Tot het tweede decennium van deze eeuw passeerden drie ontwikkelingsrichtingen en worden nu nagestreefd in de industrie van de planeet - stoom, elektron, atoom. "Momenteel gaat de wereld naar het vierde niveau, gebaseerd op fotontechnologieën", merkte het bekende hoofd van de binnenlandse defensie-industrie op, hoofd van de werkgroep nr. 19 van de Wetenschappelijke en Technische Raad van de Militair-Industriële Commissie onder de regering van de Russische Federatie, academicus van het Moscow Aviation Institute Alexei Shulunov, "gebruiken deze technologieën de eigenschappen van fotonen, deeltjes die geen rustmassa en lading hebben, wat het mogelijk maakt om de fundamentele fysieke beperkingen van "klassieke" elektronica te overwinnen. Een van de belangrijkste gebieden is radiofotonica”.
In het Westen wordt radiofotonica aangeduid met de term mwp-microgolffotonica, in Rusland, op suggesties van academicus van de Russische Academie van Wetenschappen Yuri Vasilievich Gulyaev en academicus van het Moskouse luchtvaartinstituut Alexei Nikolaevich Shulunov, wordt de term "radiofotonica" aangenomen, die al door sommige westerse experts is geaccepteerd.
Het is gebaseerd op de modulatie van laserstraling met een microgolfsignaal voor verdere transformaties al in het optische bereik. Het vervangen van een elektron door een foton maakt het mogelijk om het functionele ontwerp van radioapparatuur te verbeteren, de problemen van elektromagnetische compatibiliteit weg te nemen, de snelheid en het volume van de informatieoverdracht met verschillende ordes van grootte te verhogen, om het gewicht, de afmetingen en het vermogen aanzienlijk te verminderen verbruik van bijvoorbeeld dezelfde langeafstands- en ultralangeafstandsradars.
"Het begrip van de onvermijdelijkheid van het vervangen van elektronische circuitoplossingen door radio-fotonische", merkt Aleksey Nikolajevitsj op, "kwam in verband met het bereiken van de beperkende technologische kenmerken van geïntegreerde micro-elektronica, de overgang naar kleinere afmetingen van componenten als gevolg van een meervoudige afname in de lengte van optische golven."
De VS, de EU, Japan, Zuid-Korea en China zijn de wereldleiders op het gebied van radiofotontechnologieën.
WE HEBBEN ZELFS DE GEAVANCEERDE MET SCRIPP
"Ik was getuige van en nam deel aan de overgang van de radio-elektronische industrie van vacuüm naar solid-state, die plaatsvond in de USSR en de wereld vanaf het einde van de jaren '50 - het begin van de jaren '60 van de vorige eeuw," zegt Alexei Shulunov, "maar op aan het begin van de nieuwe eeuw merkte ik dat de wereld al een grandioze overgang is naar nieuwe technologieën - radio-fotonisch, eerst discrete componenttechnologieën, en van 2012-2014 - naar geïntegreerde. Er wordt nieuwe apparatuur en meetapparatuur gemaakt, personeel wordt opgeleid, nieuwe specialismen ontstaan en er wordt een complete productie-infrastructuur georganiseerd."
Het is vermeldenswaard dat de eerste fotonica-routekaart sinds 2013 in Rusland in gebruik is genomen. In 2016 werd bij decreet van de president van de Russische Federatie Vladimir Poetin de tweede editie van de routekaart gelanceerd. Ook is het Photonics Technology Platform in werking getreden. In een van de binnenlandse projecten van het concept voor de ontwikkeling van fotonica wordt echter benadrukt dat de fondsen voor de ontwikkeling en implementatie van daarop gebaseerde technologieën verschillende ordes van grootte minder nodig hebben dan voor de ontwikkeling van radio-elektronicatechnologieën. En dit is volgens Alexei Shulunov een onvergeeflijke fout. "Zonder de houding in het land en de afdelingen ten aanzien van de ontwikkeling van nieuwe fotonische technische oplossingen te veranderen", zegt Aleksey Shulunov, "zal over drie of vier jaar de hele Russische industrie, met name de radio-elektronische industrie, zo ver achterblijven in de ontwikkeling van deze technologieën dat het zich zal bezighouden met invoervervanging, met ongelooflijke moeilijkheden om dit probleem op te lossen ".
En in de eerste plaats is het belangrijkste probleem dat dringend moet worden opgelost, het probleem van het creëren van een binnenlandse componentbasis voor radiofotonica. De basis van de componenten is gebaseerd op A3B5-materialen (galliumarsenide, galliumnitride, indiumfosfiet …), die zowel optische als radiotechnische eigenschappen hebben. Voor hun creatie ontving de academicus van de Russische Academie van Wetenschappen Zhores Alferov de Nobelprijs. Zonder hen is het onmogelijk om radio-fotonische apparatuur te maken.
Er zijn afzonderlijke technologieën in het land voor sommige discrete componenten van fotonische radio-elektronica met het ontwikkelingsniveau van de late jaren 90. In de wetenschap en de industrie is er echter geen basis voor moderne seriële discrete en integrale prestaties van fotonica-componenten. Het werk wordt beperkt door het gebrek aan moderne materialen, softwareproducten voor het modelleren van componenten en extreem schaarse financiering. Wetenschappelijke onderzoeksinstituten (SRI's) en ontwerpbureaus (KB) van de industrie hebben praktisch geen materiële en instrumentele basis, evenals opgeleid personeel voor het ontwikkelen van nieuwe industriële technologieën, waardoor capaciteit wordt gecreëerd voor de productie van eindproducten.
Slechts een paar ondernemingen in het binnenlandse defensie-industriële complex (MIC), sommige wetenschappelijke onderzoeksinstituten beschikken volledig over zo'n moderne technologische productiebasis. Op de basis van de discrete componenten van radiofotonica worden afzonderlijke projecten uitgevoerd bij het onderzoeksinstituut Polyus, het onderzoeksinstituut voor halfgeleiderfysica en het onderzoeksinstituut voor automatisering en elektrometrie van de Siberische afdeling van de Russische Academie van Wetenschappen, sommige onderzoeksinstituten in St. Petersburg, Perm, Tomsk, bij de ondernemingen van JSC RTI. Afzonderlijke definitieve pilootprototypes worden gemaakt bij JSC KRET, JSC Radar-mms, NPK NIIDAR: een actieve phased array (AFAR) radar van de vijfde generatie die gebruik maakt van de nieuwste radio-fotoncomponentenbasis. En bij MEPhI is een volledige cyclustechnologie ontwikkeld tot aan het creëren van een elementbasis van de juiste maat op een substraat.
In het algemeen vereist echter de toestand van de radiofotonica in het land - de technologische basis, het beschikbare personeelspotentieel, de organisatie van het werk - zoals Alexei Shulunov opmerkte, duidelijk actieve actie.
WERKGROEP Nr. 19 NTS VPK
In 2012 stelden ze volgens Alexei Shulunov, samen met academicus van de Russische Academie van Wetenschappen, wetenschappelijk directeur van het Institute of Radio Engineering and Electronics Yuri Gulyaev, het probleem van het ontwikkelen van een nieuwe richting van radio-elektronica op basis van nieuwe fysieke principes in Rusland.. Eerste vice-voorzitter van de militair-industriële commissie Yuri Borisov maakte kennis met de memo die door hen was opgesteld. Hij gaf opdracht tot de oprichting van een werkgroep nr. 19 van de NTS VPK over radiofotonica, onder leiding van academicus van de Russische Academie van Wetenschappen Igor Fedorov. Deze groep bestond uit wetenschappers en specialisten van een aantal wetenschappelijke en industriële ondernemingen uit verschillende regio's van het land, waaronder Aleksey Shulunov. Als gevolg hiervan werd een conceptplan opgesteld voor de ontwikkeling en overgang van wetenschap en industrie in Rusland naar een nieuwe technologische orde. Het Ministerie van Defensie van de Russische Federatie raakte geïnteresseerd in deze ontwikkelingen en begon ze te ondersteunen. Het gebruik van radio-fotonica in de overeenkomstige componentenbasis, die moet worden gecreëerd, zal de functionele structuur van alle huidige radio-elektronische apparatuur veranderen - geleidings-, detectie-, verkennings- en radarapparatuur.
In 2014 heeft RTI, onder leiding van werkgroep nr. 19 van de NTS VPK, onderzoekswerk (R&D) uitgevoerd om de toestand van radiofotonica in de wereld en in Rusland te beoordelen, en een bijbehorend conceptprogramma ontwikkeld voor de ontwikkeling ervan. Dit werk toonde aan dat om onze vertraging te overwinnen, de vereiste jaarlijkse kosten ongeveer 2-3 miljard roebel zouden moeten bedragen. voor onderzoek en ontwikkeling van technologieën en 6-7 miljard roebel. - voor technische heruitrusting en uitrusting met meettoestellen, de opleiding en stage van personeel niet meegerekend.
IN LEIDERS - RADIO-ELEKTRONISCHE VETERAAN
Groep nr. 19 en Aleksey Shulunov beoordeelden rechtstreeks het potentieel van een aantal binnenlandse defensiebedrijven in de radio-elektronische industrie voor de ontwikkeling en verdere promotie van radiofotontechnologieën. In alle opzichten is het oudste onderzoeksinstituut van het land voor langeafstandsradiocommunicatie de hoofdonderneming in de nieuwe industrie geworden. Daarom leidde Alexey Shulunov, naast het werken in de werkgroep nr. 19 van het militair-industriële complex, het laboratorium voor radiofotonica bij NIIDAR. "We hebben momenteel alle radars, inclusief vroegtijdige waarschuwing, zijn relatief smalbandig", zei Aleksey Nikolayevich, die in december 2017 80 werd. - In breedbandradars die gebruik maken van een radio-fotoncomponentbasis, kunt u tot 90% van de informatie over het te lokaliseren doel verkrijgen, uitvinden wat er in de lucht of in de ruimte wordt gevonden: een vliegtuig, een raket, een fragment, een meteoriet. Dergelijke radars met verschillende reikwijdten en vermogens, waaronder vroegtijdige waarschuwing, verwerven de eigenschappen van complexen die in staat zijn een portret te maken van een object dat wordt gedetecteerd door een radar, die momenteel alleen in staat is tot een enorm radio-optisch complex voor het herkennen van ruimtevoorwerpen "Krona" van het National Space Control System (SKKP) op de berg Chapal in Karachay-Cherkessia. En met radio-foton-microchiptechnologie zal er een radicale vermindering zijn van de grootte, het gewicht, het stroomverbruik van het radarhardwarecomplex en een aanzienlijke toename van de tactische kenmerken ervan. Alleen antennesystemen van indrukwekkende omvang zullen overblijven van de gigantische radars van early warning systems, SKKP, PRN."
In het NIIDAR-laboratorium is al een experimentele X-bandradar gemaakt met een optische heterodyne, die kan worden afgestemd op het breedste bereik van radiogolven. Dit is een uniek apparaat. De ontvanger maakt het mogelijk om hardware-oplossingen te verenigen op elk radarontvangstkanaal van praktisch alle frequentiebereiken. Hij alleen kan op meerdere ontvangstantennes werken. Dankzij radio-fotontechnologie zal de omvang van de apparatuur aanzienlijk worden verminderd en de betrouwbaarheid ervan toenemen.
Wetenschappelijk en thematisch centrum nr. 5 is ook opgericht bij NIIDAR, wiens taak het is om het werk op alle gebieden van de taken van het creëren van de radiofotonica-industrie uitgebreid te dekken en te organiseren. In feite kan dit al een werkorgaan zijn van de interdepartementale commissie van de president van de Russische Federatie voor de innovatieve ontwikkeling van Rusland. De technische taken van het centrum omvatten deelname aan het creëren van een integrale en discrete componentenbasis, het creëren van nieuwe radioapparatuur en radiotechnische systemen, kwesties van metrologie en standaardisatie, internationale samenwerking, ook met de BRICS-landen, en tal van andere onderwerpen in radio fotonica. De oudste en meest gerespecteerde radio-elektronische onderneming in Rusland en de wereld, zoals opgemerkt door Alexei Shulunov, heeft alle mogelijkheden voor dergelijk werk. Het is alleen nodig om de inspanningen te bundelen voor de overgang naar nieuwe technologieën in de industrie, om het staatsprogramma echt werkbaar te maken en om de uitvoering ervan op een staatsmanier te controleren. Door radiofotonica toe te passen op specifieke taken voor het maken van radars, ontwikkelt het bedrijf al technologieën voor een breed scala aan militaire en civiele producten.
Dus de overgang naar de nieuwste technologieën, die essentieel zijn voor de verdediging van de Russische staat, die het mogelijk zullen maken om perfecte elektronische wapens te maken en gelijke tred te houden met de "partners", vindt onder meer plaats dankzij de talenten van de ingenieur Alexei Shulunov.
