En els darrers anys, s’ha treballat activament en diversos països per crear làsers de combat. Es preveu que una arma prometedora d’aquesta classe tingui un alt rendiment i pugui tenir un impacte greu en els futurs conflictes armats. S’han aconseguit alguns èxits en el camp dels sistemes de combat amb làser, però aquestes armes encara estan lluny de ser útils. Els científics i els dissenyadors només han de resoldre una sèrie de problemes importants que impedeixen l’entrada de les armes làser a l’exèrcit. Mentrestant, al nostre país, s’han creat diversos projectes de sistemes làser que, en ser similars a les armes, ja s’utilitzen a la pràctica.
A principis dels anys noranta, l’Institut Troitsk d’Investigacions Innovadores i de Fusió (SSC RF TRINITI) va iniciar un treball d’investigació dirigit a crear un prometedor complex tecnològic basat en un làser. Es va suposar que el complex tecnològic làser mòbil (MLTK) es podria lliurar ràpidament al lloc desitjat, desplegar-se i preparar-se per al treball, després del qual seria capaç de tallar diversos objectes i estructures. Aquest sistema, tal com el van idear els autors del projecte, es podria utilitzar per resoldre una àmplia gamma de problemes als quals s’enfronten diverses empreses. En primer lloc, se suposava que els complexos MLTK s’utilitzaven per eliminar diversos accidents, etc. funciona.
A finals dels anys noranta, SSC RF TRINITY va completar els treballs en els dos primers projectes. En els projectes MLTK-5 i MLTK-50, es van utilitzar algunes idees i desenvolupaments generals, tot i que aquests complexos diferien en diversos paràmetres. La seva principal diferència va ser en el tipus i la potència del làser. El làser del complex MLTK-5 va desenvolupar una potència de 5 quilowatts, el MLTK-50 - 50 kW. Els dos primers complexos tecnològics làser mòbils utilitzaven làsers de diversos sistemes. Un complex menys potent estava equipat amb un làser de gas continu (el medi de treball és una barreja de diòxid de carboni, neó i heli) d’un circuit tancat bombat per una descàrrega autosuficient. Al seu torn, el complex MLTK-50 va rebre un làser controlat pel feix d’electrons de polsos repetitius mitjançant una barreja d’aire i diòxid de carboni com a mitjà de treball.
Complex tecnològic làser mòbil "MLTK-50"
Proves de camp de MLTK-50 en un estand de cocció per al tall remot d’estructures metàl·liques
El complex làser mòbil MLTK-5 es va fabricar en forma de diverses unitats instal·lades en un semiremolc d’automòbils (pes total d’unes 11 tones) i adequat per al transport relativament senzill fins al lloc d’ús. Si cal, els components del complex es poden lliurar ràpidament al lloc adequat i preparar-se per al treball. El personal de servei de 2-3 persones pot preparar la instal·lació per funcionar en una hora i mitja a dues hores. Les capacitats de MLTK-5 permeten generar radiació làser amb una potència de 0,5 a 5 kW amb una longitud d’ona de 10,6 micres. Consumint uns 150 kW d’electricitat (380 V, 50 Hz), el complex MLTK-5 pot afectar objectes a una distància d’uns 30 metres. El temps permès de funcionament làser continu arriba a les 8-10 hores.
La tasca principal del complex MLTK-5 és el tall a distància i la soldadura de diverses estructures. La potència del làser utilitzat permet exercir un efecte destructiu sobre diversos objectes a una distància de diverses desenes de metres. No obstant això, els estudis han demostrat que MLTK-5 i sistemes similars es poden utilitzar per realitzar altres tasques. Així, s’ha investigat la possibilitat de netejar superfícies de diversos contaminants: dipòsits tecnològics, pintura, etc. utilitzant els anomenats. peeling làser. La mateixa tecnologia permet netejar la superfície de l’aigua de la pel·lícula d’oli. Per tant, el ventall real de tasques que es poden resoldre mitjançant sistemes làser mòbils és molt més ampli del que podria semblar a primera vista.
El desenvolupament del complex MLTK-50 va ser dut a terme per l’Institut Troitsk d’Investigacions Innovadores i de Fusió en cooperació amb Gazprom. La tasca principal en el desenvolupament d’aquest projecte va ser la creació d’un complex làser mòbil capaç de tallar estructures metàl·liques i de formigó armat. Es va proposar una tècnica capaç de tallar diverses estructures a distància d'elles per utilitzar-la en operacions d'emergència en pous de gas o petroli.
La base per a la configuració del MLTK-50 era un làser controlat per feix d'electrons de polsos repetitius, que utilitza una barreja de gasos com a mitjà de treball. La barreja consisteix en aire atmosfèric amb una addició de diòxid de carboni al 5%. La barreja de gasos es bomba a través de la cambra de treball a una velocitat d’uns 8 kg per segon. En aquest cas, el flux de gas desenvolupa una velocitat de fins a 50 m / s. Per bombar la mescla de gas a una velocitat tal, era necessari crear una bomba basada en un motor d'avió en sèrie. La unitat de turbina de gas està situada de manera que la cambra de treball del làser es troba a la seva entrada d’aire. Es va col·locar un làser de 50 quilowatts i equipament associat a dos semiremolcs de vehicles. El primer és la base del propi làser i el telescopi del sistema de guia del feix. El segon semiremolc, al seu torn, transporta el sistema de bombament i diversos components auxiliars del complex. El pes total dels dos semiremolcs del complex MLTK-50 s’acosta a les 50 tones. El complex mòbil es pot transportar per ferrocarril en contenidors especials.
En arribar al lloc de treball, el personal de servei de tres persones pot preparar el complex MLTK-50 per al treball en poques hores. Durant el funcionament, la instal·lació requereix una font d’alimentació d’uns 750 kW. El feix làser de 50 kW es pot enfocar a una distància de 20 a 80 metres del complex. El làser del complex pot funcionar contínuament durant no més de 10 minuts, després dels quals es requereix una pausa de 20 minuts. En aquest mode, la instal·lació pot tallar estructures metàl·liques i de formigó armat, realitzant la tasca assignada. Gazprom ha rebut diversos conjunts del sistema MLTK-50.
El següent complex tecnològic làser mòbil es va crear en interès de la corporació estatal "Rosatom". La unitat MLTK-2 es va desenvolupar no només per al tall remot de diverses estructures, sinó també per a la descontaminació de superfícies. El complex MLTK-2 consta de dos mòduls de 2x2x2 metres, que junts no pesen més de 2 tones. El làser de fibra de 2 kW utilitzat en aquest complex pot tallar peces metàl·liques de fins a 20 mm de gruix a una distància d’uns 6 metres del cap òptic de sortida. És possible portar aquest últim a una distància de diverses desenes de metres dels mòduls principals del complex.
Esquema de blocs del complex tecnològic làser MLTK-20
El complex mòbil MLTK-2 l’utilitza no només Rosatom, sinó també el Centre d’Investigació Estatal de la Federació de Rússia TRINITY. El fabricant, després d'haver modificat el complex original, va crear una secció per al tall comercial de metall. A petició del client, la nova instal·lació és capaç de tallar làmines de metalls ferrosos o no ferrosos de no més de 14 mm de gruix.
El sistema MLTK-3 es va convertir en un desenvolupament més de sistemes làsers mòbils modulars. Inclou tres fonts de radiació amb una potència d’1 kW alhora. Cadascuna d’aquestes fonts de radiació té el seu propi sistema de refrigeració. La radiació generada des de les tres fonts es transmet mitjançant cables de fibra òptica al sistema de formació i posicionament de feixos. Aquest bloc s’encarrega de combinar diversos raigs en un i apuntar-lo cap a l’objecte desitjat. Un tret característic del complex MLTK-3 és la seva arquitectura. Es divideix en set mòduls, cadascun dels quals no pesa més de 100 kg. Això facilita el transport i l’ús de tot el complex.
L’últim complex làser mòbil creat a l’Institut Troitsk d’Investigacions Innovadores i de Fusió és MLTK-20, desenvolupat per encàrrec de Gazprom. La seva arquitectura s’assembla al MLTK-3 descrit anteriorment. MLTK-20 consta de quatre contenidors de 2x2x2 metres que pesen aproximadament dues tones cadascun. Tres de cada quatre unitats estan equipades amb làsers de fibra d'iterbi amb potència ajustable (de 0,5 a 8 kW) i els seus sistemes de refrigeració. Aquests tres blocs estan connectats al quart mitjançant un camí de fibra òptica. El quart bloc alberga el telescopi de formació, els sistemes de guia de feixos i l'estació de treball de l'operador.
Complex tecnològic làser MLTK-2
No es necessita més de mitja hora per desplegar el complex MLTK-20 després del lliurament al lloc de treball. Durant aquest temps, el personal de servei ha de connectar tots els cables i engegar l’equip. Els cables de fibra òptica utilitzats al complex MLTK-20 permeten col·locar blocs amb fonts de radiació a una distància de fins a 90 metres del bloc amb el telescopi de formació. El telescopi és capaç d’enfocar un raig làser a distàncies de 20 a 70 metres. A la màxima potència, el complex MLTK-20 és capaç de tallar estructures metàl·liques amb un gruix superior a 50 mm. En funció del gruix del metall que es talla, la velocitat de tall pot arribar als dos metres per hora. L’arquitectura modular permet utilitzar el complex MLTK-20 en diverses configuracions. Es poden realitzar certes tasques amb una unitat amb una font de radiació i una amb un telescopi de formació. A més, és possible augmentar la potència a causa de l’ús d’unitats addicionals amb equips làser.
El 2011, el complex MLTK-20 va mostrar les seves "habilitats" diverses vegades. Així, al maig es va provar una nova instal·lació làser al centre de formació de Dosang (regió d’Astrakhan), propietat de Gazprom. El programa de proves incloïa un tall per separació remot dels accessoris de gas amb un gruix de paret de 50 mm. Des d’una distància de 40 metres, el complex làser va tallar amb èxit la canonada d’un pou convencional. A més, aquestes proves van mostrar la possibilitat d’operar el complex làser després del transport a llargues distàncies.
MLTK-20. Unitats làser 1, 2, 3
Bloc 4. Formar telescopi
El juliol de 2011, es va provar el complex MLTK-20 en una operació de reparació real. Es va decidir enviar la instal·lació a l'Okrug autònom de Yamalo-Nenets, on es va produir un accident al pou núm. 506 del jaciment de gas de West Tarkosalinskoye. Després d’un recorregut de més de 4000 quilòmetres, el complex làser es va muntar a prop del pou d’emergència i aviat va començar la seva tasca. Per continuar les tasques d’eliminació de l’accident, va ser necessari desmuntar estructures metàl·liques amb un pes total d’unes 240 tones, cosa que va impedir als treballadors del gas treballar amb equipament estàndard. La potent radiació tèrmica de la torxa de gas va impossibilitar la instal·lació del telescopi formador a una distància recomanada de no més de 50 metres de les estructures danyades. Per aquest motiu, els treballs principals es van realitzar des d’una distància de 70 metres. En 30 hores, el complex MLTK-20 va tallar totes les estructures necessàries, després de les quals es va començar a extingir el foc.
Com podeu veure, els complexos tecnològics làser mòbils de la família MLTK, desenvolupats per l’Institut Troitsk d’Investigacions Innovadores i de Fusió, han demostrat clarament la seva eficàcia i ho van fer no només durant les proves, sinó també en un treball real per eliminar el foc a un pou de gas. Cal assenyalar que els complexos MLTK són desenvolupaments purament civils, no destinats a ús militar. La potència d’aquests sistemes és insuficient per colpejar ràpidament objectius a gran distància, la qual cosa, però, gairebé no té cap efecte sobre la seva efectivitat en la realització de les tasques per a les quals estan dissenyats. Potser els desenvolupaments d'aquests projectes en el futur s'utilitzaran per crear làsers de combat, però en la seva forma actual, els sistemes de la família MLTK tenen un propòsit purament pacífic.
Accessoris de gas després del tall per làser de separació (gruix de la paret 50 mm)
Unitat de telescopi estesa a una distància de 50 metres de l'objecte
Continuació del tall per làser després de separar el bloqueig
Costella tallada amb làser de la torre
Brida de broc de tall ben tallat
