Negli ultimi anni, in vari paesi è in corso un lavoro attivo per creare laser da combattimento. Si prevede che un'arma promettente di questa classe abbia prestazioni elevate e possa avere un grave impatto di fronte a futuri conflitti armati. Alcuni successi sono stati ottenuti nel campo dei sistemi di combattimento laser, ma tali armi sono ancora lontane dall'uso pratico. Scienziati e designer devono solo risolvere una serie di problemi importanti che impediscono alle armi laser di entrare nell'esercito. Nel frattempo, nel nostro paese, sono stati creati diversi progetti di sistemi laser che, essendo in qualche modo simili alle armi, vengono già utilizzati nella pratica.
All'inizio degli anni novanta, l'Istituto di Troitsk per la ricerca innovativa e sulla fusione (SSC RF TRINITI) ha iniziato un lavoro di ricerca volto a creare un promettente complesso tecnologico basato su un laser. Si presumeva che il complesso tecnologico laser mobile (MLTK) potesse essere rapidamente consegnato nel luogo desiderato, dispiegato e preparato per il lavoro, dopodiché sarebbe stato in grado di tagliare vari oggetti e strutture. Tale sistema, come concepito dagli autori del progetto, potrebbe essere utilizzato per risolvere una vasta gamma di problemi affrontati da varie imprese. Prima di tutto, i complessi MLTK dovevano essere usati per eliminare vari incidenti, ecc. lavori.
Alla fine degli anni novanta, SSC RF TRINITY ha completato i lavori sui primi due progetti. Nei progetti MLTK-5 e MLTK-50 sono state utilizzate alcune idee e sviluppi generali, tuttavia questi complessi differivano in una serie di parametri. La loro principale differenza era nel tipo e nella potenza del laser. Il laser del complesso MLTK-5 ha sviluppato una potenza di 5 kilowatt, l'MLTK-50 - 50 kW. I primi due complessi tecnologici laser mobili utilizzavano laser di vari sistemi. Un complesso meno potente era dotato di un laser a gas continuo (il mezzo di lavoro è una miscela di anidride carbonica, neon ed elio) di un circuito chiuso pompato da una scarica autosufficiente. Il complesso MLTK-50, a sua volta, ha ricevuto un laser controllato da un raggio di elettroni a impulsi ripetitivi utilizzando una miscela di aria e anidride carbonica come mezzo di lavoro.
Complesso tecnologico laser mobile "MLTK-50"
Prove sul campo di MLTK-50 su un banco di tiro per il taglio a distanza di strutture metalliche
Il complesso laser mobile MLTK-5 è stato realizzato sotto forma di diverse unità installate su un semirimorchio per auto (peso totale circa 11 tonnellate) e adatte per un trasporto relativamente semplice nel luogo di utilizzo. Se necessario, i componenti del complesso possono essere rapidamente consegnati nel posto giusto e preparati per il lavoro. Il personale di servizio di 2-3 persone può preparare l'installazione per il funzionamento in un'ora e mezza o due ore. Le capacità di MLTK-5 consentono di generare radiazioni laser con una potenza da 0,5 a 5 kW con una lunghezza d'onda di 10,6 micron. Consumando circa 150 kW di elettricità (380 V, 50 Hz), il complesso MLTK-5 può colpire oggetti a una distanza di circa 30 metri. Il tempo consentito per il funzionamento continuo del laser raggiunge le 8-10 ore.
Il compito principale del complesso MLTK-5 è il taglio e la saldatura a distanza di varie strutture. La potenza del laser utilizzato consente di esercitare un effetto distruttivo su vari oggetti a una distanza di diverse decine di metri. Tuttavia, gli studi hanno dimostrato che MLTK-5 e sistemi simili possono essere utilizzati per eseguire altre attività. Pertanto, è stata studiata la possibilità di pulire le superfici da vari contaminanti: depositi tecnologici, vernici, ecc. utilizzando il cosiddetto. peeling laser. La stessa tecnologia permette di pulire la superficie dell'acqua dal film d'olio. Pertanto, la gamma effettiva di compiti che possono essere risolti utilizzando sistemi laser mobili è molto più ampia di quanto possa sembrare a prima vista.
Lo sviluppo del complesso MLTK-50 è stato effettuato dal Troitsk Institute for Innovative and Fusion Research in collaborazione con Gazprom. Il compito principale nello sviluppo di questo progetto è stata la creazione di un complesso laser mobile in grado di tagliare strutture metalliche e in cemento armato. È stata proposta una tecnica in grado di tagliare una varietà di strutture a distanza da esse per l'uso in operazioni di emergenza su pozzi di gas o petrolio che zampillano.
La base per la configurazione MLTK-50 era un laser controllato da un raggio di elettroni a impulsi ripetitivi, che utilizza una miscela di gas come mezzo di lavoro. La miscela è costituita da aria atmosferica con aggiunta del 5% di anidride carbonica. La miscela di gas viene pompata attraverso la camera di lavoro ad una velocità di circa 8 kg al secondo. In questo caso, il flusso di gas sviluppa una velocità fino a 50 m/s. Per pompare la miscela di gas a una tale velocità, era necessario creare una pompa basata su un motore aereo di serie. L'unità della turbina a gas è posizionata in modo tale che la camera di lavoro del laser si trovi nella sua presa d'aria. Un laser da 50 kilowatt e l'attrezzatura associata sono stati posizionati su due semirimorchi per auto. Il primo è la base per il laser stesso e il telescopio del sistema di guida del raggio. Il secondo semirimorchio, a sua volta, porta il sistema di pompaggio e una serie di altri componenti ausiliari del complesso. Il peso totale dei due semirimorchi del complesso MLTK-50 si avvicina alle 50 tonnellate. Il complesso mobile può essere trasportato su rotaia in appositi contenitori.
All'arrivo sul luogo di lavoro, il personale di servizio di tre persone può preparare il complesso MLTK-50 per il lavoro in poche ore. Durante il funzionamento, l'installazione richiede una potenza di circa 750 kW. Il raggio laser da 50 kW può essere focalizzato a una distanza compresa tra 20 e 80 metri dal complesso. Il laser del complesso può funzionare ininterrottamente per non più di 10 minuti, dopodiché è necessaria una pausa di 20 minuti. In questa modalità, l'impianto può tagliare strutture metalliche e in cemento armato, svolgendo il compito assegnato. Gazprom ha ricevuto diversi set del sistema MLTK-50.
Il prossimo complesso tecnologico laser mobile è stato creato nell'interesse della società statale "Rosatom". L'unità MLTK-2 è stata sviluppata non solo per il taglio a distanza di varie strutture, ma anche per la decontaminazione della superficie. Il complesso MLTK-2 è composto da due moduli di 2x2x2 metri, che insieme non pesano più di 2 tonnellate. Il laser fibra da 2 kW utilizzato in questo complesso può tagliare parti metalliche fino a 20 mm di spessore ad una distanza di circa 6 metri dalla testa ottica di uscita. È possibile trasportare quest'ultimo a una distanza di diverse decine di metri dai moduli principali del complesso.
Schema a blocchi del complesso tecnologico laser MLTK-20
Il complesso mobile MLTK-2 è utilizzato non solo da Rosatom, ma anche dal Centro di ricerca statale della Federazione Russa TRINITY. Il produttore, dopo aver modificato il complesso originale, ha creato una sezione per il taglio dei metalli commerciale. Su richiesta del cliente, il nuovo impianto è in grado di tagliare lamiere di metalli ferrosi o non ferrosi di spessore non superiore a 14 mm.
Il sistema MLTK-3 è diventato un ulteriore sviluppo dei sistemi laser mobili modulari. Include tre sorgenti di radiazioni con una potenza di 1 kW contemporaneamente. Ognuna di queste sorgenti di radiazioni ha il proprio sistema di raffreddamento. La radiazione generata dalle tre sorgenti viene trasmessa tramite cavi in fibra ottica al sistema di beamforming e posizionamento. Questo blocco è responsabile della combinazione di più raggi in uno e del puntamento verso l'oggetto desiderato. Una caratteristica del complesso MLTK-3 è la sua architettura. È diviso in sette moduli, ciascuno del peso non superiore a 100 kg. Ciò facilita il trasporto e l'uso dell'intero complesso.
L'ultimo complesso laser mobile creato presso il Troitsk Institute for Innovative and Fusion Research è MLTK-20, sviluppato per ordine di Gazprom. La sua architettura ricorda l'MLTK-3 sopra descritto. MLTK-20 è composto da quattro container 2x2x2 metri del peso di circa due tonnellate ciascuno. Tre unità su quattro sono dotate di laser a fibra di itterbio con potenza regolabile (da 0,5 a 8 kW) e relativi sistemi di raffreddamento. Questi tre blocchi sono collegati al quarto tramite un percorso in fibra ottica. Il quarto blocco ospita il telescopio di formatura, i sistemi di guida del raggio e la postazione di lavoro dell'operatore.
Complesso tecnologico laser MLTK-2
Non ci vuole più di mezz'ora per distribuire il complesso MLTK-20 dopo la consegna sul luogo di lavoro. Durante questo tempo, il personale di servizio deve collegare tutti i cavi e avviare l'apparecchiatura. I cavi in fibra ottica utilizzati nel complesso MLTK-20 consentono di posizionare blocchi con sorgenti di radiazioni a una distanza fino a 90 metri dal blocco con il telescopio di formatura. Il telescopio è in grado di focalizzare un raggio laser a distanze da 20 a 70 metri. Alla massima potenza, il complesso MLTK-20 è in grado di tagliare strutture metalliche con uno spessore superiore a 50 mm. A seconda dello spessore del metallo da tagliare, la velocità di taglio può raggiungere i due metri all'ora. L'architettura modulare consente di utilizzare il complesso MLTK-20 in varie configurazioni. Alcuni compiti possono essere eseguiti con un'unità con una sorgente di radiazioni e una con un telescopio di formatura. Inoltre, è possibile aumentare la potenza grazie all'uso di unità aggiuntive con apparecchiature laser.
Nel 2011, il complesso MLTK-20 ha mostrato più volte le sue "capacità". Così, a maggio, è stata testata una nuova installazione laser presso il centro di formazione di Dosang (regione di Astrakhan), di proprietà di Gazprom. Il programma di test comprendeva il taglio a separazione remota di raccordi del gas con uno spessore di parete di 50 mm. Da una distanza di 40 metri, il complesso laser ha tagliato con successo il tubo di un pozzo convenzionale. Inoltre, questi test hanno mostrato la possibilità di utilizzare il complesso laser dopo il trasporto su lunghe distanze.
MLTK-20. Unità laser 1, 2, 3
Blocco 4. Telescopio di formatura
Nel luglio 2011, il complesso MLTK-20 è stato testato in una vera operazione di riparazione. Si è deciso di inviare l'installazione all'Okrug autonomo di Yamalo-Nenets, dove si è verificato un incidente al pozzo n. 506 del giacimento di gas West Tarkosalinskoye. Dopo un percorso lungo oltre 4000 chilometri, il complesso laser è stato montato vicino al pozzo di emergenza e presto ha iniziato i suoi lavori. Per continuare i lavori per eliminare l'incidente, è stato necessario smantellare strutture metalliche per un peso totale di circa 240 tonnellate, che hanno impedito agli operai del gas di lavorare con attrezzature standard. La potente radiazione termica della torcia a gas ha reso impossibile l'installazione del telescopio di formatura alla distanza consigliata di non più di 50 metri dalle strutture danneggiate. Per questo motivo i lavori principali sono stati eseguiti da una distanza di 70 metri. In 30 ore, il complesso MLTK-20 ha tagliato tutte le strutture necessarie, dopo di che l'incendio ha iniziato a spegnersi.
Come puoi vedere, i complessi tecnologici laser mobili della famiglia MLTK, sviluppati dal Troitsk Institute for Innovative and Fusion Research, hanno chiaramente dimostrato la loro efficacia, e lo hanno fatto non solo durante i test, ma anche nel lavoro reale per eliminare l'incendio in un pozzo di gas. Va notato che i complessi MLTK sono sviluppi puramente civili, non destinati all'uso militare. La potenza di questi sistemi è insufficiente per colpire rapidamente bersagli a grande distanza, il che, tuttavia, non ha quasi alcun effetto sulla loro efficacia nell'esecuzione dei compiti per cui sono progettati. Forse gli sviluppi su questi progetti in futuro verranno utilizzati per creare laser da combattimento, ma nella loro forma attuale, i sistemi della famiglia MLTK hanno uno scopo puramente pacifico.
Raccordi gas dopo taglio laser di separazione (spessore parete 50 mm)
Telescopio esteso a una distanza di 50 metri dall'oggetto
Continuazione del taglio laser dopo aver rimosso il blocco
Nervatura della torre tagliata al laser
Flangia beccuccio tranciato
