בשנים האחרונות מתקיימות עבודות אקטיביות במדינות שונות ליצירת לייזרים קרביים. נשק מבטיח מסוג זה צפוי להיות בעל ביצועים גבוהים ויכול להשפיע באופן רציני על פני עימותים מזוינים בעתיד. כמה הצלחות הושגו בתחום מערכות הלחימה בלייזר, אך נשק כזה עדיין רחוק משימוש מעשי. מדענים ומעצבים צריכים לפתור רק מספר בעיות חשובות שמונעות מלהגיע נשק לייזר לצבא. בינתיים, בארצנו נוצרו מספר פרויקטים של מערכות לייזר, אשר, בדומה למעט נשק, כבר בשימוש בפועל.
בתחילת שנות התשעים החל מכון טרויטסק לחקר חדשנות והיתוך (SSC RF TRINITI) בעבודות מחקר שמטרתן ליצור מתחם טכנולוגי מבטיח המבוסס על לייזר. ההנחה הייתה שניתן להעביר את המתחם הטכנולוגי לייזר הנייד (MLTK) במהירות למקום הרצוי, לפרוס ולהכין אותו לעבודה, ולאחר מכן יוכל לחתוך חפצים ומבנים שונים. מערכת כזו, כפי שהגה מחברי הפרויקט, יכולה לשמש לפתרון מגוון רחב של בעיות העומדות בפני ארגונים שונים. קודם כל, מתחמי ה- MLTK היו אמורים לשמש לסילוק תאונות שונות וכו '. עובד.
בסוף שנות התשעים, SSC RF TRINITY השלימה את העבודה על שני הפרויקטים הראשונים. בפרויקטים MLTK-5 ו- MLTK-50, נעשה שימוש בכמה רעיונות והתפתחויות כלליות, אולם מתחמים אלה היו שונים במספר פרמטרים. ההבדל העיקרי שלהם היה בסוג והעוצמה של הלייזר. הלייזר של מתחם MLTK-5 פיתח הספק של 5 קילוואט, ה- MLTK-50-50 קילוואט. שני המתחמים הטכנולוגיים בלייזר הניידים הראשונים השתמשו בלייזר של מערכות שונות. מתחם פחות חזק היה מצויד בלייזר גז רציף (אמצעי העבודה הוא תערובת של פחמן דו חמצני, ניאון והליום) של מעגל סגור שנשאב על ידי פריקה מתמשכת. מתחם ה- MLTK-50, בתורו, קיבל לייזר נשלט על ידי קרן אלקטרונים המופעלת שוב ושוב באמצעות תערובת של אוויר ופחמן דו חמצני כאמצעי עבודה.
מתחם טכנולוגי לייזר נייד "MLTK-50"
בדיקות שטח של MLTK-50 בעמדת ירי לחיתוך מרחוק של מבני מתכת
מתחם הלייזר הנייד MLTK-5 יוצר בצורה של מספר יחידות המותקנות על טריילר לרכב (משקל כולל של כ -11 טון) ומתאימות להובלה פשוטה יחסית למקום השימוש. במידת הצורך ניתן להעביר את מרכיבי המתחם במהירות למקום הנכון ולהכין לעבודה. אנשי שירות של 2-3 אנשים יכולים להכין את ההתקנה להפעלה תוך שעה וחצי עד שעתיים. היכולות של MLTK-5 מאפשרות יצירת קרינת לייזר בהספק של 0.5 עד 5 קילוואט באורך גל של 10.6 מיקרון. צריכת החשמל כ -150 קילוואט (380 וולט, 50 הרץ), מתחם MLTK-5 יכול להשפיע על עצמים במרחק של כ -30 מטר. הזמן המותר לפעולת לייזר רציפה מגיע ל-8-10 שעות.
המשימה העיקרית של מתחם MLTK-5 היא חיתוך וריתוך מרחוק של מבנים שונים. כוחו של הלייזר המשמש מאפשר להפעיל השפעה הרסנית על עצמים שונים במרחק של כמה עשרות מטרים.עם זאת, מחקרים הראו שניתן להשתמש ב- MLTK-5 ומערכות דומות לביצוע משימות אחרות. כך נחקרה האפשרות לניקוי משטחים ממזהמים שונים: הפקדות טכנולוגיות, צבע וכו '. באמצעות מה שנקרא. קילוף לייזר. אותה טכנולוגיה מאפשרת לנקות את פני המים מסרט השמן. לפיכך, טווח המשימות בפועל שניתן לפתור באמצעות מערכות לייזר ניידות רחב בהרבה מכפי שזה נראה במבט ראשון.
פיתוח מתחם ה- MLTK-50 בוצע על ידי מכון טרויטסק לחקר חדשנות ופיוז'ן בשיתוף עם גזפרום. המשימה העיקרית בפיתוח פרויקט זה הייתה יצירת מתחם לייזר נייד המסוגל לחתוך מבני מתכת ובטון מזוין. טכניקה המסוגלת לחתוך מגוון מבנים במרחק מהם הוצעה לשימוש בפעולות חירום על גז או בארות נפט.
הבסיס להתקנת MLTK-50 היה לייזר נשלט על ידי אלומת אלקטרונים שנשלט על בסיס קרן, שמשתמש בתערובת גז כאמצעי עבודה. התערובת מורכבת מאוויר אטמוספרי עם תוספת של 5% של פחמן דו חמצני. תערובת הגז נשאבת דרך תא העבודה במהירות של כ -8 ק ג לשנייה. במקרה זה, זרימת הגז מפתחת מהירות של עד 50 מ / ש. כדי לשאוב את תערובת הגז במהירות כזו, היה צורך ליצור משאבה המבוססת על מנוע מטוסים סדרתי. יחידת טורבינת הגז ממוקמת כך שתא העבודה של הלייזר נמצא בצריכת האוויר שלו. לייזר של 50 קילוואט וציוד נלווה הונחו על שני נגררים לרכב. הראשון הוא הבסיס ללייזר בפועל ולטלסקופ של מערכת הנחיית הקרן. הקרוואן השני, בתורו, נושא את מערכת השאיבה ועוד מספר רכיבי עזר של המתחם. המשקל הכולל של שני הקרונות של מתחם ה- MLTK-50 מתקרב ל -50 טון. ניתן להעביר את המתחם הנייד ברכבת במכולות מיוחדות.
עם הגעתם למקום העבודה, צוות השירות של שלושה אנשים יכול להכין את מתחם ה- MLTK-50 לעבודה תוך מספר שעות. במהלך הפעולה, ההתקנה דורשת אספקת חשמל של כ- 750 קילוואט. ניתן למקד קרן לייזר של 50 קילוואט במרחק של 20 עד 80 מטרים מהמתחם. הלייזר של המתחם יכול לעבוד ברציפות למשך לא יותר מעשר דקות, ולאחר מכן נדרשת הפסקה של 20 דקות. במצב זה, ההתקנה יכולה לחתוך מבני מתכת ובטון מזוין, תוך ביצוע המשימה שהוקצתה. גזפרום קיבלה מספר סטים של מערכת MLTK-50.
הקומפלקס הטכנולוגי הלייזר הנייד הבא נוצר לטובת תאגיד המדינה "רוזאטום". יחידת MLTK-2 פותחה לא רק לחיתוך מרחוק של מבנים שונים, אלא גם לטיהור פני השטח. מתחם MLTK-2 מורכב משני מודולים בגודל 2x2x2 מטר, שמשקלם יחד אינו עולה על 2 טון. לייזר הסיבים של 2 כ"ס המשמש במתחם זה יכול לחתוך חלקי מתכת בעובי של עד 20 מ"מ במרחק של כ -6 מטרים מהראש האופטי הפלט. אפשר לשאת את זה במרחק של כמה עשרות מטרים מהמודולים העיקריים של המתחם.
תרשים בלוקים של המתחם הטכנולוגי לייזר MLTK-20
מכלול הנייד MLTK-2 משמש לא רק על ידי רוזאטום, אלא גם על ידי מרכז המחקר הממלכתי של הפדרציה הרוסית TRINITY. היצרן, לאחר ששינה את המתחם המקורי, יצר קטע לחיתוך מתכת מסחרי. לבקשת הלקוח, המתקן החדש מסוגל לחתוך יריעות מתכות ברזליות או לא ברזליות בעובי של לא יותר מ -14 מ מ.
מערכת MLTK-3 הפכה להתפתחות נוספת של מערכות לייזר ניידות מודולריות. הוא כולל שלושה מקורות קרינה בהספק של 1 קילוואט בו זמנית. לכל אחד ממקורות הקרינה הללו יש מערכת קירור משלה.הקרינה הנוצרת משלושת המקורות מועברת באמצעות כבלי סיבים אופטיים למערכת עיצוב ומיצוב הקורות. בלוק זה אחראי לשלב מספר קרניים לאחת ולכוון אותו לאובייקט הרצוי. תכונה אופיינית למתחם MLTK-3 היא הארכיטקטורה שלו. הוא מחולק לשבעה מודולים, שמשקלם לא עולה על 100 ק ג. זה מקל על הובלה ושימוש במתחם כולו.
מתחם הלייזר הנייד האחרון שנוצר במכון טרויצק לחקר חדשנות ופיוז'ן הוא MLTK-20, שפותח בהוראת גזפרום. הארכיטקטורה שלה דומה ל- MLTK-3 שתואר לעיל. MLTK-20 מורכב מארבעה מכולות בגודל 2x2x2 מטר במשקל של כשני טון כל אחת. שלוש מתוך ארבע יחידות מצוידות בלייזר סיבי ytterbium בהספק מתכוונן (בין 0.5 ל- 8 קילוואט) ובמערכות הקירור שלהן. שלושת הבלוקים הללו מחוברים לרביעי באמצעות שביל סיבים אופטיים. הבלוק הרביעי כולל את הטלסקופ המעצב, מערכות הנחיית הקורות ותחנת העבודה של המפעיל.
מתחם טכנולוגי לייזר MLTK-2
זה לוקח לא יותר מחצי שעה לפרוס את מתחם ה- MLTK-20 לאחר המסירה למקום העבודה. במהלך תקופה זו, על צוות השירות לחבר את כל הכבלים ולהפעיל את הציוד. כבלי סיבים אופטיים המשמשים במתחם MLTK-20 מאפשרים למקם בלוקים עם מקורות קרינה במרחק של עד 90 מטרים מהבלוק באמצעות הטלסקופ היוצר. הטלסקופ מסוגל למקד את קרן הלייזר ממרחקים של 20 עד 70 מטרים. בהספק מרבי, מתחם MLTK-20 מסוגל לחתוך מבני מתכת בעובי של יותר מ -50 מ מ. בהתאם לעובי המתכת הנחתכת, מהירות החיתוך יכולה להגיע לשני מטרים לשעה. הארכיטקטורה המודולרית מאפשרת להשתמש במתחם MLTK-20 בתצורות שונות. ניתן לבצע משימות מסוימות עם יחידה אחת עם מקור קרינה ואחת עם טלסקופ מעצב. בנוסף, ניתן להגדיל את ההספק עקב שימוש ביחידות נוספות עם ציוד לייזר.
בשנת 2011, מתחם ה- MLTK-20 הראה את "כישוריו" מספר פעמים. כך, בחודש מאי נבדקה התקנת לייזר חדשה במרכז ההדרכה של דוסאנג (אזור אסטרחן), בבעלות גזפרום. תוכנית הבדיקה כללה חיתוך הפרדה מרחוק של אביזרי גז בעובי דופן של 50 מ"מ. ממרחק של 40 מטרים, מתחם הלייזר חתך בהצלחה את הצינור של באר קונבנציונאלית. בנוסף, בדיקות אלו הראו אפשרות להפעיל את מתחם הלייזר לאחר הובלה למרחקים ארוכים.
MLTK-20. יחידות לייזר 1, 2, 3
בלוק 4. טלסקופ יוצר
ביולי 2011 נבדק מתחם ה- MLTK-20 בפעולת תיקון של ממש. הוחלט לשלוח את המתקן לאוקרוג האוטונומי יאמאלו-ננט, שם אירעה תאונה בבאר מס '506 של שדה הגז המערבי טרקוזלינסקויה. לאחר שביל באורך של יותר מ -4000 קילומטרים, מתחם הלייזר הותקן ליד באר החירום ועד מהרה החל את עבודתו. כדי להמשיך את העבודה לחיסול התאונה, היה צורך בפירוק מבני מתכת במשקל כולל של כ -240 טון, מה שמנע מעובדי הגז לעבוד באמצעות ציוד סטנדרטי. הקרינה התרמית החזקה מלפיד הגז אי אפשרה להתקין את הטלסקופ היוצר במרחק המומלץ של לא יותר מ -50 מטרים מהמבנים הפגועים. מסיבה זו, העבודה העיקרית בוצעה ממרחק של 70 מטר. תוך 30 שעות, מתחם ה- MLTK-20 חתך את כל המבנים הדרושים, ולאחר מכן החלה כיבוי האש.
כפי שאתה יכול לראות, מתחמי טכנולוגיית לייזר ניידים ממשפחת ה- MLTK, שפותחו על ידי מכון טרויטסק למחקר חדשני ופיוז'ן, הראו בבירור את יעילותם, והם עשו זאת לא רק במהלך הבדיקה, אלא גם בעבודה אמיתית לחיסול האש ב באר גז.יש לציין כי מתחמי ה- MLTK הינם פיתוחים אזרחיים בלבד, שאינם מיועדים לצבא. כוחן של מערכות אלה אינו מספיק לפגיעה מהירה במטרות ממרחק רב, אולם, כמעט ואין לה השפעה על יעילותן בביצוע המשימות שלשמן הן מיועדות. אולי ההתפתחויות בפרויקטים אלה בעתיד ישמשו ליצירת לייזרים קרביים, אך בצורתם הנוכחית, למערכות משפחת MLTK יש מטרה שלווה בלבד.
אביזרי גז לאחר חיתוך בלייזר בהפרדה (עובי דופן 50 מ מ)
יחידת הטלסקופ נמשכת במרחק של 50 מטרים מהאובייקט
המשך חיתוך הלייזר לאחר פירוק החסימה
צלע בחיתוך לייזר של הטריק
אוגן זרבובית קצוצה היטב
