktur: Departemen manufaktur diharapkan dapat mengubah desain produk menjadi produk yang dapat diterapkan secara nyata. Departemen ini bekerja sama dengan tim desain untuk mengeksplorasi cara terbaik untuk meningkatkan lini produksi agar produk dapat dibuat lebih cepat dan dengan biaya operasional yang lebih rendah. Mereka juga bekerja sama dengan tim rantai pasokan untuk meningkatkan efisiensi dalam proses produksi.
• Rantai Pasokan dan Operasi: Departemen ini bertugas dalam pengadaan dan penyimpanan bahan baku, serta distribusi produk akhir ke konsumen. Rantai pasokan harus efisien untuk meningkatkan produktivitas dan memastikan barang sampai ke tangan konsumen tepat waktu. Untuk melakukan hal ini, mereka bekerja dalam kemitraan dengan tim manufaktur untuk memproses pesanan, dengan saluran penjualan untuk mengelola inventaris, dan dengan penyedia transportasi untuk merencanakan pengiriman produk.
• Penjualan: Departemen penjualan bertugas menghasilkan pendapatan untuk bisnis melalui penjualan produk. Mereka seharusnya bekerja sama dengan tim pemasaran untuk membuat rencana dan strategi yang dapat membantu menembus pasar baru, mempertahankan pasar yang sudah ada, dan meningkatkan kinerja penjualan. Karena mereka berhubungan langsung dengan pelanggan yang sudah ada, mereka diharapkan dapat memberikan umpan balik kepada manajemen dan tim desain dan manufaktur tentang cara-cara yang dapat mereka lakukan untuk menambah nilai pada produk yang sudah ada.
• Pemasaran: Pemasaran melibatkan promosi dan menciptakan citra yang baik untuk produk perusahaan sehingga dapat meningkatkan pangsa pasar dan keuntungan perusahaan. Hal ini dilakukan melalui berbagai saluran termasuk TV, papan reklame, platform media sosial, program loyalitas pelanggan, dan kampanye promosi yang ditujukan untuk target pasar. Departemen ini juga melakukan riset pasar dan bermitra dengan bagian penjualan untuk mengembangkan rencana pasar dan meningkatkan kinerja penjualan.
• Layanan Pelanggan: Tugas utama mereka adalah berkomunikasi langsung dengan pelanggan, menjawab pertanyaan mereka, memproses permintaan mereka, dan menyelesaikan keluhan mereka. Hal ini dapat dilakukan secara tatap muka, melalui telepon atau melalui obrolan online. Mereka kemudian harus memberikan umpan balik dan wawasan kepada departemen terkait.
• Keuangan dan Akuntansi: Departemen ini bertugas dengan semua operasi keuangan perusahaan. Ini termasuk membiayai proyek dan operasi, memelihara catatan akuntansi, membuat kontrol keuangan dan anggaran, menyiapkan laporan keuangan, dan Mengelola kredit dan kas.
• Sumber Daya Manusia: Tim sumber daya manusia menangani hal-hal yang berkaitan dengan karyawan termasuk perekrutan, kompensasi, dan tunjangan. Mereka juga membantu perusahaan untuk memilah kewajiban hukumnya seperti lisensi, izin, kepatuhan pajak, dll.
• Teknologi Informasi: Departemen TI bertanggung jawab untuk merencanakan, membangun, dan memelihara jaringan, komunikasi, serta infrastruktur dan peralatan yang berhubungan dengan kantor. Mereka juga diharapkan dapat memanfaatkan teknologi baru untuk meningkatkan produk dan proses atau membantu merancang proses baru yang dapat membantu memperluas pasar dan meningkatkan keuntungan.

Disadur dari: www.predictiveanalyticstoday.com

James Watt adalah insinyur besar asal Skotlandia, Britania Raya yang menemukan mesin uap untuk pertama kalinya. Ketertarikan James Watt terhadap mesin uap didasari oleh perhatiannya terhadap mesin uap buatan Newcome yang kurang efisien, tahun 1764. 

Berawal dari situ, Watt terus melakukan berbagai penelitian dan percobaan terkait mesin uap. Sampai akhirnya, ia berhasil menciptakan mesin uap pertama yang efisien tahun 1769. 

Karier 

James Watt lahir di Skotlandia, 19 Januari 1736. Ia merupakan anak tertua dari lima bersaudara. Ibunya berasal dari keluarga terhormat dengan pendidikan baik, sementara ayahnya adalah pembuat kapal, pemilik dan kontraktor kapal, serta menjabat sebagai kepala Baillie Greenock tahu 1751. Awalnya, James Watt dididik sendiri oleh ibunya di rumah, sebelum akhirnya lanjut sekolah ke Greenock Grammar School. 

Di sekolah tersebut, Watt menunjukkan bakatnya dalam pelajaran matematika. Ketika ia berusia 18 tahun, ibunya meninggal dunia dan kesehatan sang ayah pun mulai menurun. Akhirnya, Watt memutuskan berhenti dari sekolahnya dan pergi ke London untuk mendapatkan pelatihan sebagai pembuat instrumen selama satu tahun, 1755-1756. Usai menjalani pelatihan, ia kembali ke Skotlandia dan menetap di Glasgow.  

James Watt berniat untuk mendirikan bisnis pembuatan instrumennya sendiri. Namun, karena Watt masih sangat muda, ia tidak memiliki koneksi biasa untuk membantunya membangun bisnis pembuatan instrumen hariannya sendiri. Kebuntuan Watt ini kemudian terselamatkan berkat kedatangan seorang astronomi dari Jamaika, Alexander Macfarlane. Watt dibawa ke Universitas Glasgow. 

Berawal dari situ, karier Watt mulai cemerlang. Mulanya, ia bekerja di bagian pemeliharaan dan perbaikan instrumen. Sampai akhirnya, tahun 1759, ia bermitra dengan John Craig, seorang arsitek dan pengusaha untuk memproduksi dan menjual lini produk buatan James Watt. Kemitraan ini berlangsung selama enam tahun dan mempekerjakan sekitar 16 pegawai. 

Penemuan Mesin Uap 

Masih di tahun yang sama, 1759, teman Watt, John Robinson, meminta perhatiannya pada penggunaan uap sebagai sumber tenaga penggerak. Desain mesin uap buatan Newcome yang sudah digunakan hampir 50 tahun untuk memompa air dari tambang, hampir tidak berubah dari sejak dibentuk pada pertama kalinya.  

Berawal dari situ, Watt pun mulai melakukan penelitian dan percobaan untuk membuat mesin uap tersebut bekerja jauh lebih efisien. Watt mencoba membangun sebuah model, tetapi gagal. Ia kembali melanjutkan eksperimennya dan mulai membaca semua yang dia bisa mengenai mesin uap. 

Setelah banyak melakukan eksperimen, tahun 1776, mesin pertama dipasang. Mesin pertama ini digunakan untuk menggerakkan pompa an hanya menghasilkan gerakan bolak-balik untuk menggerakkan batang pompa di bagian bawah poros. 

Secara komersial, desainnya ini berhasil menuai perhatian. Selama lima tahun berikutnya, Watt pun disibukkan dengan memasang lebih banyak mesin uap untuk memompa air keluar dari tambang. Keberhasilannya ini telah menjadikan James Watt sebagai penemu pertama mesin uap yang bekerja secara efisien. 

Sebelum dirinya, telah ada lebih dulu orang lain yang menciptakan mesin uap, yaitu Hero, Thomas Sarvery, dan terakhir Thomas Newcomen.  Namun, alat yang mereka ciptakan ini hanya berguna untuk memompa air keluar dari tambang-tambang batu bara. Ternyata, mesin uap buatan James Watt ini merupakan salah satu kekuatan yang mendorong terjadinya Revolusi Industri, khususnya di Britania dan Eropa pada umumnya.  

Penghargaan 

James Watt wafat pada 25 Agustus 1819 di usia 83 tahun.  
Untuk menghargai jasa-jasanya, nama belakangnya, yaitu Watt digunakan sebagai nama satuan daya. Seperti daya mesin dan daya listrik. 

Sumber: www.kompas.com

Lokomotif uap adalah lokomotif yang menyediakan tenaga untuk menggerakkan dirinya sendiri dan kendaraan lain melalui ekspansi uap.: 80 Lokomotif ini berbahan bakar dengan membakar bahan yang mudah terbakar (biasanya batu bara, minyak, atau, jarang, kayu) untuk memanaskan air dalam ketel lokomotif hingga menjadi gas dan volumenya meningkat 1.700 kali lipat. Secara fungsional, ini adalah mesin uap di atas roda.

Pada sebagian besar lokomotif, uap dimasukkan secara bergantian ke setiap ujung silindernya di mana piston terhubung secara mekanis ke roda utama lokomotif. Pasokan bahan bakar dan air biasanya dibawa bersama lokomotif, baik pada lokomotif itu sendiri atau dalam tender yang digabungkan dengannya. Variasi dalam desain umum ini termasuk boiler bertenaga listrik, turbin sebagai pengganti piston, dan menggunakan uap yang dihasilkan secara eksternal.

Lokomotif uap pertama kali dikembangkan di Inggris pada awal abad ke-19 dan digunakan untuk transportasi kereta api hingga pertengahan abad ke-20. Richard Trevithick membangun lokomotif uap pertama yang diketahui mengangkut beban jarak jauh di Pen-y-darren pada tahun 1804, meskipun ia memproduksi lokomotif sebelumnya untuk uji coba di Coalbrookdale pada tahun 1802. Salamanca, yang dibangun pada tahun 1812 oleh Matthew Murray untuk Kereta Api Middleton, merupakan lokomotif uap pertama yang sukses secara komersial.  Lokomotif No. 1, yang dibangun oleh George Stephenson dan perusahaan putranya, Robert Stephenson and Company, adalah lokomotif uap pertama yang mengangkut penumpang di jalur kereta api umum, Kereta Api Stockton dan Darlington, pada tahun 1825. Perkembangan pesat pun terjadi; pada tahun 1830 George Stephenson membuka jalur kereta api antar kota pertama, Kereta Api Liverpool dan Manchester, setelah keberhasilan Rocket pada Uji Coba Rainhill tahun 1829 membuktikan bahwa lokomotif uap dapat melakukan tugas tersebut. Robert Stephenson and Company adalah pembangun lokomotif uap terkemuka pada dekade pertama penggunaan uap untuk perkeretaapian di Inggris, Amerika Serikat, dan sebagian besar Eropa.

Menjelang akhir era uap, penekanan Inggris yang sudah berlangsung lama pada kecepatan memuncak pada rekor, yang masih belum terpecahkan, yaitu 126 mil per jam (203 kilometer per jam) oleh LNER Class A4 4468 Mallard. Di Amerika Serikat, alat pengukur pemuatan yang lebih besar memungkinkan pengembangan lokomotif yang sangat besar dan berat seperti Union Pacific Big Boy, yang memiliki berat 540 ton panjang (550 t; 600 ton pendek) dan memiliki tenaga penggerak sebesar 135.375 pon-gaya (602.180 ton). 

Dimulai pada awal 1900-an, lokomotif uap secara bertahap digantikan oleh lokomotif listrik dan diesel, dengan jalur kereta api yang sepenuhnya beralih ke tenaga listrik dan diesel mulai akhir 1930-an. Mayoritas lokomotif uap dipensiunkan dari layanan reguler pada tahun 1980-an, meskipun beberapa masih beroperasi di jalur wisata dan warisan.

Sejarah

Kereta api paling awal menggunakan kuda untuk menarik gerobak di sepanjang rel kereta api. Pada tahun 1784, William Murdoch, seorang penemu asal Skotlandia, membuat prototipe lokomotif jalan uap berskala kecil di Birmingham.  Lokomotif uap kereta api berskala besar diusulkan oleh William Reynolds sekitar tahun 1787.  Sebuah model awal lokomotif rel uap dirancang dan dibangun oleh perintis kapal uap John Fitch di Amerika Serikat pada tahun 1794. Beberapa sumber menyatakan bahwa model Fitch sudah dapat dioperasikan pada tahun 1780-an dan bahwa ia mendemonstrasikan lokomotifnya kepada George Washington. Lokomotif uapnya menggunakan roda berbilah bagian dalam yang dipandu oleh rel atau rel. Model ini masih ada di Museum Ohio Historical Society di Columbus, AS. Keaslian dan tanggal lokomotif ini diperdebatkan oleh beberapa ahli dan kereta api uap yang dapat digunakan harus menunggu penemuan mesin uap bertekanan tinggi oleh Richard Trevithick, yang memelopori penggunaan lokomotif uap.

Lokomotif uap kereta api skala penuh pertama yang bekerja adalah Lokomotif Coalbrookdale dengan ukuran 3 kaki (914 mm), yang dibangun oleh Trevithick pada tahun 1802. Lokomotif ini dibangun untuk pabrik besi Coalbrookdale di Shropshire, Inggris Raya, meskipun tidak ada catatan tentang lokomotif ini yang masih ada. Pada tanggal 21 Februari 1804, perjalanan kereta api dengan tenaga uap pertama yang tercatat terjadi ketika lokomotif Trevithick lainnya menarik kereta api di sepanjang jalur trem sepanjang 4 kaki 4 inci (1.321 mm) dari pabrik besi Pen-y-darren, dekat Merthyr Tydfil, menuju Abercynon di Wales Selatan.  Didampingi oleh Andrew Vivian, proyek ini berjalan dengan kesuksesan yang beragam. Desain ini menggabungkan sejumlah inovasi penting yang mencakup penggunaan uap bertekanan tinggi yang mengurangi berat mesin dan meningkatkan efisiensinya.

Trevithick mengunjungi daerah Newcastle pada tahun 1804 dan bertemu dengan para pemilik dan insinyur tambang batu bara. Kunjungan tersebut sangat sukses sehingga jalur kereta api tambang di timur laut Inggris menjadi pusat eksperimen dan pengembangan lokomotif uap yang terkemuka. Trevithick melanjutkan eksperimen penggerak uapnya sendiri melalui trio lokomotif lainnya, yang diakhiri dengan Catch Me Who Can pada tahun 1808, lokomotif pertama di dunia yang mengangkut penumpang yang membayar ongkos.

Pada tahun 1812, lokomotif rak silinder ganda Matthew Murray yang sukses, Salamanca, pertama kali beroperasi di jalur kereta api Middleton Railway dengan rel tepi. Lokomotif awal lainnya yang terkenal adalah Puffing Billy, yang dibuat pada tahun 1813-14 oleh insinyur William Hedley. Lokomotif ini dimaksudkan untuk bekerja di Wylam Colliery dekat Newcastle upon Tyne. Lokomotif ini adalah yang tertua yang diawetkan, dan dipajang secara statis di Science Museum, London.

George Stephenson

George Stephenson, mantan penambang yang bekerja sebagai ahli mesin di Killingworth Colliery, mengembangkan hingga enam belas lokomotif Killingworth, termasuk Blücher pada tahun 1814, satu lagi pada tahun 1815, dan (yang baru saja diidentifikasi) Killingworth Billy pada tahun 1816. Dia juga membangun The Duke pada tahun 1817 untuk Kereta Api Kilmarnock dan Troon, yang merupakan lokomotif uap pertama yang bekerja di Skotlandia.

Pada tahun 1825, Stephenson membangun Lokomotif No. 1 untuk Kereta Api Stockton dan Darlington, Inggris timur laut, yang merupakan kereta api uap publik pertama di dunia. Pada tahun 1829, putranya, Robert, membangun The Rocket di Newcastle, yang diikutsertakan dan memenangkan Rainhill Trials. Keberhasilan ini membuat perusahaan ini muncul sebagai pembangun lokomotif uap terkemuka yang digunakan di jalur kereta api di Inggris, Amerika Serikat, dan sebagian besar Eropa. Kereta Api Liverpool dan Manchester dibuka setahun kemudian dengan menggunakan tenaga uap secara eksklusif untuk kereta penumpang dan barang.

Amerika Serikat

Sebelum kedatangan impor dari Inggris, beberapa prototipe lokomotif uap domestik dibuat dan diuji di Amerika Serikat, termasuk prototipe miniatur John Fitch. Contoh ukuran penuh yang menonjol adalah "kereta uap" milik Kolonel John Steven yang didemonstrasikan di sebuah lintasan di Hoboken, New Jersey pada tahun 1825..

Banyak lokomotif paling awal untuk penggunaan komersial di jalur kereta api Amerika diimpor dari Britania Raya, termasuk pertama-tama Stourbridge Lion dan kemudian John Bull. Namun, industri pembuatan lokomotif dalam negeri segera didirikan. Pada tahun 1830, Tom Thumb dari Baltimore and Ohio Railroad, yang dirancang oleh Peter Cooper, merupakan lokomotif komersial buatan AS pertama yang beroperasi di Amerika; lokomotif ini dimaksudkan sebagai demonstrasi potensi traksi uap dan bukan sebagai lokomotif yang menghasilkan uang. DeWitt Clinton, yang dibangun pada tahun 1831 untuk Mohawk and Hudson Railroad, merupakan lokomotif awal yang terkenal.

Pada tahun 2021, John Bull yang asli dipamerkan secara statis di Museum Nasional Sejarah Amerika di Washington, D.C. Replikanya disimpan di Museum Kereta Api Pennsylvania.

Benua Eropa

Layanan kereta api pertama di luar Britania Raya dan Amerika Utara dibuka pada tahun 1829 di Prancis antara Saint-Etienne dan Lyon; pada awalnya terbatas pada traksi hewan dan diubah menjadi traksi uap pada awal tahun 1831, dengan menggunakan lokomotif Seguin. Lokomotif uap pertama yang beroperasi di Eropa di luar Prancis dinamai The Elephant, yang pada tanggal 5 Mei 1835 mengangkut kereta api di jalur pertama di Belgia, yang menghubungkan Mechelen dan Brussel.

Di Jerman, lokomotif uap pertama yang bekerja adalah mesin rack-and-pinion, mirip dengan Salamanca, yang dirancang oleh perintis lokomotif Inggris, John Blenkinsop. Dibangun pada bulan Juni 1816 oleh Johann Friedrich Krigar di Pabrik Besi Kerajaan Berlin (Königliche Eisengießerei zu Berlin), lokomotif ini berjalan di atas lintasan melingkar di halaman pabrik. Lokomotif ini adalah lokomotif pertama yang dibangun di daratan Eropa dan layanan penumpang bertenaga uap pertama; para pengunjung yang penasaran dapat menaiki gerbong yang tersedia dengan biaya tambahan. Lokomotif ini digambarkan pada lencana Tahun Baru untuk Royal Foundry tertanggal 1816. Lokomotif lain dibangun menggunakan sistem yang sama pada tahun 1817. Lokomotif ini akan digunakan di jalur kereta api di Königshütte dan di Luisenthal di Saar (sekarang bagian dari Völklingen), tetapi tidak ada yang dapat dikembalikan ke kondisi semula setelah dibongkar, dipindahkan, dan dirakit kembali. Pada tanggal 7 Desember 1835, Adler beroperasi untuk pertama kalinya antara Nuremberg dan Fürth di Jalur Kereta Api Ludwig Bavaria. Itu adalah mesin ke-118 dari lokomotif karya Robert Stephenson dan berada di bawah perlindungan paten.

Di Rusia, lokomotif uap pertama dibangun pada tahun 1834 oleh Cherepanovs, namun, lokomotif ini mengalami kekurangan batu bara di daerah tersebut dan digantikan dengan traksi kuda setelah semua hutan di dekatnya ditebang. Jalur kereta api uap Tsarskoye Selo Rusia pertama dimulai pada tahun 1837 dengan lokomotif yang dibeli dari Robert Stephenson and Company.

Pada tahun 1837, kereta api uap pertama dimulai di Austria dengan Kereta Api Utara Kaisar Ferdinand antara Wina-Floridsdorf dan Deutsch-Wagram. Mesin uap tertua yang masih beroperasi di dunia juga beroperasi di Austria: GKB 671 yang dibangun pada tahun 1860, tidak pernah berhenti beroperasi, dan masih digunakan untuk perjalanan khusus.

Pada tahun 1838, lokomotif uap ketiga yang dibuat di Jerman, Saxonia, diproduksi oleh Maschinenbaufirma Übigau di dekat Dresden, yang dibangun oleh Prof. Johann Andreas Schubert. Lokomotif pertama yang dirancang secara independen di Jerman adalah Beuth, yang dibangun oleh August Borsig pada tahun 1841. Lokomotif pertama yang diproduksi oleh Henschel-Werke di Kassel, Drache, dikirim pada tahun 1848.

Lokomotif uap pertama yang beroperasi di Italia adalah Bayard dan Vesuvio, yang beroperasi di jalur Napoli-Portici, di Kerajaan Dua Sisilia.

Jalur kereta api pertama yang melintasi wilayah Swiss adalah jalur Strasbourg-Basel yang dibuka pada tahun 1844. Tiga tahun kemudian, pada tahun 1847, jalur kereta api pertama yang sepenuhnya milik Swiss, Spanisch Brötli Bahn, dari Zürich ke Baden dibuka.

Australia

Alam kering di Australia selatan memberikan tantangan tersendiri bagi jaringan kereta api uap awal mereka. Konsentrasi magnesium klorida yang tinggi dalam air sumur (air bor) yang digunakan dalam boiler lokomotif di Jalur Kereta Api Trans-Australia menyebabkan masalah perawatan yang serius dan mahal. Tidak ada titik di sepanjang rutenya yang melintasi aliran air tawar permanen, sehingga air sumur harus diandalkan. Tidak ada perawatan yang murah untuk air yang sangat termineralisasi yang tersedia, dan ketel uap lokomotif hanya bertahan kurang dari seperempat dari waktu yang biasanya diharapkan. Pada masa lokomotif uap, sekitar setengah dari total beban kereta api adalah air untuk mesin. Operator jalur ini, Commonwealth Railways, merupakan pengguna awal lokomotif diesel-listrik.

Komponen

Ketel uap

Ketel pipa api adalah praktik standar untuk lokomotif uap. Meskipun jenis ketel lainnya dievaluasi, namun tidak banyak digunakan, kecuali sekitar 1.000 lokomotif di Hungaria yang menggunakan ketel Brotan tabung air.

Ketel uap terdiri dari kotak api tempat bahan bakar dibakar, tong tempat air diubah menjadi uap, dan kotak asap yang dijaga pada tekanan yang sedikit lebih rendah daripada di luar kotak api.

Bahan bakar padat, seperti kayu, batu bara atau kokas, dilemparkan ke dalam kotak api melalui pintu oleh petugas pemadam kebakaran, ke satu set kisi-kisi yang menahan bahan bakar di tempat tidur saat terbakar. Abu jatuh melalui jeruji ke dalam tempat abu. Jika bahan bakar yang digunakan adalah minyak, maka diperlukan pintu untuk mengatur aliran udara, merawat kotak api, dan membersihkan semburan minyak.

Ketel tabung api memiliki tabung internal yang menghubungkan kotak api ke kotak asap di mana gas pembakaran mengalir mentransfer panas ke air. Semua tabung bersama-sama menyediakan area kontak yang besar, yang disebut permukaan pemanas tabung, antara gas dan air di dalam boiler. Air boiler mengelilingi kotak api untuk menghentikan logam agar tidak menjadi terlalu panas. Ini adalah area lain di mana gas memindahkan panas ke air dan disebut permukaan pemanas kotak api. Abu dan arang terkumpul di kotak asap saat gas ditarik ke atas cerobong asap (cerobong atau cerobong asap di AS) oleh uap buangan dari silinder.

Tekanan di dalam ketel harus dipantau dengan menggunakan pengukur yang dipasang di dalam kabin. Tekanan uap dapat dilepaskan secara manual oleh pengemudi atau petugas pemadam kebakaran. Jika tekanan mencapai batas kerja desain boiler, katup pengaman akan terbuka secara otomatis untuk mengurangi tekanan dan menghindari kecelakaan yang dahsyat.

Uap buangan dari silinder mesin menyembur keluar dari nosel yang mengarah ke cerobong asap di kotak asap. Uap tersebut masuk atau menyeret gas-gas kotak asap yang mempertahankan tekanan yang lebih rendah di dalam kotak asap dibandingkan tekanan di bawah perapian. Perbedaan tekanan ini menyebabkan udara mengalir ke atas melalui lapisan batu bara dan menjaga api tetap menyala.

Pencarian efisiensi termal yang lebih besar daripada boiler tabung api biasa membuat para insinyur, seperti Nigel Gresley, mempertimbangkan boiler tabung air. Meskipun ia menguji konsep tersebut pada LNER Class W1, kesulitan selama pengembangan melebihi keinginan untuk meningkatkan efisiensi dengan rute tersebut.

Uap yang dihasilkan di dalam ketel tidak hanya menggerakkan lokomotif, tetapi juga digunakan untuk mengoperasikan perangkat lain seperti peluit, kompresor udara untuk rem, pompa untuk mengisi air di ketel dan sistem pemanas gerbong penumpang. Permintaan uap yang konstan membutuhkan penggantian air secara berkala di dalam ketel. Air disimpan di dalam tangki di tender lokomotif atau dililitkan di sekitar ketel jika menggunakan lokomotif tangki. Pemberhentian berkala diperlukan untuk mengisi ulang tangki; alternatif lainnya adalah sendok yang dipasang di bawah tender yang mengumpulkan air saat kereta melewati track pan yang terletak di antara rel.

Saat lokomotif menghasilkan uap, jumlah air dalam ketel terus dipantau dengan melihat ketinggian air dalam tabung transparan, atau kaca penglihatan. Pengoperasian ketel yang efisien dan aman memerlukan penjagaan ketinggian di antara garis-garis yang ditandai pada kaca penglihatan. Jika ketinggian air terlalu tinggi, produksi uap akan turun, efisiensi akan hilang dan air terbawa bersama uap ke dalam silinder, sehingga dapat menyebabkan kerusakan mekanis. Lebih serius lagi, jika ketinggian air terlalu rendah, lembaran mahkota (lembaran atas) kotak api menjadi terbuka. Tanpa air di atas lembaran untuk memindahkan panas pembakaran, lembaran ini akan melunak dan gagal, membiarkan uap bertekanan tinggi masuk ke dalam kotak api dan kabin. Pengembangan fusible plug, perangkat yang peka terhadap suhu, memastikan pelepasan uap yang terkendali ke dalam kotak api untuk memperingatkan petugas pemadam kebakaran agar menambahkan air.

Kerak menumpuk di dalam boiler dan mencegah perpindahan panas yang memadai, dan korosi pada akhirnya menurunkan material boiler ke titik di mana ia perlu dibangun kembali atau diganti. Penyalaan pada mesin besar mungkin memerlukan waktu berjam-jam untuk pemanasan awal air ketel sebelum uap yang cukup tersedia.

Meskipun ketel biasanya ditempatkan secara horizontal, untuk lokomotif yang dirancang untuk bekerja di lokasi dengan lereng yang curam, mungkin lebih tepat untuk mempertimbangkan ketel vertikal atau ketel yang dipasang sedemikian rupa sehingga ketel tetap horisontal tetapi rodanya dimiringkan agar sesuai dengan kemiringan rel.

Sirkuit uap

Uap yang dihasilkan di dalam ketel mengisi ruang di atas air di dalam ketel yang terisi sebagian. Tekanan kerja maksimumnya dibatasi oleh katup pengaman pegas. Kemudian dikumpulkan dalam tabung berlubang yang dipasang di atas permukaan air atau dengan kubah yang sering menjadi tempat katup pengatur, atau throttle, yang tujuannya adalah untuk mengontrol jumlah uap yang keluar dari ketel. Uap kemudian bergerak langsung di sepanjang dan menuruni pipa uap ke unit mesin atau dapat terlebih dahulu masuk ke header basah superheater, peran yang terakhir adalah untuk meningkatkan efisiensi termal dan menghilangkan tetesan air yang tersuspensi dalam "uap jenuh", keadaan saat meninggalkan boiler. Saat meninggalkan superheater, uap keluar dari header kering superheater dan melewati pipa uap, memasuki peti uap yang berdekatan dengan silinder mesin bolak-balik. Di dalam setiap peti uap terdapat katup geser yang mendistribusikan uap melalui port yang menghubungkan peti uap ke ujung ruang silinder. Peran katup ada dua: masuknya setiap dosis uap baru, dan pembuangan uap yang digunakan setelah selesai bekerja.

Silindernya bekerja ganda, dengan uap yang masuk ke setiap sisi piston secara bergantian. Pada lokomotif dua silinder, satu silinder terletak di setiap sisi kendaraan. Engkol diatur 90° di luar fase. Selama putaran penuh roda penggerak, uap memberikan empat langkah tenaga; setiap silinder menerima dua suntikan uap per putaran. Langkah pertama adalah ke bagian depan piston dan langkah kedua ke bagian belakang piston; oleh karena itu ada dua langkah kerja. Akibatnya, dua pengiriman uap ke setiap permukaan piston di dua silinder menghasilkan satu putaran penuh roda penggerak. Setiap piston dipasang ke poros penggerak di setiap sisi dengan batang penghubung, dan roda penggerak dihubungkan bersama dengan batang penghubung untuk menyalurkan daya dari penggerak utama ke roda lainnya. Perhatikan bahwa pada dua "pusat mati", ketika batang penghubung berada pada sumbu yang sama dengan crankpin pada roda penggerak, batang penghubung tidak memberikan torsi pada roda. Oleh karena itu, jika kedua crankset berada di "titik mati" pada saat yang sama, dan roda harus berhenti pada posisi ini, lokomotif tidak dapat mulai bergerak. Oleh karena itu, crankpins dipasang pada roda dengan sudut 90° satu sama lain, sehingga hanya satu sisi yang dapat berada di tengah pada satu waktu.

Setiap piston menyalurkan tenaga melalui crosshead, batang penghubung (batang utama di AS) dan crankpin pada roda penggerak (penggerak utama di AS) atau ke engkol pada gandar penggerak. Pergerakan katup di dalam ruang uap dikontrol melalui satu set batang dan penghubung yang disebut roda gigi katup, yang digerakkan dari poros penggerak atau dari engkol; roda gigi katup mencakup perangkat yang memungkinkan membalikkan mesin, menyesuaikan gerakan katup, serta waktu masuk dan keluarnya gas. Titik potong menentukan saat ketika katup memblokir port uap, "memotong" uap masuk dan dengan demikian menentukan proporsi langkah di mana uap masuk ke dalam silinder; misalnya, cut-off 50% menerima uap untuk setengah langkah piston. Sisa langkah didorong oleh kekuatan ekspansif uap. Penggunaan cut-off yang cermat memberikan penggunaan uap yang ekonomis dan pada gilirannya, mengurangi konsumsi bahan bakar dan air. Tuas pembalik (Johnson bar di AS), atau pembalik sekrup (jika dilengkapi), yang mengontrol cut-off, oleh karena itu, melakukan fungsi yang mirip dengan perpindahan gigi pada mobil - cut-off maksimum, yang memberikan upaya traksi maksimum dengan mengorbankan efisiensi, digunakan untuk menarik diri dari posisi diam, sementara cut-off serendah 10% digunakan saat jelajah, memberikan upaya traksi yang lebih sedikit, dan oleh karena itu konsumsi bahan bakar / air yang lebih rendah.

Uap buang diarahkan ke atas keluar dari lokomotif melalui cerobong asap, melalui nosel yang disebut blastpipe, sehingga menciptakan suara "chuffing" yang familiar dari lokomotif uap. Pipa sembur ditempatkan pada titik strategis di dalam kotak asap yang pada saat yang sama dilalui oleh gas pembakaran yang ditarik melalui ketel dan parut oleh aksi semburan uap. Penggabungan dua aliran, uap dan gas buang, sangat penting untuk efisiensi lokomotif uap, dan profil internal cerobong asap (atau, tepatnya, ejektor) memerlukan desain dan penyesuaian yang cermat. Hal ini telah menjadi objek studi intensif oleh sejumlah insinyur (dan sering diabaikan oleh orang lain, terkadang dengan konsekuensi bencana). Fakta bahwa aliran udara bergantung pada tekanan gas buang berarti bahwa pengiriman daya dan pembangkitan daya secara otomatis menyesuaikan diri. Di antara hal-hal lainnya, keseimbangan harus dicapai antara mendapatkan aliran udara yang cukup untuk pembakaran dan memberikan waktu yang cukup bagi gas buang dan partikel untuk dikonsumsi. Di masa lalu, aliran udara yang kuat dapat mengangkat api dari perapian, atau menyebabkan keluarnya partikel bahan bakar yang tidak terbakar, kotoran, dan polusi yang membuat lokomotif uap memiliki reputasi yang tidak menyenangkan. Selain itu, aksi pemompaan knalpot memiliki efek berlawanan dengan memberikan tekanan balik pada sisi piston yang menerima uap, sehingga sedikit mengurangi tenaga silinder. Merancang ejektor knalpot menjadi ilmu yang spesifik, dengan insinyur seperti Chapelon, Giesl dan Porta membuat peningkatan besar dalam efisiensi termal dan pengurangan yang signifikan dalam waktu perawatan dan polusi. Sistem serupa digunakan oleh beberapa produsen traktor bensin/minyak tanah awal (Advance-Rumely/Hart-Parr) - volume gas buang dilepaskan melalui menara pendingin, yang memungkinkan knalpot uap menarik lebih banyak udara melewati radiator.

Roda gigi berjalan

Roda gigi berjalan meliputi roda gigi rem, set roda, kotak as, pegas dan gerakan yang meliputi batang penghubung dan roda gigi katup. Transmisi daya dari piston ke rel dan perilaku lokomotif sebagai kendaraan, yang mampu melewati tikungan, titik, dan ketidakteraturan di lintasan, merupakan hal yang sangat penting. Karena daya bolak-balik harus diterapkan secara langsung ke rel dari 0 rpm ke atas, hal ini menimbulkan masalah daya rekat roda penggerak ke permukaan rel yang halus. Berat perekat adalah bagian dari beban berat lokomotif yang dibebankan pada roda penggerak. Hal ini menjadi lebih efektif jika sepasang roda penggerak mampu memaksimalkan beban gandarnya, yaitu bagian masing-masing dari berat perekat. Balok penyeimbang yang menghubungkan ujung pegas daun sering dianggap sebagai komplikasi di Inggris, namun, lokomotif yang dilengkapi dengan balok tersebut biasanya tidak terlalu rentan terhadap hilangnya traksi karena selip roda. Suspensi menggunakan tuas penyeimbang antara gandar penggerak, dan antara gandar penggerak dan truk, merupakan praktik standar pada lokomotif Amerika Utara untuk menjaga beban roda yang merata saat beroperasi di jalur yang tidak rata.

Lokomotif dengan perlekatan total, di mana semua roda digabungkan menjadi satu, umumnya kurang stabil pada kecepatan tinggi. Untuk mengatasi hal ini, lokomotif sering kali menggunakan roda pengangkut yang tidak bertenaga yang dipasang pada truk roda dua atau bogie roda empat yang dipusatkan oleh pegas/rocker terbalik/roller roda gigi yang membantu memandu lokomotif melalui tikungan. Roda ini biasanya menambah berat - silinder di bagian depan atau kotak api di bagian belakang - ketika lebarnya melebihi lebar rangka utama. Lokomotif dengan beberapa roda berpasangan pada sasis yang kaku akan memiliki gaya flensa yang tidak dapat diterima pada tikungan yang sempit sehingga menyebabkan keausan flensa dan rel yang berlebihan, penyebaran lintasan, dan tergelincirnya roda. Salah satu solusinya adalah dengan menghilangkan atau menipiskan flensa pada gandar. Yang lebih umum adalah dengan memberikan permainan ujung gandar dan menggunakan kontrol gerakan lateral dengan pegas atau perangkat gravitasi bidang miring.

Perusahaan kereta api umumnya lebih menyukai lokomotif dengan gandar yang lebih sedikit, untuk mengurangi biaya perawatan. Jumlah gandar yang dibutuhkan ditentukan oleh beban gandar maksimum dari jalur kereta api yang bersangkutan. Pembuat biasanya akan menambahkan gandar hingga berat maksimum pada satu gandar dapat diterima oleh pemuatan gandar maksimum kereta api. Lokomotif dengan susunan roda dua gandar utama, dua gandar penggerak, dan satu gandar belakang adalah mesin berkecepatan tinggi. Dua gandar utama diperlukan untuk memiliki pelacakan yang baik pada kecepatan tinggi. Dua gandar penggerak memiliki massa bolak-balik yang lebih rendah daripada tiga, empat, lima, atau enam gandar yang digabungkan. Dengan demikian, mereka dapat berbelok pada kecepatan yang sangat tinggi karena massa bolak-balik yang lebih rendah. Gandar belakang mampu menopang kotak api yang besar, oleh karena itu sebagian besar lokomotif dengan susunan roda 4-4-2 (American Type Atlantic) disebut kapal uap bebas dan mampu mempertahankan tekanan uap terlepas dari pengaturan throttle.

Sasis

Sasis, atau rangka lokomotif, adalah struktur utama tempat ketel uap dipasang dan yang menggabungkan berbagai elemen roda gigi. Ketel uap dipasang dengan kokoh di atas "pelana" di bawah kotak asap dan di depan laras ketel uap, tetapi kotak api di bagian belakang dibiarkan bergeser ke depan dan ke belakang, untuk memungkinkan pemuaian saat panas.

Lokomotif Eropa biasanya menggunakan "rangka pelat", di mana dua pelat datar vertikal membentuk sasis utama, dengan berbagai spacer dan balok penyangga di setiap ujungnya untuk membentuk struktur yang kaku. Ketika silinder bagian dalam dipasang di antara rangka, rangka pelat adalah satu pengecoran besar yang membentuk elemen pendukung utama. Kotak as roda bergeser ke atas dan ke bawah untuk memberikan suspensi pegas, pada jaring yang menebal yang terpasang pada rangka, yang disebut "hornblocks".

Praktik di Amerika selama bertahun-tahun adalah menggunakan rangka batang bawaan, dengan struktur pelana/silinder smokebox dan drag beam yang terintegrasi di dalamnya. Pada tahun 1920-an, dengan diperkenalkannya "negara adidaya", tempat tidur lokomotif baja tuang menjadi norma, menggabungkan rangka, gantungan pegas, kurung gerak, sadel kotak asap dan blok silinder ke dalam satu pengecoran tunggal yang kompleks, kokoh namun berat. Sebuah studi desain SNCF yang menggunakan rangka tubular yang dilas menghasilkan rangka yang kokoh dengan pengurangan berat sebesar 30%.

Bahan bakar dan air

Umumnya, lokomotif terbesar digabungkan secara permanen ke tender yang membawa air dan bahan bakar. Seringkali, lokomotif yang bekerja pada jarak yang lebih pendek tidak memiliki tender dan membawa bahan bakar di dalam bunker, dengan air yang dibawa di dalam tangki yang ditempatkan di sebelah ketel. Tangki bisa dalam berbagai konfigurasi, termasuk dua tangki di samping (tangki samping atau tangki pannier), satu di atas (tangki pelana) atau satu di antara rangka (tangki sumur).

Bahan bakar yang digunakan tergantung pada apa yang tersedia secara ekonomis untuk kereta api. Di Inggris dan bagian Eropa lainnya, pasokan batu bara yang melimpah menjadikannya pilihan yang jelas sejak masa-masa awal mesin uap. Hingga tahun 1870, mayoritas lokomotif di Amerika Serikat membakar kayu, namun seiring dengan pembukaan hutan di wilayah Timur, batu bara secara bertahap menjadi lebih banyak digunakan hingga menjadi bahan bakar yang dominan di seluruh dunia untuk lokomotif uap. Kereta api yang melayani operasi pertanian tebu membakar ampas tebu, produk sampingan dari penyulingan gula. Di Amerika Serikat, ketersediaan dan harga minyak yang murah menjadikannya bahan bakar lokomotif uap yang populer setelah tahun 1900 untuk jalur kereta api barat daya, khususnya Pasifik Selatan. Di negara bagian Victoria, Australia, banyak lokomotif uap yang dikonversi ke bahan bakar minyak berat setelah Perang Dunia II. Kereta api Jerman, Rusia, Australia, dan Inggris bereksperimen dengan menggunakan debu batu bara untuk menyalakan lokomotif.

Selama Perang Dunia 2, sejumlah lokomotif shunting uap Swiss dimodifikasi untuk menggunakan boiler yang dipanaskan secara elektrik, mengkonsumsi sekitar 480 kW daya yang dikumpulkan dari saluran udara dengan pantograf. Lokomotif ini secara signifikan kurang efisien dibandingkan lokomotif listrik; lokomotif ini digunakan karena Swiss mengalami kekurangan batu bara akibat Perang, tetapi memiliki akses ke pembangkit listrik tenaga air yang berlimpah.

Sejumlah jalur wisata dan lokomotif warisan di Swiss, Argentina, dan Australia telah menggunakan bahan bakar jenis diesel ringan.

Air dipasok di tempat pemberhentian dan depo lokomotif dari menara air khusus yang terhubung ke derek air atau gantry. Di Inggris, Amerika Serikat dan Prancis, palung air (track pans di Amerika Serikat) disediakan di beberapa jalur utama untuk memungkinkan lokomotif mengisi ulang pasokan air tanpa henti, dari air hujan atau lelehan salju yang memenuhi palung karena cuaca buruk. Hal ini dicapai dengan menggunakan "gayung air" yang dapat dipindahkan yang dipasang di bawah tender atau tangki air belakang pada mesin tangki besar; petugas pemadam kebakaran menurunkan gayung dari jarak jauh ke dalam palung, kecepatan mesin memaksa air masuk ke dalam tangki, dan gayung dinaikkan lagi setelah penuh.

Air sangat penting untuk pengoperasian lokomotif uap. Seperti yang dikatakan Swengel:

Air memiliki panas spesifik tertinggi dari semua zat yang umum; yaitu, lebih banyak energi panas yang disimpan dengan memanaskan air ke suhu tertentu daripada yang akan disimpan dengan memanaskan massa baja atau tembaga yang sama ke suhu yang sama. Selain itu, sifat menguap (membentuk uap) menyimpan energi tambahan tanpa meningkatkan suhu... air adalah media yang sangat memuaskan untuk mengubah energi termal bahan bakar menjadi energi mekanik.

Swengel selanjutnya mencatat bahwa "pada suhu rendah dan output boiler yang relatif rendah", air yang baik dan pencucian boiler secara teratur adalah praktik yang dapat diterima, meskipun pemeliharaan tersebut tinggi. Namun, ketika tekanan uap meningkat, masalah "pembusaan" atau "priming" berkembang di dalam boiler, di mana padatan terlarut di dalam air membentuk "gelembung berkulit keras" di dalam boiler, yang kemudian terbawa ke dalam pipa-pipa uap dan dapat meledakkan kepala silinder. Untuk mengatasi masalah ini, air panas yang mengandung mineral sengaja dibuang (dihembuskan) dari ketel secara berkala. Tekanan uap yang lebih tinggi membutuhkan lebih banyak pembuangan air dari ketel. Oksigen yang dihasilkan oleh air mendidih menyerang ketel, dan dengan meningkatnya tekanan uap, laju karat (oksida besi) yang dihasilkan di dalam ketel meningkat. Salah satu cara untuk membantu mengatasi masalah ini adalah pengolahan air. Swengel menyatakan bahwa masalah ini berkontribusi pada ketertarikan pada elektrifikasi rel kereta api.

Pada tahun 1970-an, L.D. Porta mengembangkan sistem canggih pengolahan air kimia tugas berat (Porta Treatment) yang tidak hanya menjaga bagian dalam ketel tetap bersih dan mencegah korosi, tetapi juga memodifikasi busa sedemikian rupa sehingga membentuk "selimut" padat pada permukaan air yang menyaring uap saat diproduksi, menjaganya tetap murni dan mencegah terbawanya air ke dalam silinder air dan bahan abrasif yang tersuspensi.

Beberapa lokomotif uap telah dijalankan dengan bahan bakar alternatif seperti minyak goreng bekas seperti Grand Canyon Railway 4960, Grand Canyon Railway 29, U.S. Sugar 148, dan Lokomotif Kereta Api Disneyland.   

Disadur dari: en.wikipedia.org

Kapal uap, sering disebut sebagai kapal uap, adalah jenis kapal bertenaga uap, biasanya mengarungi samudra dan laik laut, yang digerakkan oleh satu atau lebih mesin uap yang biasanya menggerakkan baling-baling atau roda dayung. Kapal uap pertama kali digunakan secara praktis pada awal tahun 1800-an; namun, ada beberapa pengecualian yang terjadi sebelumnya. Kapal uap biasanya menggunakan sebutan awalan "PS" untuk kapal uap dayung atau "SS" untuk kapal uap ulir (menggunakan baling-baling atau sekrup). Karena kapal uap dayung menjadi kurang umum, "SS" secara keliru diasumsikan oleh banyak orang sebagai singkatan dari "kapal uap". Kapal yang ditenagai oleh mesin pembakaran internal menggunakan awalan seperti "MV" untuk kapal motor, sehingga tidak tepat menggunakan "SS" untuk sebagian besar kapal modern.

Karena kapal uap tidak terlalu bergantung pada pola angin, rute perdagangan baru pun terbuka. Kapal uap telah digambarkan sebagai "pendorong utama gelombang pertama globalisasi perdagangan (1870-1913)" dan kontributor untuk "peningkatan perdagangan internasional yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam sejarah manusia."

Sejarah

Kapal uap didahului oleh kapal yang lebih kecil, yang disebut kapal uap, yang dibuat pada paruh pertama abad ke-18, dengan kapal uap dan kapal uap dayung pertama yang berfungsi, Pyroscaphe, dari tahun 1783. Setelah teknologi uap dikuasai pada tingkat ini, mesin uap dipasang pada kapal yang lebih besar, dan akhirnya, kapal laut. Menjadi handal, dan digerakkan oleh sekrup daripada roda dayung, teknologi ini mengubah desain kapal menjadi lebih cepat dan lebih ekonomis.

Roda dayung sebagai sumber penggerak utama menjadi standar pada kapal-kapal awal ini. Ini adalah alat penggerak yang efektif dalam kondisi ideal, namun memiliki kekurangan yang serius. Roda dayung berkinerja terbaik ketika beroperasi pada kedalaman tertentu, namun ketika kedalaman kapal berubah akibat penambahan bobot, hal itu semakin menenggelamkan roda dayung yang menyebabkan penurunan kinerja yang substansial.

Dalam beberapa dekade setelah pengembangan kapal uap sungai dan kanal, kapal uap pertama mulai melintasi Samudra Atlantik. Kapal uap pertama yang melintasi laut adalah kapal uap pertama Richard Wright's Experiment, sebuah kapal uap bekas milik Prancis; ia melaju dari Leeds ke Yarmouth pada bulan Juli 1813.

Kapal uap besi pertama yang melaut adalah Aaron Manby seberat 116 ton, yang dibangun pada tahun 1821 oleh Aaron Manby di Horseley Ironworks, dan menjadi kapal besi pertama yang melaut saat menyeberangi Selat Inggris pada tahun 1822, dan tiba di Paris pada tanggal 22 Juni. Kapal ini mengangkut penumpang dan kargo ke Paris pada tahun 1822 dengan kecepatan rata-rata 8 knot (9 mph, 14 km/jam)

Kapal Amerika SS Savannah pertama kali menyeberangi Samudra Atlantik dan tiba di Liverpool, Inggris, pada tanggal 20 Juni 1819, meskipun sebagian besar pelayaran sebenarnya dilakukan di bawah layar. Kapal pertama yang melakukan perjalanan trans-Atlantik secara substansial dengan tenaga uap mungkin adalah Curaçao, kapal kayu berbobot 438 ton milik Belanda yang dibangun di Dover dan ditenagai oleh dua mesin berkekuatan 50 hp, yang menyeberang dari Hellevoetsluis, dekat Rotterdam pada tanggal 26 April 1827 menuju Paramaribo, Suriname pada tanggal 24 Mei, menghabiskan waktu 11 hari dengan menggunakan tenaga uap dalam perjalanan pulang pergi. Penggugat lainnya adalah kapal Kanada SS Royal William pada tahun 1833.

Kapal uap pertama yang dibuat khusus untuk penyeberangan trans-Atlantik terjadwal adalah kapal uap dayung roda samping Inggris, SS Great Western, yang dibangun oleh Isambard Kingdom Brunel pada tahun 1838, yang meresmikan era kapal samudra trans-Atlantik.

SS Archimedes, yang dibangun di Inggris pada tahun 1839 oleh Francis Pettit Smith, adalah kapal uap yang digerakkan baling-baling ulir pertama di dunia untuk pelayaran di perairan terbuka. Kapal ini memiliki pengaruh yang cukup besar dalam pengembangan kapal, mendorong adopsi propulsi sekrup oleh Angkatan Laut Kerajaan, selain pengaruhnya pada kapal komersial. Kapal uap baling-baling yang digerakkan dengan sekrup pertama yang diperkenalkan di Amerika adalah kapal yang dibangun oleh Thomas Clyde pada tahun 1844 dan banyak lagi kapal dan rute yang mengikutinya.

Kapal uap baling-baling ulir

Inovasi utama yang membuat kapal uap laut menjadi layak adalah perubahan dari roda dayung ke baling-baling sekrup sebagai mekanisme penggerak. Kapal uap ini dengan cepat menjadi lebih populer, karena efisiensi baling-balingnya konsisten terlepas dari kedalaman tempat kapal tersebut beroperasi. Karena ukuran dan massanya yang lebih kecil dan terendam seluruhnya, kapal ini juga jauh lebih tidak mudah rusak.

James Watt dari Skotlandia secara luas diberi penghargaan karena menerapkan baling-baling ulir pertama pada mesin di Birmingham, sebuah mesin uap awal, yang memulai penggunaan ulir hidrodinamis untuk penggerak.

Pengembangan propulsi sekrup bergantung pada inovasi teknologi berikut ini.

Mesin uap harus dirancang dengan tenaga yang disalurkan di bagian bawah mesin, untuk memberikan dorongan langsung ke poros baling-baling. Mesin kapal uap dayung menggerakkan poros yang diposisikan di atas permukaan air, dengan silinder diposisikan di bawah poros. SS Great Britain menggunakan penggerak rantai untuk menyalurkan tenaga dari mesin pendayung ke poros baling-baling - hasil dari perubahan desain yang terlambat untuk propulsi baling-baling.

Sebuah tabung buritan yang efektif dan bantalan yang terkait diperlukan. Tabung buritan berisi poros baling-baling di mana ia melewati struktur lambung. Ini harus memberikan penyaluran tenaga yang tidak terbatas oleh poros baling-baling. Kombinasi lambung dan tabung buritan harus menghindari pelenturan yang akan membengkokkan poros atau menyebabkan keausan yang tidak merata. Ujung dalam kapal memiliki kotak isian yang mencegah air masuk ke dalam lambung kapal di sepanjang tabung. Beberapa tabung buritan awal terbuat dari kuningan dan dioperasikan sebagai bantalan berpelumas air di sepanjang panjangnya. Pada kasus lain, sebuah semak panjang dari logam lunak dipasang di ujung belakang tabung buritan. SS Great Eastern mengalami kegagalan pada pelayaran transatlantik pertamanya, dengan keausan yang sangat besar dan tidak merata. Masalahnya diselesaikan dengan bantalan berpelumas air lignum vitae, yang dipatenkan pada tahun 1858. Ini menjadi praktik standar dan digunakan hingga saat ini.

Karena daya gerak propulsi sekrup disalurkan di sepanjang poros, bantalan dorong diperlukan untuk memindahkan beban tersebut ke lambung kapal tanpa gesekan yang berlebihan. SS Britania Raya memiliki pelat gunmetal berdiameter 2 kaki di ujung depan poros yang menempel pada pelat baja yang terpasang pada alas mesin. Air dengan tekanan 200 psi disuntikkan di antara kedua permukaan ini untuk melumasi dan memisahkannya. Pengaturan ini tidak cukup untuk tenaga mesin yang lebih tinggi dan bantalan dorong "kerah" yang dilumasi oli menjadi standar sejak awal tahun 1850-an. Ini digantikan pada awal abad ke-20 oleh bantalan bantalan apung yang secara otomatis membangun irisan minyak yang dapat menahan tekanan bantalan 500 psi atau lebih.

Awalan nama

Kapal bertenaga uap diberi nama dengan awalan yang menunjukkan konfigurasi baling-balingnya, yaitu sekrup tunggal, kembar, dan tiga. Kapal Uap Satu Sekrup SS, Kapal Uap Dua Sekrup TSS, Kapal Uap Tiga Sekrup TrSS. Kapal yang digerakkan oleh turbin uap memiliki awalan TS. Di Inggris, awalan RMS untuk Kapal Uap Royal Mail menggantikan awalan konfigurasi sekrup.

Kapal uap lintas samudra pertama

Kapal uap pertama yang dikreditkan dengan menyeberangi Samudra Atlantik antara Amerika Utara dan Eropa adalah kapal Amerika SS Savannah, meskipun sebenarnya kapal ini merupakan hibrida antara kapal uap dan kapal layar, dengan paruh pertama perjalanan menggunakan mesin uap. Savannah meninggalkan pelabuhan Savannah, Georgia, Amerika Serikat, pada 22 Mei 1819, dan tiba di Liverpool, Inggris, pada 20 Juni 1819; mesin uapnya telah digunakan selama 18 hari (estimasi bervariasi dari 8 hingga 80 jam).  Klaim atas gelar kapal pertama yang melakukan perjalanan trans-Atlantik secara substansial dengan tenaga uap adalah Curaçao, kapal kayu berbobot 438 ton yang dibuat di Dover dan ditenagai oleh dua mesin berkekuatan 50 hp, yang menyeberang dari Hellevoetsluis, dekat Rotterdam pada tanggal 26 April 1827 menuju Paramaribo, Suriname pada tanggal 24 Mei, menghabiskan waktu 11 hari dengan menggunakan tenaga uap dalam perjalanan pulang pergi. Penggugat lainnya adalah kapal Kanada SS Royal William pada tahun 1833.

Kapal uap dayung roda samping Inggris, SS Great Western, adalah kapal uap pertama yang dibuat khusus untuk penyeberangan trans-Atlantik yang dijadwalkan secara teratur, dimulai pada tahun 1838. Pada tahun 1836, Isambard Kingdom Brunel dan sekelompok investor Bristol membentuk Great Western Steamship Company untuk membangun lini kapal uap untuk rute Bristol-New York. Gagasan layanan trans-Atlantik terjadwal secara teratur sedang dibahas oleh beberapa kelompok dan saingannya, Perusahaan Navigasi Uap Inggris dan Amerika, didirikan pada waktu yang sama.  Desain Great Western memicu kontroversi dari para kritikus yang berpendapat bahwa kapal ini terlalu besar. Prinsip yang dipahami Brunel adalah bahwa daya angkut lambung kapal meningkat seiring bertambahnya pangkat dua dari dimensinya, sementara ketahanan air hanya meningkat seiring bertambahnya pangkat dua dari dimensinya. Ini berarti bahwa kapal-kapal besar lebih hemat bahan bakar, sesuatu yang sangat penting untuk pelayaran panjang melintasi Atlantik..

Great Western adalah kapal uap dayung roda samping yang diikat dengan besi, kayu, dan memiliki empat tiang untuk mengibarkan layar tambahan. Layarnya tidak hanya untuk memberikan tenaga penggerak tambahan, tetapi juga digunakan di lautan yang berombak untuk menjaga kapal tetap pada lunas dan memastikan kedua roda dayung tetap berada di dalam air, menggerakkan kapal dalam garis lurus. Lambung kapal dibuat dari kayu ek dengan metode tradisional. Dia adalah kapal uap terbesar selama satu tahun, sampai Ratu Inggris dan Amerika mulai beroperasi. Dibangun di galangan kapal Patterson & Mercer di Bristol, Great Western diluncurkan pada 19 Juli 1837 dan kemudian berlayar ke London, di mana ia dilengkapi dengan dua mesin uap tuas samping dari firma Maudslay, Sons & Field, yang menghasilkan 750 tenaga kuda di antara keduanya. Kapal ini terbukti memuaskan dalam pelayanannya dan memprakarsai rute trans-Atlantik, yang menjadi model bagi kapal-kapal uap dayung Atlantik berikutnya.

RMS Britannia milik Cunard Line memulai layanan penumpang dan kargo reguler pertamanya dengan kapal uap pada tahun 1840, berlayar dari Liverpool ke Boston.

Pada tahun 1845, kapal revolusioner SS Great Britain, yang juga dibangun oleh Brunel, menjadi kapal berpenggerak ulir berlambung besi pertama yang menyeberangi Atlantik. SS Great Britain merupakan kapal pertama yang menggabungkan kedua inovasi ini. Setelah kesuksesan awal kapal pertamanya, SS Great Western pada tahun 1838, Perusahaan Kapal Uap Great Western mengumpulkan tim insinyur yang sama yang telah berkolaborasi dengan sukses sebelumnya. Namun kali ini, Brunel, yang reputasinya sedang berada di puncaknya, datang untuk menegaskan kontrol keseluruhan atas desain kapal - suatu keadaan yang akan memiliki konsekuensi yang luas bagi perusahaan. Pembangunan dilakukan di galangan kering yang diadaptasi secara khusus di Bristol, Inggris.

Brunel diberi kesempatan untuk memeriksa kapal paket kanal 213 kaki (65 m) milik John Laird, Rainbow-kapal paket kanal terbesar yang saat itu sedang beroperasi-pada tahun 1838, dan segera dikonversi ke teknologi lambung besi. Dia membatalkan rencananya untuk membangun kapal kayu dan membujuk para direktur perusahaan untuk membangun kapal berlambung besi. Keuntungan besi termasuk jauh lebih murah daripada kayu, tidak mudah lapuk atau terkena ulat kayu, dan kekuatan strukturalnya yang jauh lebih besar. Batas praktis panjang kapal berlambung kayu adalah sekitar 300 kaki, setelah itu hogging - pelenturan lambung kapal saat ombak melintas di bawahnya - menjadi terlalu besar. Lambung besi jauh lebih sedikit mengalami hogging, sehingga potensi ukuran kapal berlambung besi jauh lebih besar.

Pada musim semi 1840, Brunel juga berkesempatan untuk memeriksa SS Archimedes, kapal uap pertama yang digerakkan dengan sekrup, yang selesai dibangun beberapa bulan sebelumnya oleh Perusahaan Kapal Uap Baling-Baling F. P. Smith. Brunel telah mencari metode untuk meningkatkan kinerja roda dayung Britania Raya, dan langsung tertarik dengan teknologi baru ini, dan Smith, yang merasakan adanya pelanggan baru yang bergengsi untuk perusahaannya sendiri, setuju untuk meminjamkan Archimedes kepada Brunel untuk pengujian yang diperpanjang. Selama beberapa bulan, Smith dan Brunel menguji sejumlah baling-baling yang berbeda di Archimedes untuk menemukan desain yang paling efisien, sebuah model berbaling-baling empat yang diajukan oleh Smith. Saat diluncurkan pada tahun 1843, Britania Raya sejauh ini merupakan kapal terbesar yang terapung.

Proyek besar terakhir Brunel, SS Great Eastern, dibangun pada tahun 1854-57 dengan tujuan menghubungkan Britania Raya dengan India, melalui Tanjung Harapan, tanpa persinggahan batu bara. Kapal ini bisa dibilang lebih revolusioner daripada pendahulunya. Dia adalah salah satu kapal pertama yang dibangun dengan lambung ganda dengan kompartemen kedap air dan merupakan kapal pertama yang memiliki empat corong. Kapal ini merupakan kapal terbesar sepanjang abad ke-19 dengan tonase kotor hampir 20.000 ton dan memiliki kapasitas angkut ribuan penumpang. Kapal ini mendahului zamannya dan mengalami sejarah yang penuh gejolak, tidak pernah digunakan sesuai dengan tujuannya. Kapal uap trans-Atlantik pertama yang dibuat dari baja adalah SS Buenos Ayrean, yang dibangun oleh Allan Line Royal Mail Steamers dan mulai beroperasi pada tahun 1879.

Layanan kapal uap reguler pertama dari Pantai Timur ke Pantai Barat Amerika Serikat dimulai pada 28 Februari 1849, dengan kedatangan SS California di Teluk San Francisco. California meninggalkan Pelabuhan New York pada tanggal 6 Oktober 1848, mengitari Tanjung Horn di ujung Amerika Selatan, dan tiba di San Francisco, California, setelah menempuh perjalanan selama empat bulan 21 hari. Kapal uap pertama yang beroperasi di Samudra Pasifik adalah kapal uap dayung Beaver, yang diluncurkan pada tahun 1836 untuk melayani pos-pos perdagangan Hudson's Bay Company antara Puget Sound, Washington, dan Alaska.

Kapal uap komersial jarak jauh

Rute yang paling banyak diuji coba untuk kapal uap adalah dari Inggris atau Pantai Timur AS ke Timur Jauh. Jarak dari keduanya kurang lebih sama, antara 14.000 hingga 15.000 mil laut (26.000 hingga 28.000 km; 16.000 hingga 17.000 mil), melintasi Atlantik, di sekitar ujung selatan Afrika, dan menyeberangi Samudra Hindia. Sebelum tahun 1866, tidak ada kapal uap yang dapat mengangkut batu bara dalam jumlah yang cukup untuk melakukan perjalanan ini dan memiliki cukup ruang yang tersisa untuk mengangkut kargo komersial.

Solusi parsial untuk masalah ini diadopsi oleh Peninsular and Oriental Steam Navigation Company (P&O), menggunakan jalur darat antara Alexandria dan Suez, dengan rute kapal uap yang terhubung di sepanjang Mediterania dan kemudian melalui Laut Merah. Meskipun cara ini berhasil untuk penumpang dan beberapa kargo bernilai tinggi, pelayaran masih menjadi satu-satunya solusi untuk hampir semua perdagangan antara Tiongkok dan Eropa Barat atau Pantai Timur Amerika. Kargo yang paling terkenal adalah teh, yang biasanya dibawa dengan gunting.

Solusi parsial lainnya adalah Kapal Pembantu Uap - sebuah kapal dengan mesin uap, tetapi juga dipasang sebagai kapal layar. Mesin uap hanya akan digunakan ketika kondisi tidak memungkinkan untuk berlayar - saat angin sepoi-sepoi atau berlawanan arah. Beberapa dari jenis ini (misalnya Erl King) dibangun dengan baling-baling yang dapat diangkat dari air untuk mengurangi hambatan saat berlayar dengan tenaga angin. Kapal-kapal ini berjuang untuk sukses di rute ke Cina, karena tali-temali berdiri yang diperlukan saat berlayar merupakan hambatan saat berlayar melawan angin sakal, terutama melawan angin muson barat daya saat kembali dengan kargo teh baru. Meskipun kapal-kapal uap tambahan bertahan dalam persaingan dalam perdagangan timur jauh selama beberapa tahun (dan Erl King-lah yang membawa kargo teh pertama melalui Terusan Suez), mereka segera beralih ke rute lain.

Yang dibutuhkan adalah peningkatan besar dalam efisiensi bahan bakar. Sementara ketel uap untuk mesin uap di darat diizinkan untuk bekerja pada tekanan tinggi, Dewan Perdagangan (di bawah otoritas Undang-Undang Pelayaran Pedagang 1854) tidak mengizinkan kapal melebihi 20 atau 25 pon per inci persegi (140 atau 170 kPa). Mesin kompon adalah sumber yang dikenal untuk meningkatkan efisiensi - tetapi umumnya tidak digunakan di laut karena tekanan rendah yang tersedia. Carnatic (1863), sebuah kapal P&O, memiliki mesin majemuk - dan mencapai efisiensi yang lebih baik daripada kapal-kapal lain pada saat itu. Boilernya bekerja pada 26 pon per inci persegi (180 kPa) tetapi mengandalkan sejumlah besar superheat..

Alfred Holt, yang telah memasuki bidang teknik kelautan dan manajemen kapal setelah magang di bidang teknik perkeretaapian, bereksperimen dengan tekanan boiler sebesar 60 pon per inci persegi (410 kPa) di Cleator. Holt berhasil membujuk Dewan Perdagangan untuk mengizinkan tekanan boiler ini dan, dalam kemitraan dengan saudaranya, Phillip, meluncurkan Agamemnon pada tahun 1865. Holt telah merancang mesin kompon yang sangat kompak dan sangat memperhatikan desain lambung kapal, menghasilkan lambung kapal yang ringan, kuat, dan mudah dikemudikan..

Efisiensi dari paket tekanan boiler, mesin kompon, dan desain lambung kapal Holt menghasilkan kapal yang dapat melaju dengan kecepatan 10 knot dengan 20 ton batu bara per hari. Konsumsi bahan bakar ini merupakan penghematan antara 23 hingga 14 ton per hari, dibandingkan dengan kapal uap kontemporer lainnya. Tidak hanya lebih sedikit batu bara yang perlu dibawa untuk menempuh jarak tertentu, tetapi juga lebih sedikit petugas pemadam kebakaran yang dibutuhkan untuk mengisi bahan bakar boiler, sehingga biaya kru dan ruang akomodasi mereka berkurang. Agamemnon dapat berlayar dari London ke Cina dengan pemberhentian batu bara di Mauritius dalam perjalanan pergi dan pulang, dengan waktu pelayaran yang jauh lebih singkat daripada kapal-kapal layar yang bersaing. Holt telah memesan dua kapal kembar untuk Agamemnon pada saat dia kembali dari perjalanan pertamanya ke Tiongkok pada tahun 1866, mengoperasikan kapal-kapal ini di Blue Funnel Line yang baru dibentuk. Para pesaingnya dengan cepat meniru idenya untuk kapal-kapal baru mereka sendiri.

Pembukaan Terusan Suez pada tahun 1869 memberikan penghematan jarak sekitar 3.250 mil laut (6.020 km; 3.740 mil) pada rute dari Tiongkok ke London.[b] Terusan bukanlah pilihan praktis untuk kapal layar, karena menggunakan kapal tunda itu sulit dan mahal - sehingga penghematan jarak ini tidak tersedia bagi mereka. Kapal-kapal uap segera memanfaatkan jalur air baru ini dan mendapati diri mereka sangat diminati di Tiongkok pada awal musim teh tahun 1870. Kapal-kapal uap bisa mendapatkan tarif pengangkutan yang jauh lebih tinggi daripada kapal layar dan premi asuransi untuk kargo lebih sedikit. Begitu suksesnya kapal uap menggunakan Terusan Suez sehingga, pada tahun 1871, 45 kapal dibangun di galangan kapal Clyde saja untuk perdagangan Timur Jauh.

Disadur dari: en.wikipedia.org

JAKARTA, KOMPAS.com - PT Krakatau Steel (Persero) Tbk menorehkan laba bersih sebesar Rp 1,05 triliun per Oktober 2021. Direktur Utama Krakatau Steel Silmy Karim mengatakan, laba bersih yang yang diperoleh perseroan dapat tercapai salah satunya berkat digitalisasi.

"Digitalisasi yang terjadi di Krakatau Steel berdampak baik bagi peningkatan kinerjanya, sampai Oktober 2021 perusahaan mencatat laba bersih Rp 1,05 triliun," ujar dia dalam grand launching KRASmart Marketplace di Jakarta, Jumat (26/11/2021). Sementara untuk pendapatan usaha, perseroan memperoleh Rp 26,5 triliun atau naik 73,19 persen dibandingkan periode yang sama ketimbang tahun lalu sebesar Rp 15,3 triliun.

Salah satu inovasi digitalisasi yang baru saja diluncurkan oleh perseroan adalah KRASmart Marketplace.

Aplikasi ini diluncurkan demi memudahkan konsumen perseroan dalam membeli produk baja Krakatau Steel dan Group dari hulu hingga hilir . Silmy mengatakan, konsumen hanya perlu mengunduh aplikasi tersebut pada Google Play Store maupun App Store "Aplikasi ini diharapkan mampu memudahkan konsumen kami melakukan transaksi dimana pun dan kapanpun," terang Silmy.

KRASmart Marketplace sama saja seperti halnya marketplace ritel yang bisa digunakan untuk menjual consumer goods (barang jadi). Menurutnya, perseroan perlu membangun suatu hal terbaik bagi Indonesia karena harus menjadi negara yang harus mandiri. Sehingga, KRASmart marketplace menjadi platform transaksi digital dalam produk baja untuk pengusaha baja di tanah air.

Nantinya, Krakatau Steel akan membuat ekosistem KRASmart Marketplace untuk industri baja di Indonesia dengan cakupan lebih luas lagi. Selain KRASmart Marketplace, program digitalisasi lainnya yang sudah dilakukan adalah Sales Go!, Digital Control Tower, KRASmart Connect, dan KRASsoptima. SalesGo! adalah sistem sales force berbasis cloud untuk mengendalikan kegiatan penjualan perusahaan.

Untuk Digital Control Tower merupakan dashboard dan command center dalam menyajikan visualisasi data dan pengambilan keputusan yang dilakukan perusahaan dengan cepat, akurat, dan terukur. Kemudian, KRASmart Connect adalah platform B2B order to cash (O2C) untuk menyediakan visibilitas informasi dan akses order, faktur, pengiriman, serta account receivable (piutang dagang). Sementara KRASsoptima adalah mesin pembelajaran yang dapat memprediksi harga baja pada masa depan untuk penentuan produk perseroan.

Sumber: www.kompas.com