На фотонном переходе

5.02.2018

Во втором десятилетии ХХIвека промышленность ведущих государств мира переходит на новый уровень развития, основанный на технологиях фотона. Наша держава пока в отстающих

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 терминомmwpmicrowavephotonics, в России по предложениям академика РАН Ю.В. Гуляева и академика МАИ А.Н. 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 веса, габариты и энергопотребление, например, тех же РЛС дальнего и сверхдальнего обнаружения.

«Понимание неизбежности замещения электронных схемотехнических решений радиофотонными, – отметил 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, Корея, Китай».


А у нас даже передовое со скрипом

«Я был свидетелем и участником перехода радиоэлектронной промышлености с вакуумной на твердотельную, происходившей в СССР и мире с конца 50-х - начала 60-х годов прошлого века, – рассказал 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 годы 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 3-4 года вся российская промышленность, особенно ее радиоэлектронная отрасль, настолько отстанет в развитие 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. НИИ и 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 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», НИИ физики полупроводников и НИИ 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, научнымруководителем Института радиотехники и электроникиЮриемГуляевым они подняли проблему развития нового направления радиоэлектроники на новых физических принципах в России, что делается в этом плане в мире. 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, в том числе Алексей Шулунов, ряда предприятий науки и промышленности разных регионов страны. 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 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 порядка 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 исполнилось 80 лет, – в широкополосных же радиолокаторах с использованием радиофотонной компонентной базы можно добиться получения до 90 процентов 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-Черкессии. 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 мы уже создали опытную 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 уже 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 РФ. Сфера технических задач, которого 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 масса других тем по радиофотонике. У старейшего и авторитетного в России и мире радиоэлектронного предприятия, как отметил авторитетный руководитель и инженер 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.

 

Наша справка

А.Н. Шулунов родился 9 декабря 1937 года в городе Нижний Баскунчак. В 1962 году окончил Текстильный институт в городе Иваново. Инженера-энергетика, радиолюбителя направили на оборонный Брянский электромеханического завод, где было 400 человек. За 23 года работал инженером, начальником заводского КБ, главным инженером, генеральным директором. Сдал своему преемнику громадный оборонный современный серийный завод, где выпускалась даже космическая техника, на котором трудилось 11 тысяч сотрудников.


С начала 1985 года начальник 5-го главного управления Минрадиопрома СССР Алексей Шулунов возглавил перестройку сложнейшей по технологиям и наукоемкости отрасли радиоэлектронной промышленности, производящей средства радиоэлектронной борьбы и радиоэлектронной разведки. Под его руководством по всей стране одновременно строились семь новых заводов, реструктуризировалось 14 серийных предприятий и НИИ.

В 1987 году его назначили руководителем созданного НПО им П.С. Плешакова. Под его руководством было создано 2 новых завода, проведена реконструкция 10 предприятий, которые были оснащены новейшим оборудованием. Все это позволило российской армии в настоящее время иметь совершенное вооружение РЭБ.

В кризисные 90-е годы Алексей Шулунов и его единомышленники создали в РФ «Лигу содействия оборонным предприятиям», в которую вошли более 700 заводов, НИИ, КБ отечественной промышленности.

Он лауреат Государственной премии СССР, лауреат премии Совета Министров СССР, лауреат Государственной премии Российской Федерации. Награжден орденом, многими медалями. По его словам, он не стал обладателем ученой степени только из-за загруженности практической работой.