I de seneste år har der været aktivt arbejde i forskellige lande for at skabe kamplasere. Et lovende våben i denne klasse forventes at have høj ydeevne og kan have en alvorlig indvirkning på fremtidige væbnede konflikter. Nogle succeser er opnået inden for laserbekæmpelsessystemer, men sådanne våben er stadig langt fra praktisk brug. Forskere og designere skal kun løse en række vigtige problemer, der forhindrer laservåben i at komme ind i hæren. I mellemtiden er der i vores land blevet oprettet flere projekter med lasersystemer, som i lighed med våben allerede bruges i praksis.
I begyndelsen af halvfemserne begyndte Troitsk Institute for Innovative and Fusion Research (SSC RF TRINITI) forskningsarbejde med det formål at skabe et lovende teknologisk kompleks baseret på en laser. Det blev antaget, at det mobile laserteknologiske kompleks (MLTK) hurtigt kunne leveres til det ønskede sted, indsættes og klargøres til arbejde, hvorefter det ville kunne skære forskellige genstande og strukturer. Et sådant system, som opfundet af projektforfatterne, kunne bruges til at løse en lang række problemer, som forskellige virksomheder står over for. Først og fremmest skulle MLTK -komplekserne bruges til at eliminere forskellige ulykker osv. arbejder.
I slutningen af halvfemserne afsluttede SSC RF TRINITY arbejdet med de to første projekter. I MLTK-5 og MLTK-50 projekterne blev der brugt nogle generelle ideer og udviklinger, men disse komplekser var forskellige i en række parametre. Deres største forskel var i laserens type og effekt. Laseren i MLTK-5-komplekset udviklede en effekt på 5 kilowatt, MLTK-50-50 kW. De to første mobile laserteknologiske komplekser brugte lasere af forskellige systemer. Et mindre kraftfuldt kompleks var udstyret med en kontinuerlig gaslaser (arbejdsmediet er en blanding af kuldioxid, neon og helium) af et lukket kredsløb pumpet af en selvbærende udladning. MLTK-50-komplekset modtog til gengæld en gentagne pulserende elektronstråle-kontrolleret laser ved hjælp af en blanding af luft og kuldioxid som arbejdsmiddel.
Mobilt laserteknologisk kompleks "MLTK-50"
Feltprøver af MLTK-50 på et brændestativ til fjernskæring af metalkonstruktioner
Mobilt laserkompleks MLTK-5 blev fremstillet i form af flere enheder installeret på en semitrailer til biler (totalvægt ca. 11 tons) og egnet til relativt enkel transport til brugsstedet. Om nødvendigt kan kompleksets komponenter hurtigt leveres til det rigtige sted og forberedes til arbejde. Servicepersonale på 2-3 personer kan forberede installationen til drift på halvanden til to timer. MLTK-5's funktioner muliggør generering af laserstråling med en effekt på 0,5 til 5 kW med en bølgelængde på 10,6 mikron. Forbruger omkring 150 kW el (380 V, 50 Hz), kan MLTK-5-komplekset påvirke genstande i en afstand på cirka 30 meter. Den tilladte tid for kontinuerlig laserdrift når 8-10 timer.
Hovedopgaven for MLTK-5-komplekset er fjernskæring og svejsning af forskellige strukturer. Kraften i den anvendte laser gør det muligt at udøve en destruktiv effekt på forskellige objekter i en afstand af flere titalls meter. Undersøgelser har imidlertid vist, at MLTK-5 og lignende systemer kan bruges til at udføre andre opgaver. Således er muligheden for at rense overflader fra forskellige forurenende stoffer undersøgt: teknologiske aflejringer, maling osv. ved hjælp af den såkaldte. laser peeling. Den samme teknologi gør det muligt at rense vandoverfladen fra oliefilmen. Således er den faktiske vifte af opgaver, der kan løses ved hjælp af mobile lasersystemer, meget bredere, end det umiddelbart ser ud til.
Udviklingen af MLTK-50-komplekset blev udført af Troitsk Institute for Innovative and Fusion Research i samarbejde med Gazprom. Hovedopgaven i udviklingen af dette projekt var oprettelsen af et mobilt laserkompleks, der er i stand til at skære metal- og armerede betonkonstruktioner. En teknik, der er i stand til at skære en række strukturer i en afstand fra dem, blev foreslået til brug i nødoperationer på spildende gas- eller oliebrønde.
Grundlaget for MLTK-50 opsætningen var en gentagne pulserende elektronstråle-kontrolleret laser, der anvender en gasblanding som arbejdsmedium. Blandingen består af atmosfærisk luft med en 5% tilsætning af kuldioxid. Gasblandingen pumpes gennem arbejdskammeret med en hastighed på ca. 8 kg pr. Sekund. I dette tilfælde udvikler gasstrømmen en hastighed på op til 50 m / s. For at pumpe gasblandingen med en sådan hastighed var det nødvendigt at oprette en pumpe baseret på en seriel flymotor. Gasturbinenheden er placeret på en sådan måde, at laserens arbejdskammer er i dets luftindtag. En 50 kilowatt laser og tilhørende udstyr blev placeret på to semitrailere. Den første er basen for selve laseren og teleskopet til strålevejledningssystemet. Den anden sættevogn bærer til gengæld pumpesystemet og en række andre hjælpekomponenter i komplekset. Den samlede vægt af de to sættevogne i MLTK-50-komplekset nærmer sig 50 tons. Det mobile kompleks kan transporteres med jernbane i særlige containere.
Ved ankomsten til arbejdsstedet kan servicepersonalet på tre personer forberede MLTK-50-komplekset til arbejde inden for få timer. Under drift kræver installationen en strømforsyning på cirka 750 kW. 50 kW laserstrålen kan fokuseres i en afstand på 20 til 80 meter fra komplekset. Kompleksets laser kan arbejde kontinuerligt i højst 10 minutter, hvorefter en 20-minutters pause er påkrævet. I denne tilstand kan installationen skære metal- og armerede betonkonstruktioner, der udfører den tildelte opgave. Gazprom har modtaget flere sæt af MLTK-50-systemet.
Det næste mobile laserteknologiske kompleks blev skabt i interesse for det statslige selskab "Rosatom". MLTK-2-enheden blev udviklet ikke kun til fjernskæring af forskellige strukturer, men også til overfladekontaminering. MLTK-2-komplekset består af to moduler, der måler 2x2x2 meter, som tilsammen ikke vejer mere end 2 tons. Den 2 kW fiberlaser, der bruges i dette kompleks, kan skære metaldele op til 20 mm tykke i en afstand på cirka 6 meter fra det optiske outputhoved. Det er muligt at bære sidstnævnte i en afstand af flere titalls meter fra kompleksets hovedmoduler.
Blokdiagram over laserteknologiske kompleks MLTK-20
Mobilkomplekset MLTK-2 bruges ikke kun af Rosatom, men også af State Research Center i Den Russiske Føderation TRINITY. Producenten, efter at have ændret det originale kompleks, skabte et afsnit til kommerciel metalskæring. Efter anmodning fra kunden er den nye installation i stand til at skære plader af jernholdige eller ikke-jernholdige metaller, der ikke er mere end 14 mm tykke.
MLTK-3-systemet blev en videreudvikling af modulære mobile lasersystemer. Det inkluderer tre strålekilder med en effekt på 1 kW på én gang. Hver af disse strålekilder har sit eget kølesystem. Den genererede stråling fra de tre kilder overføres via fiberoptiske kabler til stråleformings- og positioneringssystemet. Denne blok er ansvarlig for at kombinere flere stråler til en og rette den mod det ønskede objekt. Et karakteristisk træk ved MLTK-3-komplekset er dets arkitektur. Det er opdelt i syv moduler, der hver ikke vejer mere end 100 kg. Dette letter transport og brug af hele komplekset.
Det seneste mobile laserkompleks, der blev oprettet på Troitsk Institute for Innovative and Fusion Research, er MLTK-20, udviklet efter ordre fra Gazprom. Dens arkitektur ligner MLTK-3 beskrevet ovenfor. MLTK-20 består af fire 2x2x2 meter containere, der vejer cirka to tons hver. Tre ud af fire enheder er udstyret med ytterbiumfiberlasere med justerbar effekt (fra 0,5 til 8 kW) og deres kølesystemer. Disse tre blokke er forbundet til den fjerde ved hjælp af en fiberoptisk sti. Den fjerde blok huser det formende teleskop, bjælkeføringssystemer og operatørens arbejdsstation.
Laser teknologisk kompleks MLTK-2
Det tager ikke mere end en halv time at implementere MLTK-20-komplekset efter levering til arbejdsstedet. I løbet af denne tid skal servicepersonale tilslutte alle kabler og starte udstyret. Fiberoptiske kabler, der bruges i MLTK-20-komplekset, gør det muligt at placere blokke med strålingskilder i en afstand på op til 90 meter fra blokken med det formende teleskop. Teleskopet er i stand til at fokusere en laserstråle på afstande fra 20 til 70 meter. Ved maksimal effekt er MLTK-20-komplekset i stand til at skære metalstrukturer med en tykkelse på mere end 50 mm. Afhængigt af tykkelsen af det metal, der skæres, kan skærehastigheden nå to meter i timen. Den modulære arkitektur gør det muligt at bruge MLTK-20-komplekset i forskellige konfigurationer. Visse opgaver kan udføres med en enhed med en strålingskilde og en med et formningsteleskop. Derudover er det muligt at øge effekten på grund af brugen af ekstra enheder med laserudstyr.
I 2011 viste MLTK-20-komplekset flere gange sine "færdigheder". Således blev der i maj testet en ny laserinstallation på Dosang træningscenter (Astrakhan -regionen), der ejes af Gazprom. Testprogrammet omfattede fjernadskillelse af gasbeslag med en vægtykkelse på 50 mm. Fra en afstand på 40 meter skar laserkomplekset med succes røret i en konventionel brønd. Desuden viste disse tests muligheden for at betjene laserkomplekset efter transport over lange afstande.
MLTK-20. Laserenheder 1, 2, 3
Blok 4. Dannende teleskop
I juli 2011 blev MLTK-20-komplekset testet i en reel reparationsoperation. Det blev besluttet at sende installationen til Yamalo-Nenets autonome Okrug, hvor der opstod en ulykke ved brønd nr. 506 i gasfeltet West Tarkosalinskoye. Efter en sti over 4000 kilometer lang blev laserkomplekset monteret nær nødbrønden og begyndte snart sit arbejde. For at fortsætte arbejdet med at fjerne ulykken var det nødvendigt at demontere metalstrukturer med en totalvægt på omkring 240 tons, hvilket forhindrede gasarbejdere i at arbejde ved hjælp af standardudstyr. Den kraftige termiske stråling fra gasbrænderen gjorde det umuligt at installere formningsteleskopet i den anbefalede afstand på højst 50 meter fra de beskadigede strukturer. Af denne grund blev hovedarbejdet udført fra en afstand på 70 meter. På 30 timer skar MLTK-20-komplekset igennem alle de nødvendige strukturer, hvorefter ilden begyndte at blive slukket.
Som du kan se, har mobile laserteknologiske komplekser af MLTK -familien, udviklet af Troitsk Institute for Innovative and Fusion Research, klart demonstreret deres effektivitet, og de gjorde dette ikke kun under test, men også i reelt arbejde med at fjerne ilden i en gasbrønd. Det skal bemærkes, at MLTK -komplekserne er rent civil udvikling, ikke beregnet til militær brug. Disse systemers kraft er utilstrækkelig til hurtigt at ramme mål på stor afstand, hvilket dog næsten ikke har nogen effekt på deres effektivitet i udførelsen af de opgaver, de er designet til. Måske vil udviklingen på disse projekter i fremtiden blive brugt til at skabe kamplasere, men i deres nuværende form har systemerne i MLTK -familien et rent fredeligt formål.
Gasbeslag efter adskillelse laserskæring (vægtykkelse 50 mm)
Teleskop enhed forlænget i en afstand af 50 meter fra objektet
Fortsættelse af laserskæring efter blokering
Laserskåret ribbe på boretårnet
Klippet godt tudflange
