До второго десятилетия нынешнего века в промышленности планеты прошли и ныне проводятся три направления развитии - пара, электрона, атома.

"В настоящее время в мире идет переход на четвертый уровень, основывающийся на технологиях фотона, - отметил известный руководитель отечественной оборонной промышленности, руководитель рабочей группы № 19 Научно-технического совета Военно-промышленной комиссии при правительстве РФ, академик МАИ Алексей Шулунов, - эти технологии используют свойства фотонов, частиц, не имеющих массы покоя и заряда, что позволяет преодолеть принципиальные физические ограничения "классической" электроники. Одно из ее важнейших направлений - радиофотоника".

На Западе радиофотоника обозначается термином mwp-microwavephotonics, в России по предложениям академика РАН Юрия Васильевича Гуляева и академика МАИ Алексея Николаевича Шулунова принят термин "радиофотоника", который уже принимается некоторыми западными специалистами.

В ее основе - модуляция лазерного излучения СВЧ сигналом для дальнейших преобразований уже в оптическом диапазоне. Замена электрона на фотон позволяет улучшить функциональное построение радиоаппаратуры, снять вопросы электромагнитной совместимости, на несколько порядков поднять скорости и объем передачи информации, существенно снизить вес, габариты и энергопотребление, например, тех же РЛС дальнего и сверхдальнего обнаружения.

"Понимание неизбежности замещения электронных схемотехнических решений радиофотонными, - отмечает Алексей Николаевич, - пришло в связи с достижением предельных технологических характеристик интегральной микроэлектроники, переходом на более меньшие размерности компонентов из-за многократного уменьшения длины оптических волн".

В мире по радиофотонным технологиям лидируют США, ЕС, Япония, Южная Корея и Китай.

А У НАС ДАЖЕ ПЕРЕДОВОЕ СО СКРИПОМ

"Я был свидетелем и участником перехода радиоэлектронной промышленности с вакуумной на твердотельную, происходившей в СССР и мире с конца 50-х - начала 60-х годов прошлого века, - рассказывает Алексей Шулунов, - но с началом нового столетия заметил, что в мире уже идет грандиозный переход на новые технологии - радиофотонные, сначала дискретные компонентные, а с 2012-2014 годов - на интегральные. Создается новое оборудование, измерительная техника, обучаются кадры, возникают новые специальности, организуется полная инфраструктура производства".

Стоит заметить, что первая "дорожная карта" по фотонике начала действовать в России еще с 2013 года. В 2016 году по указу президента РФ Владимира Путина запущена вторая редакция "дорожной карты". Также вступила в действие "Технологическая платформа по фотонике". Однако в одном из отечественных проектов концепции развития фотоники подчеркивается, что средств на разработку и внедрение технологий на ее основе требуется на несколько порядков меньше, чем на развитие технологий радиоэлектроники. А это, по мнению Алексея Шулунова, является непростительной ошибкой. "Не изменив отношение в стране и ведомствах к освоению новых фотонных технических решений, - считает Алексей Шулунов, - через три-четыре года вся российская промышленность, особенно ее радиоэлектронная отрасль, настолько отстанет в развитии этих технологий, что будет заниматься импортозамещением, с неимоверными трудностями решая эту проблему".

И прежде всего важнейший вопрос, требующий своего неотложного решения, - это вопрос создания отечественной компонентной базы радиофотоники. В основе ее компонентной базы - материалы А3Б5 (арсенид галия, нитрид галия, фосфит индия...), которые обладают одновременно оптическими и радиотехническими свойствами. За их создание академик РАН Жорес Алферов удостоен Нобелевской премии. Без них не создать радиофотонную аппаратуру.

В стране имеются отдельные технологии некоторых дискретных компонентов фотонной радиоэлектроники с уровнем разработки конца 90-х годов. Однако в науке и промышленности нет заделов по современному серийному дискретному и интегральному исполнению компонентов фотоники. Работы сдерживаются отсутствием современных материалов, программных продуктов для моделирования компонентов и крайне скудным финансированием. Научно-исследовательские институты (НИИ) и конструкторские бюро (КБ) промышленности практически не имеют материальной и приборной базы, а также подготовленных кадров для отработки новых промышленных технологий, создания мощностей производства финальных изделий.

Лишь несколько предприятий в отечественном оборонно-промышленном комплексе (ОПК), некоторые научно-исследовательские институты в полном объеме обладают такой современной технологической базой производства. По дискретной компонентной базе радиофотоники реализуются отдельные проекты в АО "НИИ Полюс", Институт физики полупроводников и Институт автоматики и электрометрии СО РАН, некоторых научных институтах, расположенных в Санкт-Петербурге, Перми, Томске, на предприятиях АО "РТИ". В АО "КРЭТ", АО "Радар-ммс", НПК "НИИДАР" создаются отдельные финальные пилотные прототипы: активная фазированная антенная решетка (АФАР) РЛС пятого поколения с использованием новейшей радиофотонной компонентной базы. А в МИФИ разработана технология полного цикла вплоть до создания на подложке элементной базы соответствующего размера.

Однако в целом состояние радиофотоники в стране - технологическая база, наличный кадровый потенциал, организация работ, - как отметил Алексей Шулунов, явно требует активных действий.

РАБОЧАЯ ГРУППА № 19 НТС ВПК

В 2012 году, по словам Алексея Шулунова, вместе с академиком РАН, научным руководителем Института радиотехники и электроники Юрием Гуляевым они подняли проблему развития нового направления радиоэлектроники на новых физических принципах в России. С подготовленной ими докладной запиской ознакомился первый заместитель председателя Военно-промышленной комиссии Юрий Борисов. Он распорядился создать рабочую группу № 19 НТС ВПК по вопросам радиофотоники, которую возглавил академик РАН Игорь Федоров. В эту группу вошли ученые и специалисты ряда предприятий науки и промышленности разных регионов страны, в том числе Алексей Шулунов. В результате был создан проект плана развития и перехода науки и промышленности в России к новому технологическому укладу. Этими разработками заинтересовались в Минобороны РФ и стали их поддерживать. Применение радиофотоники в соответствующей компонентной базе, которую необходимо создать, изменит функциональное построение всей нынешней радиоэлектронной аппаратуры - средств наведения, обнаружения, разведки, радиолокации.

В 2014 году под руководством рабочей группы № 19 НТС ВПК в АО "РТИ" была проведена научно-исследовательская работа (НИР) по оценке состояния радиофотоники в мире и России, разработан соответствующий проект программы ее развития. Эта работа показала, что для преодоления нашего отставания необходимые ежегодные затраты должны составить около 2-3 млрд руб. на исследования и создание технологий и 6-7 млрд руб. - на техперевооружение и оснащение измерительными приборами, не считая подготовку и стажировку кадров.

В ЛИДЕРАХ - РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ ВЕТЕРАН

Группа № 19 и непосредственно Алексей Шулунов оценили потенциал ряда отечественных оборонных предприятий радиоэлектронной отрасли по разработке и дальнейшему продвижению радиофотонных технологий. По всем показателям головным предприятием в новой отрасли на передовые позиции вышел старейший в стране НИИ дальней радиосвязи. Поэтому Алексей Шулунов помимо работы в рабочей группе № 19 ВПК возглавил лабораторию по радиофотонике в НИИДАР. "У нас в настоящее время все РЛС, в том числе и дальнего обнаружения, - относительно узкополосные, - рассказал Алексей Николаевич, которому в декабре 2017 года исполнилось 80 лет. - В широкополосных же радиолокаторах с использованием радиофотонной компонентной базы можно добиться получения до 90% информации о лоцируемом объекте, узнать, что обнаружено в воздушном или космическом пространстве: самолет, ракета, обломок, метеорит. Такие РЛС различных диапазонов и мощностей, в том числе и дальнего обнаружения, приобретают свойства комплексов, способных создавать портрет обнаруженного радиолокатором объекта, на что в настоящее время только способен огромный радиооптический комплекс распознавания космических объектов "Крона" национальной Системы контроля космического пространства (СККП) на горе Чапал в Карачаево-Черкесии. А при радиофотонной микрочиповой технологии произойдет радикальное уменьшение габаритов, веса, энергопотребления аппаратурного комплекса РЛС и значительное увеличение ее тактических характеристик. От гигантских РЛС СПРН, СККП, ПРН останутся только внушительных размеров антенные системы".

В лаборатории НИИДАР уже создана опытная РЛС Х-диапазона с оптическим гетеродином, который может перестраиваться в широчайшем диапазоне радиоволн. Это уникальное устройство. Приемник позволяет унифицировать аппаратурные решения на любом приемном канале РЛС практически всех диапазонов частот. Он один может работать на несколько приемных антенн. Благодаря радиофотонным технологиям размеры аппаратуры будут значительно уменьшаться, а ее надежность увеличиваться.

В НИИДАР также создан научно-тематический центр № 5, задача которого - комплексный охват и организация работ по всем направлениям задач создания отрасли радиофотоники. По сути, это уже может быть рабочий орган Межведомственной комиссии президента РФ по инновационному развитию России. Сфера технических задач центра включает участие в создании компонентной базы интегральной и дискретной, создание новой радиоаппаратуры и радиотехнических систем, вопросы метрологии и стандартизации, международного сотрудничества, в том числе со странами БРИКС, и массу других тем по радиофотонике. У старейшего и авторитетного в России и мире радиоэлектронного предприятия, как отметил Алексей Шулунов, для такой работы имеются все возможности. Необходимо только объединить усилия по переходу на новые технологии в промышленности, сделать действительно работоспособной государственную программу и по государственному контролировать ее выполнение. Применяя радиофотонику к конкретным задачам создания радиолокаторов, уже сейчас это предприятие развивает технологии для широкого спектра изделий военного и гражданского назначения.

Так что переход на новейшие технологии, важнейшие для обороны российского государства, которые позволят создавать совершенные радиоэлектронные вооружения и не отстать от "партнеров", происходят в том числе благодаря талантам инженера Алексея Шулунова.

Геннадий Старых

Источники

На фотонном переходе
Независимое военное обозрение, 02/02/2018
На фотонном переходе
Независимая газета (ng.ru), 02/02/2018
На фотонном переходе
Военное Обозрение (topwar.ru), 04/02/2018
На фотонном переходе
Институт автоматики и электрометрии (iae.nsk.su), 05/02/2018
На фотонном переходе
ВПК новости (vpk.name), 05/02/2018

Похожие новости

  • 22/12/2017

    Новосибирские физики сконструируют для лунной базы солнечные батареи

    ​Освоение других планет - давняя мечта человечества. Но ее невозможно реализовать, не решив энергетическую проблему. Новосибирские физики предложили способ усовершенствовать солнечные батареи для работы в космосе.
    320
  • 16/01/2018

    Ученые ИАиЭ СО РАН научили квадрокоптеры следовать за подвижной целью

    ​Беспилотные летательные аппараты сегодня находят применение во многих областях, однако исследователи продолжают совершенствовать их работу. Так, сотрудники Института автоматики и электрометрии СО РАН разработали метод, который позволяет дрону сопровождать движущийся объект.
    371
  • 24/05/2017

    Омские промышленники интересуются разработками СО РАН

    ​​Делегация представителей высокотехнологичной индустрии Омской области посетила институты новосибирского Академгородка. Свыше 20 главных инженеров, конструкторов и специалистов омских предприятий — ФНПЦ «Прогресс», «Омское машиностроительное КБ», «Омсктрансмаш», «Высокие технологии» и «Омский НИИ приборостроения» (ОНИИП) — встретились с председателем Сибирского отделения РАН академиком Александром Леонидовичем Асеевым и его советником доктором физико-математических наук Геннадием Алексеевичем Сапожниковым.
    914
  • 28/07/2017

    Нестоличная наука: новгородские викинги, миниатюрный лазер и нейросеть-кардиолог

    ​​Робот-разведчик, древняя птица, рентгеновская линза и другие открытия и разработки российских ученых, сделанные вне Москвы и Санкт-Петербурга. Великий Новгород Уникальное кладбище X-XI веков обнаружила экспедиция Института археологии РАН при раскопках в центре Новгорода.
    530
  • 19/10/2017

    Изобретение ИАиЭ СО РАН включено в Базу данных перспективных изобретений

    Роспатент и Федеральный институт промышленной собственности включили Патент на изобретение РФ № 2599949 «Способ фильтрации потока HTTP-пакетов на основе пост-анализа запросов к Интернет-ресурсу и устройство фильтрации для его реализации» (патентообладатель – Институт автоматики и электрометрии СО РАН) в Базу данных перспективных изобретений 2016 года.
    548
  • 20/06/2017

    Международная выставка «НТИ ЭКСПО» в Новосибирске

    ​​​Уникальная международная выставка достижений технологического развития "НТИ ЭКСПО" пройдет в рамках V Международного форума технологического развития "Технопром-2017" 20-22 июня в Новосибирске при поддержке правительства РФ, коллегии ВПК, Минпромторга России, Минэкономразвития России, МИДа РФ, правительства Новосибирской области.
    1477
  • 10/11/2017

    О «трех китах» квантовых технологий

    ​Квантовый компьютер с необычайным быстродействием, квантовая связь, которую невозможно взломать, "картирование" человеческого мозга... Футурологи и ученые в последние годы щедро длятся прогнозами развития квантовых технологий.
    382
  • 19/06/2018

    Ученые ИАиЭ СО РАН помогут телескопу найти темную материю

    ​Специалисты Института автоматики и электрометрии СО РАН в сотрудничестве с немецкой компанией Dioptic разработали голограмму, чтобы настроить четырехлинзовый объектив. Он нужен для работы с ближнеинфракрасным спектрометром и фотометром нового космического телескопа "Евклид", задача которого - исследовать причины расширения Вселенной и найти темную материю.
    79
  • 31/08/2016

    Ольга Молчанова: в кластере должны быть представлены наука, образование и производство

    ​В ближайшие годы экономика Новосибирской области будет расти за счет кластерных проектов, уверены эксперты. К единственному институционально оформленному на сегодня проекту кластера - информационных и биофармацевтических технологий - до конца года добавятся еще как минимум два, заявила министр экономического развития региона Ольга Молчанова.
    1194
  • 21/03/2017

    Флеш-память: исследования новосибирских ученых

    Почему фотоаппарат сохраняет сделанные нами кадры, а телефон позволяет прослушивать любимые мелодии? Все мы пользуемся флешками, планшетами и другими гаджетами, но не всегда задумываемся, каким образом они работают.
    979