Complejos de tecnología láser móvil desarrollados por SSC RF TRINITI
En los últimos años, se ha llevado a cabo un trabajo activo en la creación de láseres de combate en diferentes países. Prometedor оружие Se espera que esta clase tenga un alto rendimiento y pueda tener un impacto grave en la cara de futuros conflictos armados. Se han logrado algunos avances en el campo de los sistemas de láser de combate, pero estas armas aún están lejos de ser prácticas. Los científicos y los diseñadores solo tienen que resolver una serie de problemas importantes que impiden que las armas láser entren en el ejército. Mientras tanto, se han creado varios proyectos de sistemas láser en nuestro país que, al ser algo parecido a las armas, ya se están poniendo en práctica.
A principios de los años noventa, el Instituto Troitsk para la Investigación de Innovación e Fusión (SSC RF TRINITI) comenzó un trabajo de investigación destinado a crear un complejo tecnológico prometedor basado en un láser. Se supuso que el complejo tecnológico de láser móvil (MLTC) podría entregarse rápidamente en el lugar correcto, desplegarse y prepararse para el trabajo, después de lo cual podría cortar varios objetos y estructuras. Tal sistema, tal como fue concebido por los autores del proyecto, podría usarse para resolver una amplia gama de tareas que enfrentan varias empresas. En primer lugar, se suponía que los complejos MLTC debían usarse para eliminar varios accidentes, etc. trabaja
A finales de los años noventa, el Centro de Investigación Estatal TRINITI completó el trabajo en los dos primeros proyectos. En los proyectos MLTK-5 y MLTC-50, se utilizaron algunas ideas y desarrollos generales, pero estos complejos diferían en varios parámetros. Su principal diferencia estaba en el tipo y la potencia del láser. El complejo láser MLTK-5 desarrolló potencia de kilovatios 5, MLTC-50 - 50 kW. Los dos primeros complejos de tecnología láser móvil utilizaron láseres de diferentes sistemas. Un complejo menos potente estaba equipado con un láser de gas continuo (medio de trabajo, una mezcla de dióxido de carbono, neón y helio) de un circuito cerrado bombeado por una descarga independiente. El complejo MLTK-50, a su vez, recibió un láser de electroionización pulsado repetidamente utilizando una mezcla de aire y dióxido de carbono como fluido de trabajo.
Complejo tecnológico móvil láser "MLTK-50"
Pruebas de aterrizaje de MLTK-50 en un soporte de cocción para el corte remoto de estructuras metálicas
El complejo de láser móvil MLTK-5 se realizó en forma de varias unidades instaladas en un semirremolque de automóviles (peso total de aproximadamente 11 toneladas) y es adecuado para el transporte relativamente sencillo al lugar de uso. Si es necesario, los componentes del complejo pueden entregarse rápidamente al lugar correcto y prepararse para el trabajo. El personal de mantenimiento de la persona 2-3 puede preparar la instalación para que funcione en una hora y media a dos. Las capacidades de MLTK-5 permiten generar radiación láser con potencia de 0,5 a 5 kW con una longitud de onda de 10,6 μm. Al consumir aproximadamente 150 kW de electricidad (380 V, 50 Hz), el complejo MLTC-5 puede afectar a objetos a una distancia de aproximadamente 30 metros. El tiempo permisible de operación continua del láser alcanza las horas 8-10.
La tarea principal del complejo MLTK-5 es el corte y soldadura a distancia de varias estructuras. La potencia del láser utilizado permite tener un efecto destructivo en varios objetos a una distancia de varias decenas de metros. Sin embargo, los estudios han demostrado que MLTC-5 y sistemas similares se pueden usar para realizar otras tareas. Así, se investigó la posibilidad de limpiar superficies de diversos contaminantes: depósitos tecnológicos, pinturas, etc. usando el llamado peeling laser La misma tecnología permite limpiar la superficie del agua de la película de aceite. Por lo tanto, la gama real de tareas que se pueden resolver con la ayuda de complejos de láser móvil es mucho más amplia de lo que parece a primera vista.
El desarrollo del complejo MLTK-50 fue llevado a cabo por el Instituto Troitsk de Investigación Innovadora y Termonuclear en colaboración con Gazprom. La tarea principal en el desarrollo de este proyecto fue la creación de un complejo de láser móvil capaz de cortar estructuras metálicas y de concreto reforzado. La técnica capaz de cortar una variedad de diseños a una distancia de ellos, se propuso para uso en trabajos de emergencia en pozos de gas o petróleo.
Se eligió un láser de electroionización de pulso periódico como base para la instalación de MLTK-50, utilizando una mezcla de gases como fluido de trabajo. La mezcla consiste en aire atmosférico con un aditivo de dióxido de carbono al cinco por ciento. La mezcla de gas se bombea a través de la cámara de trabajo a una velocidad del orden de 8 kg por segundo. Al mismo tiempo, el flujo de gas alcanza velocidades de hasta 50 m / s. Para transferir la mezcla de gas a tal velocidad, fue necesario crear una bomba basada en un motor de avión en serie. La unidad de turbina de gas está ubicada de tal manera que la cámara de trabajo del láser se encuentra en su dispositivo de admisión de aire. El láser 50-kilovatio y el equipo asociado se colocaron en dos semirremolques de automóviles. La primera es la base para el sistema de guía de haz de telescopio y láser real. El segundo semirremolque, a su vez, lleva un sistema de bombeo y una serie de otros componentes auxiliares del complejo. El peso total de los dos semirremolques complejos MLTC-50 está cerca de las toneladas 50. El complejo móvil puede ser transportado por ferrocarril en contenedores especiales.
Al llegar al lugar de trabajo, un asistente de tres personas puede preparar el complejo MLTC-50 para trabajar durante varias horas. Durante la operación, la unidad requiere una fuente de alimentación de aproximadamente 750 kW. El rayo láser de 50 kilovatios se puede enfocar a una distancia de 20 a 80 metros del complejo. El láser del complejo puede funcionar de forma continua durante no más de 10 minutos, después de lo cual se requiere una pausa de 20-minuto. En este modo, la instalación puede cortar estructuras metálicas y de hormigón armado, realizando la tarea. Gazprom recibió varios juegos del sistema MLTC-50.
El siguiente complejo de tecnología láser móvil fue creado en interés de la corporación estatal Rosatom. La instalación MLTK-2 fue desarrollada no solo para el corte remoto de varios diseños, sino también para la descontaminación de superficies. El complejo MLTK-2 consta de dos módulos de tamaño de medidor 2x2x2, que en conjunto no pesan más de 2 toneladas. Un láser de fibra con una potencia de 2 kW utilizado en este complejo puede cortar piezas metálicas con un grosor de hasta 20 mm a una distancia de aproximadamente 6 metros desde el cabezal óptico de salida. Es posible tomar el último a una distancia de varias decenas de metros de los módulos principales del complejo.
El diagrama de bloques del complejo tecnológico láser MLTK-20.
El complejo móvil MLTK-2 es utilizado no solo por Rosatom, sino también por SSC RF TRINITI. El fabricante, habiendo refinado el complejo original, creó un sitio para el corte comercial de metales. A pedido del cliente, la nueva instalación es capaz de cortar láminas de metales ferrosos o no ferrosos con un grosor de no más de 14 mm.
El desarrollo adicional de los sistemas de láser móviles modulares fue el sistema MLTK-3. En su composición existen tres fuentes de radiación con una potencia de 1 kW. Cada una de estas fuentes de radiación está equipada con su propio sistema de refrigeración. La radiación generada de tres fuentes se transmite a través de cables de fibra óptica al sistema de formación y posicionamiento del haz. Esta unidad es responsable de combinar varios rayos en uno y apuntarlo al objeto deseado. Un rasgo característico del complejo MLTK-3 es su arquitectura. Está dividido en siete módulos, cada uno de los cuales no pesa más de 100 kg. Esto facilita el transporte y uso de todo el complejo.
El último complejo de láser móvil creado en el Instituto de Innovación e Investigación Termonuclear de Troitsk ha sido MLTK-20, desarrollado para Gazprom. Por su arquitectura, se asemeja al MLTK-3 descrito anteriormente. MLTC-20 consta de cuatro contenedores del tamaño 2x2x2 con un medidor que pesa alrededor de dos toneladas cada uno. Tres de cada cuatro unidades están equipadas con láseres de fibra de iterbio con potencia ajustable (de 0,5 a 8 kW) y sus sistemas de refrigeración. Estos tres bloques están conectados al cuarto mediante una ruta de fibra óptica. El cuarto bloque aloja el telescopio de formación, los sistemas de guía de haz y el lugar de trabajo del operador.
Complejo tecnológico láser MLTK-2
El despliegue del complejo MLTC-20 después de la entrega en el lugar de trabajo no requiere más de media hora. Durante este tiempo, el personal de mantenimiento debe conectar todos los cables y ejecutar el equipo. Los cables de fibra óptica utilizados en el complejo MLTC-20 le permiten colocar bloques con fuentes de radiación a una distancia de hasta 90 metros del bloque con el telescopio de formación. El telescopio es capaz de enfocar el rayo láser a distancias de 20 a 70 metros. Con la máxima potencia, el complejo MLTK-20 es capaz de cortar estructuras metálicas con un grosor de más de 50 mm. Dependiendo del grosor del metal que se está cortando, la velocidad de corte puede alcanzar dos metros por hora. La arquitectura modular permite el uso del complejo MLTK-20 en varias configuraciones. Ciertas tareas se pueden realizar con una unidad con una fuente de radiación y una con un telescopio de formación. Además, es posible aumentar la capacidad utilizando unidades adicionales con equipos láser.
En 2011, el complejo MLTC-20 mostró sus "habilidades" varias veces. Así, en mayo, en el centro de capacitación "Dosang" (región de Astrakhan), propiedad de la compañía "Gazprom", pasaron las pruebas de una nueva instalación de láser. El programa de prueba incluía el corte por división a distancia de válvulas de gas con un espesor de pared de 50 mm. Desde una distancia de metros 40, el complejo láser cortó con éxito una tubería de pozo condicional. Además, estas pruebas mostraron la posibilidad de operar el complejo láser después del transporte en largas distancias.
MLTC-20. Bloques láser 1,2,3
Bloque 4. Formando telescopio
En julio, 2011, el complejo MLTC-20 se probó bajo las condiciones de una operación de reparación real. Se decidió enviar la instalación al distrito autónomo de Yamalo-Nenets, donde ocurrió el accidente en el pozo No. XXUMX del campo de gas West-Tarkosalinsky. Después de un viaje más largo que 506 kilómetros, el complejo láser se montó cerca del pozo de emergencia y pronto comenzó su trabajo. Para continuar el trabajo para eliminar el accidente, fue necesario desmantelar las estructuras metálicas con un peso total de aproximadamente 4000 toneladas, lo que impidió que los trabajadores del gas trabajaran con herramientas estándar. La poderosa radiación térmica de la antorcha de gas no permitió que el telescopio de formación se instalara a una distancia recomendada de no más de 240 metros de las estructuras dañadas. Por este motivo, el trabajo principal se realizó desde una distancia de metros 50. Durante las horas de 70, el complejo MLTC-30 cortó todas las construcciones necesarias, después de lo cual comenzó la extinción de incendios.
Como puede ver, los complejos tecnológicos de láser móvil de la familia MLTC, desarrollados por el Instituto de Innovación e Investigación Termonuclear de Troitsk, demostraron claramente su efectividad, y lo hicieron no solo durante las pruebas, sino también en las condiciones de trabajo real para eliminar un incendio en un pozo de gas. Cabe señalar que los complejos MLTK son desarrollos puramente civiles, no destinados a uso militar. El poder de estos sistemas no es suficiente para golpear rápidamente a los objetivos a una gran distancia, lo cual, sin embargo, casi no tiene efecto en su efectividad para llevar a cabo las tareas para las cuales están destinados a ser resueltos. Quizás, los desarrollos en estos proyectos en el futuro se usarán para crear láseres de combate, pero en su forma actual, los sistemas familiares de MLTC tienen un propósito puramente pacífico.
Accesorios de gas después de la separación corte por láser (espesor de pared 50 mm)
Bloque de telescopio extendido a la distancia a metros de 50 del objeto.
Corte continuo con láser después de tomar la presa.
El borde de la torre de apoyo del rodamiento, cortado por láser.
Cortar la brida del tubo del pozo.
En los materiales de los sitios:
http://triniti.ru/
http://mirprom.ru/
http://popmech.ru/
http://alternathistory.org.ua/
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