Posljednjih godina u raznim se zemljama radi na stvaranju borbenih lasera. Očekuje se da će oružje ove klase koje obećava imati visoke performanse i može imati ozbiljan utjecaj na buduće oružane sukobe. Neki uspjesi postignuti su na području laserskih borbenih sustava, ali takvo oružje još je daleko od praktične uporabe. Znanstvenici i dizajneri moraju riješiti samo brojne važne probleme koji sprječavaju ulazak laserskog oružja u vojsku. U međuvremenu je u našoj zemlji stvoreno nekoliko projekata laserskih sustava koji se, pomalo slični oružju, već koriste u praksi.
Početkom devedesetih Troitski institut za inovativna i fuzijska istraživanja (SSC RF TRINITI) započeo je istraživački rad usmjeren na stvaranje perspektivnog tehnološkog kompleksa temeljenog na laseru. Pretpostavljalo se da se mobilni laserski tehnološki kompleks (MLTK) može brzo isporučiti na željeno mjesto, rasporediti i pripremiti za rad, nakon čega će moći rezati različite predmete i strukture. Takav sustav, kako su zamislili autori projekta, mogao bi se koristiti za rješavanje širokog spektra problema s kojima se susreću različita poduzeća. Prije svega, kompleksi MLTK trebali su se koristiti za uklanjanje raznih nesreća itd. djela.
Krajem devedesetih SSC RF TRINITY dovršio je rad na prva dva projekta. U projektima MLTK-5 i MLTK-50 korištene su neke opće ideje i razvoj, međutim ti su se kompleksi razlikovali po brojnim parametrima. Njihova glavna razlika bila je u vrsti i snazi lasera. Laser kompleksa MLTK-5 razvio je snagu od 5 kilovata, MLTK-50-50 kW. Prva dva mobilna laserska tehnološka kompleksa koristila su lasere različitih sustava. Manje moćni kompleks bio je opremljen kontinuiranim plinskim laserom (radni medij je mješavina ugljičnog dioksida, neona i helija) zatvorenog kruga koji se pumpa samoodrživim pražnjenjem. Kompleks MLTK-50 je zauzvrat primio laser koji se kontrolira impulsnim elektronskim snopom, a koji se miješao sa zrakom i ugljikovim dioksidom kao radnim medijem.
Mobilni laserski tehnološki kompleks "MLTK-50"
Terenska ispitivanja MLTK-50 na peći za daljinsko rezanje metalnih konstrukcija
Mobilni laserski kompleks MLTK-5 izrađen je u obliku nekoliko jedinica instaliranih na poluprikolici automobila (ukupne težine oko 11 tona) i prikladnih za relativno jednostavan transport do mjesta upotrebe. Po potrebi se komponente kompleksa mogu brzo isporučiti na pravo mjesto i pripremiti za rad. Servisno osoblje od 2-3 osobe može pripremiti instalaciju za rad za jedan i pol do dva sata. Mogućnosti MLTK-5 omogućuju generiranje laserskog zračenja snage od 0,5 do 5 kW s valnom duljinom od 10,6 mikrona. Potrošnja oko 150 kW električne energije (380 V, 50 Hz), kompleks MLTK-5 može utjecati na objekte na udaljenosti od oko 30 metara. Dopušteno vrijeme neprekidnog rada lasera doseže 8-10 sati.
Glavni zadatak kompleksa MLTK-5 je daljinsko rezanje i zavarivanje različitih struktura. Snaga lasera koji se koristi omogućuje destruktivno djelovanje na različite objekte na udaljenosti od nekoliko desetaka metara. Međutim, studije su pokazale da se MLTK-5 i slični sustavi mogu koristiti za obavljanje drugih zadataka. Tako je ispitana mogućnost čišćenja površina od raznih zagađivača: tehnoloških naslaga, boje itd. pomoću tzv. laserski piling. Ista tehnologija omogućuje čišćenje vodene površine od uljnog filma. Dakle, stvarni raspon zadataka koji se mogu riješiti pomoću mobilnih laserskih sustava mnogo je širi nego što se čini na prvi pogled.
Razvoj kompleksa MLTK-50 proveo je Troitski institut za inovativna i fuzijska istraživanja u suradnji s Gazpromom. Glavni zadatak u razvoju ovog projekta bilo je stvaranje mobilnog laserskog kompleksa sposobnog za rezanje metalnih i armiranobetonskih konstrukcija. Predložena je tehnika koja može rezati različite građevine na udaljenosti od njih za uporabu u hitnim operacijama na bušotinama plina ili nafte.
Temelj za postavljanje MLTK-50 bio je laser koji se kontrolira pulsirajućim elektronskim snopom, a koji koristi plinsku smjesu kao radni medij. Smjesa se sastoji od atmosferskog zraka s dodatkom 5% ugljičnog dioksida. Plinska smjesa se pumpa kroz radnu komoru brzinom od oko 8 kg u sekundi. U tom slučaju protok plina razvija brzinu do 50 m / s. Za pumpanje plinske smjese takvom brzinom bilo je potrebno stvoriti pumpu na temelju serijskog zrakoplovnog motora. Jedinica plinske turbine smještena je na takav način da je radna komora lasera u usisniku zraka. Laser od 50 kilovata i pripadajuća oprema postavljeni su na dvije poluprikolice za automobile. Prvi je baza za sam laser i teleskop sustava za navođenje snopa. Druga poluprikolica, pak, nosi crpni sustav i niz drugih pomoćnih komponenti kompleksa. Ukupna težina dviju poluprikolica kompleksa MLTK-50 približava se 50 tona. Mobilni kompleks može se prevoziti željeznicom u posebnim kontejnerima.
Po dolasku na mjesto rada, uslužno osoblje od tri osobe može pripremiti kompleks MLTK-50 za rad u roku od nekoliko sati. Tijekom rada instalacija zahtijeva napajanje od oko 750 kW. Laserski snop od 50 kW može se fokusirati na udaljenosti od 20 do 80 metara od kompleksa. Laser kompleksa može raditi neprekidno najviše 10 minuta, nakon čega je potrebna pauza od 20 minuta. U ovom načinu rada instalacija može rezati metalne i armiranobetonske konstrukcije, izvršavajući dodijeljeni zadatak. Gazprom je primio nekoliko kompleta sustava MLTK-50.
Sljedeći mobilni laserski tehnološki kompleks nastao je u interesu državne korporacije "Rosatom". Uređaj MLTK-2 razvijen je ne samo za daljinsko rezanje različitih struktura, već i za površinsku dekontaminaciju. Kompleks MLTK-2 sastoji se od dva modula dimenzija 2x2x2 metra, koji zajedno ne teže više od 2 tone. Laser od 2 kW koji se koristi u ovom kompleksu može rezati metalne dijelove do 20 mm debljine na udaljenosti od oko 6 metara od izlazne optičke glave. Potonje je moguće nositi na udaljenosti od nekoliko desetaka metara od glavnih modula kompleksa.
Blok dijagram laserskog tehnološkog kompleksa MLTK-20
Mobilni kompleks MLTK-2 ne koristi samo Rosatom, već i Državno istraživačko središte Ruske Federacije TRINITY. Proizvođač je, nakon što je izmijenio izvorni kompleks, stvorio odjeljak za komercijalno rezanje metala. Na zahtjev kupca, nova instalacija može rezati limove od željeznih ili obojenih metala debljine najviše 14 mm.
Sustav MLTK-3 postao je daljnji razvoj modularnih mobilnih laserskih sustava. Uključuje tri izvora zračenja snage 1 kW odjednom. Svaki od ovih izvora zračenja ima svoj vlastiti sustav hlađenja. Generirano zračenje iz tri izvora prenosi se optičkim kablovima u sustav za oblikovanje snopa i pozicioniranje. Ovaj blok je odgovoran za kombiniranje nekoliko zraka u jednu i usmjeravanje prema željenom objektu. Karakteristična značajka kompleksa MLTK-3 je njegova arhitektura. Podijeljen je u sedam modula, od kojih svaki ne teži više od 100 kg. To olakšava transport i korištenje cijelog kompleksa.
Najnoviji mobilni laserski kompleks nastao na Troitskom institutu za inovativna i fuzijska istraživanja je MLTK-20, razvijen po narudžbi Gazproma. Njegova arhitektura nalikuje gore opisanom MLTK-3. MLTK-20 sastoji se od četiri kontejnera 2x2x2 metra težine oko dvije tone svaki. Tri od četiri jedinice opremljene su laserima od itterbijevih vlakana s podesivom snagom (od 0,5 do 8 kW) i njihovim sustavima hlađenja. Ova tri bloka povezana su s četvrtim pomoću optičke staze. U četvrtom bloku nalazi se teleskop za oblikovanje, sustavi navođenja snopa i radna stanica operatera.
Laserski tehnološki kompleks MLTK-2
Za razmještanje kompleksa MLTK-20 nakon isporuke na mjesto rada nije potrebno više od pola sata. Za to vrijeme servisno osoblje mora spojiti sve kabele i pokrenuti opremu. Optički kabeli koji se koriste u kompleksu MLTK-20 omogućuju postavljanje blokova s izvorima zračenja na udaljenost do 90 metara od bloka pomoću teleskopa za oblikovanje. Teleskop je u stanju fokusirati laserski zrak na udaljenosti od 20 do 70 metara. Pri najvećoj snazi, kompleks MLTK-20 sposoban je za rezanje metalnih konstrukcija debljine veće od 50 mm. Ovisno o debljini rezanog metala, brzina rezanja može doseći dva metra na sat. Modularna arhitektura omogućuje korištenje kompleksa MLTK-20 u različitim konfiguracijama. Određeni se zadaci mogu izvesti s jednom jedinicom s izvorom zračenja i jednom s teleskopom za oblikovanje. Osim toga, moguće je povećati snagu zbog uporabe dodatnih jedinica s laserskom opremom.
Godine 2011. kompleks MLTK-20 nekoliko je puta pokazao svoje "umijeće". Tako je u svibnju u centru za obuku Dosang (regija Astrakhan) u vlasništvu Gazproma testirana nova laserska instalacija. Program ispitivanja uključivao je daljinsko razdvajanje rezanja plinskih armatura debljine stijenke 50 mm. S udaljenosti od 40 metara, laserski kompleks uspješno je presjekao cijev konvencionalne bušotine. Osim toga, ti su testovi pokazali mogućnost rada laserskog kompleksa nakon transporta na velike udaljenosti.
MLTK-20. Laserske jedinice 1, 2, 3
Blok 4. Formiranje teleskopa
U srpnju 2011. kompleks MLTK-20 testiran je u stvarnoj popravci. Odlučeno je da se instalacija pošalje u Yamalo-Nenets Autonomous Okrug, gdje se dogodila nesreća u bušotini br. 506 Zapadno Tarkosalinskoye plinsko polje. Nakon staze duge preko 4000 kilometara, laserski kompleks postavljen je u blizini nužde i ubrzo je započeo s radom. Za nastavak radova na otklanjanju nesreće bilo je potrebno demontirati metalne konstrukcije ukupne težine oko 240 tona, što je plinskim radnicima onemogućilo rad pomoću standardne opreme. Snažno toplinsko zračenje plinske baklje onemogućilo je ugradnju teleskopa za oblikovanje na preporučenu udaljenost od najviše 50 metara od oštećenih konstrukcija. Iz tog razloga glavni su radovi izvedeni s udaljenosti od 70 metara. U 30 sati kompleks MLTK-20 probio je sve potrebne strukture, nakon čega se vatra počela gasiti.
Kao što vidite, mobilni laserski tehnološki kompleksi obitelji MLTK, koje je razvio Troitski institut za inovativna i fuzijska istraživanja, jasno su pokazali svoju učinkovitost, a to su učinili ne samo tijekom ispitivanja, već i u stvarnom radu na uklanjanju požara u plinski bunar. Valja napomenuti da su kompleksi MLTK isključivo civilni razvoj, koji nisu namijenjeni za vojnu uporabu. Snaga ovih sustava nije dovoljna za brzo gađanje ciljeva na velikoj udaljenosti, što, međutim, gotovo nema utjecaja na njihovu učinkovitost u izvršavanju zadataka za koje su namijenjeni. Možda će se razvoj na tim projektima u budućnosti koristiti za stvaranje borbenih lasera, ali u sadašnjem obliku sustavi obitelji MLTK imaju čisto miroljubivu svrhu.
Plinski okovi nakon separacijskog laserskog rezanja (debljina stijenke 50 mm)
Jedinica teleskopa produžena na udaljenosti od 50 metara od objekta
Nastavak laserskog rezanja nakon uklanjanja blokade
Lasersko izrezano rebro derrika
Dobro izrezana prirubnica izljeva
