Kuni selle sajandi teise kümnendini möödus kolm arengusuunda, mida planeedi tööstuses nüüd järgitakse - aur, elektron, aatom. "Praegu liigub maailm footonitehnoloogiatele tuginedes neljandale tasemele," märkis tuntud kodumaise kaitsetööstuse juht, sõjatööstuskomisjoni teadus- ja tehnikanõukogu töörühma nr 19 juht. Vene Föderatsiooni valitsuse juhtimisel, Moskva Lennundusinstituudi akadeemik Aleksei Šulunov, „need tehnoloogiad kasutavad footonite, osakeste omadusi, millel puudub puhke- ja laengumass, mis võimaldab ületada„ klassikalise”elektroonika põhilisi füüsilisi piiranguid.. Üks selle olulisemaid valdkondi on radiofotoonika”.
Läänes tähistatakse radiofotoonikat terminiga mwp-mikrolainefotoonika, Venemaal Vene Teaduste Akadeemia akadeemiku Juri Vassiljevitš Guljajevi ja Moskva Lennuinstituudi akadeemiku Aleksei Nikolajevitš Šulunovi ettepanekul võetakse kasutusele mõiste "radiofotoonika", mida mõned Lääne eksperdid juba aktsepteerivad.
See põhineb laserkiirguse moduleerimisel mikrolainesignaaliga edasisteks muutusteks juba optilises vahemikus. Elektroni asendamine footoniga võimaldab parandada raadioseadmete funktsionaalset disaini, kõrvaldada elektromagnetilise ühilduvuse probleemid, suurendada teabe edastamise kiirust ja mahtu mitme suurusjärgu võrra, vähendada oluliselt kaalu, mõõtmeid ja võimsust näiteks samade kaug- ja ülipikamaaradarite tarbimine.
"Arusaam vältimatust asendada elektroonilised vooluahela lahendused raadio-fotooniliste lahendustega," märgib Aleksei Nikolajevitš, "oli seotud integreeritud mikroelektroonika piiravate tehnoloogiliste omaduste saavutamisega, üleminekuga komponentide väiksematele mõõtmetele mitmekordse vähenemise tõttu. optiliste lainete pikkuses."
USA, EL, Jaapan, Lõuna-Korea ja Hiina on raadio-footonitehnoloogia maailmas liidrid.
Meil on isegi SCRIPPiga täiustatud
„Ma olin tunnistajaks raadioelektroonikatööstuse üleminekule vaakumist tahkis-olekusse, mis toimus NSV Liidus ja kogu maailmas 50. aastate lõpust kuni eelmise sajandi 60. aastate alguseni,“ütleb Aleksei Šulunov, „kuid Uue sajandi alguses märkasin, et maailmas on juba olemas suurejooneline üleminek uutele tehnoloogiatele - raadio -fotoonilised, esialgu diskreetsete komponentide tehnoloogiad ja aastatel 2012–2014 - integreeritud tehnoloogiatele. Luuakse uusi seadmeid ja mõõteseadmeid, koolitatakse personali, tekivad uued erialad ja korraldatakse täielik tootmistaristu."
Väärib märkimist, et esimene fotoonika tegevuskava hakkas Venemaal toimima alates 2013. aastast. 2016. aastal käivitati Vene Föderatsiooni presidendi Vladimir Putini määrusega teekaardi teine väljaanne. Jõustuma hakkas ka fotoonika tehnoloogiaplatvorm. Fotonika arendamise kontseptsiooni ühes kodumaises projektis on aga rõhutatud, et sellel põhinevate tehnoloogiate väljatöötamiseks ja rakendamiseks on vaja rahalisi vahendeid mitu suurusjärku vähem kui raadioelektroonika tehnoloogiate arendamiseks. Ja see on Aleksei Šulunovi sõnul andestamatu viga. „Muutmata riigi ja osakondade suhtumist uute footoniliste tehniliste lahenduste väljatöötamisse,” ütleb Aleksei Šulunov, „kolme või nelja aasta jooksul jääb kogu Venemaa tööstus, eriti selle raadioelektroonikatööstus, nii palju maha. nende probleemide lahendamiseks.
Ja kõigepealt on kõige olulisem küsimus, mis nõuab selle kiiret lahendamist, radiofotoonika jaoks kodumaise komponendibaasi loomise küsimus. Selle komponentide alus põhineb A3B5 materjalidel (gallium-arseniid, galliumnitriid, indiumfosfiit …), millel on nii optilised kui ka raadiotehnilised omadused. Nende loomise eest pälvis Venemaa Teaduste Akadeemia akadeemik Zhores Alferov Nobeli preemia. Ilma nendeta on võimatu luua raadio-fotoonilisi seadmeid.
Riigis on eraldi tehnoloogiaid fotoonilise raadioelektroonika mõnede eraldiseisvate komponentide jaoks, mille arengutase on 90ndate lõpus. Kuid teaduses ja tööstuses puudub alusfoonika fotoonikakomponentide kaasaegse järjestikuse diskreetse ja lahutamatu jõudluse jaoks. Tööd piiravad tänapäevaste materjalide, komponentide modelleerimiseks mõeldud tarkvaratoodete puudumine ja äärmiselt napp rahastamine. Tööstuse teadusinstituutidel (SRI) ja disainibüroodel (KB) praktiliselt puudub materiaalne ja instrumentaalne baas, samuti on neil väljaõppinud personal uute tööstustehnoloogiate väljatöötamiseks, luues suutlikkuse lõpptoodete tootmiseks.
Vaid mõnel kodumaise kaitsetööstuskompleksi (MIC) ettevõttel, mõnel teaduslikul uurimisinstituudil on selline kaasaegne tehnoloogiline tootmisbaas. Radiofotoonika diskreetsete komponentide baasil rakendatakse eraldi projekte uurimisinstituudis Polyus, pooljuhtfüüsika uurimisinstituudis ja Venemaa Teaduste Akadeemia Siberi filiaali automatiseerimise ja elektromeetria uurimisinstituudis, mõnedes teadusasutustes, mis asuvad St. Peterburi, Perm, Tomsk, JSC RTI ettevõtetes. JSC KRET, JSC Radar-mms, NPK NIIDAR luuakse eraldi lõplikud pilootprototüübid: viienda põlvkonna aktiivfaasilise massiivi (AFAR) radar, mis kasutab uusimat raadio-footonkomponendi baasi. Ja MEPhI-s on välja töötatud täistsükli tehnoloogia kuni sobiva suurusega elemendibaasi loomiseni aluspinnale.
Kuid üldiselt nõuab riigi raadiofotoonika olukord - tehnoloogiline baas, olemasolev personalipotentsiaal, töökorraldus, - nagu märkis Aleksei Šulunov, selgelt aktiivset tegutsemist.
TÖÖRÜHM nr 19 NTS VPK
2012. aastal tõstsid nad Aleksei Šulunovi sõnul koos Venemaa Teaduste Akadeemia akadeemiku, raadiotehnika ja elektroonika instituudi teadusdirektori Juri Guljajeviga välja probleemi raadioelektroonika uue suuna väljatöötamisel, mis põhineb uutel füüsikalistel põhimõtetel Venemaal.. Sõjatööstuskomisjoni esimene aseesimees Juri Borisov tutvus nende koostatud memoga. Ta andis korralduse luua raadiofotoonikat käsitlev NTS VPK töörühm nr 19, mida juhib Venemaa Teaduste Akadeemia akadeemik Igor Fedorov. Sellesse rühma kuulusid teadlased ja spetsialistid mitmetest riigi eri piirkondade teadus- ja tööstusettevõtetest, sealhulgas Aleksei Šulunov. Selle tulemusena koostati Venemaa teaduse ja tööstuse arendamise ning uuele tehnoloogilisele korrale ülemineku kava eelnõu. Vene Föderatsiooni kaitseministeerium tundis nende arengute vastu huvi ja hakkas neid toetama. Raadio-fotoonika kasutamine vastavas komponendibaasis, mis tuleb luua, muudab kõigi praeguste raadio-elektroonikaseadmete-juhtimis-, avastamis-, luure- ja radariseadmete-funktsionaalset struktuuri.
2014. aastal teostas RTI NTS VPK töörühma nr 19 eestvedamisel uurimistööd (R&D), et hinnata raadiofotoonika olukorda maailmas ja Venemaal ning töötas välja vastava programmi eelnõu selle arendamiseks. See töö näitas, et meie viivituse ületamiseks peaksid nõutavad aastased kulud ulatuma umbes 2–3 miljardi rublani. tehnoloogiate uurimis- ja arendustegevuseks ning 6-7 miljardit rubla. - tehniliseks ümberseadistamiseks ja mõõteseadmetega varustamiseks, arvestamata personali väljaõpet ja praktikat.
JUHTIDES - RAADIOELEKTROONILINE VETERAAN
Grupp nr 19 ja Aleksei Šulunov hindasid otseselt mitmete kodumaiste kaitseettevõtete potentsiaali raadioelektroonikatööstuses raadio-footonitehnoloogiate arendamisel ja edendamisel. Riigi vanim kaugraadioside uurimisinstituut on kõigis aspektides saanud uue tööstuse peaettevõtteks. Seetõttu juhtis Aleksei Šulunov lisaks tööle sõjatööstuskompleksi töörühmas nr 19 NIIDARi radiofotoonika laborit. "Meil on praegu kõik radarid, sealhulgas varajane hoiatus, suhteliselt kitsaribalised," ütles Aleksei Nikolajevitš, kes sai 2017. aasta detsembris 80-aastaseks. - Raadio-footonkomponentide baasi kasutavates lairibaradarites saate saavutada kuni 90% teabest sihtmärgi asukoha kohta, saate teada, mida leidub õhus või kosmoses: lennuk, rakett, fragment, meteoriit. Sellised erineva ulatuse ja võimsusega radarid, sealhulgas varajane hoiatus, omandavad komplekside omadused, mis suudavad luua radari poolt tuvastatud objekti portree, mis on praegu võimeline ainult tohutu raadio-optilise kompleksi jaoks kosmoseobjektide "Krona" tuvastamiseks. riiklik kosmosekontrollisüsteem (SKKP) Chapal mäel Karachay-Tšerkessias. Raadio-footoni mikrokiibitehnoloogia abil väheneb radari riistvarakompleksi suurus, kaal, energiatarve ja selle taktikalised omadused oluliselt suurenevad. Varajase hoiatamise süsteemide hiigelradaritest, SKKP, PRN, jäävad alles ainult muljetavaldava suurusega antennisüsteemid."
NIIDARi laboris on juba loodud eksperimentaalne X-riba radar optilise heterodüüniga, mida saab häälestada kõige laiemates raadiolainetes. See on ainulaadne seade. Vastuvõtja võimaldab ühendada riistvaralahendusi praktiliselt kõigi sagedusvahemike radarite vastuvõtukanalitel. Ta suudab üksi opereerida mitmel vastuvõtuantennil. Tänu raadio-footonitehnoloogiale väheneb seadmete suurus märkimisväärselt ja nende töökindlus suureneb.
NIIDARis on loodud ka teadus- ja teemakeskus nr 5, mille ülesandeks on igakülgselt kajastada ja korraldada tööd raadiofotoonikatööstuse loomise ülesannete kõikides valdkondades. Tegelikult võib see juba olla Venemaa Föderatsiooni presidendi osakondadevahelise komisjoni uuendusliku arengu komisjoni tööorgan. Keskuse tehnilised ülesanded hõlmavad osalemist lahutamatu ja eraldiseisva komponendibaasi loomisel, uute raadioseadmete ja raadiotehnikasüsteemide loomisel, metroloogia ja standardimise küsimusi, rahvusvahelist koostööd, sealhulgas BRICSi riikidega, ja mitmeid muid teemasid raadiofotoonika. Nagu Aleksei Šulunov märkis, on Venemaa ja maailma vanimal ja auväärseimal raadioelektroonilisel ettevõttel kõik võimalused selliseks tööks. On vaja ainult ühendada jõupingutused uutele tehnoloogiatele üleminekuks tööstuses, muuta riiklik programm tõeliselt toimivaks ja kontrollida selle riiklikku rakendamist. Rakendades radiofotoonikat radarite loomise spetsiifilistele ülesannetele, arendab ettevõte juba tehnoloogiaid paljude sõjaliste ja tsiviiltoodete jaoks.
Niisiis toimub üleminek Venemaa riigi kaitseks hädavajalikule uusimale tehnoloogiale, mis võimaldab luua täiuslikke elektroonilisi relvi ja olla kursis "partneritega", muu hulgas tänu inseneri Aleksei Šulunovi anded.