У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад
Подвесное вооружение с лазерным наведением
В данной статье описывается порядок действий при использовании самолётного вооружения с лазерным наведением.
Используемые в статье сокращения:
- ГСН — головка самонаведения
- ОПС — оптическая прицельная система
Принцип работы
Самолёт-носитель направляет на цель лазерный луч. Отраженное излучение улавливается датчиком головки самонаведения в носу ракеты/бомбы. После пуска система управления направляет ракету/бомбу в точку, от которой отражается излучение.
- после пуска носитель может свободно маневрировать и пределах углов поворота лазерного излучателя (не для всех машин);
- возможность одновременного наведения нескольких ракет/бомб на одну цель
- возможность смены цели после пуска в случае необходимости.
- техника с датчиками лазерного облучения будет оповещена об атаке с момента включения лазера;
- носитель должен держать лазерный луч на цели до попадания.
Виды вооружения
Есть два вида вооружения с лазерным наведением — бомбы и ракеты, каждые со своими преимуществами и недостатками.
- высокая маневренность (более широкие возможности по смене целей и увеличение допустимых углов пуска);
- меньший вес (лучшие лётные характеристики носителя до пуска);
- меньшее количество взрывчатого вещества, есть шанс не уничтожить цель же при прямом попадании;
- большая стоимость очков возрождения, чем у бомб;
У бомб достоинства и недостатки, соответственно, противоположны.
Виды машин
Существует 3 типа машин, использующих вооружение с лазерным наведением — машины с фиксированным лучом лазера, с подвижным лучом и с оптической прицельной системой.
У машин с фиксированным лучом лазер всегда направлен прямо по курсу. Примером такой машины является Су-17М2.
У машин с подвижным лучом при включении лазер направлен прямо по курсу, при этом точка попадания лазера на земле фиксируется и луч светит в неё в пределах своих углов поворота. Примерами таких машин являются Су-22М3, Su-22UM3K (Германия) и МиГ-27М.
| Эти два типа машин не используют бомбы, из-за высокой вероятности столкновения с землёй |
Машины с ОПС способны направлять луч лазера в широком диапазоне и стороны и вниз, что позволяет им подсвечивать цели для бомб в горизонтальном полете. Примерами таких машин являются МиГ-27К, Jaguar GR.1A и Jaguar A, а также все варианты AH-64A и Lynx AH.Mk.1, AH-1Z, EC-665 Tiger HAD и A129CBT.
| Оба Jaguar по умолчанию имеют подвижный луч, однако подвеска вооружения с лазерным наведением без подвесного контейнера с ОПС на них невозможна |
Последовательность действий при использовании вооружении с ПАЛГСН
Для машин с фиксированным лучом
- Выбор необходимого подвесного вооружения если их несколько. Осуществляется клавишей «Селектор подвесного вооружения» (по умолчанию клавиша не назначена);
- Поиск цели от третьего лица. Переключение на вид от третьего лица осуществляется клавишей ««Вид снаружи» (по умолчанию F3);
- Включение лазера. Осуществляется клавишей «Лазерный целеуказатель (вкл./выкл.)» (по умолчанию клавиша не назначена). Лазер всегда будет направлен прямо вперёд, изменение точки подсветки осуществляется корпусом самолета. Точка подсвета обозначена зелёным кругом;
- Включение ГСН. Осуществляется клавишей «Захват для ГСН воздух-поверхность» (по умолчанию Alt+C) После пуска ракеты для следующей ракеты ГСН необходимо включать заново. После включения ГСН начинает мигать надпись «поиск»;
- Захват лазера ГСН. Так как лазер светит вперед. то он всегда находится в круге захвата ГСН. Дальность захвата для ракет написана в карточке как «Дальность пуска». Надпись «поиск» при этом сменяется надписью «захват»;
- Пуск вооружения. Осуществляется клавишей «Пуск/сброс выбранного подвесного вооружения» (по умолчанию клавиша не назначена) если выполнялся пункт 1, в ином случае «Пуск управляемых ракет воздух-поверхность» (по умолчанию Alt+Пробел);
- До поражения цели необходимо удерживать лазер на ней. При отключении лазера ракета продолжает полёт.
Надпись «поиск» при виде от третьего лица
Надпись «захват» при виде от третьего лица
Для машин с подвижным лучом
- Выбор необходимого подвесного вооружения если их несколько. Осуществляется клавишей «Селектор подвесного вооружения» (по умолчанию клавиша не назначена);
- Поиск цели от третьего лица либо через экран луча лазера. Переключение на вид от третьего лица осуществляется клавишей ««Вид снаружи» (по умолчанию F3) переключение на вид через экран луча лазера осуществляется клавишей «Переключение вида» (по умолчанию V) и идёт после вида от третьего лица;
- Включение лазера. Осуществляется клавишей «Лазерный целеуказатель (вкл./выкл.)» (по умолчанию клавиша не назначена). Лазер направлен прямо вперёд, точка на земле фиксируется и при повороте машины остается неизменной в пределах углов поворота луча. Точка подсвета обозначена зелёным кругом. Изменение точки подсветки осуществляется мышью при взгляде через экран луча лазера. Если в результате маневрирования точка слежения коснётся краёв углов поворота луча лазера, то слежение за точкой земли сбросится и лазер отключится;
- Включение ГСН. Осуществляется клавишей «Захват для ГСН воздух-поверхность» (по умолчанию Alt+C). После пуска ракеты для следующей ракеты ГСН необходимо включать заново. После включения ГСН начинает мигать надпись «поиск» при виде от третьего лица и появляются надписи «поиск» и «Пуск не разрешен – превышена дальность пуска» при виде через экран луча лазера;
- Захват лазера ГСН. Для захвата лазера ГСН необходимо поместить место наведения лазера в круг захвата. Игра не показывает границы круга захвата, как в случае ракет воздух-воздух, однако при попадании в него надпись «поиск» сменяется надписью «захват» при виде от третьего лица либо надписи «захват» и «Пуск – разрешен» при виде через экран луча лазера. Дальность захвата для ракет написана в карточке как «Дальность пуска»;
- Пуск вооружения. Осуществляется клавишей «Пуск/сброс выбранного подвесного вооружения» (по умолчанию клавиша не назначена) если выполнялся пункт 1, в ином случае «Пуск управляемых ракет воздух-поверхность» (по умолчанию Alt+Пробел);
- До поражения цели необходимо удерживать лазер на ней. При отключении лазера ракета продолжает полёт.
Надписи поиска при виде через экран луча лазера
Надписи захвата при виде через экран луча лазера
Для машин с ОПС
- Выбор необходимого вооружения если их несколько. Осуществляется клавишей «Селектор подвесного вооружения» (по умолчанию клавиша не назначена);
- Поиск цели от третьего лица либо через ОПС. Переключение на вид от третьего лица осуществляется клавишей ««Вид снаружи» (по умолчанию F3) переключение на вид через ОПС осуществляется клавишей «Переключение вида» (по умолчанию V) и идёт после вида от третьего лица;
- Включение лазера, осуществляется клавишей «Лазерный целеуказатель (вкл./выкл.)» (по умолчанию клавиша не назначена). При включении лазера от 3 лица он будет направлен вперед, при включении лазера в ОПС он будет направлен в центр экрана, в обоих вариантах точка на земле фиксируется как точка слежения. Точка подсвета обозначена зелёным кругом. Изменение точки подсветки осуществляется мышью при взгляде через ОПС. Если в результате маневрирования точка слежения коснётся краёв углов поворота ОПС, то слежение за точкой земли сбросится и лазер отключится;
- Захват цели ОПС способны автоматически удерживать прицельную марку на цели, не обязательно, но полезно при уничтожении подвижных целей. Осуществляется клавишей «Стабилизация прицела» (по умолчанию клавиша не назначена). При наведении на землю стабилизатор начинает отслеживать указанную точку на земле, при этом появляются косые линии. При наведении на технику начинается слежение прицела за техникой, в том числе подвижной, вокруг отслеживаемой техники появляется квадрат. При повторном нажатии появляется круг, который перемещается вслед за отслеживаемой техникой и обозначает вынесенную точку слежения. Для сброса слежения необходимо повторно нажать клавишу «Стабилизация прицела». Если цель скроется за препятствием, то слежение прицела за ней прекратится и он останется направленным в точку где цель была потеряна;
- Включение ГСН. Включение осуществляется клавишей «Захват для ГСН воздух-поверхность» (по умолчанию Alt+C). Необходимо для ракет, у бомб ГСН включена всегда. После пуска ракеты/сброса бомбы для пуска следующей ракеты ГСН необходимо включать заново. После включения ГСН начинает мигать надпись «поиск». У бомб ГСН включена всегда;
- Захват лазера ГСН. Для захвата лазера ГСН необходимо поместить место наведения лазера в круг захвата. Игра не показывает границы крута захвата, как в случае ракет воздух-воздух, однако при попадании в него надпись «поиск» сменяется надписью «захват». Дальность захвата для ракет написана в карточке как «дальность пуска», для бомб она равна 10 км;
- Пуск вооружения. Осуществляется клавишей «Пуск/сброс выбранного подвесного вооружения» (по умолчанию клавиша не назначена) если выполнялся пункт 1, в ином случае «Пуск управляемых ракет воздух-поверхность» (по умолчанию Alt+Пробел) или «Сброс корректируемой бомбы» (по умолчанию Пробел). Так как бомбы можно сбрасывать без захвата лазера, рекомендуется перед сбросом удостовериться что захват произведён;
- До поражения цели необходимо удерживать лазер на ней. При отключении лазера ракета продолжает полёт, бомба продолжит падение по баллистической траектории.
Надпись «поиск» при виде через ОПС
Надпись «захват» при виде через ОПС
Виды марок при слежении
История
Необходимость создания бомб с лазерным наведением была вызвана тем, что существующие бомбы с оптическим наведением имели проблемы с поражением объектов вроде мостов, для которых оптическая головка самонаведения не могла захватить цель.
Первым оружием такого типа были BOLT-117 и Paveway 1, создававшиеся на конкурсной основе в 1964-1967 годах. Начиная с 1968 года их успешно применяли во Вьетнаме. Бомбы с лазерным наведением показали себя как точное и эффективное оружие. Будучи в несколько раз дешевле вооружения с оптическим наведением, они получили широкое распространение и активно использовались во всех последующих войнах.
- Игровая механика
- Пользовательские статьи
Рекомендуем
KURTAN содержал исторические отрицательные остатки — экономики за решение уровня в одном из калибров, которые можно было использовать для решения других, экологии и мотивы для их самоуправления, личность выйти из уровня по кинофильму, отъезд земельного чемпиона и другие.
Лазерное наведение на цель как работает, лазерное наведение ракет стоимость, лазерное наведение ракет принцип действия, лазерное наведение ракет гсн
(перенаправлено с «Лазерное наведение»)
Основная статья: Лазер
С самого момента разработки лазер называли устройством, которое само ищет решаемые задачи. Лазеры нашли применение в самых различных областях — от коррекции зрения до управления транспортными средствами, от космических полётов до термоядерного синтеза. Лазер стал одним из самых значимых изобретений XX века. [источник не указан 1782 дня]
Наука
Спектроскопия
Современные источники лазерного излучения дают в руки экспериментаторов монохроматический свет с практически любой желаемой длиной волны. В зависимости от поставленной задачи это может быть как непрерывное излучение с чрезвычайно узким спектром, так и ультракороткие импульсы длительностью вплоть до сотен аттосекунд (1 ас = 10 −18 секунды). Высокая энергия, запасенная в этих импульсах, может быть сфокусирована на исследуемый образец в пятно, сравнимое по размерам с длиной волны, что дает возможность исследовать различные нелинейные оптические эффекты. С помощью перестройки по частоте осуществляются спектроскопические исследования этих эффектов, а управление поляризацией лазерного излучения позволяет проводить когерентный контроль исследуемых процессов.
Измерение расстояния до Луны
Во время полётов на Луну пилотируемыми и беспилотными аппаратами, на её поверхность было доставлено несколько специальных уголковых отражателей. С Земли при помощи телескопа посылали специально сфокусированный лазерный луч и измеряли время, которое он затрачивает на путь до лунной поверхности и обратно. Основываясь на значении скорости света ( которое, кстати, специально для этих исследований пришлось отдельно измерять с большой точностью [источник не указан 66 дней] ), стало возможным рассчитать расстояние до Луны. Сегодня параметры орбиты Луны известны с точностью до нескольких сантиметров.
Создание искусственных опорных «звёзд»
Применение методов адаптивной оптики в наземных телескопах позволяет существенно повысить качество изображения астрономических объектов путем измерения и компенсации оптических искажений атмосферы. Для этого, в сторону наблюдения направляется мощный луч лазера. Излучение лазера рассеивается в верхних слоях атмосферы, создавая видимый с поверхности земли опорный источник света — искусственную «звезду». Свет от неё, прошедший на обратном пути к земле через слои атмосферы, содержит информацию об оптических искажениях, имеющих место в данный момент времени. Измеренные таким образом атмосферные искажения компенсируются специальным корректором. Например, деформируемым зеркалом.
Фотохимия
Некоторые типы лазеров могут производить сверхкороткие световые импульсы, измеряемые пико- и фемтосекундами (10 −12 — 10 −15 с). Такие импульсы можно применять для запуска и анализа химических реакций. Сверхкороткие импульсы могут использоваться для исследования химических реакций с высокой разрешающей способностью по времени, позволяя достоверно выделять короткоживущие соединения. Манипуляция поляризацией импульса позволяет селективно выбирать направление химической реакции из нескольких возможных (когерентный контроль). Такие методы находят своё применение в биохимии, где с их помощью исследуют образование и работу белков.
Лазерное намагничивание
Сверхкороткие лазерные импульсы используются для сверхбыстрого управления магнитным состоянием среды, что является в настоящее время предметом интенсивных исследований. Уже открыто множество оптико-магнитных явлений, таких, как сверхбыстрое размагничивание за 200 фемтосекунд (2·10 −13 с), тепловое перемагничивание светом и нетепловое оптическое управление намагниченностью с помощью поляризации света.
Лазерное охлаждение
Викиновости по теме:
Лазеры приспособили для непосредственного охлаждения молекул
Первые опыты по лазерному охлаждению были проведены с ионами в ионных ловушках, ионы удерживались в пространстве ловушки с помощью электрического и/или магнитного поля. Эти ионы освещались лазерным пучком, и благодаря неупругому взаимодействию с фотонами теряли энергию после каждого соударения. Этот эффект используется для достижения сверхнизких температур.
В дальнейшем, в процессе совершенствования лазеров, нашли и другие методы, такие как антистоксово охлаждение твёрдых тел — наиболее практичный метод лазерного охлаждения на сегодня. Этот метод основан на том, что возбуждается атом не с основного электронного состояния, а с колебательных уровней этого состояния (с чуть большей энергией чем энергия основного состояния) на колебательные уровни возбуждённого состояния (с энергией чуть меньше чем энергия этого возбуждённого состояния). Далее атом безызлучательным образом переходит на возбуждённый уровень (поглощая фононы) и испускает фотон при переходе с возбуждённого электронного уровня на основной (этот фотон обладает большей энергией чем фотон накачки). Атом поглощает фонон и цикл повторяется.
Уже существуют системы, способные охлаждать кристалл от азотных до гелиевых температур. Этот метод охлаждения идеален для космических аппаратов, где нет возможности ставить традиционную систему охлаждения.
Термоядерный синтез
Один из способов решить проблему удержания нагретой плазмы в ядерном реакторе может заключаться в использовании лазеров. При этом небольшой объём топлива облучается мощным лазерным излучением (иногда лазерное излучение предварительно трансформируется в рентгеновское) со всех сторон в течение небольшого (порядка нескольких наносекунд) промежутка времени. В результате облучения поверхность мишени испаряется, оказывая огромное давление на внутренние слои. Это давление сжимает мишень до сверхвысоких плотностей. В сжатой мишени могут протекать термоядерные реакции при достижении определённой температуры. Нагрев возможен как непосредственно силами давления, так и с использование дополнительного сверхмощного и сверхкороткого (порядка нескольких фемтосекунд) лазерного импульса.
Оптический (лазерный) пинцет
Оптический пинцет — прибор, который позволяет манипулировать микроскопическими объектами с помощью лазерного света (обычно испускаемого лазерным диодом). Он позволяет прикладывать к диэлектрическим объектам силы от фемтоньютонов до наноньютонов и измерять расстояния от нескольких нанометров. В последние годы оптические пинцеты начали использоваться для изучения структуры и принципа работы белков.
Вооружения
Лазерное оружие
Основная статья: Лазерное оружие
С середины 50-х годов XX века в СССР осуществлялись широкомасштабные работы по разработке и испытанию лазерного оружия высокой мощности, как средства непосредственного поражения целей в интересах стратегической противокосмической и противоракетной обороны. Среди прочих были реализованы программы «Терра» и «Омега». Испытания лазеров осуществлялись на полигоне Сары-Шаган (ПВО, ПРО, ПКО, СККП, СПРН) в Казахстане. После распада Советского Союза работы на полигоне Сары-Шаган были остановлены.
В середине марта 2009 года американская корпорация Northrop Grumman объявила о создании твердотельного электрического лазера мощностью около 100 кВт. Разработка данного устройства была произведена в рамках программы по созданию эффективного мобильного лазерного комплекса, предназначенного для борьбы с наземными и воздушными целями [1] .
«Звёздные войны»
Целеуказатели
Лазерный целеуказатель
Лазерный прицел
Основная статья: Лазерный целеуказатель
Револьвер, оснащённый лазерным прицелом.
В большинстве военных применений лазер используется для облегчения прицеливания с помощью какого-нибудь оружия. Например, лазерный прицел — это маленький лазер, обычно работающий в видимом диапазоне и прикреплённый к стволу пистолета или винтовки так, что его луч параллелен стволу. Благодаря слабой расходимости лазерного луча, даже на больших расстояниях прицел даёт маленькое пятнышко. Человек просто наводит это пятно на цель и таким образом видит, куда именно направлен его ствол.
Большинство лазеров используют красный лазерный диод. Некоторые используют инфракрасный диод, чтобы получить пятно, не видимое невооружённым глазом, но различимое приборами ночного видения. В 2007 году компания Lasermax, специализирующаяся на выпуске лазеров для военных целей, объявила о начале первого массового производства зелёных лазеров, доступных для стрелкового оружия [2] . Предполагалось, что зеленый лазер будет лучше, чем красный, видим в условиях яркого света по причине более высокой чувствительности сетчатки человеческого глаза к зелёной области спектра. Однако, по прошествии 8 лет, использование зелёного лазера не прижилось на столько, как предполагали в 2007 году. Зеленые диоды, устройства которые излучают зелёный луч, оказались значительно дороже при производстве (в несколько раз по причине большего числа брака по сравнению с красным диодом). А рабочий ресурс зелёного диода оказался значительно ниже. Суммарно вышеназванные причины отразились на конечной стоимости оборудования, использующего зелёный лазер [3] .
Системы обнаружения снайперов
Принцип данных систем основывается на том, что луч, проходя через линзы, будет отражаться от какого-либо светочувствительного объекта (оптические преобразователи, сетчатка глаза и т. д.).
Как преимущество — подобные системы являются активными, то есть обнаруживают снайперов до выстрела, а не после. С другой стороны эти системы демаскируют себя, так как являются излучателями.
Такие системы выпускаются как в России [4] , так и в других странах.
Постановка помех снайперам
Возможна постановка помех путем «сканирования» лазерным лучом местности, не позволяя вражеским снайперам вести прицельную стрельбу или даже наблюдение в оптические приборы.
Введение противника в заблуждение
В данном случае подразумевается «несмертельное» вооружение, главное назначение которого — предотвратить нападение со стороны противника. Устройство создаёт лазерный луч небольшой мощности, направляемый в сторону противника (в основном, эта технология используется против авиации и танков). Противник полагает, что на него нацелено высокоточное оружие, он вынужден спрятаться или отступить вместо нанесения собственного удара.
Дальномеры
Лазерный дальномер — устройство, состоящее из импульсного лазера и детектора излучения. Измерив время, за которое луч преодолевает путь до отражателя и обратно и зная значение скорости света, можно рассчитать расстояние между лазером и отражающим объектом. Лазерный дальномер — простейший вариант лидара. Значение расстояния до цели может использоваться для наведения оружия, например танковой пушки.
Лазерное наведение
Другое военное применение лазеров — оружейные системы наведения. Такие системы представляют собой лазер небольшой мощности, «подсвечивающий» цель для боеприпасов с лазерным наведением — «умных» бомб или ракет, запускаемых с самолёта. Ракета автоматически меняет свой полёт, ориентируясь на отраженное пятно лазерного луча на цели, обеспечивая таким образом высокую точность попадания. Лазерный излучатель может находиться как на самом самолёте, так и на земле. В устройствах лазерного наведения обычно используются инфракрасные лазеры, так как их работу проще скрыть от противника.
Лазерное стрелковое оружие (потенциально)
Первым военным применением лазеров, которое всем приходит на ум, обычно становится использование их в конструкции лазерного стрелкового оружия, способного уничтожать пехоту, танки и даже самолёты. На практике такие идеи сразу наталкиваются на серьёзное препятствие — при современном уровне технологий лазер, способный нанести повреждение человеку (с учётом источника питания) окажется слишком тяжёлым для переноски в одиночку, а устройство, обладающее достаточной мощностью для выведения из строя танка, будет крайне громоздким и чувствительным к вибрациям устройством, что сделает невозможным его полевое применение. В первую очередь это объясняется чрезвычайно низким КПД лазера: для получения достаточного (для повреждения цели) количества излучаемой энергии, необходимо затратить в десятки (иногда сотни) раз больше энергии для накачки рабочего тела лазера. В частности, для нанесения повреждения, аналогичного удару пули тридцатого калибра (в энергетическом соотношении) требуется лазерный импульс мощностью около 5 килоджоулей; 1,6 килоджоуль будет эквивалентен 9-мм пуле соответственно. Лучевой импульс продолжительностью в секунду, таким образом, должен иметь мощность 1600 ватт. При этом следует учесть указанный выше фактор низкого КПД лазера, соответственно, источник питания должен выдать мощность минимум в десять раз большую (в лучшем случае). Именно масса источников энергии для накачки, в значительной степени, определит тяжесть подобного оружия. На настоящее время портативных источников энергии с такой плотностью энергии не существует. Следует также отметить, что не излучённый в лазерном импульсе остаток энергии выделится в виде тепла в конструкции оружия, что потребует весьма эффективной и тяжёлой системы охлаждения для сброса тепла. А потребное время остывания, в свою очередь, чрезвычайно уменьшит скорострельность оружия. Оговоримся, что проблема теплоотвода отчасти решена в лазерах с химической накачкой (в частности, кислородно-йодном и дейтерий-фторном лазерах большой мощности, выдающих мегаватты в секундном импульсе), где отработанные химические компоненты выбрасываются из системы после импульса, унося тепло. В то же время, излучателю требуется большой запас этих, зачастую агрессивных, реагентов и соответствующие ёмкости для хранения.
Остаётся только возможность использования лазера для ослепления противника, потому что для этой цели нужны лазеры совсем небольшой мощности, которые можно сделать портативными. В настоящее время использование таких устройств запрещено международными правилами ведения войн. [источник не указан 2346 дней] Тем не менее, лазеры малой мощности, в том числе лазерные указки, ограниченно используются для ослепления снайперов противника и выявления скрытых огневых точек.
Промышленность
Поверхность исследуемой мишени мгновенно испаряется и вспыхивает при облучении мощным длительным импульсом углекислотного лазера, излучая десятки киловатт инфракрасного излучения. Обратите внимание, что оператор стоит за листами плексигласа, непрозрачного в инфракрасном свете
- Поверхностная лазерная обработка
- Лазерная термообработка
- Лазерная закалка (термоупрочнение) — применяется для повышения срока службы различных изделий, которые в процессе работы подвергаются износу. Сущность процесса лазерной закалки заключается в том, что локальный участок поверхности изделия нагревают с помощью излучения до сверхкритических температур. Нагрев металла осуществляется передачей энергии лазерного излучения вглубь материала, используя его теплопроводность. После прекращения действия излучения этот участок охлаждается за счёт отвода теплоты во внутренние слои металла. Высокая скорость охлаждения приводит к образованию в сплавах закалочных структур, характерных только лазерной обработки.
- Лазерный отжиг — в отличие от лазерной закалки, преследует цель получения более равновесной структуры (по сравнению с исходным состоянием), обладающей большей пластичностью и меньшей твердостью. Указанный метод широко используется в микроэлектронике для отжига дефектов в полупроводниках. Лазерным лучом можно отжигать мелкие металлические детали.
- Лазерный отпуск — применяется при необходимости локального увеличения пластичности или ударной вязкости, например, в местах соединения различных деталей. Сталь после лазерного отпуска имеет большую прочность, твердость, ударную вязкость, чем после традиционной технологии отпуска.
- Лазерная очистка, в том числе лазерная дезактивация — используется для удаления разного рода загрязнений с поверхности предмета. Лазерная очистка является бесконтактным, безабразивным, высокопроизводительным и экологически чистым способом очистки поверхностей перед проведением различных технологических операций, в том числе покраски, нанесения защитных покрытий, сварки и т. д. Технология лазерной очистки лишена недостатков стандартных методов механической обработки поверхностей, таких как шлифование полирование, виброобработка, струйная абразивная и гидроабразивная обработка [5] . Основные направления лазерной очистки: очистка произведений искусства и памятников; очистка металлов в рамках технологических процессов производства; очистка поверхности от радиоактивного загрязнения (лазерная дезактивация); микроочистка в различных отраслях электроники [6] .
- Оплавление для улучшения качества поверхности
- Аморфизация поверхности сплава в условиях скоростного облучения (очень коротким импульсом или сканирующим лучом). Сверхвысокие скорости теплоотвода, достигаемые при этом, обеспечивают своеобразное «замораживание» расплава, образование металлических стёкол (метгласса) или аморфного состояния поверхностного слоя. В результате достигаются высокая твёрдость, коррозионная стойкость, улучшенные магнитные характеристики и другие специфические свойства материала. Процесс лазерной аморфизации можно осуществить при обработке сплавов специальных составов (в том числе и на основе железа), а также других материалов, предварительно покрытых специальными составами, которые самостоятельно или совместно с матричным материалом склонны к аморфизации.
- Лазерное легирование сталей с последующей термической обработкой значительно повышает микротвердость и стабильность структуры поверхности и может во много раз уменьшить интенсивность износа.
- Лазерная наплавка — уникальный метод нанесения износостойких поверхностных слоёв без поводок и короблений. Лазерное восстановление может широко использоваться в ремонтном производстве для восстановления прецизионных деталей, там, где требуется повышенная твёрдость и износостойкость слоя, надёжность и долговечность (клапана ДВС, распредвалы, полуоси, штоки, коленчатые валы, крестовины, детали трансмиссий и др.). В отличие от напыления при лазерной наплавке создаётся монолитный бездефектный слой, который имеет металлургическую связь с основой.
- Вакуумно-лазерное напыление заключается в испарении материала участка поверхности под воздействием лазерного излучения в вакууме и конденсировании испарившихся продуктов на подложке, в результате образуется поверхностный слой с химическим составом, отличным от основного металла.
- Ударное упрочнение
- Инициирование физико-химических процессов
- Лазерная сварка в настоящее время является наиболее перспективной технологией для промышленного использования в связи с разработкой мощных лазеров с непрерывным и импульсно-периодическим действием. Сварное соединение получается при нагревании и расплавлении лазерным лучом участков в месте контакта свариваемых деталей. Когда лазерный луч смещается, то же самое происходит и с зоной расплавленного материала. Затем при остывании образуется сварной шов. По форме он получается узким и глубоким, принципиально отличается от сварных швов, полученных при использовании традиционной технологии сварки. Глубина проплавления зависит от мощности лазера, а поперечное сечение лазерного шва похоже на лезвие кинжала, поэтому глубокое лазерное проплавление иногда называют кинжальным. Лазерная сварка с глубоким проплавлением позволяет сваривать толстые слои материалов с большой скоростью при минимальном тепловом воздействии на материал, прилегающий к зоне расплава, что улучшает свойства сварного шва и качество сварного соединения.
- Лазерное разделение материалов
- Лазерная резка — сфокусированный лазерный луч обеспечивает высокую концентрацию энергии и позволяет разрезать практически любые материалы независимо от их теплофизических свойств. При этом можно получить узкие резы с минимальной зоной термического влияния. Лазерная резка отличается отсутствием механического воздействия на обрабатываемый материал, возникают минимальные деформации, как временные в процессе резки, так и остаточные после полного остывания.
- Газолазерная резка -принцип работы газолазерной резки: в зону реза подают луч лазера и технологический газ в виде кольцевой или отдельных сверхзвуковых расчётных струй, векторы скорости которых в их критическом сечении направлены под углом к оси лазерного луча, близким к половине апертурного. Струи технологического газа подают в ограниченный объём, в котором они разворачиваются в волнах сжатия и разрежения до направления векторов скорости параллельно оси лазерного луча, после чего слившуюся сверхзвуковую струю направляют соответственно лазерному лучу в зону реза, при этом число Маха М на участке струи в ограниченном объёме поддерживают в пределах Mi ≥ M > 1, где Мі — расчётное число Маха для требуемого технологическим процессом отношения давлений технологического газа. Характерно, что газолазерная резка эффективна не только для раскроя хрупких, мягких и нетеплостойких материалов (стекло, резина, ткани), исключая механическое воздействие на них; она обеспечивает обработку и самых твёрдых и тугоплавких материалов, поддающихся только алмазному инструменту.
- Лазерная размерная обработка
- Лазерная маркировка и гравировка — В настоящее время лазерная маркировка и гравировка применяются практически во всех отраслях промышленного производства [7] для идентификационного и защитного кодирования промышленных образцов, нанесения надписей на приборные панели, измерительный инструмент, клавиатурные поля, изготовление табличек и шильдов; в рекламном бизнесе — для художественной отделки сувениров и изготовления ювелирных изделий. Достоинства гравировки и маркировки лазерным излучением: миниатюрность наносимой информации; отсутствие механического воздействия на изделие, что позволяет маркировать тонкостенные, хрупкие детали, а также узлы и изделия в сборе; высокая точность и качество нанесения знаков, что гарантирует надёжность и стабильность их считывания; высокая производительность; возможность полной автоматизации.
- Лазерная обработка отверстий
- Фотолитография
- Экологический мониторинг;
Медицина
В 1960-х годах были выполнены первые исследования в отношении использования лазеров в медицине. Они проходили в клиниках ММА им. И. М. Сеченова, ЦИТО, ЦНИИ курортологии и физиотерапии, разработчиком первых в СССР лазерных медицинских установок было Научно-производственное предприятие «Исток» (Фрязино, Московская область). Изучались возможности применения в клинической практике гелий-неоновых лазеров с длиной волны 0,63 мкм. Была доказана целесообразность применения гелий-неоновых лазеров в лечебных целях и в 1972 году было получено разрешение Минздрава СССР на применение излучения гелий-неонового лазера малой мощности в терапии [8] .
Работы по применению лазеров в хирургии в СССР начались в 1965 году в МНИОИ им. П. А. Герцена (рук. работ профессор С. Д. Плетнёв) совместно с НПП «Исток» (рук. работ академик АН СССР Н. Д. Девятков и В. П. Беляев). Использовался высокоэнергетические С02 лазеры с длинной волны 10,6 мкм. По результатам этих работ в НПП «Исток» было создано несколько модификаций лазерных хирургических установок, которые были переданы в клиники и использовались при проведении хирургических операций [8] .
С появлением промышленных лазеров наступила новая эра в хирургии. При этом пригодился опыт специалистов по лазерной обработке металла. Приваривание лазером отслоившейся сетчатки глаза — это точечная контактная сварка; лазерный скальпель — автогенная резка; сваривание костей — стыковая сварка плавлением; соединение мышечной ткани — тоже контактная сварка.
Для того чтобы лазерное излучение оказало какое-либо действие, надо, чтобы ткань его поглощала. Самый популярный лазер в хирургии — углекислотный. Другие лазеры монохроматичны, то есть нагревают, разрушают или сваривают только некоторые биологические ткани с вполне определенной окраской. Например, луч аргонового лазера свободно проходит через матовое стекловидное тело и отдает свою энергию сетчатке, цвет которой близок к красному.
Углекислотный лазер пригоден в большинстве случаев, например когда нужно рассечь или приварить друг к другу ткани разного цвета. Однако при этом возникает другая проблема. Ткани насыщены кровью и лимфой, содержат много воды, а излучение лазера в воде теряет энергию. Увеличить энергию лазерного луча можно, но это может привести к прожигу тканей. Создателям хирургических лазеров приходится прибегать к всевозможным уловкам, что сильно удорожает аппаратуру.
Специалистам по сварке металлов давно известно, что при резке пакета тонких металлических листов необходимо, чтобы они плотно прилегали друг к другу, а при точечной контактной сварке для тесного контакта свариваемых деталей необходимо дополнительное давление.
Этот метод был использован и в хирургии: профессор О. И. Скобелкин и его соавторы предложили при сварке тканей слегка их сдавливать, чтобы вытеснить кровь. Для осуществления нового способа был создан целый набор инструментов, который применяется сегодня в желудочно-кишечной хирургии, при операциях на желчных путях, селезенке, печени, лёгких.
- Косметическая хирургия (удаление татуажа и пр.);
- Коррекция зрения;
- Хирургия (Гинекология, урология, лапароскопия);
- Стоматология
- Диагностика заболеваний
- Удаление опухолей, особенно мозга и спинного мозга
В связи и информационных технологиях
- Хранение информации на оптических носителях (компакт-диск, DVD и т. д.);
- Оптическая связь;
- Оптические компьютеры
- Голография, Лазерные дисплеи;
- Лазерные принтеры, Цифровые минилабы;
- Считыватели штрих-кодов;
- Лазерная резка — сфокусированный лазерный луч обеспечивает высокую концентрацию энергии и позволяет разрезать практически любые материалы независимо от их теплофизических свойств. При этом можно получить узкие резы с минимальной зоной термического влияния. Лазерная резка отличается отсутствием механического воздействия на обрабатываемый материал, возникают минимальные деформации, как временные в процессе резки, так и остаточные после полного остывания.
- Лазерная термообработка