Under de senaste åren har aktivt arbete pågått i olika länder för att skapa stridslasrar. Ett lovande vapen i denna klass förväntas ha hög prestanda och kan ha en allvarlig inverkan på framtida väpnade konflikter. Vissa framgångar har uppnåtts inom laserstridsystem, men sådana vapen är fortfarande långt ifrån praktisk användning. Forskare och designers behöver bara lösa ett antal viktiga problem som hindrar laservapen från att komma in i armén. Under tiden har i vårt land flera projekt av lasersystem skapats, som, till viss del liknar vapen, redan används i praktiken.
I början av nittiotalet började Troitsk Institute for Innovative and Fusion Research (SSC RF TRINITI) forskningsarbete som syftar till att skapa ett lovande tekniskt komplex baserat på en laser. Man antog att det mobila laserteknologiska komplexet (MLTK) snabbt kunde levereras till önskad plats, distribueras och förberedas för arbete, varefter det skulle kunna skära olika föremål och strukturer. Ett sådant system, som tänkt av projektets författare, skulle kunna användas för att lösa ett stort antal problem som olika företag står inför. Först och främst skulle MLTK -komplexen användas för att eliminera olika olyckor etc. Arbetar.
I slutet av nittiotalet slutförde SSC RF TRINITY arbetet med de två första projekten. I MLTK-5 och MLTK-50-projekten användes några allmänna idéer och utvecklingar, men dessa komplex skilde sig åt i ett antal parametrar. Deras huvudsakliga skillnad var i laserns typ och effekt. Lasern i MLTK-5-komplexet utvecklade en effekt på 5 kilowatt, MLTK-50-50 kW. De två första mobila laserteknologiska komplexen använde lasrar av olika system. Ett mindre kraftfullt komplex var utrustat med en kontinuerlig gaslaser (arbetsmediet är en blandning av koldioxid, neon och helium) av en sluten krets pumpad av en självhållande urladdning. MLTK-50-komplexet fick i sin tur en repetitivt pulserad elektronstrålstyrd laser med en blandning av luft och koldioxid som arbetsmedium.
Mobilt laserteknologiskt komplex "MLTK-50"
Fältprov av MLTK-50 vid ett eldställ för fjärrskärning av metallkonstruktioner
Mobilt laserkomplex MLTK-5 tillverkades i form av flera enheter installerade på en semitrailer för bilar (totalvikt ca 11 ton) och lämpliga för relativt enkel transport till användningsplatsen. Om det behövs kan komponenterna i komplexet snabbt levereras till rätt plats och förberedas för arbete. Servicepersonal på 2-3 personer kan förbereda installationen för drift på en och en halv till två timmar. Möjligheterna med MLTK-5 gör det möjligt att generera laserstrålning med en effekt på 0,5 till 5 kW med en våglängd på 10,6 mikron. Förbrukar cirka 150 kW el (380 V, 50 Hz), kan MLTK-5-komplexet påverka föremål på cirka 30 meters avstånd. Den tillåtna tiden för kontinuerlig laserdrift når 8-10 timmar.
Huvuduppgiften för MLTK-5-komplexet är fjärrskärning och svetsning av olika strukturer. Kraften hos lasern som används gör det möjligt att utöva en destruktiv effekt på olika objekt på ett avstånd av flera tiotals meter. Studier har dock visat att MLTK-5 och liknande system kan användas för att utföra andra uppgifter. Således har möjligheten att rengöra ytor från olika föroreningar undersökts: tekniska avlagringar, färg, etc. med hjälp av den så kallade. laserskalning. Samma teknik gör det möjligt att rengöra vattenytan från oljefilmen. Således är det faktiska utbudet av uppgifter som kan lösas med hjälp av mobila lasersystem mycket bredare än det kan tyckas vid första anblicken.
Utvecklingen av MLTK-50-komplexet genomfördes av Troitsk Institute for Innovative and Fusion Research i samarbete med Gazprom. Huvuduppgiften i utvecklingen av detta projekt var skapandet av ett mobilt laserkomplex som kan skära metall- och armerade betongkonstruktioner. En teknik som kan kapa en mängd olika strukturer på avstånd från dem föreslogs för användning i nödoperationer på gas- eller oljebrunnar.
Grunden för MLTK-50-installationen var en repetitivt pulserad elektronstrålestyrd laser, som använder en gasblandning som arbetsmedium. Blandningen består av atmosfärisk luft med 5% tillsats av koldioxid. Gasblandningen pumpas genom arbetskammaren med en hastighet av cirka 8 kg per sekund. I detta fall utvecklar gasflödet en hastighet på upp till 50 m / s. För att pumpa gasblandningen med en sådan hastighet var det nödvändigt att skapa en pump baserad på en seriell flygmotor. Gasturbinenheten är placerad på ett sådant sätt att laserns arbetskammare befinner sig i dess luftintag. En 50 kilowatt laser och tillhörande utrustning placerades på två semitrailers. Den första är basen för själva lasern och teleskopet för strålstyrningssystemet. Den andra semitrailern bär i sin tur pumpsystemet och ett antal andra hjälpkomponenter i komplexet. Totalvikten för de två semitrailersna i MLTK-50-komplexet närmar sig 50 ton. Det mobila komplexet kan transporteras på järnväg i speciella containrar.
Vid ankomsten till arbetsplatsen kan servicepersonal för tre personer förbereda MLTK-50-komplexet för arbete inom några timmar. Under drift kräver installationen en strömförsörjning på cirka 750 kW. Laserstrålen på 50 kW kan fokuseras på ett avstånd av 20 till 80 meter från komplexet. Komplexets laser kan arbeta kontinuerligt i högst 10 minuter, varefter en 20-minuters paus krävs. I det här läget kan installationen skära metall- och armerad betongkonstruktioner och utföra den tilldelade uppgiften. Gazprom har fått flera uppsättningar av MLTK-50-systemet.
Nästa mobila laserteknologiska komplex skapades i intresse för det statliga företaget "Rosatom". MLTK-2-enheten utvecklades inte bara för fjärrskärning av olika strukturer utan också för ytdekontaminering. MLTK-2-komplexet består av två moduler som mäter 2x2x2 meter, som tillsammans inte väger mer än 2 ton. Fiberlasern på 2 kW som används i detta komplex kan skära metalldelar upp till 20 mm tjocka på ett avstånd av cirka 6 meter från det optiska huvudet. Det är möjligt att bära den senare på ett avstånd av flera tiotals meter från komplexets huvudmoduler.
Blockdiagram över laserteknologiska komplexet MLTK-20
Mobilkomplexet MLTK-2 används inte bara av Rosatom, utan också av State Research Center i Ryska federationen TRINITY. Tillverkaren, efter att ha modifierat det ursprungliga komplexet, skapade en sektion för kommersiell metallskärning. På kundens begäran kan den nya installationen kapa ark av järnhaltiga eller icke-järnmetaller som inte är mer än 14 mm tjocka.
MLTK-3-systemet blev en vidareutveckling av modulära mobila lasersystem. Den innehåller tre strålningskällor med en effekt på 1 kW samtidigt. Var och en av dessa strålningskällor har sitt eget kylsystem. Den genererade strålningen från de tre källorna överförs via fiberoptiska kablar till strålformnings- och positioneringssystemet. Detta block är ansvarigt för att kombinera flera strålar till en och rikta det mot det önskade objektet. Ett kännetecken för MLTK-3-komplexet är dess arkitektur. Den är uppdelad i sju moduler, var och en väger högst 100 kg. Detta underlättar transport och användning av hela komplexet.
Det senaste mobila laserkomplexet som skapats vid Troitsk Institute for Innovative and Fusion Research är MLTK-20, utvecklat efter order från Gazprom. Arkitekturen liknar MLTK-3 som beskrivs ovan. MLTK-20 består av fyra 2x2x2 meter behållare som väger cirka två ton vardera. Tre av fyra enheter är utrustade med ytterbiumfiberlasrar med justerbar effekt (från 0,5 till 8 kW) och deras kylsystem. Dessa tre block är anslutna till det fjärde med hjälp av en fiberoptisk väg. Det fjärde blocket rymmer det bildande teleskopet, strålstyrningssystemen och operatörens arbetsstation.
Laserteknologiskt komplex MLTK-2
Det tar inte mer än en halvtimme att distribuera MLTK-20-komplexet efter leverans till arbetsplatsen. Under denna tid måste servicepersonal ansluta alla kablar och starta utrustningen. Fiberoptiska kablar som används i MLTK-20-komplexet gör det möjligt att placera block med strålningskällor på ett avstånd av upp till 90 meter från blocket med bildande teleskop. Teleskopet kan fokusera en laserstråle på avstånd från 20 till 70 meter. Med maximal effekt kan MLTK-20-komplexet kapa metallkonstruktioner med en tjocklek på mer än 50 mm. Beroende på tjockleken på metallen som skärs kan skärhastigheten nå två meter per timme. Den modulära arkitekturen gör att MLTK-20-komplexet kan användas i olika konfigurationer. Vissa uppgifter kan utföras med en enhet med en strålningskälla och en med ett bildande teleskop. Dessutom är det möjligt att öka effekten på grund av användning av ytterligare enheter med laserutrustning.
2011 visade MLTK-20-komplexet sina "färdigheter" flera gånger. I maj testades således en ny laserinstallation vid Dosang utbildningscenter (Astrakhan -regionen), som ägs av Gazprom. Testprogrammet omfattade fjärrskärning av gasbeslag med en väggtjocklek på 50 mm. Från ett avstånd av 40 meter skar laserkomplexet framgångsrikt röret i en konventionell brunn. Dessutom visade dessa tester möjligheten att använda laserkomplexet efter transport över långa avstånd.
MLTK-20. Laserenheter 1, 2, 3
Block 4. Bildande teleskop
I juli 2011 testades komplexet MLTK-20 i en verklig reparationsoperation. Det beslutades att skicka installationen till Yamalo-Nenets autonoma Okrug, där en olycka inträffade vid brunn nr 506 i gasfältet West Tarkosalinskoye. Efter en väg över 4000 kilometer lång, laserkomplexet monterades nära nödbrunnen och började snart sitt arbete. För att fortsätta arbetet med att eliminera olyckan var det nödvändigt att demontera metallkonstruktioner med en totalvikt på cirka 240 ton, vilket hindrade gasarbetarna från att arbeta med standardutrustning. Den kraftiga värmestrålningen från gasbrännaren gjorde det omöjligt att installera formningsteleskopet på det rekommenderade avståndet högst 50 meter från de skadade strukturerna. Av denna anledning utfördes huvudarbetet från ett avstånd av 70 meter. På 30 timmar skar MLTK-20-komplexet igenom alla nödvändiga strukturer, varefter elden började släckas.
Som du kan se har mobila laserteknologiska komplex av MLTK -familjen, utvecklat av Troitsk Institute for Innovative and Fusion Research, tydligt visat sin effektivitet, och de gjorde detta inte bara under testning, utan också i verkligt arbete för att eliminera branden i en gasbrunn. Det bör noteras att MLTK -komplexen är enbart civil utveckling, inte avsedda för militärt bruk. Kraften hos dessa system är otillräcklig för att snabbt träffa mål på ett stort avstånd, vilket dock nästan inte påverkar deras effektivitet när de utför de uppgifter som de är utformade för. Kanske kommer utvecklingen av dessa projekt i framtiden att användas för att skapa stridslasrar, men i sin nuvarande form har systemen för MLTK -familjen ett rent fredligt syfte.
Gasbeslag efter separering laserskärning (väggtjocklek 50 mm)
Teleskopsenheten förlängs på ett avstånd av 50 meter från föremålet
Fortsättning med laserskärning efter att blockeringen har tagits isär
Laserskurna revben på brickan
Klippt väl pipfläns
