La tranziția fotonului
Până în al doilea deceniu al acestui secol, trei direcții de dezvoltare au trecut și se desfășoară în prezent în industria planetei - abur, electron, atom. „În prezent, lumea trece la al patrulea nivel, pe baza tehnologiilor fotonice”, a remarcat binecunoscutul șef al industriei interne de apărare, șef al grupului de lucru nr. 19 al Consiliului Științific și Tehnic al Comisiei Industriale Militare din subordine. Guvernul Federației Ruse, academician al MAI, utilizează proprietățile fotonilor, particulele care nu au masă și sarcină de repaus, ceea ce face posibilă depășirea limitărilor fizice fundamentale ale electronicii „clasice”. Una dintre cele mai importante domenii ale sale este radiofotonica.”În Occident, fotonica radio este desemnată cu termenul de fotonică cu microunde mwp, în Rusia, la sugestia academicianului Academiei Ruse de Științe Iuri Vasilyevich Gulyaev și academicianului MAI Aleksey Nikolaevich Shulunov, se adoptă termenul de „fotonică radio”. , care este deja acceptat de unii experți occidentali.
Se bazează pe modularea radiației laser de către un semnal cu microunde pentru transformări ulterioare deja în domeniul optic. Înlocuirea unui electron cu un foton face posibilă îmbunătățirea construcției funcționale a echipamentelor radio, eliminarea problemelor de compatibilitate electromagnetică, creșterea vitezei și volumului de transmitere a informațiilor cu mai multe ordine de mărime, reducerea semnificativă a greutății, dimensiunilor și consumului de energie, de exemplu, ale acelorași radare de detecție cu rază lungă și ultra-lungă.
„Înțelegerea inevitabilității înlocuirii soluțiilor de circuite electronice cu cele radiofotonice”, notează Aleksey Nikolayevich, „a venit în legătură cu realizarea caracteristicilor tehnologice limitative ale microelectronicii integrate, trecerea la dimensiuni mai mici ale componentelor datorită reducerii multiple a lungime de undă optică.”
SUA, UE, Japonia, Coreea de Sud și China sunt liderii mondiali în tehnologiile radiofotonice.
SI AVEM CHIAR AVANSAT CU UN TILET
„Am asistat și am participat la tranziția industriei radio-electronice de la vid la cel solid, care a avut loc în URSS și în lume de la sfârșitul anilor 50 - începutul anilor 60 ai secolului trecut”, spune Alexey Shulunov, „dar cu la începutul noului secol, am observat că lumea are deja o tranziție grandioasă la noile tehnologii - radio-fotonice, prima componentă discretă, iar din 2012-2014 - la integrală. Se creează noi echipamente și echipamente de măsurare, se formează personal, apar noi specialități și se organizează o infrastructură completă de producție.”
Este de remarcat faptul că prima „foaie de parcurs” pentru fotonică a început să funcționeze în Rusia din 2013. În 2016, prin decret al președintelui rus Vladimir Putin, a fost lansată cea de-a doua ediție a foii de parcurs. A intrat în funcțiune și „Platforma Tehnologică pentru Fotonică”. Cu toate acestea, într-una dintre proiectele interne ale conceptului pentru dezvoltarea fotonicii, se subliniază că fondurile pentru dezvoltarea și implementarea tehnologiilor bazate pe aceasta sunt necesare cu mai multe ordine de mărime mai puțin decât pentru dezvoltarea tehnologiilor electronice radio. Și aceasta, potrivit lui Alexei Shulunov, este o greșeală de neiertat. „Fără a schimba atitudinea în țară și în departamente față de dezvoltarea de noi soluții tehnice fotonice”, crede Alexei Shulunov, „în trei sau patru ani, întreaga industrie rusă, în special industria sa radio-electronică, va rămâne atât de mult în urmă în dezvoltarea acestor tehnologii pe care le va implica în substituirea importurilor, cu dificultăți incredibile în rezolvarea acestei probleme”.
Și mai presus de toate, cea mai importantă problemă care necesită soluția sa urgentă este problema creării unei baze de componente interne pentru fotofotonica radio. Baza sa componente se bazează pe materiale A3B5 (arseniură de galiu, nitrură de galiu, fosfit de indiu...), care au proprietăți atât optice, cât și radio. Pentru crearea lor, academicianul Academiei Ruse de Științe Zhores Alferov a primit Premiul Nobel. Fără ele, este imposibil să se creeze echipamente radio-fotonice.
Țara are tehnologii separate pentru unele componente discrete ale electronicii radio fotonice, cu nivelul de dezvoltare de la sfârșitul anilor 90. Cu toate acestea, în știință și industrie nu există nicio bază pentru proiectarea modernă în serie discretă și integrată a componentelor fotonice. Munca este constrânsă de lipsa materialelor moderne, a produselor software pentru componente de modelare și a finanțării extrem de limitate. Institutele de cercetare (NII) și birourile de proiectare (KB) ale industriei nu au practic nicio bază materială și instrumentală, precum și personal instruit pentru testarea noilor tehnologii industriale, crearea de capacități pentru producerea produselor finale.
Doar câteva întreprinderi din complexul militar-industrial intern (DIC), unele institute de cercetare posedă pe deplin o bază tehnologică modernă de producție. Pe baza de componente discrete a radiofotonicii, proiecte separate sunt implementate la JSC „NII Polyus”, Institutul de Cercetare pentru Fizica Semiconductorilor și Institutul de Cercetare în Automatizare și Electrometrie al Filialei Siberiei a Academiei Ruse de Științe, unele institute științifice situate. în Sankt Petersburg, Perm, Tomsk, la întreprinderile SA „RTI”. JSC KRET, JSC Radar-mms, NPK NIIDAR creează prototipuri pilot finale separate: o antenă active phased array (AFAR) a unui radar de generația a cincea folosind cea mai recentă bază de componente radio-fotonice. Și MEPhI a dezvoltat o tehnologie cu ciclu complet până la crearea unui element de bază de dimensiunea corespunzătoare pe un substrat.
Cu toate acestea, în general, starea radiofotonicii din țară - baza tehnologică, potențialul personalului disponibil, organizarea muncii - așa cum a remarcat Aleksey Shulunov, necesită în mod clar o acțiune activă.
GRUP DE LUCRU Nr 19 STC VPK
În 2012, conform lui Alexei Shulunov, împreună cu academicianul Academiei Ruse de Științe, directorul științific al Institutului de Inginerie Radio și Electronică Yuri Gulyaev, au ridicat problema dezvoltării unei noi direcții în electronica radio bazată pe noi principii fizice în Rusia . Iuri Borisov, prim-vicepreședintele Comisiei Militar-Industriale, a făcut cunoștință cu memoriul întocmit de aceștia. El a ordonat crearea unui grup de lucru nr. 19 al Consiliului Științific și Tehnic al Complexului Industrial Militar pe radiofotonica, care a fost condus de academicianul Academiei Ruse de Științe Igor Fedorov. Acest grup a inclus oameni de știință și specialiști dintr-un număr de întreprinderi științifice și industriale din diferite regiuni ale țării, inclusiv Alexei Shulunov. Ca urmare, a fost creat un proiect de plan pentru dezvoltarea și tranziția științei și industriei în Rusia la o nouă ordine tehnologică. Ministerul Apărării al Federației Ruse a devenit interesat de aceste evoluții și a început să le susțină. Utilizarea radiofotonicii în baza de componente corespunzătoare, care trebuie creată, va schimba construcția funcțională a tuturor echipamentelor radio-electronice actuale - ghidare, detectare, recunoaștere, radar.
În 2014, sub conducerea grupului de lucru nr. 19 al Consiliului științific și tehnic al Complexului Industrial Militar, RTI JSC a desfășurat lucrări de cercetare (R&D) pentru a evalua starea radiofotonicii în lume și în Rusia și a dezvoltat un proiectul de program corespunzător pentru elaborarea acestuia. Această activitate a arătat că, pentru a depăși întârzierile noastre, costurile anuale necesare ar trebui să se ridice la aproximativ 2-3 miliarde de ruble. pentru cercetare și dezvoltare de tehnologii și 6-7 miliarde de ruble. - pentru reechiparea tehnica si dotarea cu instrumente de masura, fara a lua in calcul pregatirea si probarea personalului.
ÎN LEADERILE - RADIO ELECTRONIC VETERAN
Grupul nr. 19 și direct Alexey Shulunov au evaluat potențialul unui număr de întreprinderi interne de apărare din industria radio-electronică pentru dezvoltarea și promovarea în continuare a tehnologiilor radio-fotonice. În toate privințele, cel mai vechi Institut de Cercetare pentru Comunicații Radio pe Distanță Lungă din țară a devenit întreprinderea lider în noua industrie. Prin urmare, Alexei Shulunov, pe lângă lucrul în grupul de lucru nr. 19 al complexului militar-industrial, a condus laboratorul de radiofotonică de la NIIDAR. „În prezent, toate radarele, inclusiv cele de avertizare timpurie, sunt cu bandă relativ îngustă”, a spus Aleksey Nikolayevich, care a împlinit 2017 de ani în decembrie 80. - În radarele de bandă largă care utilizează o bază de componentă radio-fotonică, este posibil să se obțină până la 90% din informații despre obiectul aflat în localizare, pentru a afla ce se găsește în aer sau spațiu: un avion, o rachetă, un fragment, un meteorit. Astfel de radare de diverse game și puteri, inclusiv avertizare timpurie, dobândesc proprietățile complexelor capabile să creeze un portret al unui obiect detectat de un radar, care în prezent este capabil doar de un complex radio-optic uriaș pentru recunoașterea obiectelor spațiale „Krona” ale Sistemul Național de Control Spațial (SKKP) de pe Muntele Chapal din Karachay-Cherkessia. Și cu tehnologia microcipului radio-fotonic, va exista o scădere radicală a dimensiunilor, greutății, consumului de energie al complexului hardware radar și o creștere semnificativă a caracteristicilor sale tactice. Din giganticele radare de avertizare timpurie, SKKP, PRN, vor rămâne doar sisteme de antene impresionante.
Laboratorul NIIDAR a creat deja un radar experimental în bandă X cu un heterodin optic, care poate fi reglat în cea mai largă gamă de unde radio. Acesta este un dispozitiv unic. Receptorul vă permite să unificați soluțiile hardware pe orice canal de recepție al radarului din aproape toate intervalele de frecvență. El singur poate lucra la mai multe antene de recepție. Datorită tehnologiilor radiofotonice, dimensiunile echipamentului vor fi reduse semnificativ, iar fiabilitatea acestuia va crește.
NIIDAR a creat, de asemenea, un centru științific și tematic nr. 5, a cărui sarcină este să acopere și să organizeze în mod cuprinzător activitatea în toate domeniile sarcinilor de creare a unei industrii radiofotonice. De fapt, acesta poate fi deja organismul de lucru al Comisiei interdepartamentale a președintelui Federației Ruse pentru dezvoltarea inovatoare a Rusiei. Sfera de aplicare a sarcinilor tehnice ale centrului include participarea la crearea unei baze de componente integrale și discrete, crearea de noi echipamente radio și sisteme de inginerie radio, probleme de metrologie și standardizare, cooperare internațională, inclusiv cu țările BRICS și o serie de alte subiecte de radiofotonica. Cea mai veche și mai autorizată întreprindere radio-electronică din Rusia și din lume, după cum a remarcat Aleksey Shulunov, are toate posibilitățile pentru o astfel de muncă. Este necesar doar să unim eforturile pentru trecerea la noile tehnologii în industrie, pentru a face programul de stat cu adevărat funcțional și pentru a controla implementarea lui într-o manieră statală. Aplicând radiofotonica la sarcinile specifice de creare a radarelor, această întreprindere dezvoltă deja tehnologii pentru o gamă largă de produse militare și civile.
Deci, trecerea la cele mai noi tehnologii, cele mai importante pentru apărarea statului rus, care vă vor permite să creați arme electronice avansate și să țineți pasul cu „partenerii”, se datorează și talentelor inginerului Alexei Shulunov.
informații