波浪补偿系统是一种适用于高海况下的作业系统。为了保证小艇的安全收放,减小波浪起伏对小艇的影响,许多船舶都配备了波浪补偿系统,使得小艇可以在恶劣的海况中也能够安全收放,如图1-1所示。
图1-1装有波浪补偿系统的船舶
利用绞车回转,大多数的吊艇架能够对小艇进行收放操作。在海浪的影响下,母船和小艇都会出现摇摆的情况,而小艇的摇摆则会导致小艇与母船相撞,造成冲击,影响了海上作业效率和安全问题。配备了波浪补偿系统,可以解决收放情况下的各类常见问题,通过对相对运动的波浪补偿,降低小艇在海面上的波动及其所产生的不利影响,从而保障了小艇和人员的安全。最重要的是在收放操作时小船的安全情况,为了保证小艇在收放时,以及小艇在与海面接触时的安全问题,补偿装置及其重要。
当小艇下降至海平面,与海面接触的时候,补偿装置切换至补偿系统。为了减少小艇的波动,绳索会始终保持紧绷,对小艇施加始终向上的拉力。只要缆绳紧绷并且带张力,那么缆绳就不会松弛,造成吊具与小艇和船上的人相撞,或者小艇与母船相撞,不仅小艇与母船上的设备会出现损坏,甚至会导致人员的丧亡。因此为了能够保证安全,只有当小艇处于向上运动的时候,才能进行提升动作。
吊艇架的使用在高海况下越来越重要,而小艇在收放问题上的要求也在逐渐提高,各行各业都在开会讨论如何安全地收放小艇,为此船舶制造商正在积极地开发性能更好的波浪补偿装置。
1.2 概述
分别介绍了两种波浪补偿方式:主动式波浪补偿和被动式波浪补偿。
1.2.1 主动式波浪补偿
主动式波浪补偿主要应用于运输补给船舶的起重船上。运输船需要对小型拖船进行补给,需要通过起重机来起吊和放下集装箱,而在海面上,波浪的作用会对船舶造成不利影响,集装箱被放下时,集装箱会与拖轮甲板发生碰撞,如果碰撞严重,会损坏船体甲板和集装箱。为了减少波浪船舶运动的影响,船舶上需要装备波浪补偿装置。补偿装置能够平稳集装箱的速度,使其安全地放到甲板上而不受损坏。
通过在水平平面上补偿重物的位移,确保重物和目标船之间恒定的相对距离,使得重物可以放到目标船上指定的位置;补偿下方速度则利用高度方向上的补偿;为了避免重物出现晃动范围过大的现场,用重物起吊支架限制了钢丝绳的运动轨迹。装有主动式波浪补偿系统的船舶如图1-2。
图1-2主动式波浪补偿装置
这里介绍一下主动式波浪补偿的原理:同过安装测量装置的检测,可以知晓起重机吊钩与目标船舶的相对位移增量,利用增量来控制补偿液压缸的位移,从而控制了吊钩的位移,最终保证重物与目标船舶的相对距离保持不变,起到了补偿相对位移的作用[19]。
1.2.2 被动式波浪补偿
现如今大部分船舶都运用了被动式波浪补偿系统。配备了被动式波浪补偿系统的船舶如图1-3所示。
图1-3配备了被动式波浪补偿系统的船舶被动式波浪补偿系统分为两类:油缸加蓄能器的气液混合型补偿系统和双驱动马达补偿绞车系统。前者能够较长时间补偿,灵活简单方便。当然缺点也有,它的行程具有限制,补偿距离有限。海况级别过高的情况下,很有可能会补偿不足,导致绳索出现松弛,影响安全。另外,这种补偿方式对补偿张力有极大的波动,会影响到最终的补偿效果。