A Sejarah
B Kapal selam modern
C Cara Kerja Kapal Selam

C.1 Proses Penyelaman dan Muncul ke Permukaan
C.2 Penanganan Penopang Hidup dalam Kapal Selam
C.3 Sistem Navigasi Kapal Selam
C.4 Proses Penyelamatan dalam Kapal Selam

D Jenis Jenis Kapal Selam
E Kapal selam militer
F Indonesia

Salah satu konsep pertama kapal selam dicetuskan oleh seorang Inggris bernama William Bourne pada 1578. Namun, konsep pembuatan kapal selam tersebut baru direalisasikan pada 1620 oleh seorang Belanda bernama Cornelius Drebbel.

The HUNTLEY, one of numerous "Davids" constructed during the War Between the States.

Kapal selam Drebbel terbuat dari bahan kayu dan digerakkan menggunakan dayung. Kapal ini hanya mampu menyelam dalam waktu hitungan jam saja. Agar para kru tetap dapat bernapas, pada kapal ini disematkan pipa untuk menyalurkan udara dari permukaan ke dalam kapal selam.
Kemampuan kapal selam ini pernah didemonstrasikan di hadapan warga London dengan menyelam di bawah sungai Thames dan kapal mampu menyelam selama tiga jam.
Seorang penyair dan pengarang musik Constantijn Huygens yang juga memyaksikan uji cona kapal selam di sungai Thames kemudian menuliskan bagaimana penemuan kapal selam ini bisa digunakan di zaman perang, menyerang dan menenggelamkan kapal musuh. Seperti halnya Huygens, banyak orang yang mengakui bahwa kapal selam ini berpotensi untuk dikembangkan.
Pada 1718, tukang kayu Rusia yang bernama Yefim Nikonov mengirimkan sebuah surat kepada Raja Peter. Dalam surat tersebut Nikonov mengaku bahwa ia mampu membuat sebuah 'kapal rahasia' yang bisa berlayar di bawah laut dan menghancurkan seluruh kapal musuh dengan meriam.
Tertarik dan penasaran dengan pengakuan Nikonov, sang raja pun mengundang Nikonov ke Saint-Petersburg dan memintanya membuat kapal selam tersebut. Nikonov menyelesaikan kapal selam buatannya pada 1721 dan diuji coba langsung oleh Raja Peter. Sang raja pun puas dengan kapal hasil buatan Nikonov dan memintanya membuat dengan ukuran sempurna.
Kapal selam Nikonov terbuat dari kayu dan dibentuk menyerupai sebuah tong. Kapal ini dilengkapi dengan 'corong peledak', sebuah senjata pelempar api. Ketika kapal selam sudah mendekati kapal musuh, corong peledak akan dikeluarkan dari air dan menembakkan campuan bahan peledak ke arah kapal musuh.
Percobaan pertama kapal selam ini dilakukan pada 1724. Sayangnya, saat itu terjadi bencana. Kapal selam karam, menghantam bagian dasar kapal dan merusak lambung kapal. Nikonov sendiri pada saat itu bersama empat orang pendayung terperangkap di dalamnya. Beruntungnya, mereka masih bisa menyelamatkan diri dari tragedi tersebut.
Tidak hilang kepercayaan, Raja Peter pun memberi kesempatan kepada Nikonov untuk memperbaharui rancangan kapalnya. Namun, Nikonov selalu mememui kegagalan terutama saat Raja Peter wafat.
Pada 1725, dilakukan kembali uji coba kedua kapal rahasia yang juga berujung pada kegagalan begitu pula pada uji coba ketiga pada 1727. Akhirnya, Departemen Angkatan Laut Rusia gerah dengan kegagalan Nikonov. Ia pun dituduh telah menyalahgunakan uang negara. Statusnya pun diturunkan manjadi tukang kayu kembali dan dikirim untuk bekerja di galangan kapal di sungai Volga.
Kesuksesan pertama menggunakan kapal selam militer terjadi selama Perang Revolusioner Amerika pada 1775. Kapal selam bernama Turtle dirancang oleh penemu Amerika, David Bushnell. Kapal selam berbentuk telur ini dapat dioperasikan oleh satu orang tanpa menggunakan tenaga pendayung.
Kapal selam Turtle ini memungkinkan air masuk ke bagian dasar kapal dan dapat dikeluarkan dengan pompa tangan. Engkel baling-baling kapal dapat digerakkan vertikal dan horizontal dengan kekuatan maksimum 4,8 kilometer perjam.
Selama Perang Rovolusioner Amerika, kapal selam Turtle ini dioperasikan oleh Sersan Ezra Lee. Dengan kapal selam ini Sersan Lee mencoba mengoyak lambung kapal perang milik Inggris HMS Eagle, namun gagal.
Menurut sejumlah laporan, Lee ditemukan sebelum ia berhasil menyelesaikan tugasnya di medan perang. Ia pun terpaksa harus keluar dan meninggalkan kapal selam.
Namun, laporan ini diragukan keasliannya karena rekaman dokumen penyerangan hanya berasal dari pihak Amerika. Sedangkan Inggris tidak memiliki rekaman soal penyerangan dari kapal selam selama perang tersebut.
Banyak sejarawan menganggap keseluruhan cerita tentang kapal selam Turtle hanyalah rekayasa semata. Namun, replika dari kapal selam Turtle tetap bisa Anda ditemukan di beberapa museum di Amerika begitu pula di Museum Kapal Selam di Gosport, Inggris, dilansir dari Amusing Planet.



Kapal selam Tipe Jerman XXI - yang lebih canggih daripada kapal Sekutu - telah direkayasa ulang oleh kedua negara dan teknologinya dimasukkan ke dalam kapal penyerang kemudian. Teknologi dari snorkel XXI - seperti untuk menyegarkan udara di kapal dan jenis sensor baru - mengarah ke langkah besar berikutnya dalam pengembangan kapal selam. Pada tahun 1955, USC Nautilus bertenaga atom membuat catatan untuk sisa air dalam perjalanan ke Puerto Riko. Perjalanan tersebut melakukan dua hal: melemparkan satu (beberapa) sarung tangan teknologi ke Soviet selama Perang Dingin dan benar-benar mengubah bagaimana kapal selam dapat dianggap sebagai senjata. Hyman Rickover, mungkin laksamana paling kejam Angkatan Laut AS (dia memanggil Edward R. Murrow dan Diane Sawyer berdua bodoh, ke wajah mereka dalam wawancara), mempelopori gagasan tentang kapal selam nuklir dan membimbing program Nautilus.

Meskipun kapal selam mengapung dengan mudah, kapal itu mampu menyelam ke dasar samudra dan tetap berada di situ sampai 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 menguranig 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 keadalaman. 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 kala 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.

Type of construction, showing the general arrangement of the superstructure

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.

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 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 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.

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.


General Electric main propulsion control cubicle.



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 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.

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).

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).

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 Pemetaan 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 metampakkan 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.

1. Berdasarkan Tenaga Penggerak (propulsi)
• Kapal Selam Diesel Elektrik
Kapal selam diesel elektrik adalah sistem penggerak kapal selam tertua yang masih digunakan sampai saat ini. Sistem propulsi ini begitu handal sehingga negara pemilik kapal selam nuklir pun masih merasa perlu memiliki kapal selam diesel elektrik. Dari 5 negara pemilik kapal selam nuklir hanya Amerika Serikat yang tidak menggunakan sistem propulsi ini. Dalam keadaan tertentu , kapal selam jenis ini lebih mematikan daripada kapal selam nuklir.
• Kapal Selam Nuklir
Munculnya Kapal Selam Nuklir Sekitar enam bulan sebelum pecahnya PD II, pada Maret 1939 Dr George Pegram dari Columbia University, New York, mengusulkan kepada Angkatan Laut AS untuk mengembangkan pemakaian uranium sebagai sumber daya, termasuk untuk menggerakkan turbin kapal selam. Angkatan Laut tertarik dan memulai riset. Tetapi setelah pengboman Pearl Harbour dan AS terlibat dalam perang, semua material yang berkaitan dengan tenaga atom ditarik, dipusatkan untuk "Proyek Manhattan" guna pembuatan bom atom pertama (Little Boy dan Fat Man)

• Kapal Selam Engineless