ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ЛАЗЕРНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НА ПОЛІМЕРНІ МАТЕРІАЛИ

Анотація

FPV (First Person View) дрони отримали значний розвиток завдяки швидкому прогресу в електроніці та технологіях. Вони активно використовуються у спортивних перегонах, відеозйомці, доставці вантажів, моніторингу, а також у військових цілях, особливо для розвідки й доставки вибухових пристроїв. Сучасні FPV дрони мають розміри від 50 мм до понад 300 мм, з гвинтами, виготовленими з матеріалів на основі полікарбонату або карбону. Ці матеріали забезпечують легкість конструкції та високу ударостійкість, що робить їх складними для традиційних методів знешкодження. Враховуючи зростаючу загрозу їхнього використання у військових та терористичних операціях, розробляються нові системи протидії FPV дронам. Зокрема, лазерні системи стають одним з перспективних засобів боротьби, оскільки дозволяють точково впливати на дрони на відстані без витрат на боєприпаси. У таких системах головною метою є руйнування ключових компонентів дрона, зокрема гвинтів, які через високу термочутливість стають вразливими до лазерного випромінювання. Для дослідження впливу лазерного випромінювання на пропелери FPV дронів проводились випробування із застосуванням Nd:YAG-лазера «DY044» з потужністю до 4,4 кВт і довжиною хвилі λ=1,06 мкм. Пропелери для тестів були виготовлені з полікарбонату, діаметром 7,5 дюймів. Випробування проводились при різних потужностях лазерного випромінювання та діаметрах пучка. Пропелер закріплювався на дрилі та обертався зі швидкістю 2000 обертів за хвилину під кутом 90° відносно лазерного променю, діаметр якого варіювався від 4 до 10 мм. Згідно з результатами досліджень, час опромінення менш ніж 2 секунди та потужність 2 кВт виявилися недостатніми для гарантованого руйнування пропелера. Однак при потужності 4 кВт та часу опромінення 1–2 секунди спостерігалося гарантоване руйнування полікарбонату. При збільшенні діаметра лазерного променя до 10 мм і потужності 4 кВт руйнування відбувалося лише при збільшенні часу опромінення до 2 секунд. Аналіз поглинання енергії пропелером показав, що при потужності випромінювання 500 Вт після проходження через пропелер із полікарбонату 290 Вт поглиналося матеріалом, що становить 58%. Отримані результати підтверджують перспективність використання лазерних систем для ефективного знешкодження FPV дронів, особливо завдяки можливості налаштування параметрів випромінювання для досягнення гарантованого руйнування критичних компонентів, таких як пропелери.