في السنوات الأخيرة ، استمر العمل النشط في مختلف البلدان لإنتاج الليزر القتالي. من المتوقع أن يكون للسلاح الواعد من هذه الفئة أداء عالٍ ويمكن أن يكون له تأثير خطير على مواجهة النزاعات المسلحة المستقبلية. تم تحقيق بعض النجاحات في مجال أنظمة القتال بالليزر ، لكن هذه الأسلحة لا تزال بعيدة عن الاستخدام العملي. يتعين على العلماء والمصممين فقط حل عدد من المشكلات المهمة التي تمنع أسلحة الليزر من الدخول إلى الجيش. وفي الوقت نفسه ، في بلدنا ، تم إنشاء العديد من مشاريع أنظمة الليزر ، والتي تشبه إلى حد ما الأسلحة ، ويتم استخدامها بالفعل في الممارسة العملية.
في أوائل التسعينيات ، بدأ معهد ترويتسك للأبحاث المبتكرة والانصهار (SSC RF TRINITI) العمل البحثي الذي يهدف إلى إنشاء مجمع تكنولوجي واعد يعتمد على الليزر. كان من المفترض أن يتم تسليم المجمع التكنولوجي بالليزر المحمول (MLTK) بسرعة إلى المكان المطلوب ، ونشره وإعداده للعمل ، وبعد ذلك سيكون قادرًا على قطع العديد من الأشياء والهياكل. يمكن استخدام مثل هذا النظام ، كما تصورها مؤلفو المشروع ، لحل مجموعة واسعة من المشاكل التي تواجهها المؤسسات المختلفة. بادئ ذي بدء ، كان من المفترض استخدام مجمعات MLTK للتخلص من الحوادث المختلفة ، وما إلى ذلك. يعمل.
بحلول نهاية التسعينيات ، أكملت SSC RF TRINITY العمل في أول مشروعين. في مشاريع MLTK-5 و MLTK-50 ، تم استخدام بعض الأفكار والتطورات العامة ، ومع ذلك ، اختلفت هذه المجمعات في عدد من المعلمات. كان الاختلاف الرئيسي بينهما هو نوع الليزر وقوته. طور ليزر مجمع MLTK-5 قوة 5 كيلووات ، MLTK-50 - 50 كيلو واط. استخدم أول مجمعان تكنولوجيان ليزر متنقلان أشعة الليزر لأنظمة مختلفة. تم تجهيز مجمع أقل قوة بليزر غازي مستمر (وسيط العمل هو مزيج من ثاني أكسيد الكربون والنيون والهيليوم) لدائرة مغلقة يتم ضخها بواسطة تفريغ ذاتي الاستدامة. تلقى مجمع MLTK-50 بدوره ليزرًا يتم التحكم فيه عن طريق شعاع إلكتروني متكرر النبض باستخدام خليط من الهواء وثاني أكسيد الكربون كوسيط عمل.
المركب التكنولوجي بالليزر المحمول "MLTK-50"
الاختبارات الميدانية لـ MLTK-50 في منصة إطلاق النار لقطع الهياكل المعدنية عن بُعد
تم تصنيع مجمع الليزر المحمول MLTK-5 على شكل عدة وحدات مثبتة على عربة نصف مقطورة (الوزن الإجمالي حوالي 11 طنًا) ومناسبة للنقل البسيط نسبيًا إلى مكان الاستخدام. إذا لزم الأمر ، يمكن تسليم مكونات المجمع بسرعة إلى المكان المناسب وإعدادها للعمل. يمكن لموظفي الخدمة المكونين من 2-3 أشخاص تحضير التثبيت للتشغيل في غضون ساعة ونصف إلى ساعتين. تسمح إمكانيات MLTK-5 بتوليد إشعاع ليزر بقوة 0.5 إلى 5 كيلو واط بطول موجة يبلغ 10.6 ميكرون. يستهلك مجمع MLTK-5 حوالي 150 كيلو واط من الكهرباء (380 فولت ، 50 هرتز) ، ويمكن أن يؤثر على الأشياء على مسافة حوالي 30 مترًا. يبلغ الوقت المسموح به لعملية الليزر المستمرة 8-10 ساعات.
تتمثل المهمة الرئيسية لمجمع MLTK-5 في قطع ولحام الهياكل المختلفة عن بُعد. تجعل قوة الليزر المستخدمة من الممكن إحداث تأثير مدمر على كائنات مختلفة على مسافة عدة عشرات من الأمتار.ومع ذلك ، فقد أظهرت الدراسات أنه يمكن استخدام MLTK-5 والأنظمة المماثلة لأداء مهام أخرى. وبالتالي ، تم التحقق من إمكانية تنظيف الأسطح من الملوثات المختلفة: الرواسب التكنولوجية ، الطلاء ، إلخ. باستخدام ما يسمى ب. التقشير بالليزر. تسمح نفس التقنية بتنظيف سطح الماء من فيلم الزيت. وبالتالي ، فإن النطاق الفعلي للمهام التي يمكن حلها باستخدام أنظمة الليزر المحمولة أوسع بكثير مما قد يبدو للوهلة الأولى.
تم تطوير مجمع MLTK-50 من قبل معهد Troitsk للأبحاث المبتكرة والاندماجية بالتعاون مع Gazprom. كانت المهمة الرئيسية في تطوير هذا المشروع هي إنشاء مجمع ليزر متنقل قادر على قطع الهياكل المعدنية والخرسانة المسلحة. تم اقتراح تقنية قادرة على قطع مجموعة متنوعة من الهياكل على مسافة منها لاستخدامها في عمليات الطوارئ على تدفق الغاز أو آبار النفط.
كان أساس إعداد MLTK-50 عبارة عن ليزر يتحكم فيه شعاع الإلكترون النبضي المتكرر ، والذي يستخدم خليط الغاز كوسيط عمل. يتكون الخليط من هواء الغلاف الجوي مع إضافة 5٪ من ثاني أكسيد الكربون. يتم ضخ خليط الغاز عبر حجرة العمل بسرعة حوالي 8 كجم في الثانية. في هذه الحالة ، يتطور تدفق الغاز بسرعة تصل إلى 50 م / ث. لضخ خليط الغاز بهذه السرعة ، كان من الضروري إنشاء مضخة تعتمد على محرك طائرة تسلسلي. توجد وحدة التوربينات الغازية بحيث تكون غرفة عمل الليزر في مدخل الهواء. تم وضع جهاز ليزر بقدرة 50 كيلووات والمعدات المرتبطة به على مقطورتين لسيارتين. الأول هو قاعدة الليزر نفسه وتلسكوب نظام توجيه الحزمة. ويحمل نصف المقطورة الثاني بدوره نظام الضخ وعددًا من المكونات الإضافية الأخرى للمجمع. الوزن الإجمالي لنصفتي المقطورات لمجمع MLTK-50 يقترب من 50 طنًا. يمكن نقل المجمع المتنقل بالسكك الحديدية في حاويات خاصة.
عند الوصول إلى مكان العمل ، يمكن لموظفي الخدمة المكونين من ثلاثة أشخاص تحضير مجمع MLTK-50 للعمل في غضون ساعات قليلة. أثناء التشغيل ، يتطلب التثبيت مصدر طاقة يبلغ حوالي 750 كيلو وات. يمكن تركيز شعاع الليزر 50 كيلو واط على مسافة 20 إلى 80 مترًا من المجمع. يمكن أن يعمل ليزر المجمع بشكل مستمر لمدة لا تزيد عن 10 دقائق ، وبعد ذلك يتطلب استراحة لمدة 20 دقيقة. في هذا الوضع ، يمكن للتركيب أن يقطع الهياكل المعدنية والخرسانة المسلحة ، وأداء المهمة المعينة. تلقت شركة غازبروم عدة مجموعات من نظام MLTK-50.
تم إنشاء المجمع التكنولوجي الليزري المتنقل التالي لصالح شركة "روساتوم" الحكومية. تم تطوير وحدة MLTK-2 ليس فقط لقطع الهياكل المختلفة عن بعد ، ولكن أيضًا لتطهير السطح. يتكون مجمع MLTK-2 من وحدتين بقياس 2 × 2 × 2 متر ، ولا يزيد وزنهما معًا عن 2 طن. يمكن أن يقطع ليزر الألياف 2 كيلو وات المستخدم في هذا المجمع أجزاء معدنية يصل سمكها إلى 20 مم على مسافة حوالي 6 أمتار من الرأس البصري الناتج. من الممكن حمل الأخير على مسافة عدة عشرات من الأمتار من الوحدات الرئيسية للمجمع.
رسم تخطيطي للمجمع التكنولوجي بالليزر MLTK-20
مجمع MLTK-2 المتنقل لا تستخدمه شركة Rosatom فحسب ، بل تستخدمه أيضًا مركز أبحاث الدولة التابع للاتحاد الروسي TRINITY. قامت الشركة المصنعة ، بعد تعديل المجمع الأصلي ، بإنشاء قسم لقطع المعادن التجارية. بناءً على طلب العميل ، فإن التركيب الجديد قادر على قطع صفائح حديدية أو غير حديدية لا يزيد سمكها عن 14 مم.
أصبح نظام MLTK-3 تطورًا إضافيًا لأنظمة الليزر المعيارية المتنقلة. يتضمن ثلاثة مصادر إشعاع بقوة 1 كيلو واط دفعة واحدة. كل من هذه المصادر الإشعاعية لها نظام التبريد الخاص بها.ينتقل الإشعاع المتولد من المصادر الثلاثة عبر كبلات الألياف الضوئية إلى نظام تشكيل الشعاع وتحديد المواقع. هذه الكتلة مسؤولة عن الجمع بين عدة أشعة في واحدة وتوجيهها إلى الكائن المطلوب. السمة المميزة لمجمع MLTK-3 هي هندسته المعمارية. وهي مقسمة إلى سبع وحدات لا يزيد وزن كل منها عن 100 كجم. هذا يسهل النقل واستخدام المجمع بأكمله.
أحدث مجمع ليزر متنقل تم إنشاؤه في معهد ترويتسك للأبحاث المبتكرة والاندماجية هو MLTK-20 ، الذي تم تطويره بأمر من شركة غازبروم. تشبه هندستها المعمارية MLTK-3 الموصوفة أعلاه. يتكون MLTK-20 من أربع حاويات 2x2x2 متر تزن كل منها حوالي طنين. ثلاث من أصل أربع وحدات مجهزة بألياف الإيتربيوم مع طاقة قابلة للتعديل (من 0.5 إلى 8 كيلو واط) وأنظمة التبريد الخاصة بها. ترتبط هذه الكتل الثلاثة بالرابع باستخدام مسار ألياف بصرية. تضم الكتلة الرابعة تلسكوب التشكيل وأنظمة توجيه الحزمة ومحطة عمل المشغل.
مجمع الليزر التكنولوجي MLTK-2
لا يستغرق نشر مجمع MLTK-20 أكثر من نصف ساعة بعد تسليمه إلى مكان العمل. خلال هذا الوقت ، يجب على موظفي الخدمة توصيل جميع الكابلات وبدء تشغيل الجهاز. تتيح كابلات الألياف الضوئية المستخدمة في مجمع MLTK-20 إمكانية وضع كتل بمصادر إشعاعية على مسافة تصل إلى 90 مترًا من الكتلة باستخدام تلسكوب التشكيل. التلسكوب قادر على تركيز شعاع الليزر على مسافات من 20 إلى 70 مترًا. بأقصى طاقة ، يستطيع مجمع MLTK-20 قطع الهياكل المعدنية التي يزيد سمكها عن 50 مم. اعتمادًا على سمك المعدن الذي يتم قطعه ، يمكن أن تصل سرعة القطع إلى مترين في الساعة. تسمح البنية المعيارية باستخدام مجمع MLTK-20 في تكوينات مختلفة. يمكن تنفيذ مهام معينة بوحدة واحدة بها مصدر إشعاع وأخرى مع تلسكوب تشكيل. بالإضافة إلى ذلك ، من الممكن زيادة الطاقة بسبب استخدام وحدات إضافية مع معدات الليزر.
في عام 2011 ، أظهر مجمع MLTK-20 "مهاراته" عدة مرات. وهكذا ، في مايو ، تم اختبار تركيب ليزر جديد في مركز تدريب دوسانغ (منطقة أستراخان) ، المملوك لشركة غازبروم. تضمن برنامج الاختبار قطع فصل عن بعد لتجهيزات الغاز بسمك جدار 50 مم. من مسافة 40 مترًا ، نجح مجمع الليزر في قطع أنبوب البئر التقليدي. بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت هذه الاختبارات إمكانية تشغيل مجمع الليزر بعد النقل لمسافات طويلة.
MLTK-20. وحدات الليزر 1 ، 2 ، 3
بلوك 4. تشكيل التلسكوب
في يوليو 2011 ، تم اختبار مجمع MLTK-20 في عملية إصلاح حقيقية. تقرر إرسال التركيب إلى Yamalo-Nenets Autonomous Okrug ، حيث وقع حادث في البئر رقم 506 في حقل غاز West Tarkosalinskoye. بعد مسار يزيد طوله عن 4000 كيلومتر ، تم تركيب مجمع الليزر بالقرب من بئر الطوارئ وسرعان ما بدأ عمله. لمواصلة العمل للقضاء على الحادث ، كان من الضروري تفكيك الهياكل المعدنية التي يبلغ وزنها الإجمالي حوالي 240 طنًا ، مما منع عمال الغاز من العمل باستخدام المعدات القياسية. جعل الإشعاع الحراري القوي من شعلة الغاز من المستحيل تثبيت تلسكوب التشكيل على مسافة موصى بها لا تزيد عن 50 مترًا من الهياكل المتضررة. لهذا السبب ، تم تنفيذ العمل الرئيسي من مسافة 70 مترًا. في غضون 30 ساعة ، قطع مجمع MLTK-20 جميع الهياكل اللازمة ، وبعد ذلك بدأ الحريق في إطفاءه.
كما ترون ، فإن المجمعات التكنولوجية الليزرية المتنقلة لعائلة MLTK ، التي طورها معهد Troitsk للأبحاث المبتكرة والاندماجية ، أثبتت بوضوح فعاليتها ، وقد فعلوا ذلك ليس فقط أثناء الاختبار ، ولكن أيضًا في العمل الحقيقي للقضاء على الحريق في بئر غاز.وتجدر الإشارة إلى أن مجمعات MLTK هي تطورات مدنية بحتة وليست مخصصة للاستخدام العسكري. قوة هذه الأنظمة غير كافية لضرب الأهداف بسرعة على مسافة كبيرة ، والتي ، مع ذلك ، ليس لها أي تأثير تقريبًا على فعاليتها في أداء المهام التي صُممت من أجلها. ربما سيتم استخدام التطورات في هذه المشاريع في المستقبل لإنشاء ليزر قتالي ، ولكن في شكلها الحالي ، فإن أنظمة عائلة MLTK لها أغراض سلمية بحتة.
وصلات الغاز بعد القطع بالليزر (سمك الجدار 50 مم)
امتدت وحدة التلسكوب على مسافة 50 مترًا من الجسم
استمرار القطع بالليزر بعد إزالة الانسداد
قطع الليزر من ضلع ديريك
شفة ذات فوهة جيدة المنفصمة
