eng
Содержание
К читателям . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Вместо предисловия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники . . . . . 13
1.1.
Планирование и организация разработок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2.
Система управления развитием электронной компонентной базы воен-
ной продукции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3.
Поколения электроники и радиотехники. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.4.
Эксплуатационная надежность радиоэлектронных средств . . . . . . . . . . . . . 30
1.5.
Комплексная миниатюризация радиоэлектронной аппаратуры. . . . . . . . . . 32
1.6.
Сопряжение сверхвысокочастотных приборов в аппаратуре . . . . . . . . . . . . 38
Глава 2. Развитие электроники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.1.
СВЧ-электроника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.2.
Микроэлектроника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
2.3.
Полупроводниковая электроника. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
2.4.
Электронно-лучевые приборы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
2.5.
Квантовая электроника . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Глава 3. Развитие радиоэлектроники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
3.1.
Динамика развития самолетной радиолокации. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
3.2.
Первая отечественная твердотельная РЛС противовоздушной обороны
с активной ФАР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
3.3.
Динамика радиоэлектроники и радиотехники в суперрадиолокации . . . . . 199
3.4.
Средства и системы радиоэлектронной борьбы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
3.5.
Электроника на службе телекоммуникаций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
3.6.
Некоторые аспекты создания систем и средств связи и передачи инфор-
мации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
3.7.
Вычислительная техника и ее база электроника. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
3.8.
Элементная база — основа динамики развития БЦВМ комплекса
«Аргон» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
3.9.
Динамика в конструировании и технологии производства РЭА . . . . . . . . 343
3.10.
Зенитно-ракетные комплексы и системы противовоздушной обороны . . 360
Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
Коротко об авторах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
К ЧИТАТЕЛЯМ
Развитие ведущих индустриальных стран мира в последние
50 лет определяется процессом глобальной электронизации всех
сфер жизнедеятельности общества, включая обеспечение необ-
ходимой обороноспособности и технологической независимо-
сти. Одним из основополагающих факторов процесса электро-
низации мирового общества является динамичный научно-тех-
нический и производственный прогресс в развитии электрон-
ных технологий и организация выпуска необходимых приборов
и аппаратуры, радиоэлектронных комплексов и систем разного
уровня.
Не претендуя на выстраивание исторических приоритетов
развития электроники и радиоэлектроники, авторы книги изло-
жили свой взгляд на развитие этих направлений в науке и осо-
бенно на их взаимосвязь, которые позволили добиться мировых
успехов в освоении космоса, атомной энергетике и обороне.
В книге приведены уникальные данные о развитии этих от-
раслей отечественной науки, успехах электронной промышлен-
ности, радиопромышленности и промышленности средств связи
СССР, их взаимном влиянии, что и определило научно-техниче-
ский прогресс в стране. Нам есть чем гордиться, так как в осно-
ве лежали успехи отечественной науки и производства.
Авторы книги не ставили перед собой цель дать всесторон-
ний анализ развития отечественной радиоэлектроники, но по
очеркам и воспоминаниям можно достаточно полно представить
динамику развития отечественной радиоэлектроники. В книге
акцентировано внимание на взаимовлиянии этих отраслей зна-
ний на процесс развития каждой из них.
Безусловно, фамилии десятков тысяч инженерно-техниче-
ских работников, создававших самую передовую в мире радио-
электронную аппаратуру, невозможно привести на страницах
данного издания, но следует подчеркнуть, что это был успех та-
ланта и кропотливого ежедневного труда каждого из них.
Нам еще предстоит провести системный анализ пройденного
пути и что самое важное – определить перспективы развития.
Верю, что талант и высокий профессионализм российских уче-
ных и инженеров позволят уже в ближайшем будущем добиться
новых успехов в области радиоэлектроники.
Ю.И. Борисов
Начальник Управления
радиоэлектронной промышленности
и систем управления Роспрома
ВМЕСТО ПРЕДИСЛОВИЯ
Радиоэлектроника — термин, объединяющий комплекс областей науки и
техники, связанных главным образом с проблемами передачи, приема
и преобразования информации при помощи электромагнитных колебаний
и волн в радио- и оптическом диапазоне. Термин появился в 50-х годах
ХХ века и является до некоторой степени условным. Радиоэлектроника
охватывает радиотехнику и электронику, в том числе полупроводниковую
электронику, микроэлектронику, квантовую электронику, ИК-технику,
хемотронику, оптоэлектронику, акустоэлектронику, криоэлектронику и дру-
гие области. Радиоэлектроника тесно связана, с одной стороны, с радиофи-
зикой, физикой твердого тела, оптикой и механикой, а с другой — с элект-
ротехникой, автоматикой, телемеханикой и вычислительной техникой.
Радиоэлектроника успешно и постоянно развивается благодаря прису-
щим электронике и радиотехнике функциональным, конструктивным и тех-
нологическим возможностям. Динамичное совершенствование всех техниче-
ских и эксплуатационных показателей аппаратуры обусловлено взаимосвя-
зью достижений в электронике и радиотехнике и их взаимным влиянием
друг на друга.
Радиоэлектроника — важнейшая составляющая научно-технического
прогресса и развития человеческого общества. Она является информацион-
но-управляющей базой общества, использует информационные технологии
и определяет научно-технический и оборонный потенциал страны.
Основными признаками информационных технологий являются превра-
щение информационных продуктов и услуг в главный объект производства
и потребления современного постиндустриального общества. Можно ска-
зать, что информационные ресурсы являются наиболее существенным по-
тенциальным источником национального богатства. Постоянное увеличение
стоимости обновляемых информационных технологий уже достигло более
половины мирового валового продукта.
В основе информатики, изучающей структуру и общие свойства научной
информации, лежат закономерности ее создания, содержащие технологии
анализа, синтеза, передачи и приема информационных данных с целью их
использования в различных сферах человеческой деятельности. Материаль-
ной базой информационных технологий являются аппаратные и програм-
мные средства обработки информации, включающие в себя, в первую оче-
редь, весь комплекс современных радиоэлектронных средств — от простей-
ших бытовых устройств до сверхсложных систем и комплексов гражданского
и военного назначения. Состояние и технический уровень этих средств опре-
деляются используемой электронной компонентной базой (ЭКБ). Номенкла-
туру ЭКБ можно условно сгруппировать по следующим направлениям:
• изделия микроэлектроники и полупроводниковые приборы;
• изделия СВЧ-электроники;
• радиодетали и радиокомпоненты;
• электротехнические изделия.
Первое из этих направлений является ключевым в аппаратных средствах
обработки информации: изделия микроэлектроники и СВЧ-техники входят
во все виды аппаратуры, используемой в технике вторичной обработки ин-
формационных сигналов и технологиях анализа и синтеза информационных
данных.
За последние 50 лет ХХ века в радиоэлектронике произошли две техни-
ческие революции: в электронике — разработка и производство полупровод-
никовых (твердотельных) приборов, а в радиотехнике — развитие принци-
пов и использование цифровых методов обработки информации. Развитие и
применение полупроводников привело к снижению массогабаритных пока-
зателей, энергопотребления в аппаратуре в несколько десятков раз, а вне-
дрение цифровых методов обработки информации существенно улучшило
такие важные с точки зрения потребителя показатели аппаратуры, как
устойчивость работы, помехозащищенность, скорость обработки и качество
информации, позволило создать многофункциональные устройства, разра-
ботка которых при использовании аналоговых принципов обработки ин-
формации была невозможна. В результате этих революционных преобразо-
ваний в радиоэлектронике, с одной стороны, сформировалась полная но-
менклатура полупроводниковых приборов для реализации цифровых мето-
дов обработки информации в аппаратуре различного назначения, с другой
стороны, были разработаны схемотехнические решения, в которых наиболее
полно используются возможности созданной номенклатуры электронных
приборов.
Развитие электронных приборов стало возможным благодаря фундамента-
льным открытиям в области полупроводниковой электроники, квантовой,
оптоэлектроники, а также разработке принципиально новых технологий и
привело в свою очередь к развитию радиотехники, телемеханики, кибернети-
ки, медицины, метрологии и вообще всех областей деятельности человека.
Высокие темпы реализации новых достижений в радиоэлектронике, рас-
ширение функциональных возможностей радиотехнических устройств, по-
вышение их надежности при одновременном снижении энергопотребления,
миниатюризация аппаратуры, внедрение цифровых методов обработки ин-
формации и их реализация, новые принципы отображения и обработки ин-
формации — результат органичного слияния радиотехники и электроники.
Любые существенные изменения в свойствах и конструкции изделий
электронной техники (ИЭТ) приводили, как правило, к изменениям в схе-
мотехнике и условий применения их в аппаратуре. Так, например, создание
радиационно стойких ИЭТ привело к практически полной переработке ап-
паратуры нового поколения ракет.
В практике есть примеры и обратного влияния новых схемных решений
и принципов конструирования на свойства и характеристики изделий элект-
Вместо предисловия 7
ронной техники. Так, появление печатного монтажа и микросборок привело
к созданию и выпуску изделий электронной техники специальной конструк-
ции, позволяющей применять новые методы монтажа.
Исключительно большое влияние на развитие радиотехники и электро-
ники в интересах радиосвязи, радиолокации и телевидения оказали резуль-
таты исследований в тех областях электроники, в которых в качестве носи-
телей информации используются электромагнитные колебания оптического
диапазона: квантовая электроника и оптоэлектроника.
Круг вопросов, тем и направление радиоэлектроники и электроники, не-
посредственно связанных с динамикой устройств и процессов передачи,
приема и обработки информации, оказавших революционное влияние на
научно-технический прогресс во второй половине ХХ века, очень широк.
Настоящая книга является одним из первых шагов в этом направлении.
Книга содержит конкретный исторический материал о динамике одной
из наиболее важных составляющих научно-технического прогресса обще-
ства, определяющей его социальные и оборонные возможности, и предназ-
начена для читателей, интересующихся созданием и развитием отечествен-
ной радиоэлектроники и теми условиями, в которых проходило становление
радиоэлектроники в СССР.
Книга состоит из предисловия, введения, трех тематических глав и за-
ключения.
В первой главе изложены основные направления работ по общим проб-
лемам совместного развития радиотехники и электроники: планирование и
проведение разработок, повышение качества и надежности радиоэлектрон-
ных изделий и устройств. Также кратко рассмотрены критерии поколений
ИЭТ и радиотехнических устройств во взаимосвязи с принципами констру-
ирования и технологией создания аппаратуры, принципы ее комплексной
миниатюризации.
Во второй и третьей главах на примерах конкретных видов изделий
электронной техники и радиотехники рассматривается изменение их внеш-
него вида и приводится динамика их эксплуатационных характеристик, тех-
нических параметров за период с 1950 по 2000 год.
Материалы книги подготовлены группой ученых и инженеров, непосред-
ственно принимавших участие в исследованиях, разработках, испытаниях и
применении изделий электронной техники и радиотехнической аппаратуры.
Введение, предисловие, статьи главы 1 «Планирование и организация раз-
работок», «Поколения электроники и радиотехники», «Эксплуатационная на-
дежность радиоэлектронных средств», «Комплексная миниатюризация радио-
электронной аппаратуры», «Сопряжение сверхвысокочастотных приборов в
аппаратуре» и заключение подготовлены В.М Ломакиным. При подготовке
материалов учтены предложения Авдонина Б.Н., Борисова Ю.И., Муравье-
ва С.А., Пролейко В.М., Бедрековского М.А., Новаченко И.В., Панчен-
ко Л.В. В эти материалы также включены отдельные положения статей Ма-
жорова Ю.Н, Кукка К.И., Шубарева В.А., Якубовского С.В., Реброва С.И.
Статья главы 1 «Система управления развитием электронной компонент-
ной базы военной продукции» написана Критенко М.И.
В статьях 2 и 3 глав использованы материалы Гельвича Э.А., Тельца В.А.
и Седунова Э.
8 Вместо предисловия
ВВЕДЕНИЕ
Изучение развития радиоэлектроники, как одной из важнейших областей
науки и техники, влияющей на развитие человеческого общества, является
основой как для формирования приоритетов в этой области, так и для со-
ставления прогнозов на будущее.
В СССР до 1961 года работы в интересах радиоэлектроники велись в су-
достроительной и электротехнической промышленности, в Госкомитете ра-
диолокации, министерствах промышленности связи и радиотехнической
промышленности. Наука и производство электронных изделий были распы-
лены по отдельным НИИ, КБ и предприятиям различных министерств и ве-
домств. Такое положение отрицательно сказывалось особенно на развитии
электроники. Действительно, большие средства как финансовые, так и ма-
териальные, которые требовались для развития электронных предприятий,
уходили на радиозаводы. Имело место необоснованное увеличение номенк-
латуры ИЭТ, неоптимально решались вопросы унификации ИЭТ, что удо-
рожало массовое производство изделий и усложняло поставку в условиях
эксплуатации аппаратуры. В то же время номенклатура разрабатываемых и
производимых электровакуумных и газоразрядных приборов, резисторов,
конденсаторов, трансформаторов и радиокомпонентов постоянно расширя-
лась. Создавались новые технологии полупроводниковых приборов, расши-
рялась номенклатура приборов сверхвысокочастотного диапазона, развива-
лось производство специальных материалов для электронной промышлен-
ности. Появилась необходимость выделения из аппаратостроительных от-
раслей отрасли изделий электронной техники. Постановлением Совета
Министров СССР от 16.03.1961 г. был создан Государственный Комитет по
электронной технике, преобразованный в Министерство электронной про-
мышленности СССР в марте 1965 года. Концентрация научных, производст-
венных и финансовых ресурсов позволила значительно увеличить потенциал
электронной промышленности и способствовала динамичному ее развитию.
Так, число предприятий отрасли с 1964 по 1991 год увеличилось более чем в
10 раз. Объем производства отрасли за период с 1960 по 1990 год вырос бо-
лее чем в 185 раз.
Выделение электронной промышленности в самостоятельную отрасль
сыграло огромную роль в создании отечественной электронной промышлен-
ности. Была создана высокоинтеллектуальная научная база, построены вы-
сокотехнологичные предприятия, выпускающие изделия электронной тех-
ники, которые по уровню технических параметров и эксплуатационных ха-
рактеристик, как правило, не уступали мировым достижениям. Количество
и номенклатура изделий были достаточны для удовлетворения основных по-
требностей страны отечественными изделиями, многие изделия поставля-
лись за рубеж. Не менее динамично развивалась и радиотехническая про-
мышленность.
Характерная особенность наших НИИ и КБ — наличие мощных опыт-
ных заводов, которые призваны обеспечить быстрое создание и отработку
опытных образцов для освоения их в серийном производстве.
В 1960-х годах, вскоре после появления первых серийно выпускаемых
полупроводниковых интегральных схем широкого применения и после на-
копления определенного опыта их применения в аппаратуре, стало ясно,
что в целях реализации перспективных принципов конструирования РЭА
необходимо создание полупроводниковых схем частного применения в
обеспечение разработок приоритетных видов аппаратуры.
До середины 1970-х годов потребности разработок и поставок военной
радиоаппаратуры в элементной базе, производимой на предприятиях элект-
ронной промышленности (полупроводники, ИС, резисторы, конденсаторы,
линии задержки, электровакуумные приборы и др.), в основном удовлетво-
рялись. Хотя уже начинал сказываться не столько количественный, сколько
качественный дефицит. Электронная промышленность не успевала произво-
дить в требуемых количествах не только изделия широкого применения, со-
ответствующие мировому уровню, но и не могла обеспечить поставки соот-
ветствующей номенклатуры изделий в полном объеме.
С развитием микроэлектроники, с увеличением степени интеграции на
кристалле микросхемы размещалось все больше и больше функциональных
элементов и узлов, и постепенно процессы проектирования и разработки
узлов радиоаппаратуры перемещались в институты электронной промыш-
ленности. Для проектирования интегральных микросхем потребовалось раз-
витие в электронной промышленности института специалистов в области
схемотехники и системотехники.
В то же время развитие новых технологий в построении аппаратуры на
основе модулей с применением бескорпусных изделий электронной техни-
ки, а также потребность в создании специализированных микросхем требо-
вало развития и освоения в аппаратостроительной отрасли технологий, при-
меняемых в электронной промышленности.
Создание и производство микросхем, интегральных элементов и других
компонентов на аппаратостроительных предприятиях требовало специаль-
ного оборудования, технологии, специальных методов контроля, «чистых
помещений» и др. В то же время при принятом отраслевом принципе пре-
имущественное право на получение такого оборудования имела лишь элект-
ронная промышленность. МЭП стало монопольным получателем нового
оборудования, в том числе импортного, а МРП и МПСС были лишены та-
кой возможности.
Заказать в МЭП новую специализированную микросхему, которая тре-
бовалась для конкретного изделия, было невозможно, если она не имела
массового применения.
Возник системный кризис, в основе которого лежали психологические
проблемы разработчиков изделий электронной техники, усугубленный при-
нятой в стране специализацией отраслей и амбициями их руководителей.
10 Введение
Началось технологическое отставание предприятий-разработчиков аппара-
туры.
Проходили бурные споры между представителями электронной про-
мышленности и радиопромышленности по вопросу: должны ли аппаратост-
роительные предприятия заниматься разработкой и производством микро-
электронных схем или эту задачу должны решать специализированные пред-
приятия МЭП. Эти споры продолжались до тех пор, пока в 1974 году на со-
вещании в Научном центре (г. Зеленоград) при участии представителей
МРП, МЭП и Минобороны не было принято решение: квалифицировать
микросхемы частного применения (специализированные) как новый класс
изделий микроэлектроники — микросборки, предназначенные для целей
комплексной миниатюризации конкретной аппаратуры. Добавка слова
«сборка» придала окраску аппаратурной принадлежности.
Переход от дискретных полупроводниковых элементов к чипам, моно-
литным интегральным схемам потребовал сложного оборудования. Пред-
приятия, создающие аппаратуру и не имеющие конструкторско-технологи-
ческой базы интегральной электроники, были не в состоянии разрабатывать
и производить современную электронную аппаратуру.
И тогда на правительственном уровне принимается решение о развитии
специализированной электроники в каждой отрасли оборонной промыш-
ленности. Такое решение не противоречило мировой практике и, казалось,
должно было бы улучшить положение с обеспечением современной элект-
роникой. На многих предприятиях аппаратостроительной промышленности
появились участки, цеха и центры по производству специализированных из-
делий электронной техники, в основном, по производству микросборок.
Одновременно перед всеми отраслями оборонной промышленности были
поставлены задачи освоения специального технологического оборудования,
разработки и производства чистых материалов для электронной промыш-
ленности. В определенной степени были решены задачи по производству
микросхем с невысоким уровнем интеграции и микросборок.
Так, например, в Центральном научно-исследовательском радиотехниче-
ском институте (ЦНИРТИ) создание микроэлектронной базы для интегра-
ции таких узлов было поручено Научно-производственному центру «Микро-
прибор». В Центр были привлечены специалисты по пассивным и активным
узлам, по антенно-фидерным устройствам, по тонко- и толстопленочной
технологиям, конструкторы микросборок и микромодулей.
В Ленинградском научно-исследовательском технологическом институте
(ЛНИТИ) была создана полупроводниковая лабораторно-производственная
база и отработана технология совмещенных интегральных схем с изоляцией
диэлектрическим слоем, разработана система базовых матричных кристал-
лов (БМК) для интегральных совмещенных микросхем специального назна-
чения. Было создано несколько типов БМК, на основе которых были разра-
ботаны диодно-транзисторные матрицы, p-i-n-диодные СВЧ-коммутаторы.
В определенной степени были решены задачи по акустоэлектронике, произ-
водству микросхем с невысоким уровнем интеграции и микросборок.
По-прежнему не было микросхем с высоким уровнем интеграции, радиоэле-
ментов для поверхностного монтажа, мощных линейных СВЧ-транзисторов
и т.д.
Введение 11
Таким образом, в стране была создана мощная радиоэлектронная про-
мышленность, способная вести глубокие научные исследования и выпускать
электронные и радиотехнические изделия высокого технического уровня,
соответствующие требованиям обеспечения обороноспособности страны.
В конце XX века при преобразовании плановой системы в рыночную
экономику и вследствие связанного с этим кризиса радиоэлектронная про-
мышленность страны утратила многие достижения. Объем производства как
промышленной, так и наукоемкой продукции сократился в несколько раз.
Прекратила свое существование почти половина предприятий и научных
организаций. Возникли трудности с обеспечением даже ограниченного чис-
ла разработок аппаратуры изделиями электронной техники. Отечественная
радиоэлектронная продукция активно стала замещаться изделиями зарубеж-
ного производства.
Промышленность высоких технологий сильно пострадала после развала
Советского Союза. Но электронная промышленность заложила свое отста-
вание от зарубежного уровня еще в советское время. Причин много, но важ-
нейшие из них следующие:
— неоправданное копирование зарубежных образцов, что предопредели-
ло привычку «плестись в хвосте», но этому процессу наступил естест-
венный конец. Высокоразрядная электроника не поддавалась копиро-
ванию, а навыки к новым разработкам оказались атрофированными;
— отвлечение мощностей электронной промышленности на изготовле-
ние «конечного» продукта в виде бытовых приборов, поступающих не-
посредственно в торговую сеть (товары народного потребления). Объ-
ем этих товаров вырос в 1970 году по отношению к 1960 году в 7,2 ра-
за, а в 1990 году в 293,7 раза;
— недостаточное внимание к современным технологиям и технологиче-
скому оборудованию, а также производству чистых материалов;
— отсутствие жесткой заинтересованности предприятий-изготовителей в
увеличении выхода годных изделий.
ÃËÀÂÀ 1
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО РАЗВИТИЮ
ОТЕЧЕСТВЕННОЙ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
1.1. Планированиеи организация разработок
Динамичному развитию военной радиоэлектроники в стране способствовал
ряд факторов, важнейшими из которых являлись:
— постоянно растущие требования Минобороны как генерального заказ-
чика радиоэлектронных средств вооружения;
— действующий порядок планирования работ в области радиоэлектро-
ники;
— координирующая роль Комиссии Президиума Совета Министров
СССР по военно-промышленным вопросам (ВПК).
Требования Минобороны к радиоэлектронному вооружению устанавли-
вались в разделах Программы вооружения, разрабатываемой головными по
направлениям техники научно-исследовательскими институтами Миноборо-
ны и промышленности на определенный временной период. В начале
1980-х годов впервые была разработана Программа важнейших работ по раз-
витию изделий электронной техники и электротехники в обеспечение Про-
граммы вооружения на период до 1995 года.
С развитием средств защиты и нападения, тактики их использования тре-
бования к радиоэлектронной аппаратуре в период с 1950 по 2000 год постоян-
но возрастали практически по всем тактическим и техническим показателям.
Требовалось увеличение дальности и достоверности обнаружения целей
в условиях уменьшения их отражающих поверхностей и применения помех
при сокращении времени на принятие решения, повышение точности наве-
дения и управления оружием поражения в сложных помеховых условиях.
Расширение комплекса задач, решаемых радиоэлектронным вооружением,
привело к разработке многофункциональных и многорежимных комплексов
наземного, морского и воздушного базирования. С усложнением тактико-
технических характеристик аппаратуры возрастали требования к мобильно-
сти и надежности радиоэлектронного вооружения при максимальном сни-
жении массогабаритных показателей. К началу 1990-х годов в связи с суще-
ственным развитием различных видов средств вооружения и тактики их
применения разработка средств радиоэлектронного вооружения с элемента-
ми искусственного интеллекта стала первоочередной задачей.
Усложнение задач радиоэлектронной борьбы, создание средств управле-
ния оружием в оптическом диапазоне привело к разработке комплексов
обороны, которые должны решать задачи не только обнаружения и анализа
угрозы, но и создания помех нескольким целям с временным и пространст-
венным управлением имеющихся ресурсов противодействия.
В создании принципиально новых средств радиоэлектронного вооруже-
ния и совершенствовании существующих значительную роль играли совме-
стные рассмотрения на заседаниях НТС Комиссии Президиума Совета Ми-
нистров СССР по военно-промышленным вопросам тактико-технических
требований к радиотехническим устройствам и необходимым для их реали-
зации изделиям электронной техники. По результатам таких рассмотрений
принимались решения, в которых предусматривалось проведение работ по
созданию конкретных радиотехнических средств и оптимальной, функцио-
нально полной номенклатуры важнейших ЭРИ, определяющих основные
тактико-технические характеристики (ТТХ) радиоэлектронного вооружения,
предусмотренного к разработке.
«Работа в ВПК была сложной — как правило, на ее рассмотрение выно-
сились вопросы, по которым возникали противоречия между заказчиками и
исполнителями или между основными разработчиками и их смежниками.
Для подготовки решения приходилось глубоко разбираться в существе дела
с выездом на место — в НИИ, КБ, на заводы» (Н.С. Строев).
Координирующая роль ВПК и системный подход к развитию новых на-
правлений в технике особо наглядно проявились при разработке программы
развития микроэлектроники в стране.
Проблема решалась комплексно. Создается Научный Центр из ряда раз-
мещенных в одном месте НИИ и заводов. Они должны работать вместе, в
конце производственного цикла — интегральные микросхемы и аппаратура
на их основе. В течение трех лет (1962-1965 гг.) происходит организация
пяти научно-исследовательских институтов с опытными заводами: НИИ
точной технологии (НИИТТ) с заводом «Ангстрем» (разработка и выпуск
интегральных микросхем по гибридной технологии); НИИ молекулярной
электроники (НИИМЭ) с заводом «Микрон» (разработка и производство
полупроводниковых интегральных микросхем); НИИ материаловедения
(НИИМВ) с заводом «Элма» (основное направление работ — материалы для
микроэлектроники); НИИ точного машиностроения (НИИТМ) с заводом
«Элион» (разработка специального технологического оборудования) и НИИ
микроприборов с заводом «Компонент» (системное предприятие по созда-
нию радиоэлектронных устройств на базе интегральных микросхем). Поис-
ковыми исследованиями должен был заниматься НИИ физических проблем.
Для работы с потребителями было создано Центральное бюро применения
интегральных микросхем.
В это же время в Киеве, Риге, Вильнюсе создаются новые научные уч-
реждения, конструкторские бюро. Существующие КБ заводов полупровод-
никовых приборов переориентируются на решение проблем микроэлектро-
ники. Это происходит в Воронеже, Минске, Новосибирске.
В развитии работ в области военной электроники и радиотехники суще-
ственную роль сыграло применение метода комплексно-целевого програм-
много планирования развития ИЭТ и, как следствие, внедрение соответст-
вующих комплексно-целевых (для конкретных классов и групп изделий
электроники) и аппаратурно-ориентированных (с привязкой изделий элект-
роники к конкретным системам и комплексам) программ.
14 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
Комплексно-целевые программы развития важнейших направлений элек-
троники (КЦП) стали разрабатываться в 1960-х годах при формировании
электронной промышленностью пятилетних планов. Они включали комплек-
сы работ по созданию изделий, а также обеспечивающие НИОКР в области
новых материалов, технологий, оборудования, измерительных установок. На
начальном этапе КЦП разрабатывались разработчиками изделий электронной
техники с участием представителей Генерального заказчика от Минобороны
по отдельным направлениям развития изделий. Такой подход к разработке
программ создания изделий электронной техники без непосредственного
привлечения к их разработке потребителя объясняется тем, что в этот период
в разработках вакуумных электронных изделий по параметрам, номенклатуре
было достигнуто определенное насыщение. Функционально полная номенк-
латура электронных приборов, использующих другие принципы функциони-
рования, удовлетворяющая требованиям разработчиков РЭА, только еще
формировалась. В 1970–1980-х годах КЦП по созданию ИЭТ стали разраба-
тываться электронной промышленностью при участии разработчиков РЭА и
Генерального заказчика практически по всем группам электронных изделий.
Общее количество КЦП на один период времени достигло 79.
Комплексный подход к созданию ИЭТ позволил перейти к разработке
аппаратурно-ориентированных программ (АОП) создания комплектующих
изделий для определенного класса аппаратуры.
Программное аппаратурно-ориентированное планирование позволяло не
только оптимизировать номенклатуру изделий, подлежащих разработке, но
и обеспечило возможность максимального использования функциональных
возможностей новых изделий электронной техники и электротехники в но-
вых схемных и технологических решениях, разрабатываемых радистами при
конструировании радиоэлектронной аппаратуры.
Так, в 1971–1972-х годах заказчиком совместно с разработчиками ИЭТ и
средств радиоэлектронного противодействия была разработана АОП по
обеспечению радиоэлектронных средств противодействия самолетов и вер-
толетов. В дальнейшем АОП стали разрабатываться для обеспечения радио-
электронных средств вооружения близких по назначению и областям при-
менения комплексов, независимо от принадлежности к заказывающим
управлениям (например, для ЗРК — ПВО, ВМФ, СВ и т.д.). В 1975 году
Минобороны совместно с аппаратостроительными министерствами была
разработана АОП в интересах обеспечения специальной элементной базой
разработок стратегических ракет. Формирование таких программ позволило
оптимизировать количество разработок комплектующих изделий за счет ши-
рокой их унификации, обеспечивающей их применение в оптимальных по
режимам схемных позициях в значительном количестве близких по назначе-
нию образцов вооружения и военной техники.
Комплексно-целевое и аппаратурно-ориентированное планирование
явилось основой унификации изделий электроники, формирования опти-
мального числа типов по классам и группам комплектующих изделий, их
нормативного документирования через системы определяющих параметров
и, тем самым, рационального расходования выделяемых бюджетных средств
на развитие электроники и обеспечение потребностей в комплектации ЗИП,
формировании ремонтных органов и др.
1.1. Планирование и организация разработок 15
К середине 1980-х годов были сформированы единые в стране принци-
пы управления развитием и применением изделий электроники и радио-
техники. В соответствии с этими принципами координировались направ-
ления совместной деятельности специалистов электроники и радиотехники
в части разработки новых системно-технических и схемотехнических ре-
шений.
1.2. Система управления развитием электронной
компонентной базы военной продукции
Бурное развитие военной техники, начавшееся еще в предвоенные годы,
предопределило настоятельную необходимость широкого использования все
усложняющихся радиоэлектронных средств. Опыт Великой Отечественной
войны показал, что применение радиоэлектронных средств резко повышает
боевую эффективность всех видов ВС и родов войск. Поэтому, начиная с
1940-х и особенно в 1950-е годы, эта проблема приобрела государственное
значение. Так, Постановлением Государственного Комитета Обороны от
4 июля 1943 года был создан Совет по радиолокации при Государственном
Комитете Обороны, сыгравший определяющую роль в развитии радиоэлект-
ронных средств вооружения и изделий электронной техники. В дальнейшем
принимается ряд постановлений Правительства СССР, направленных на со-
здание оборонных министерств, НИИ и КБ промышленности. В Министер-
стве обороны вводится должность заместителя Министра обороны по ра-
диоэлектронике, создается система заказывающих управлений во всех видах
ВС и родах войск, научно-исследовательских организациях Минобороны,
аппарате военных представителей. Координирующая роль по проблеме раз-
вития электронной техники возлагается на 5 Главное управление Минобо-
роны. В последствии правоприемником этого управления в части развития
электронной компонентной базы (ЭКБ) становится 16 Управление Минобо-
роны. В основу военно-технической политики Минобороны в области раз-
вития и применения ЭКБ положены научно-технические исследования,
проводимые головной организацией Минобороны 22 ЦНИИИ МО совмест-
но с другими НИО Минобороны, НИИ и КБ промышленности. Главные
направления этих исследований учитывают интересы всех видов ВС и родов
войск, тенденции развития радиоэлектронных средств вооружения (РЭСВ)
и ЭКБ, а также мировую практику создания современной электронной ком-
понентной базы. На 16 Управление возлагаются практически все основные
управленческие и координационные функции по:
— организации прогнозных исследований ЭКБ;
— формированию основных направлений и планов развития ЭКБ;
— обоснованию оптимального числа типов унифицированных изделий;
— разработке аппаратурно-ориентированных и комплексно-целевых
программ создания ЭКБ для применения в жестких условиях эксплуа-
тации;
— участию в разработке технических заданий на НИОКР в интересах
всех видов ВС;
16 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
— осуществлению военно-научного сопровождения разработок ЭКБ;
— проведению Государственных испытаний ЭКБ;
— формированию Перечней изделий, разрешенных для применения при
разработке (модернизации) военной РЭА;
— проведению экспертизы правильности применения ЭКБ и подкон-
трольной эксплуатации РЭСВ в войсках.
Специфика, сложность и комплексность перечисленных выше задач
обусловили разработку в Минобороны системы управления развитием меж-
видовой ЭКБ и предопределили головную роль 16 Управления Минобороны
в организации работ по их решению с широким привлечением других мини-
стерств и ведомств. Система управления развитием ЭКБ постоянно совер-
шенствовалась и, в целом, подтвердила свою эффективность и оператив-
ность. Определяющим элементом системы является разработка и обоснова-
ние требований Минобороны к техническим и эксплуатационным характе-
ристикам, к рациональной номенклатуре ЭКБ, объемам и срокам ее
разработки и производства при реализации Государственной программы во-
оружения.
В основу методологии определения рациональных направлений развития
электронной компонентой базы были положены следующие основные
принципы:
— обоснование сбалансированного развития ЭКБ на основе анализа по-
требностей ВВТ, возможностей организаций (предприятий) оборон-
ных отраслей промышленности, финансовых и других ресурсов;
— рациональное распределение и концентрация ресурсов на наиболее
приоритетных направлениях развития ЭКБ;
— использование имеющегося научно-технического задела с учетом ин-
фраструктуры промышленности по реализации планов и программ.
На работы по созданию ЭКБ в интересах Минобороны разработчик из-
делия разрабатывал проект технического задания, который согласовывался с
основным потребителем изделия Минобороны, и утверждался руководством
электронной промышленности. В процессе выполнение работы ее ход конт-
ролировался военным представителем на этом предприятии. По заверше-
нию разработки изделие проходило государственные испытания и принима-
лось комиссией, состав которой согласовывался с Минобороны. Председа-
телем комиссии по приемке изделий, разработанных в интересах Минобо-
роны, был ее представитель. По результатам испытаний принималось
решение о возможности поставки данного изделия и оно включалось в Пе-
речень ЭКБ, разрешенных для применения в военной аппарате.
Впоследствии они заняли самостоятельное место как унифицированные,
межвидовые изделия снабжения Вооруженных сил.
К концу 1980-х годов ЭКБ представляла собой широкий спектр изделий,
включая приборы СВЧ и микроэлектроники, полупроводниковой техники и
фотоэлектроники, изделия волоконной оптики и квантовой электроники,
радиодетали, радиокомпоненты и другие, находящиеся на тот период по
ряду важнейших направлений на уровне мировых достижений и практиче-
ски полностью удовлетворяющие требованиям Минобороны. Объем поста-
1.2. Система управления развитием электронной базы военной продукции 17
вок ЭКБ в интересах Минобороны составлял до 80–90% от всего объема по-
ставок электронной промышленности.
Электронные компоненты, прошедшие государственные испытания и
принятые представителями военной приемки 16 Управления, поставлялись
для разработок аппаратуры и эксплуатации во всех видах радиоэлектронных
средств вооружения и военной техники. С целью систематизации и унифи-
кации требований Министерства обороны к РЭСВ и ЭКБ по условиям их
применения по инициативе 16 Управления при головной роли 22 ЦНИИИ
Минобороны были разработаны комплексы государственных военных стан-
дартов «Мороз» и «Климат», содержащие требования, нормы и методы ис-
пытаний на аппаратуру, ЭКБ и материалы, применяемые в военной элект-
ронике.
В связи с появлением и принятием на вооружение ядерного оружия по
инициативе заказывающих управлений Министерства обороны и в соответ-
ствии с решением ВПК, с целью обеспечения требуемой радиационной
стойкости РЭСВ была создана предприятиями отечественной промышлен-
ности необходимая номенклатура ЭКБ, отвечающая этим требованиям и во-
шедшая в специальный Перечень ЭКБ с повышенной радиационной стой-
костью. Координирующую роль при решении вопросов по данной проблеме
осуществляло 16 Управление Министерства обороны, а военно-научное со-
провождение указанных разработок — 22 ЦНИИИ МО.
В связи с ростом решаемых задач системами и комплексами ВВТ и, как
следствие, значительным повышением сложности РЭСВ были предложены
принципы комплексной миниатюризации аппаратуры, включающие значи-
тельное уменьшение их массогабаритных характеристик и энергопотребле-
ния на основе достижений твердотельной электроники. Были разработаны
требования к показателям комплексной миниатюризации РЭСВ по видам
техники, методы их обеспечения и критерии цен. Внедрение этих докумен-
тов в практику работы предприятий оборонных отраслей промышленности
стимулировало широкое использование изделий микроэлектроники и созда-
ние другой ЭКБ, совместимой с изделиями, создаваемыми по интегральной
технологии.
Оснащение армии радиоэлектронными средствами вооружения потребо-
вало обеспечения отказоустойчивости и необходимости выявления причин
и исследования механизмов отказов. Для решения этой задачи и в развитие
ранее проводимых работ по надежности решением ВПК был создан при
22 ЦНИИИ МО Межведомственный Центр анализа отказов радиоэлектрон-
ной аппаратуры и комплектующих ее изделий. Особое внимание уделялось
анализу причин повторяющихся отказов РЭА и ЭКБ и принятию преду-
преждающих и корректирующих мер по их исключению на аппаратострои-
тельных предприятиях и предприятиях, создающих ЭКБ. Для обеспечения
деятельности Центра была отработана система сбора, поступления и обра-
ботки информации о надежности РЭА и ЭКБ, введенная директивой на-
чальника ГШ ВС.
В интересах динамичного развития РЭСВ требовалось формирование
целевых заказов на разработки ЭКБ, организация и методологическое обес-
печение государственных испытаний, военной приемки и поставки этой
продукции как самостоятельных предметов снабжения Вооруженных сил.
18 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
Такой подход к организации работ со стороны Минобороны позволил к
концу 1980-х годов сформировать номенклатуру ЭКБ военного применения,
включающую изделия СВЧ и микроэлектроники, полупроводниковой тех-
ники и фотоэлектроники, изделия волоконной оптики и квантовой электро-
ники, радиодетали, радиокомпоненты и другие, находящиеся на тот период
по ряду важнейших направлений на уровне мировых достижений и практи-
чески полностью удовлетворявших требованиям Минобороны.
Распад СССР и, по существу, развал экономики страны привели в на-
чале 1990-х годов к значительным потерям в электронной отрасли, особен-
но в военной электронике. Электронная отрасль, державшаяся на почти
100% оборонном заказе, в течение короткого времени практически полно-
стью лишилась рынка сбыта. Объем закупок ЭКБ по линии Министерства
обороны снизился более чем в 10 раз. Положение усугублялось также тем,
что в военно-промышленном комплексе России в связи с изменением ее
территориально-государственного устройства сложилась ситуация, когда
изготовители отдельных критически важных для комплектации боевых
комплексов классов изделий электронной техники и радиоэлектроники
остались за границами страны. Для России оказались утраченными (вслед-
ствие размещения в странах СНГ и Балтии) производства в таких облас-
тях, как:
• микроэлектроника (до 100% компараторов напряжения, делителей ча-
стоты, устройств выборки и хранения, ИС для радиовзрывателей; ана-
лого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, операционных
усилителей, свыше 70 % микропроцессоров и микроЭВМ; 40% логиче-
ских схем; свыше 30% схем запоминающих устройств);
• полупроводниковые приборы (100% низкочастотных варикапов и им-
пульсных диодов; до 60% низкочастотных тиристоров; до 80% ограни-
чительных СВЧ-диодов; до 50% выпрямительных диодов и столбов);
• СВЧ-техника (до 88% ЛБВ малошумящих и средней мощности);
• компоненты волоконно-оптических линий связи и передачи информа-
ции (100%);
• радиодетали и радиокомпоненты (90% высоковольтных, высокотемпе-
ратурных и прецизионных проволочных резисторов; 80% помехопо-
давляющих конденсаторов; 100% соединителей для авиационной диа-
гностической аппаратуры; 40% высоковольтных вакуумных выключа-
телей);
• электротехника (более 90% высокочастотных реле и реле времени).
Политические и экономические преобразования, проводимые в России,
привели к общему кризису отечественной промышленности радиоэлектрон-
ного комплекса, резкому спаду объемов производства радиоэлектронных
средств вооружения. Объем производства РЭСВ за последние 10 лет сокра-
тился по РЭА в 10–20 раз, по ЭКБ и материалам — в 10–30 раз.
Министерство обороны РФ, понимая большую роль и важность РЭСВ
и ЭКБ для поддержания боеготовности ВС РФ и с целью обеспечения со-
ответствующего технического уровня ВВТ, в это сложное время при очень
ограниченных финансовых возможностях продолжало осуществлять заказы
изделий по приоритетным отраслевым производствам, составляющим
1.2. Система управления развитием электронной базы военной продукции 19
основу военной электроники. При этом мотивационным фактором поддер-
жки электронной промышленности со стороны Минобороны явилась не-
обходимость создания научно-технического задела в разработках новых по-
колений изделий для реализации последующих серийных заказов перспек-
тивных образцов ВВТ, сохранения промышленного потенциала и высоко-
квалифицированных научно-технических кадров оборонных отраслей
промышленности. В этот период по инициативе и заказам Минобороны
были созданы так называемые «пилотные линии» по развитию микропро-
цессорной техники нового поколения, получили поддержку твердотельная
СВЧ-электроника, фотоэлектронные приборы с повышенными техниче-
скими характеристиками, компоненты волоконной оптики и др. В даль-
нейшем поддержка радиоэлектронной отрасли страны Министерством обо-
роны способствовала «новому витку» развития ЭКБ. С середины 1990-х го-
дов начинается проведение мероприятий по частичной реструктуризации
отраслей электронной и электротехнической промышленности, занятых
выполнением государственного оборонного заказа. Это позволило скон-
центрировать имеющиеся интеллектуальные, производственные и финан-
совые ресурсы на сохранении, восстановлении, а по возможности на вос-
производстве целого ряда классов и типов элементной базы военного на-
значения. Однако в условиях жестких ресурсных ограничений проведен-
ные мероприятия не смогли до настоящего времени полностью обеспечить
вооружение отечественной комплектацией соответствующего технического
уровня и надежности.
Одна из новых причин, сдерживающих динамичное восстановление
отечественной электронной промышленности — снижение заказов на раз-
работку и производство отечественной ЭКБ из-за продвижения во все бо-
лее широких масштабах на отечественный рынок продукции иностранных
фирм. Зарубежные фирмы, обладающие огромным опытом конкурентной
борьбы в условиях рыночной экономики и располагающие мощными со-
временными производствами с высокой степенью автоматизации, значите-
льным научно-техническим потенциалом, с эффективной системой управ-
ления качеством по международным стандартам, поставляют на рынок
продукцию высокого технического уровня, причем ассортимент ее изменя-
ется быстро.
С середины 1990-х годов при разработке образцов ВВТ стали активно
использоваться электронные модули и электрорадиоизделия иностранного
производства (ЭРИ ИП). Проведенный анализ применяемости ЭРИ ИП в
перспективных образцах ВВТ, включенных в Программу вооружения, под-
твердил это положение. С целью исключения возможности снижения обо-
ронного потенциала страны и зависимости от зарубежных поставок в Ми-
нистерстве обороны разрабатывается методология постепенной замены им-
портных электронных компонентов на отечественные. В случае применения
в ВВТ импортные изделия должны иметь необходимый уровень качества и
надежности. Однако ввиду отсутствия соответствующих международных до-
говоров и соглашений на поставку в Россию высококачественных и надеж-
ных изделий для военного применения и ракетно-космической техники,
разработчики ВВТ вынуждены использовать ЭРИ ИП коммерческого или
индустриального исполнения, импорт которых не ограничен. Кроме того,
20 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
применение ЭРИ ИП сопряжено с техническими проблемами, влияющими
на требуемый уровень качества, надежности и других эксплуатационных ха-
рактеристик образцов ВВТ. Это связано с отличиями в подходах к установ-
лению соответствующих гарантий на эксплуатационные характеристики в
зарубежной и отечественной практике, отсутствием у потребителей полной
и достоверной информации об изделиях. Для решения указанных проблем
было признано необходимым введение системы обеспечения качества ИП.
Алгоритм обеспечения и контроля качества ЭРИ ИП установлен соответст-
вующим положением о порядке применения электронных модулей, комп-
лектующих изделий, электрорадиоизделий и конструкционных материалов
иностранного производства в системах, комплексах, образцах вооружения и
военной техники и их составных частях. Порядок применения и сертифика-
ции ЭРИ ИП и материалов в интересах комплектования образцов ВВТ
утвержден и введен в действие.
Политико-экономические преобразования в стране и разрушение обо-
ронной промышленности потребовали и изменения подходов в Миноборо-
ны к обеспечению качества и надежности ЭКБ военного назначения. Сло-
жившаяся в 1970—1980-е годы система обеспечения и контроля качества
вооружения и военной техники эффективно действовала в условиях плано-
вой экономики с централизованным управлением в условиях приоритетно-
сти выполнения государственного оборонного заказа, его существенной
(до 80–90%) доли в общем производстве предприятий и при наличии дей-
ственных рычагов влияния представительства заказчика Минобороны на
управление разработкой, производством и качеством продукции. В этих
условиях эффективно действовали военные стандарты: ГОСТ 20.57.402-81
«КСКК. Изделия электронной техники, квантовой электроники и электро-
технические требования к обеспечению качества», ОСТ 11.091.127-82
«СУКП. Основные положения отраслевой системы», стандарты СРПП ВТ,
КС «Мороз-5», КС «Климат-6». Основные образцы ВВТ разработок
1970—1980-х годов соответствовали предъявляемым им требованиям по ка-
честву.
После 1980-х годов наблюдается тенденция ухудшения качества и надеж-
ности РЭСВ, возрастание по отдельным группам ЭРИ процента рекламаций
в 2–10 раз и существенное увеличение доработок техники в войсках.
Причинами снижения уровня качества и надежности РЭСВ вследствие
общего кризиса промышленности являются:
— слабое функционирование систем управления качеством на предприя-
тиях, резкое сокращение соответствующих служб;
— нарушение существовавших ранее кооперативных связей между пред-
приятиями; сокращение работ по совершенствованию и разработке
нормативно-технической базы в обеспечение качества и надежности;
— отставание уровня развития производственной и испытательной баз от
современных требований;
— сокращение квалифицированного персонала на предприятиях и об-
служивающего персонала в войсках;
— практическое прекращение информационного обмена данными об от-
казах и др.
1.2. Система управления развитием электронной базы военной продукции 21
В то же время в условиях реформирования Вооруженных сил России су-
щественно возросли требования к эффективности, качеству и надежности
ВВТ, включая РЭА, ЭРИ и материалы.
С целью выполнения требований Минобороны по реализации единого
системного подхода к обеспечению качества и надежности всех комплекту-
ющих ВВТ было предложено ввести в практику деятельности организаций
Минобороны и промышленности принципиально новую межотраслевую си-
стему обеспечения и контроля качества и сертификации, обладающую высо-
кой эффективностью.
Для реализации такой системы обеспечения и повышения качества
РЭСВ предусматривались:
1. Разработка отечественных военных стандартов различных уровней,
регламентирующих требования, методы и процедуры системы качества
применительно к классам (группам) продукции военного назначения с
более подробной регламентацией методов и процедур, адаптирован-
ных к реальному промышленному потенциалу отечественных пред-
приятий и учитывающих положительный опыт отечественных пред-
приятий в этой области.
2. Внедрение системы качества по военным стандартам на предприятиях
оборонного комплекса с разработкой высокоэффективных алгоритмов
информационных технологий управления качеством.
3. Организация эффективного контроля за функционированием систем
качества на предприятиях.
4. Создание межотраслевой системы управления качеством (взамен рас-
павшихся отраслевых систем), базирующуюся на квалифицированном
контроле за внедрением и результатами функционирования системы
качества на предприятиях по всей цепочке создания РЭСВ (материа-
лы — электрорадиоизделия — радиоэлектронная аппаратура) и обес-
печивающую эффективное управление размещением государственного
оборонного заказа в условиях ограниченных ресурсов.
Для комплексной регламентации требований к организации и функцио-
нированию системы качества на предприятиях и ее контролю были разрабо-
таны:
— новый комплекс основополагающих государственных военных стан-
дартов на электрорадиоизделия военного назначения — КС «Кли-
мат-7»;
— руководящие документы системы сертификации «Военэлектронсерт»;
— нормативные документы на группы однородной продукции.
Новый комплекс стандартов обеспечивал преемственность основных по-
ложений действующей системы и тем самым позволял сохранить значитель-
ный положительный опыт, накопленный в отечественной практике созда-
ния и военной приемки изделий.
После 1995 года в Минобороны потребовалось решение вопроса по по-
ставкам ЭКБ малыми партиями.
Из-за резкого сокращения объемов военных заказов электронные при-
боры военного назначения зачастую производились и поставлялись малыми
22 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
партиями, а изделия СВЧ-электроники, фотоэлектроники и квантовой
электроники, как правило, единичными экземплярами. Эти тенденции со-
хранятся, во многом, на ближайший период, а для сложных многофункцио-
нальных изделий, уникальных изделий и изделий узкоцелевого назначения
мелкосерийное и единичное производство будет основным и в условиях
экономического возрождения и подъема. В связи с этим потребовалось со-
вершенствование системы качества и сертификации РЭА, ЭРИ и материа-
лов военного назначения в условиях неритмичного (прерывистого) и мелко-
серийного (единичного) производства. Были усилены меры по обеспечению
и контролю качества в процессе разработки и производства, это позволило
существенно сократить затраты на приемку изделий, выпускаемых в таких
условиях, с сохранением достигнутого уровня качества.
Сертификация РЭА, ЭРИ и материалов военного назначения, проводи-
мая представителями Минобороны, дополняет действующую систему разра-
ботки и производства ВВТ процедурами, обеспечивающими повышение га-
рантий комплектования образцов ВВТ электрорадиоизделиями, РЭА и мате-
риалами требуемого качества.
Высокие требования Минобороны к участникам оборонного заказа сти-
мулировали разработчиков, изготовителей и поставщиков оборонной про-
дукции повысить активность в области сертификационной деятельности,
что, в конечном счете, приведет к повышению качества продукции, которое
является основным критерием эффективности функционирования системы
качества предприятий и системы сертификации в целом.
В условиях финансовых сложностей существования предприятий обо-
ронного комплекса с целью сохранения научно-технического и производст-
венного потенциала многие предприятия вынуждены были провести рест-
руктуризацию, в том числе изменение форм собственности, организацию
холдинговых компаний, выделение дочерних предприятий, организацию
эффективного функционирования испытательных центров при совместном
их использовании несколькими предприятиями.
В такой ситуации Минобороны при формировании Государственного
оборонного заказа (ГОЗ) отработало механизм повышения эффективности
его размещения на основе проведения лицензирования деятельности пред-
приятий, работающих в сфере обороны. Разработанная под руководством
14 Управления Минобороны методология оценки способности и готовно-
сти предприятий обеспечивать выполнение оборонного заказа по результа-
там сертификации систем качества и проведения комплексного аудита
(проверки экономической и технической состоятельности организаций,
состояния мобилизационных мощностей) стала основой для принятия ре-
шения о выдаче лицензий, что закреплено в действующей законодательной
базе.
Внедрение новой системы обеспечения качества и надежности на пред-
приятиях-разработчиках (изготовителях) и потребителях военной продукции
позволило повысить качество и надежность модернизируемых радиоэлект-
ронных средств вооружения в 1,5-2 раза, снизить количество рекламаций в
2-10 раз, обеспечить продление сроков эксплуатации 76 объектов боевой
техники сверхназначенного ресурса в среднем в 1,35 раза.
1.2. Система управления развитием электронной базы военной продукции 23
1.3. Поколения электроники и радиотехники
Открытия и достижения в радиотехнике и электронике, внедренные в разра-
ботки электронных изделий и радиотехнических устройств, изменяли их об-
лик и расширяли функциональные возможности, появлялись новые схемо-
технические решения в радиоаппаратуре. С другой стороны, стремление
увеличить дальность передачи радиосигналов за счет мощности передающих
устройств требовало при разработке мощных генераторных ламп примене-
ния специальных материалов и встроенных систем охлаждения. Создание
магнетронных генераторов, клистронных усилителей и других приборов
СВЧ-диапазона позволило решить задачи раннего обнаружения самолетов и
других летательных и подвижных аппаратов. Наряду с совершенствованием
конструкции электронных изделий, работающих на уже известных принци-
пах, постоянно велись поиски новых способов генерирования и усиления
радиосигналов, позволяющих использовать новые схемотехнические реше-
ния в аппаратуре и получать передающие и приемные устройства, работаю-
щие с большей эффективностью в широком диапазоне частот.
С развитием электровакуумных ламп существенно улучшались эксплуа-
тационные характеристики приемных устройств — расширился рабочий
диапазон частот, увеличился коэффициент усиления каскадов, снизился ко-
эффициент собственных шумов, расширился динамический диапазон вход-
ных сигналов и др. Стремление улучшить качество изображения телевизи-
онных сигналов при приеме и передаче привело к разработке и совершенст-
вованию приборов преобразования изображения в электрические сигналы.
Одновременно с усилительными и генераторными (активными) элект-
ронными приборами разрабатывалась и совершенствовалась номенклатура
пассивных изделий (резисторов, конденсаторов, электрических соедините-
лей, коммутационных изделий и др.), обеспечивающих возможность приме-
нения активных электронных приборов в оптимальных электрических режи-
мах. На определенных этапах развития создавалась функционально полная
номенклатура электронных изделий, позволяющих в этот период решать
практически все задачи, которые возникали при проектировании и созда-
нии радиотехнических устройств на основе действующих в то время прин-
ципов конструирования и технологии монтажа. Это поколение функцио-
нально полной номенклатуры электронных изделий характеризовалось при-
сущими и свойственными им конструктивными и эксплуатационными
особенностями, а также способом их монтажа в аппаратуре. Такая номенк-
латура электронных изделий определялась как поколение, а аппаратура, со-
здаваемая с их применением, определялась как аппаратура соответствующе-
го поколения.
Последующее поколение аппаратуры отличалось от предыдущего более
высокими функциональными возможностями, эксплуатационными характе-
ристиками и техническими параметрами.
С начала 1950-х годов и до 2000 года был сформирован ряд поколений
как изделий электронной техники, так и радиотехнических устройств.
У каждого поколения свои критерии:
— основные активные комплектующие изделия электронной техники,
— технология монтажа в аппаратуре,
24 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
— удельные показатели функций (усиление, преобразование и т.п.) на
один конструктивный элемент (объем элементов).
Можно выделить следующие поколения РЭА.
Первое поколение электровакуумных ламп, навесного (объемного) ручно-
го монтажа элементов схемы с пайкой элементов на монтажных стойках, с
реализацией отдельных функций в многокаскадном исполнении.
РЛС, ЭВМ, радио- и связная аппаратура 1950—1960-х годов (рис. 1.3.1).
Второе поколение полупроводниковых диодов, транзисторов, смешанно-
го навесного монтажа с пайкой на монтажных стойках и печатных платах, с
реализацией функций в однокаскадном модульном исполнении.
РЛС, ЭВМ, радио и связная аппаратура 1960—1970-х годов (рис. 1.3.2).
Третье поколение полупроводниковых диодов, транзисторов и микросхем
малой степени интеграции, смешанного навесного монтажа с пайкой на пе-
чатных платах (функциональные модули), с реализацией функций в одно- и
многокаскадном исполнении.
РЛС, ЭВМ, радио и связная аппаратура 1970—1980-х годов (рис. 1.3.3).
Четвертое поколение микросхем средней и большой степени интеграции
с автоматизированным монтажом, групповой пайкой элементов на печатных
платах, применением толстопленочной технологии монтажа и с реализа-
ций отдельных функциональных устройств в объеме одного кристалла микро-
схемы.
РЛС, ЭВМ, радио и связная аппаратура 1980—1985-х годов.
Пятое поколение микросхем большой и сверхбольшой степени интегра-
ции с элементами самонастройки и элементами искусственного интеллек-
та. Электронные устройства с высоким уровнем функциональной интегра-
ции.
РЛС, ЭВМ, радио и связная аппаратура начало 1990—начало 2000-х годов.
Шестое поколение устройств и систем на одном кристаллe.
1.3. Поколения электроники и радиотехники 25
а б
Рис. 1.3.1. Шасси (а) и вид монтажа (б) приемника первого поколения.
Диапазон принимаемых частот от 19 до 2000 м — 6 поддиапа-
зонов. Чувствительность ДВ — 180 мкВ, СВ — 180 мкВ, на КВ —
80 мкВ. Напряжения питания 110, 127 и 220 В. Потребление от
сети 120 Вт. 12 ламп. Масса шасси с монтажом около 10 кг, габа-
риты 450 Ї 350 Ї 250 мм
Указанные временные интервалы поколений являются ориентировочны-
ми. Они зависят от развития аппаратуры конкретного направления, степени
применения новых технологий аппаратостроительными предприятиями, а
также от времени появления данного класса аппаратуры.
Не умоляя значимости в построении радиотехнических комплексов всех
классов и групп изделий электроники, необходимо заметить, что, начиная с
третьего поколения, определяющую роль в принципах конструирования ап-
26 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
а б
Рис. 1.3.2. Шасси (а) и вид монтажа (б) приемника второго поколения.
Диапазон принимаемых частот от 25 до 2000 м — 5 поддиапазо-
нов, УКВ. Чувствительность ДВ, СВ, КВ — 30–150 мкВ, УКВ —
5–15 мкВ/м. 19 транзисторов. Напряжение питания 12 В. Мощ-
ность потребление от сети не более 35 Вт. Масса печатной платы
с монтажом 1,5 кг, габариты 320 Ї 100 Ї 25 мм
а б
Рис. 1.3.3. Печатная плата (а) и вид монтажа (б) модуля приемника третьего
поколения.
Диапазон принимаемых частот от 19 до 600 м — 6 поддиапазонов:
СВ, 3КВ,УКВ, ЧМ. Чувствительность СВ 0,5-07 мА/м, КВ — 80
мкВ/м, УКВ, ЧМ — 5-15 мкВ/м. Напряжение питания — 4,5 В.
Число транзисторов 6 шт., одна микросхема. Масса печатной
платы с монтажом 150 г, габариты 110х80х12 мм. Мощность по-
требления от сети не более 0,05 Вт
паратуры и во внедрении групповых технологий монтажа стала играть мик-
роэлектроника, включая интегральные микросхемы, полупроводниковую
СВЧ-электронику, фотоэлектронику, квантовую и оптоэлектронику. Новые
принципы конструирования и монтажа аппаратуры способствовали не толь-
ко реализации многофункциональной малогабаритной аппаратуры, но и
оказали определяющее влияние на динамику радиоэлектроники в целом.
Начиная с четвертого поколения и особенно в пятом и шестом поколе-
ниях, происходит перенос схемотехнических функций, ранее выполняемых
узлами, блоками и даже устройствами радиоэлектронной аппаратуры, на
электронную компонентную базу.
Каждое новое поколение электронных приборов приводило к появле-
нию новых технических решений в радиотехнике. И наоборот поиск новых
принципов реализации систем и комплексов радиоэлектронной аппаратуры
диктовал свои требования к облику, функциональному назначению и пара-
метрам изделий электроники.
Проектирование функционально сложных интегральных микросхем и
электронных модулей на ранних стадиях их создания без участия схемотех-
ников, конструкторов радиоэлектронной аппаратуры стало невозможным.
На всех этапах проектирования была необходима реализация процессов со-
ответствующей технической интеграции, где каждый раз оцениваются тре-
буемые схемотехнические варианты построения изделий, их выходные пара-
метры и сопоставляются с возможностями интегральной технологии.
Динамику развития и изменения поколений РЭА можно наглядно иллю-
стрировать по указанным выше критериям поколений, а также по потребля-
емой мощности и количеству выполняемых функций в расчете на единицу
объема. В таблице 1.3.1 в обобщенном виде представлена динамика разви-
тия РЭА, даны значения основных показателей.
В таблицах 1.3.2 и 1.3.3 приведены примеры конкретной аппаратуры раз-
личных поколений, иллюстрирующие повышение их потребительских и экс-
плуатационных показателей.
Таблица 1.3.1. Динамика развития РЭА
Поколе
ния РЭА
Основные
виды ИЭТ
Способы
монтажа
Плотность
компонов
ки, эл./см3
Удельная по
требляемая
мощность,
Вт/дм3
Функциональ
ная слож
ность, число
функций/дм3
1 поколе-
ние
ЭВП, дискр.
эл.
Объемный 0,1 10–30 1–5
2 поколе-
ние
ПП приборы,
дискр. эл.
Печатный 0,5 10–30 3–10
3 поколе-
ние
ИС, МСБ,
дискр. эл.
Многослойные
платы
2,0 10–30 10–50
4 поколе-
ние
БИС, МСБ,
ИФЭ
Поверхностный 10 10–30 20–100
5 поколе-
ние
СБИС, комп-
лекс. изделия
Платы 4-го и 5-го
класса точности
20 10–30 100–500
1.3. Поколения электроники и радиотехники 27
Таблица 1.3.2. Телевизионные приемники
Поко
ления
ТВ прием
ников
Основные виды
ИЭТ
Способ
монтажа
Вес радио
электронной
части теле
визора (без
ЭЛТ), кг
Потреб
ляемая
мощность,
Вт
Число
каналов,
способ
управления
1 поколе-
ние
ЭВП, дискретные
элементы
Объемный 15 250 12, механическое
переключение
2 поколе-
ние
ПП, специализи-
рованные ИС, ди-
скретные элементы
Печатный 2,5 90 более 30,
электронное,
дистанционное
Таблица 1.3.3. Связная аппаратура
Поколения РЭА
связи такти
ческого звена
Основные виды
ИЭТ
Количество
рабочих
частот
Вес,
кг
Объем,
дм3
Плотность
компоновки,
эл/дм3
1 поколение
1950–1960 гг.
Мини-ЭВП, дискретн.
элементы
400 18 27 20
2 поколение
1960–1970 гг.
Субминиатюрные ЭВП,
дискрет. элементы
600 12 15 50
3 поколение
1972–1977 гг.
Дискретные ПП, ГИС 1700 4 8 2·103
4 поколение
1977–1985 гг.
Монолит. ИС, микро-
сборки
2000 3 7 8·103
На примере поколений навигационной аппаратуры потребителей спут-
никовых навигационных систем (НАП СНС) иллюстрируется характер из-
менения технических параметров и функциональных возможностей аппара-
туры различных поколений с 1984 года до настоящего времени (таблица
1.3.4). Разработки первого поколения относятся к началу 1980-х годов, вре-
мени, когда техника спутниковых навигационных систем начала активно
развиваться в интересах потребителей (рис. 1.3.4).
Таблица 1.3.4. Аппаратура потребителей спутниковых навигационных систем
Поко
ления
аппарату
ры НАП
Число
функций
Число
каналов
Точность
опреде
ления ко
ординат, м
Основные ИЭТ Вес,
кг
Функциональная
сложность,
число
функций/дм3
1 поколе-
ние
2 2 120–300 Транзисторы, гиб-
ридные и монолит-
ные ИС малой сте-
пени интеграции
49 0,03
2 поколе-
ние
7 8 30 Транзисторы, ИС
малой, средней сте-
пени интеграции
4,5 0,9
3 поколе-
ние
8 14 10–30 Транзисторы, ИС
СВЧ, ИС средней
степени интеграции
1,6 5,2
4 поколе-
ние
8 16–24 5–15 Транзисторы, ИС
СВЧ, БИС
0,4 32
28 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
При разработке и производстве каждого поколения на аппаратострои-
тельных предприятиях использовались свои принципы конструирования и
технология производства аппаратуры. Приемы монтажа ИЭТ в аппаратуре
во многом зависят от конструктивных особенностей и допустимых темпера-
турных и механических нагрузок на электронные компоненты. В свою оче-
редь, технология монтажа (автоматизация, навесной монтаж, печатные пла-
ты, групповая технология и др.) устанавливает специальные требование к
конструктивным размерам и допускам комплектующих элементов (бескор-
пусные элементы, паяемость, допуски на размеры и т.д.).
Развитие прогрессивных технологических процессов и технологического
оснащения серийного производства изделий электронной техники, а также
разработка новых методов конструирования радиоэлектронной аппаратуры
были невозможны без специальных исследований.
До начала 1950-х годов основной технологией изготовления аппаратуры
была технология навесного (объемного) монтажа. В 1952–1953-х годах нача-
ла разрабатываться и внедряться на заводах технология печатного монтажа.
Внедрение печатного монтажа создавало реальные предпосылки для ко-
ренного преобразования инфраструктуры проектирования и производства
РЭА, что обеспечивало резкое сокращение сроков разработки, повышение
надежности аппаратуры и создавало условия для широкой механизации ее
производства, а также для реализации принципов построения аппаратуры
на основе унифицированных функциональных узлов.
1.3. Поколения электроники и радиотехники 29
Рис. 1.3.4. Поколения навигационной аппаратуры потребителей
Был разработан комплекс средств малой механизации для формовки вы-
водов дискретных радиоэлементов и микросхем, лужения выводов, установ-
ки на печатные платы, монтажа в узлах и блоках электропаяльниками, а на
печатных платах — групповыми способами.
В конце 1960-х годов в радиопромышленности был разработан отрасле-
вой стандарт, регламентирующий установочные размеры ИЭТ для монтажа
на печатные платы. При разработке этого стандарта был использован опыт
как зарубежных, так и отечественных предприятий. К этому времени уже
был создан комплекс механизированного и автоматизированного оборудова-
ния для сборки узлов на печатных платах.
В процессе внедрения разработанного стандарта выявилось, что отечест-
венные ИЭТ в части точности размеров, технологических ограничений по
температурным, механическим и другим воздействиям, способам упаковки
не отвечают требованиям автоматизированного производства. Совместно с
головными предприятиями электронной промышленности по видам эле-
ментной базы (резисторы, конденсаторы, полупроводниковые приборы, ин-
тегральные микросхемы) был разработан межотраслевой стандарт, регламен-
тирующий:
— конструкции корпусов электрорадиоэлементов, материалы выводов,
виды покрытий, способы маркировки;
— размеры корпусов и их допустимые отклонения;
— присоединительные размеры;
— технологические режимы в процессах автоматизированной сборки;
— способы упаковки и размеры тары.
Однако сначала этот стандарт не был принят электронной промышлен-
ностью, а был введен в радиопромышленности как отраслевой.
В дальнейшем аппаратостроительные министерства, потребляющие
ИЭТ, поставляемые предприятиями электронной промышленности, ввели
этот стандарт в действие, что фактически превратило его в межотраслевой,
и руководство электронной промышленности вынуждено было согласиться
с необходимостью введения этого стандарта на своих предприятиях. И в
1984 году был выпущен и введен в действие ГОСТ 20.39.405-84 «Изделия
электронной техники и электротехнические для автоматизированной сборки
аппаратуры». Введение этого стандарта способствовало выпуску на предпри-
ятиях электронной промышленности широкой номенклатуры ИЭТ и эф-
фективному применению прогрессивных методов автоматизированного
монтажа ИЭТ в аппаратуре.
1.4. Эксплуатационная надежность
радиоэлектронных средств
Совместные исследования надежности ИЭТ и РЭА в условиях эксплуатации
были начаты в 1950-х годах, в том числе путем подконтрольной эксплуата-
ции конкретных образцов радиоэлектронных средств с примененными в них
электронными изделиями. Первые систематические исследования надежно-
сти РЭА и ИЭТ начались с организации и проведения в 1956–1957-х годах
30 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
опытной эксплуатации 50 тыс. шт. ЭВП (генераторные, модуляторные, при-
емно-усилительные лампы, тиратроны), которые были проверены и промар-
кированы, в аппаратуре ПВО, ВВС и ВМФ.
Результаты опытной эксплуатации аппаратуры наземных РЛС, станций
орудийной наводки, самолетных бомбоприцелов и поставленных в эту аппа-
ратуру ЭВП позволили совместно с предприятиями промышленности и за-
казывающих управлений определить показатели надежности РЭА и ЭВП,
оценить влияние режимов работы ламп на безотказность их работы в обсле-
дованных видах аппаратуры.
Проводились экспериментальные исследования влияния внешних воз-
действующих факторов и циклического режима работы на надежность бор-
товой ракетной аппаратуры. В результате проведенной работы была увели-
чена средняя наработка на отказ этого парка аппаратуры в 2-3 раза.
Широкий круг исследований стал возможен благодаря созданию специ-
альных исследовательских организаций в Минобороны и оборонной про-
мышленности — Центральных бюро применения. Система организаций, ве-
дущих исследование надежности ИЭТ и РЭА в стране, постоянно совершен-
ствовалась, разрабатывались новые методы и методики исследований надеж-
ности с применением совершенного диагностического оборудования и
методов неразрушающего контроля. Расширялся круг задач, подлежащих ис-
следованию в интересах повышения надежности ИЭТ и РЭА, в связи с по-
ступлением на вооружение образцов радиоэлектронных средств, аппаратура
которых построена на модульном принципе с широким применением изде-
лий микроэлектроники, с качественно новыми схемотехническими и конст-
руктивными решениями и технологическим исполнением сменных модулей.
Для оперативного анализа причин отказов и исследования надежности
важнейших типов РЭА и комплектующих ее ИЭТ на стадиях разработки,
производства и эксплуатации решением Комиссии Президиума Совета Ми-
нистров СССР ВПК № 206 (1978 г.) была создана структура анализа отказов
РЭА и ЭРИ, состоящая из отраслевых Центров анализа отказов во главе с
Межведомственным Центром исследования надежности и анализа отказов
радиоэлектронной аппаратуры военного назначения и комплектующих ее
электрорадиоизделий.
Были определены порядок проведения работ по исследованию и опера-
тивному анализу отказов военной радиоэлектронной аппаратуры и комплек-
тующих ее изделий и основные задачи Центра, а также образован при Цент-
ре Межведомственный экспертный Совет (МЭС) по анализу отказов воен-
ной радиоэлектронной аппаратуры.
Центром проводились работы по проведению оперативного и экспертно-
го анализа причин отказов конкретных образцов РЭА и комплектующих ее
ИЭТ, оценка правильности выбора номенклатуры и проверка режимов ра-
боты ИЭТ в РЭА с целью предупреждения отказов на этапах разработки и
изготовления опытных образцов и другие работы.
В период с 1980 по 1990 год были выполнены комплексные научно-ис-
следовательские работы по исследованию надежности и анализу причин от-
казов 156 важнейших типов РЭА в условиях эксплуатации методом специа-
льной подконтрольной эксплуатации и 123 типов аппаратуры на стадиях
разработки и освоения в серийном производстве с участием научно-иссле-
1.4. Эксплуатационная надежность радиоэлектронных средств 31
довательских организаций Минобороны и головных организаций оборон-
ных отраслей промышленности.
Исследовались: бортовой радиотехнический комплекс системы управле-
ния ракет, радиолокационный прицельный комплекс самолетов, радиолока-
тор обзора самолета, зенитный ракетный комплекс, навигационный комп-
лекс и др.
Были выявлены недостатки разработки, производства и эксплуатации
этой аппаратуры и комплектующих ее ИЭТ. Установлено, что многие типы
резервированной аппаратуры не обладали требуемой отказоустойчивостью.
Нестыковка параметров СВЧ-приборов с параметрами СВЧ-трактов аппара-
туры во всех режимах работы и условиях эксплуатации из-за не оптимально
установленных для них норм и недостаточных конструктивно-технологиче-
ских запасов являлась причинами отказов комплекса.
Проведенными исследованиями установлено, что отказы аппаратуры в
ряде случаев возникают из-за неучета при ее разработке свойств и особен-
ностей конструкции, топологии и технологии изготовления полупроводни-
ковых ИЭТ, определяющих их высокие динамические, амплитудно-частот-
ные и временные характеристики, а также неучета распределенных емкостей
и индуктивностей многослойных печатных плат и протяженных линий меж-
платных связей. Результаты исследований позволяли оперативно вносить
изменения в конструкцию как электронных изделий, так и аппаратуры.
В результате проводимых исследований по надежности ИЭТ и РЭА были
разработаны требования к уровню внешних воздействующих факторов (кли-
матических и механических нагрузок, спецфакторов) на аппаратуру и ИЭТ,
отраженные в комплексе государственных стандартов «Мороз» и «Климат».
Важнейшей составляющей в работах по повышению надежности аппара-
туры являлись работы по контролю за правильностью применения и опти-
мальному сопряжению режимов ИЭТ в РЭА. В аппаратуре выявлялись
схемные позиции, в которых ИЭТ использовались с нарушением режимов и
условий работы, разрабатывались рекомендации по совершенствованию
схемных и конструктивных (а позднее и технологических) решений в аппа-
ратуре.
Так, при обследовании около 200 объектов РЭА всех классов, содержа-
щих более 1,5 млн. комплектующих ИЭТ, было выявлено до ста тысяч по-
тенциально ненадежных схемных позиций. Устранение такого количест-
ва недостатков разработки РЭА на ранних этапах их создания позволило в
3–7 раз снизить вероятность отказов при испытаниях и эксплуатации и
обеспечило значительный экономический эффект.
1.5. Комплексная миниатюризация
радиоэлектронной аппаратуры
Проблемы уменьшения габаритов и снижения энергопотребления радио-
электронной аппаратуры и устройств военного назначения были актуальны
всегда. Специалисты радиоэлектронной промышленности постоянно вели
научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по миниатю-
ризации ИЭТ и аппаратуры. Эффективное использование достижений элек-
32 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
троники и радиотехники и их взаимовлияние способствовали существенно-
му снижению массогабаритных показателей РЭА на основе комплексной
миниатюризации аппаратуры.
Под комплексной миниатюризацией радиоэлектронной аппаратуры по-
нимается совокупность схемотехнических, конструктивно-технологических
и организационно-производственных решений, базирующихся на широком
использовании интегральных микросхем, гибридно-пленочных микросбо-
рок, изделий функциональной электроники, специализированных полупро-
водниковых схем на основе базовых матричных кристаллов (БМК), прогрес-
сивных средств коммутации. Оптимизированные базовые несущие конст-
рукции охватывают все без исключения узлы, блоки и устройства аппарату-
ры. Комплексная миниатюризация — это увеличение функциональной
сложности различных классов РЭА, повышение ее надежности и техноло-
гичности, улучшение экономических показателей, радикальное снижение
веса, габаритов и энергопотребления, уменьшение материалоемкости и
улучшение других показателей при обеспечении выполнения РЭА заданных
тактико-технических требований.
Необходимость учета всех перечисленных выше факторов в процессе со-
здания РЭА потребовало комплексного подхода к ее конструированию.
Системные исследования в области комплексной миниатюризации нача-
лись в 1965 году при выполнении НИР «Ландыш» (головной исполнитель —
22 ЦНИИИ МО), включающей разработку требований к комплексной ми-
ниатюризации радиоэлектронных средств вооружения и военной техники и
методов их подтверждения с учетом специфики авиационной, ракетно-кос-
мической, наземной и морской техники.
Результаты НИР были обсуждены на заседании ВПК, где было принято
целевое решение об их учете при создании конкретных систем и комплек-
сов радиоэлектронных средств. Требования к показателям комплексной
миниатюризации РЭА, включая требования к проценту перевода функцио-
нальных блоков в микроэлектронное исполнение, были признаны конструк-
торами, согласованы и документально оформлены, а комплексная миниатю-
ризация признана как важное направление создания РЭА военного и двой-
ного назначения.
Поэтому одной из важнейших задач радиоэлектронного приборострое-
ния 1960-х годов являлась реализация принципов комплексной миниатю-
ризации при построении большинства блоков и устройств аппаратуры. На
первых этапах внедрения этих принципов стало ясно, что существенное
улучшение массогабаритных и удельных характеристик РЭА возможно,
если при конструировании и размещении на единых конструктивных пла-
тах используется номенклатура комплектующих элементов интегральной
технологии и повышенной функциональной сложности, элементов, обла-
дающих конструктивной, параметрической, метрологической, а для неко-
торых изделий и информационной совместимостью. Кроме того, развитие
микроэлектроники и модульных принципов конструирования привело к
разработке новых схемотехнических и системотехнических решений. Поя-
вившиеся отечественные интегральные схемы позволили существенно со-
кратить габариты и вес отдельных электронных блоков, особенно для циф-
ровой обработки.
1.5. Комплексная миниатюризация радиоэлектронной аппаратуры 33
Однако в разрабатываемой в то время аппаратуре, особенно в аналого-
вой РЭА, интегральные схемы составляли лишь небольшую часть. В аппара-
туре имелось значительное количество элементов, узлов и устройств, кото-
рые в силу особенностей функционирования или из-за экстремальных элек-
трических параметров не могли быть реализованы на типовых интегральных
схемах. К ним относятся устройства частотной и временной селекции (фи-
льтры, резонаторы, линии задержки, трансформаторы, дроссели, катушки
индуктивности); устройства ВЧ- и СВЧ-тракта (УВЧ, УПЧ, фазовращатели,
разветвители, переключатели); схемы с прецизионными элементами (высо-
коточные резистивные для АЦП, дифференциальные схемы); запоминаю-
щие устройства; мощные преобразователи и вторичные источники энергии
(усилители мощности, формирователи мощных импульсов, источники пита-
ния, передающие устройства, элементы АФАР); датчики динамических ве-
личин; функциональные электромеханические устройства (устройства сель-
синной автоматики, электромеханические преобразователи информации,
ленточные магнитные ЗУ, периферийные устройства); силовые электроме-
ханические устройства (антенные устройства РЛС) и многое другое. Все эти
изделия выполнялись традиционными методами, имели низкую технологич-
ность и надежность. Как бы предельно не уплотняли блоки на интегральных
схемах, масса и габариты аппаратуры будут всецело определяться указанны-
ми выше элементами и устройствами. Было очевидно, что назрела проблема
комплексного подхода к развитию электронных изделий в интересах миниа-
тюризации радиоэлектронной аппаратуры, необходим был поиск новых на-
правлений и механизмов их реализации.
Таким новым направлением стала функциональная электроника, как на-
правление науки и техники, изучающее принципы построения радиотехни-
ческих устройств на основе динамических неоднородностей, т.е. путем ис-
пользования физических процессов в среде для реализации радиотехниче-
ских функций без применения общепринятых схемных элементов R, L, C,
транзисторов, диодов и др.
Работа проводилась по следующим направлениям: акустоэлектроника,
оптоэлектроника, магнитоэлектроника, термоэлектроника.
Большое развитие получила акустоэлектроника. Была создана материа-
ловедческая база по производству пьезопластин кварца и ниобата лития,
акустоэлектронных поглотителей и других материалов, создан дополнитель-
ный ряд металлостеклянных корпусов специально для акустоэлектронных
изделий (АЭИ). Была разработана межотраслевая программа стандартизации
изделий акустоэлектроники, создана нормативно-техническая документация
в виде отраслевых и государственных стандартов по конструированию и тех-
нологии АЭИ на поверхностных акустических волнах (ПАВ), типоразмер-
ным рядам пьезоплат, параметрическим рядам изделий, методам измерений
параметров.
Применение АЭИ позволило существенно улучшить тактико-техниче-
ские характеристики аппаратуры, в том числе массогабаритные параметры,
помехоустойчивость, точностные характеристики, быстродействие.
На рис. 1.5.1 показана гиперзвуковая линия задержки, которая нашла
широкое применение в аппаратуре. Создавались также комплексированные
изделия на ПАВ, например, банк фильтров (рис. 1.5.2).
34 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
В последние годы продолжились разработки АЭИ с высоким уровнем
параметров на основе поверхностных акустических волн в диапазоне частот
до 2 ГГц и объемных акустических волн (ОАВ) до 10 ГГц.
Магнитоэлектроника — второе важное направление в функциональной
электронике. Еще в 1958 году были начаты работы по созданию тонких маг-
нитных пленок. В те годы создавались электронно-вычислительные маши-
ны, в которых для обеспечения оперативной памяти необходимо было пе-
рейти от использования матриц на основе ферритовых кольцевых сердечни-
ков к тонким магнитным пленкам. Это позволяло резко увеличить объем
памяти, повысить быстродействие записи и считывания информации, улуч-
шить технологичность конструкции накопителей и перейти к интегрально-
групповому способу производства.
Были разработаны первые в стране вакуумные установки с магнитными
полями для получения магнитных пленок с требуемыми свойствами, в том
числе автоматическая линия АЛИМ-12. Разработанные магнитные блоки
были внедрены в спецвычислитель «Вектор». По тем временам блок опера-
тивной памяти на основе магнитных пленок обладал рекордно высоким бы-
стродействием при очень малых массогабаритных параметрах. Работы в
этом направлении были прекращены к началу 1980-х годов в связи с появ-
лением на рынке персональных компьютеров на основе полупроводниковой
технологии и сменных дисков.
Создание магнитных сред на основе полученного опыта было продолже-
но в работах по ядерному магнитному резонансу для создания конвольверов
на основе «спинового эха». Было разработано несколько типов устройства
корреляционной обработки сигналов РЛС на основе магнитных пленок ко-
бальта с рабочей частотой 215 МГц и полосой частот 20 МГц. По своей сути
это был оригинальный физический принцип получения эхо-сигнала, однако
данное направление имело принципиальный недостаток — невозможность
гибко варьировать рабочую частоту и полосу пропускания, из-за чего этот
1.5. Комплексная миниатюризация радиоэлектронной аппаратуры 35
Рис. 1.5.1. Гиперзвуковая линия за-
держки — имитатор эхо-сигнала
Рис. 1.5.2. Банк фильтров (40 каналов) на
ПАВ
вид изделий не смог выдержать конкуренцию с устройствами обработки
сигналов на ПАВ.
Следующим направлением функциональной электроники явилось нача-
тое в 1974 году создание активных компонентов для волоконно-оптических
систем связи, передачи и обработки информации для бортовой аппаратуры,
аппаратуры объектовой и межобъектовой связи, кабельного телевидения,
телефонии, аппаратуры управления энергетическими установками. Разраба-
тывались фотоприемные и светоизлучающие микросборки, приемопере-
дающие модемы, электронно-оптические преобразователи. Конструктивно
устройства были выполнены в виде гибридных микросборок в металлостек-
лянных корпусах, герметизируемых лазерной сваркой. Было разработано
около 30 типов аналоговых и цифровых изделий. Уже первый опыт приме-
нения этих устройств в аппаратуре показал возможность существенного
уменьшения массы применяемых кабелей и проводов, принципиального
исключения электромагнитных наводок и повышения помехоустойчивости
и скрытности передачи информации. Для передачи сигналов используются
стандартные длины волн: 0,85; 1,3; 1,55 мкм. Аналоговые устройства рабо-
тают в диапазоне частот до 500 МГц, а цифровые имеют быстродействие до
34 Мб.
Использование современных эффективных светоизлучающих диодов,
лазеров и p-i-n-фотоприемников позволило обеспечить уровень мощно-
сти излучения до 10 мВт и пороговой чувствительности до 10-8 Вт. Разра-
ботанные устройства внедрены в специальную аппаратуру РЛС ПВО, ЗРК
и др.
Направление термоэлектроники проявилось в создании ряда термопеча-
тающих матриц для безударного вывода информации на бумажные носите-
ли. Термопечатающие матрицы были разработаны с использованием пиро-
литических пленок окиси олова, обладающих высокой износостойкостью.
Матрицы производились серийно и были применены в регистрирующем
устройстве самолета АН-124. В постсоветский период работы были прекра-
щены.
Все микросборки, изделия функциональной электроники и другие спе-
циализированные изделия, предназначенные для комплексной миниатюри-
зации, были названы изделиями специальной микроэлектроники.
Опыт дальнейшей работы показал, что широкое применение микросбо-
рок, изделий функциональной электроники и других прогрессивных науч-
но-технических решений действительно позволило значительно улучшить
структуру и параметры аппаратуры. Особенно важным результатом комп-
лексной миниатюризации устройств РЭА была возможность существенного
повышения технологичности и снижения трудоемкости изготовления изде-
лий радиоэлектронной аппаратуры. В аппаратуре радиосвязи, телевизорах и
радиоприемниках, радарах, аппаратуре аналоговой обработки сигналов ис-
пользовалось значительное количество моточных электрорадиоэлементов:
катушек индуктивности, фильтров, дросселей. Трудоемкость их изготовле-
ния, сборки и настройки составляла до 10-15% от трудоемкости производст-
ва РЭА в целом, поэтому замена моточных изделий была основой сокраще-
ния затрат и высвобождения резервов производства. В то же время физика
твердого тела уже тогда предоставляла большие возможности для построе-
36 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
ния этого класса изделий на основе поверхностных и объемных акустиче-
ских волнах. Их преимущество заключается не только в резком снижении
трудоемкости за счет интегрально-группового способа производства и иск-
лючении настроечно-регулировочных работ, но и в существенном расшире-
нии диапазона параметров.
Акустоэлектронные изделия (резонаторы, фильтры, линии задержки,
дисперсионные линии задержки на ПАВ, гиперзвуковые линии задержки на
ОАВ) нашли широкое применение в радиоэлектронных системах и комп-
лексах, в том числе в С-300, С-400, ЗРК «Тор-М1», наземных РЛС ПВО, в
бортовых РЛС, аппаратуре панорамной съемки в радиодиапазоне, аппарату-
ре радиоразведки, РЛС навигации и управления воздушным движением, ко-
рабельных РЛС и системах связи и др. Применение АЭИ позволило сущест-
венно улучшить тактико-технические характеристики аппаратуры в том чис-
ле массогабаритные параметры, помехоустойчивость, точностные характери-
стики, быстродействие.
Таким образом, повсеместное внедрение в аппаратуру широкой номенк-
латуры микросборок, в том числе СВЧ-диапазона, прогрессивных средств
коммутации на основе полиимидных пленок, прецизионных гибридных
АЦП, модулей АФАР, акустоэлектронных изделий на поверхностных и объ-
емных акустических волнах, применение оптоэлектронных датчиков
угол-код, волоконно-оптических приемопередающих модулей межблочной
и межприборной связи, вторичных источников питания нового поколения в
сочетании с базовыми несущими конструкциями позволило в корне изме-
нить структуру, конструктивно-технологическую сущность и облик элект-
ронной аппаратуры, существенно улучшив ее тактико-технические и эконо-
мические характеристики.
Благодаря широкому внедрению в аппаратуру интегральных схем, при-
менению микросборок, изделий функциональной электроники, прогрессив-
ных средств коммутации, уровень комплексной миниатюризации и плот-
ность компоновки аппаратуры (см. таблицу) неуклонно возрастал.
Таблица. Динамика роста плотности компоновки по уровням разукрупнения
(по годам)
Аппаратура
Плотность компоновки, число элементов/см3
1950 1960 1970 1980 1990
Микросборки, ИС, БИС, СБИС 102 103 104 104 105
Электронный модуль 1-го уровня 1 5 20 60–100 100–300
Электронный модуль 2-го уровня 0,3 2 7 20 50
РЭА 0,1 0,5 2 10 20
С целью оперативного внедрения принципов комплексной миниатюри-
зации РЭА в аппаратостроительных отраслях проводилась большая работа
по их пропаганде в научных учреждениях и производственных предприяти-
ях. В головных промышленных организациях были расширены исследова-
1.5. Комплексная миниатюризация радиоэлектронной аппаратуры 37
ния, направленные на разработку новых методов конструирования с ис-
пользованием принципов комплексной миниатюризации.
В 1970-х годах были обобщены первые результаты работ и методы комп-
лексной миниатюризации РЭА, а также проведены сравнительные оценки
отечественного и зарубежного уровней. Проведены исследования техниче-
ских решений в области схемотехники, системотехники и конструирования,
принимаемых конструкторами РЭА. Результаты обобщения включались в
специальные бюллетени по комплексной миниатюризации РЭА.
Для координации работ по этой проблеме решением Правительства был
создан Межведомственный координационный совет по комплексной мини-
атюризации во главе с заместителем Министра радиопромышленности.
Развитие ведущих индустриальных стран мира в последние
50 лет определяется процессом глобальной электронизации всех
сфер жизнедеятельности общества, включая обеспечение необ-
ходимой обороноспособности и технологической независимо-
сти. Одним из основополагающих факторов процесса электро-
низации мирового общества является динамичный научно-тех-
нический и производственный прогресс в развитии электрон-
ных технологий и организация выпуска необходимых приборов
и аппаратуры, радиоэлектронных комплексов и систем разного
уровня.
Не претендуя на выстраивание исторических приоритетов
развития электроники и радиоэлектроники, авторы книги изло-
жили свой взгляд на развитие этих направлений в науке и осо-
бенно на их взаимосвязь, которые позволили добиться мировых
успехов в освоении космоса, атомной энергетике и обороне.
В книге приведены уникальные данные о развитии этих от-
раслей отечественной науки, успехах электронной промышлен-
ности, радиопромышленности и промышленности средств связи
СССР, их взаимном влиянии, что и определило научно-техниче-
ский прогресс в стране. Нам есть чем гордиться, так как в осно-
ве лежали успехи отечественной науки и производства.
Авторы книги не ставили перед собой цель дать всесторон-
ний анализ развития отечественной радиоэлектроники, но по
очеркам и воспоминаниям можно достаточно полно представить
динамику развития отечественной радиоэлектроники. В книге
акцентировано внимание на взаимовлиянии этих отраслей зна-
ний на процесс развития каждой из них.
Безусловно, фамилии десятков тысяч инженерно-техниче-
ских работников, создававших самую передовую в мире радио-
электронную аппаратуру, невозможно привести на страницах
данного издания, но следует подчеркнуть, что это был успех та-
ланта и кропотливого ежедневного труда каждого из них.
Нам еще предстоит провести системный анализ пройденного
пути и что самое важное – определить перспективы развития.
Верю, что талант и высокий профессионализм российских уче-
ных и инженеров позволят уже в ближайшем будущем добиться
новых успехов в области радиоэлектроники.
Ю.И. Борисов
Начальник Управления
радиоэлектронной промышленности
и систем управления Роспрома
ВМЕСТО ПРЕДИСЛОВИЯ
Радиоэлектроника — термин, объединяющий комплекс областей науки и
техники, связанных главным образом с проблемами передачи, приема
и преобразования информации при помощи электромагнитных колебаний
и волн в радио- и оптическом диапазоне. Термин появился в 50-х годах
ХХ века и является до некоторой степени условным. Радиоэлектроника
охватывает радиотехнику и электронику, в том числе полупроводниковую
электронику, микроэлектронику, квантовую электронику, ИК-технику,
хемотронику, оптоэлектронику, акустоэлектронику, криоэлектронику и дру-
гие области. Радиоэлектроника тесно связана, с одной стороны, с радиофи-
зикой, физикой твердого тела, оптикой и механикой, а с другой — с элект-
ротехникой, автоматикой, телемеханикой и вычислительной техникой.
Радиоэлектроника успешно и постоянно развивается благодаря прису-
щим электронике и радиотехнике функциональным, конструктивным и тех-
нологическим возможностям. Динамичное совершенствование всех техниче-
ских и эксплуатационных показателей аппаратуры обусловлено взаимосвя-
зью достижений в электронике и радиотехнике и их взаимным влиянием
друг на друга.
Радиоэлектроника — важнейшая составляющая научно-технического
прогресса и развития человеческого общества. Она является информацион-
но-управляющей базой общества, использует информационные технологии
и определяет научно-технический и оборонный потенциал страны.
Основными признаками информационных технологий являются превра-
щение информационных продуктов и услуг в главный объект производства
и потребления современного постиндустриального общества. Можно ска-
зать, что информационные ресурсы являются наиболее существенным по-
тенциальным источником национального богатства. Постоянное увеличение
стоимости обновляемых информационных технологий уже достигло более
половины мирового валового продукта.
В основе информатики, изучающей структуру и общие свойства научной
информации, лежат закономерности ее создания, содержащие технологии
анализа, синтеза, передачи и приема информационных данных с целью их
использования в различных сферах человеческой деятельности. Материаль-
ной базой информационных технологий являются аппаратные и програм-
мные средства обработки информации, включающие в себя, в первую оче-
редь, весь комплекс современных радиоэлектронных средств — от простей-
ших бытовых устройств до сверхсложных систем и комплексов гражданского
и военного назначения. Состояние и технический уровень этих средств опре-
деляются используемой электронной компонентной базой (ЭКБ). Номенкла-
туру ЭКБ можно условно сгруппировать по следующим направлениям:
• изделия микроэлектроники и полупроводниковые приборы;
• изделия СВЧ-электроники;
• радиодетали и радиокомпоненты;
• электротехнические изделия.
Первое из этих направлений является ключевым в аппаратных средствах
обработки информации: изделия микроэлектроники и СВЧ-техники входят
во все виды аппаратуры, используемой в технике вторичной обработки ин-
формационных сигналов и технологиях анализа и синтеза информационных
данных.
За последние 50 лет ХХ века в радиоэлектронике произошли две техни-
ческие революции: в электронике — разработка и производство полупровод-
никовых (твердотельных) приборов, а в радиотехнике — развитие принци-
пов и использование цифровых методов обработки информации. Развитие и
применение полупроводников привело к снижению массогабаритных пока-
зателей, энергопотребления в аппаратуре в несколько десятков раз, а вне-
дрение цифровых методов обработки информации существенно улучшило
такие важные с точки зрения потребителя показатели аппаратуры, как
устойчивость работы, помехозащищенность, скорость обработки и качество
информации, позволило создать многофункциональные устройства, разра-
ботка которых при использовании аналоговых принципов обработки ин-
формации была невозможна. В результате этих революционных преобразо-
ваний в радиоэлектронике, с одной стороны, сформировалась полная но-
менклатура полупроводниковых приборов для реализации цифровых мето-
дов обработки информации в аппаратуре различного назначения, с другой
стороны, были разработаны схемотехнические решения, в которых наиболее
полно используются возможности созданной номенклатуры электронных
приборов.
Развитие электронных приборов стало возможным благодаря фундамента-
льным открытиям в области полупроводниковой электроники, квантовой,
оптоэлектроники, а также разработке принципиально новых технологий и
привело в свою очередь к развитию радиотехники, телемеханики, кибернети-
ки, медицины, метрологии и вообще всех областей деятельности человека.
Высокие темпы реализации новых достижений в радиоэлектронике, рас-
ширение функциональных возможностей радиотехнических устройств, по-
вышение их надежности при одновременном снижении энергопотребления,
миниатюризация аппаратуры, внедрение цифровых методов обработки ин-
формации и их реализация, новые принципы отображения и обработки ин-
формации — результат органичного слияния радиотехники и электроники.
Любые существенные изменения в свойствах и конструкции изделий
электронной техники (ИЭТ) приводили, как правило, к изменениям в схе-
мотехнике и условий применения их в аппаратуре. Так, например, создание
радиационно стойких ИЭТ привело к практически полной переработке ап-
паратуры нового поколения ракет.
В практике есть примеры и обратного влияния новых схемных решений
и принципов конструирования на свойства и характеристики изделий элект-
Вместо предисловия 7
ронной техники. Так, появление печатного монтажа и микросборок привело
к созданию и выпуску изделий электронной техники специальной конструк-
ции, позволяющей применять новые методы монтажа.
Исключительно большое влияние на развитие радиотехники и электро-
ники в интересах радиосвязи, радиолокации и телевидения оказали резуль-
таты исследований в тех областях электроники, в которых в качестве носи-
телей информации используются электромагнитные колебания оптического
диапазона: квантовая электроника и оптоэлектроника.
Круг вопросов, тем и направление радиоэлектроники и электроники, не-
посредственно связанных с динамикой устройств и процессов передачи,
приема и обработки информации, оказавших революционное влияние на
научно-технический прогресс во второй половине ХХ века, очень широк.
Настоящая книга является одним из первых шагов в этом направлении.
Книга содержит конкретный исторический материал о динамике одной
из наиболее важных составляющих научно-технического прогресса обще-
ства, определяющей его социальные и оборонные возможности, и предназ-
начена для читателей, интересующихся созданием и развитием отечествен-
ной радиоэлектроники и теми условиями, в которых проходило становление
радиоэлектроники в СССР.
Книга состоит из предисловия, введения, трех тематических глав и за-
ключения.
В первой главе изложены основные направления работ по общим проб-
лемам совместного развития радиотехники и электроники: планирование и
проведение разработок, повышение качества и надежности радиоэлектрон-
ных изделий и устройств. Также кратко рассмотрены критерии поколений
ИЭТ и радиотехнических устройств во взаимосвязи с принципами констру-
ирования и технологией создания аппаратуры, принципы ее комплексной
миниатюризации.
Во второй и третьей главах на примерах конкретных видов изделий
электронной техники и радиотехники рассматривается изменение их внеш-
него вида и приводится динамика их эксплуатационных характеристик, тех-
нических параметров за период с 1950 по 2000 год.
Материалы книги подготовлены группой ученых и инженеров, непосред-
ственно принимавших участие в исследованиях, разработках, испытаниях и
применении изделий электронной техники и радиотехнической аппаратуры.
Введение, предисловие, статьи главы 1 «Планирование и организация раз-
работок», «Поколения электроники и радиотехники», «Эксплуатационная на-
дежность радиоэлектронных средств», «Комплексная миниатюризация радио-
электронной аппаратуры», «Сопряжение сверхвысокочастотных приборов в
аппаратуре» и заключение подготовлены В.М Ломакиным. При подготовке
материалов учтены предложения Авдонина Б.Н., Борисова Ю.И., Муравье-
ва С.А., Пролейко В.М., Бедрековского М.А., Новаченко И.В., Панчен-
ко Л.В. В эти материалы также включены отдельные положения статей Ма-
жорова Ю.Н, Кукка К.И., Шубарева В.А., Якубовского С.В., Реброва С.И.
Статья главы 1 «Система управления развитием электронной компонент-
ной базы военной продукции» написана Критенко М.И.
В статьях 2 и 3 глав использованы материалы Гельвича Э.А., Тельца В.А.
и Седунова Э.
8 Вместо предисловия
ВВЕДЕНИЕ
Изучение развития радиоэлектроники, как одной из важнейших областей
науки и техники, влияющей на развитие человеческого общества, является
основой как для формирования приоритетов в этой области, так и для со-
ставления прогнозов на будущее.
В СССР до 1961 года работы в интересах радиоэлектроники велись в су-
достроительной и электротехнической промышленности, в Госкомитете ра-
диолокации, министерствах промышленности связи и радиотехнической
промышленности. Наука и производство электронных изделий были распы-
лены по отдельным НИИ, КБ и предприятиям различных министерств и ве-
домств. Такое положение отрицательно сказывалось особенно на развитии
электроники. Действительно, большие средства как финансовые, так и ма-
териальные, которые требовались для развития электронных предприятий,
уходили на радиозаводы. Имело место необоснованное увеличение номенк-
латуры ИЭТ, неоптимально решались вопросы унификации ИЭТ, что удо-
рожало массовое производство изделий и усложняло поставку в условиях
эксплуатации аппаратуры. В то же время номенклатура разрабатываемых и
производимых электровакуумных и газоразрядных приборов, резисторов,
конденсаторов, трансформаторов и радиокомпонентов постоянно расширя-
лась. Создавались новые технологии полупроводниковых приборов, расши-
рялась номенклатура приборов сверхвысокочастотного диапазона, развива-
лось производство специальных материалов для электронной промышлен-
ности. Появилась необходимость выделения из аппаратостроительных от-
раслей отрасли изделий электронной техники. Постановлением Совета
Министров СССР от 16.03.1961 г. был создан Государственный Комитет по
электронной технике, преобразованный в Министерство электронной про-
мышленности СССР в марте 1965 года. Концентрация научных, производст-
венных и финансовых ресурсов позволила значительно увеличить потенциал
электронной промышленности и способствовала динамичному ее развитию.
Так, число предприятий отрасли с 1964 по 1991 год увеличилось более чем в
10 раз. Объем производства отрасли за период с 1960 по 1990 год вырос бо-
лее чем в 185 раз.
Выделение электронной промышленности в самостоятельную отрасль
сыграло огромную роль в создании отечественной электронной промышлен-
ности. Была создана высокоинтеллектуальная научная база, построены вы-
сокотехнологичные предприятия, выпускающие изделия электронной тех-
ники, которые по уровню технических параметров и эксплуатационных ха-
рактеристик, как правило, не уступали мировым достижениям. Количество
и номенклатура изделий были достаточны для удовлетворения основных по-
требностей страны отечественными изделиями, многие изделия поставля-
лись за рубеж. Не менее динамично развивалась и радиотехническая про-
мышленность.
Характерная особенность наших НИИ и КБ — наличие мощных опыт-
ных заводов, которые призваны обеспечить быстрое создание и отработку
опытных образцов для освоения их в серийном производстве.
В 1960-х годах, вскоре после появления первых серийно выпускаемых
полупроводниковых интегральных схем широкого применения и после на-
копления определенного опыта их применения в аппаратуре, стало ясно,
что в целях реализации перспективных принципов конструирования РЭА
необходимо создание полупроводниковых схем частного применения в
обеспечение разработок приоритетных видов аппаратуры.
До середины 1970-х годов потребности разработок и поставок военной
радиоаппаратуры в элементной базе, производимой на предприятиях элект-
ронной промышленности (полупроводники, ИС, резисторы, конденсаторы,
линии задержки, электровакуумные приборы и др.), в основном удовлетво-
рялись. Хотя уже начинал сказываться не столько количественный, сколько
качественный дефицит. Электронная промышленность не успевала произво-
дить в требуемых количествах не только изделия широкого применения, со-
ответствующие мировому уровню, но и не могла обеспечить поставки соот-
ветствующей номенклатуры изделий в полном объеме.
С развитием микроэлектроники, с увеличением степени интеграции на
кристалле микросхемы размещалось все больше и больше функциональных
элементов и узлов, и постепенно процессы проектирования и разработки
узлов радиоаппаратуры перемещались в институты электронной промыш-
ленности. Для проектирования интегральных микросхем потребовалось раз-
витие в электронной промышленности института специалистов в области
схемотехники и системотехники.
В то же время развитие новых технологий в построении аппаратуры на
основе модулей с применением бескорпусных изделий электронной техни-
ки, а также потребность в создании специализированных микросхем требо-
вало развития и освоения в аппаратостроительной отрасли технологий, при-
меняемых в электронной промышленности.
Создание и производство микросхем, интегральных элементов и других
компонентов на аппаратостроительных предприятиях требовало специаль-
ного оборудования, технологии, специальных методов контроля, «чистых
помещений» и др. В то же время при принятом отраслевом принципе пре-
имущественное право на получение такого оборудования имела лишь элект-
ронная промышленность. МЭП стало монопольным получателем нового
оборудования, в том числе импортного, а МРП и МПСС были лишены та-
кой возможности.
Заказать в МЭП новую специализированную микросхему, которая тре-
бовалась для конкретного изделия, было невозможно, если она не имела
массового применения.
Возник системный кризис, в основе которого лежали психологические
проблемы разработчиков изделий электронной техники, усугубленный при-
нятой в стране специализацией отраслей и амбициями их руководителей.
10 Введение
Началось технологическое отставание предприятий-разработчиков аппара-
туры.
Проходили бурные споры между представителями электронной про-
мышленности и радиопромышленности по вопросу: должны ли аппаратост-
роительные предприятия заниматься разработкой и производством микро-
электронных схем или эту задачу должны решать специализированные пред-
приятия МЭП. Эти споры продолжались до тех пор, пока в 1974 году на со-
вещании в Научном центре (г. Зеленоград) при участии представителей
МРП, МЭП и Минобороны не было принято решение: квалифицировать
микросхемы частного применения (специализированные) как новый класс
изделий микроэлектроники — микросборки, предназначенные для целей
комплексной миниатюризации конкретной аппаратуры. Добавка слова
«сборка» придала окраску аппаратурной принадлежности.
Переход от дискретных полупроводниковых элементов к чипам, моно-
литным интегральным схемам потребовал сложного оборудования. Пред-
приятия, создающие аппаратуру и не имеющие конструкторско-технологи-
ческой базы интегральной электроники, были не в состоянии разрабатывать
и производить современную электронную аппаратуру.
И тогда на правительственном уровне принимается решение о развитии
специализированной электроники в каждой отрасли оборонной промыш-
ленности. Такое решение не противоречило мировой практике и, казалось,
должно было бы улучшить положение с обеспечением современной элект-
роникой. На многих предприятиях аппаратостроительной промышленности
появились участки, цеха и центры по производству специализированных из-
делий электронной техники, в основном, по производству микросборок.
Одновременно перед всеми отраслями оборонной промышленности были
поставлены задачи освоения специального технологического оборудования,
разработки и производства чистых материалов для электронной промыш-
ленности. В определенной степени были решены задачи по производству
микросхем с невысоким уровнем интеграции и микросборок.
Так, например, в Центральном научно-исследовательском радиотехниче-
ском институте (ЦНИРТИ) создание микроэлектронной базы для интегра-
ции таких узлов было поручено Научно-производственному центру «Микро-
прибор». В Центр были привлечены специалисты по пассивным и активным
узлам, по антенно-фидерным устройствам, по тонко- и толстопленочной
технологиям, конструкторы микросборок и микромодулей.
В Ленинградском научно-исследовательском технологическом институте
(ЛНИТИ) была создана полупроводниковая лабораторно-производственная
база и отработана технология совмещенных интегральных схем с изоляцией
диэлектрическим слоем, разработана система базовых матричных кристал-
лов (БМК) для интегральных совмещенных микросхем специального назна-
чения. Было создано несколько типов БМК, на основе которых были разра-
ботаны диодно-транзисторные матрицы, p-i-n-диодные СВЧ-коммутаторы.
В определенной степени были решены задачи по акустоэлектронике, произ-
водству микросхем с невысоким уровнем интеграции и микросборок.
По-прежнему не было микросхем с высоким уровнем интеграции, радиоэле-
ментов для поверхностного монтажа, мощных линейных СВЧ-транзисторов
и т.д.
Введение 11
Таким образом, в стране была создана мощная радиоэлектронная про-
мышленность, способная вести глубокие научные исследования и выпускать
электронные и радиотехнические изделия высокого технического уровня,
соответствующие требованиям обеспечения обороноспособности страны.
В конце XX века при преобразовании плановой системы в рыночную
экономику и вследствие связанного с этим кризиса радиоэлектронная про-
мышленность страны утратила многие достижения. Объем производства как
промышленной, так и наукоемкой продукции сократился в несколько раз.
Прекратила свое существование почти половина предприятий и научных
организаций. Возникли трудности с обеспечением даже ограниченного чис-
ла разработок аппаратуры изделиями электронной техники. Отечественная
радиоэлектронная продукция активно стала замещаться изделиями зарубеж-
ного производства.
Промышленность высоких технологий сильно пострадала после развала
Советского Союза. Но электронная промышленность заложила свое отста-
вание от зарубежного уровня еще в советское время. Причин много, но важ-
нейшие из них следующие:
— неоправданное копирование зарубежных образцов, что предопредели-
ло привычку «плестись в хвосте», но этому процессу наступил естест-
венный конец. Высокоразрядная электроника не поддавалась копиро-
ванию, а навыки к новым разработкам оказались атрофированными;
— отвлечение мощностей электронной промышленности на изготовле-
ние «конечного» продукта в виде бытовых приборов, поступающих не-
посредственно в торговую сеть (товары народного потребления). Объ-
ем этих товаров вырос в 1970 году по отношению к 1960 году в 7,2 ра-
за, а в 1990 году в 293,7 раза;
— недостаточное внимание к современным технологиям и технологиче-
скому оборудованию, а также производству чистых материалов;
— отсутствие жесткой заинтересованности предприятий-изготовителей в
увеличении выхода годных изделий.
ÃËÀÂÀ 1
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО РАЗВИТИЮ
ОТЕЧЕСТВЕННОЙ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
1.1. Планированиеи организация разработок
Динамичному развитию военной радиоэлектроники в стране способствовал
ряд факторов, важнейшими из которых являлись:
— постоянно растущие требования Минобороны как генерального заказ-
чика радиоэлектронных средств вооружения;
— действующий порядок планирования работ в области радиоэлектро-
ники;
— координирующая роль Комиссии Президиума Совета Министров
СССР по военно-промышленным вопросам (ВПК).
Требования Минобороны к радиоэлектронному вооружению устанавли-
вались в разделах Программы вооружения, разрабатываемой головными по
направлениям техники научно-исследовательскими институтами Миноборо-
ны и промышленности на определенный временной период. В начале
1980-х годов впервые была разработана Программа важнейших работ по раз-
витию изделий электронной техники и электротехники в обеспечение Про-
граммы вооружения на период до 1995 года.
С развитием средств защиты и нападения, тактики их использования тре-
бования к радиоэлектронной аппаратуре в период с 1950 по 2000 год постоян-
но возрастали практически по всем тактическим и техническим показателям.
Требовалось увеличение дальности и достоверности обнаружения целей
в условиях уменьшения их отражающих поверхностей и применения помех
при сокращении времени на принятие решения, повышение точности наве-
дения и управления оружием поражения в сложных помеховых условиях.
Расширение комплекса задач, решаемых радиоэлектронным вооружением,
привело к разработке многофункциональных и многорежимных комплексов
наземного, морского и воздушного базирования. С усложнением тактико-
технических характеристик аппаратуры возрастали требования к мобильно-
сти и надежности радиоэлектронного вооружения при максимальном сни-
жении массогабаритных показателей. К началу 1990-х годов в связи с суще-
ственным развитием различных видов средств вооружения и тактики их
применения разработка средств радиоэлектронного вооружения с элемента-
ми искусственного интеллекта стала первоочередной задачей.
Усложнение задач радиоэлектронной борьбы, создание средств управле-
ния оружием в оптическом диапазоне привело к разработке комплексов
обороны, которые должны решать задачи не только обнаружения и анализа
угрозы, но и создания помех нескольким целям с временным и пространст-
венным управлением имеющихся ресурсов противодействия.
В создании принципиально новых средств радиоэлектронного вооруже-
ния и совершенствовании существующих значительную роль играли совме-
стные рассмотрения на заседаниях НТС Комиссии Президиума Совета Ми-
нистров СССР по военно-промышленным вопросам тактико-технических
требований к радиотехническим устройствам и необходимым для их реали-
зации изделиям электронной техники. По результатам таких рассмотрений
принимались решения, в которых предусматривалось проведение работ по
созданию конкретных радиотехнических средств и оптимальной, функцио-
нально полной номенклатуры важнейших ЭРИ, определяющих основные
тактико-технические характеристики (ТТХ) радиоэлектронного вооружения,
предусмотренного к разработке.
«Работа в ВПК была сложной — как правило, на ее рассмотрение выно-
сились вопросы, по которым возникали противоречия между заказчиками и
исполнителями или между основными разработчиками и их смежниками.
Для подготовки решения приходилось глубоко разбираться в существе дела
с выездом на место — в НИИ, КБ, на заводы» (Н.С. Строев).
Координирующая роль ВПК и системный подход к развитию новых на-
правлений в технике особо наглядно проявились при разработке программы
развития микроэлектроники в стране.
Проблема решалась комплексно. Создается Научный Центр из ряда раз-
мещенных в одном месте НИИ и заводов. Они должны работать вместе, в
конце производственного цикла — интегральные микросхемы и аппаратура
на их основе. В течение трех лет (1962-1965 гг.) происходит организация
пяти научно-исследовательских институтов с опытными заводами: НИИ
точной технологии (НИИТТ) с заводом «Ангстрем» (разработка и выпуск
интегральных микросхем по гибридной технологии); НИИ молекулярной
электроники (НИИМЭ) с заводом «Микрон» (разработка и производство
полупроводниковых интегральных микросхем); НИИ материаловедения
(НИИМВ) с заводом «Элма» (основное направление работ — материалы для
микроэлектроники); НИИ точного машиностроения (НИИТМ) с заводом
«Элион» (разработка специального технологического оборудования) и НИИ
микроприборов с заводом «Компонент» (системное предприятие по созда-
нию радиоэлектронных устройств на базе интегральных микросхем). Поис-
ковыми исследованиями должен был заниматься НИИ физических проблем.
Для работы с потребителями было создано Центральное бюро применения
интегральных микросхем.
В это же время в Киеве, Риге, Вильнюсе создаются новые научные уч-
реждения, конструкторские бюро. Существующие КБ заводов полупровод-
никовых приборов переориентируются на решение проблем микроэлектро-
ники. Это происходит в Воронеже, Минске, Новосибирске.
В развитии работ в области военной электроники и радиотехники суще-
ственную роль сыграло применение метода комплексно-целевого програм-
много планирования развития ИЭТ и, как следствие, внедрение соответст-
вующих комплексно-целевых (для конкретных классов и групп изделий
электроники) и аппаратурно-ориентированных (с привязкой изделий элект-
роники к конкретным системам и комплексам) программ.
14 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
Комплексно-целевые программы развития важнейших направлений элек-
троники (КЦП) стали разрабатываться в 1960-х годах при формировании
электронной промышленностью пятилетних планов. Они включали комплек-
сы работ по созданию изделий, а также обеспечивающие НИОКР в области
новых материалов, технологий, оборудования, измерительных установок. На
начальном этапе КЦП разрабатывались разработчиками изделий электронной
техники с участием представителей Генерального заказчика от Минобороны
по отдельным направлениям развития изделий. Такой подход к разработке
программ создания изделий электронной техники без непосредственного
привлечения к их разработке потребителя объясняется тем, что в этот период
в разработках вакуумных электронных изделий по параметрам, номенклатуре
было достигнуто определенное насыщение. Функционально полная номенк-
латура электронных приборов, использующих другие принципы функциони-
рования, удовлетворяющая требованиям разработчиков РЭА, только еще
формировалась. В 1970–1980-х годах КЦП по созданию ИЭТ стали разраба-
тываться электронной промышленностью при участии разработчиков РЭА и
Генерального заказчика практически по всем группам электронных изделий.
Общее количество КЦП на один период времени достигло 79.
Комплексный подход к созданию ИЭТ позволил перейти к разработке
аппаратурно-ориентированных программ (АОП) создания комплектующих
изделий для определенного класса аппаратуры.
Программное аппаратурно-ориентированное планирование позволяло не
только оптимизировать номенклатуру изделий, подлежащих разработке, но
и обеспечило возможность максимального использования функциональных
возможностей новых изделий электронной техники и электротехники в но-
вых схемных и технологических решениях, разрабатываемых радистами при
конструировании радиоэлектронной аппаратуры.
Так, в 1971–1972-х годах заказчиком совместно с разработчиками ИЭТ и
средств радиоэлектронного противодействия была разработана АОП по
обеспечению радиоэлектронных средств противодействия самолетов и вер-
толетов. В дальнейшем АОП стали разрабатываться для обеспечения радио-
электронных средств вооружения близких по назначению и областям при-
менения комплексов, независимо от принадлежности к заказывающим
управлениям (например, для ЗРК — ПВО, ВМФ, СВ и т.д.). В 1975 году
Минобороны совместно с аппаратостроительными министерствами была
разработана АОП в интересах обеспечения специальной элементной базой
разработок стратегических ракет. Формирование таких программ позволило
оптимизировать количество разработок комплектующих изделий за счет ши-
рокой их унификации, обеспечивающей их применение в оптимальных по
режимам схемных позициях в значительном количестве близких по назначе-
нию образцов вооружения и военной техники.
Комплексно-целевое и аппаратурно-ориентированное планирование
явилось основой унификации изделий электроники, формирования опти-
мального числа типов по классам и группам комплектующих изделий, их
нормативного документирования через системы определяющих параметров
и, тем самым, рационального расходования выделяемых бюджетных средств
на развитие электроники и обеспечение потребностей в комплектации ЗИП,
формировании ремонтных органов и др.
1.1. Планирование и организация разработок 15
К середине 1980-х годов были сформированы единые в стране принци-
пы управления развитием и применением изделий электроники и радио-
техники. В соответствии с этими принципами координировались направ-
ления совместной деятельности специалистов электроники и радиотехники
в части разработки новых системно-технических и схемотехнических ре-
шений.
1.2. Система управления развитием электронной
компонентной базы военной продукции
Бурное развитие военной техники, начавшееся еще в предвоенные годы,
предопределило настоятельную необходимость широкого использования все
усложняющихся радиоэлектронных средств. Опыт Великой Отечественной
войны показал, что применение радиоэлектронных средств резко повышает
боевую эффективность всех видов ВС и родов войск. Поэтому, начиная с
1940-х и особенно в 1950-е годы, эта проблема приобрела государственное
значение. Так, Постановлением Государственного Комитета Обороны от
4 июля 1943 года был создан Совет по радиолокации при Государственном
Комитете Обороны, сыгравший определяющую роль в развитии радиоэлект-
ронных средств вооружения и изделий электронной техники. В дальнейшем
принимается ряд постановлений Правительства СССР, направленных на со-
здание оборонных министерств, НИИ и КБ промышленности. В Министер-
стве обороны вводится должность заместителя Министра обороны по ра-
диоэлектронике, создается система заказывающих управлений во всех видах
ВС и родах войск, научно-исследовательских организациях Минобороны,
аппарате военных представителей. Координирующая роль по проблеме раз-
вития электронной техники возлагается на 5 Главное управление Минобо-
роны. В последствии правоприемником этого управления в части развития
электронной компонентной базы (ЭКБ) становится 16 Управление Минобо-
роны. В основу военно-технической политики Минобороны в области раз-
вития и применения ЭКБ положены научно-технические исследования,
проводимые головной организацией Минобороны 22 ЦНИИИ МО совмест-
но с другими НИО Минобороны, НИИ и КБ промышленности. Главные
направления этих исследований учитывают интересы всех видов ВС и родов
войск, тенденции развития радиоэлектронных средств вооружения (РЭСВ)
и ЭКБ, а также мировую практику создания современной электронной ком-
понентной базы. На 16 Управление возлагаются практически все основные
управленческие и координационные функции по:
— организации прогнозных исследований ЭКБ;
— формированию основных направлений и планов развития ЭКБ;
— обоснованию оптимального числа типов унифицированных изделий;
— разработке аппаратурно-ориентированных и комплексно-целевых
программ создания ЭКБ для применения в жестких условиях эксплуа-
тации;
— участию в разработке технических заданий на НИОКР в интересах
всех видов ВС;
16 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
— осуществлению военно-научного сопровождения разработок ЭКБ;
— проведению Государственных испытаний ЭКБ;
— формированию Перечней изделий, разрешенных для применения при
разработке (модернизации) военной РЭА;
— проведению экспертизы правильности применения ЭКБ и подкон-
трольной эксплуатации РЭСВ в войсках.
Специфика, сложность и комплексность перечисленных выше задач
обусловили разработку в Минобороны системы управления развитием меж-
видовой ЭКБ и предопределили головную роль 16 Управления Минобороны
в организации работ по их решению с широким привлечением других мини-
стерств и ведомств. Система управления развитием ЭКБ постоянно совер-
шенствовалась и, в целом, подтвердила свою эффективность и оператив-
ность. Определяющим элементом системы является разработка и обоснова-
ние требований Минобороны к техническим и эксплуатационным характе-
ристикам, к рациональной номенклатуре ЭКБ, объемам и срокам ее
разработки и производства при реализации Государственной программы во-
оружения.
В основу методологии определения рациональных направлений развития
электронной компонентой базы были положены следующие основные
принципы:
— обоснование сбалансированного развития ЭКБ на основе анализа по-
требностей ВВТ, возможностей организаций (предприятий) оборон-
ных отраслей промышленности, финансовых и других ресурсов;
— рациональное распределение и концентрация ресурсов на наиболее
приоритетных направлениях развития ЭКБ;
— использование имеющегося научно-технического задела с учетом ин-
фраструктуры промышленности по реализации планов и программ.
На работы по созданию ЭКБ в интересах Минобороны разработчик из-
делия разрабатывал проект технического задания, который согласовывался с
основным потребителем изделия Минобороны, и утверждался руководством
электронной промышленности. В процессе выполнение работы ее ход конт-
ролировался военным представителем на этом предприятии. По заверше-
нию разработки изделие проходило государственные испытания и принима-
лось комиссией, состав которой согласовывался с Минобороны. Председа-
телем комиссии по приемке изделий, разработанных в интересах Минобо-
роны, был ее представитель. По результатам испытаний принималось
решение о возможности поставки данного изделия и оно включалось в Пе-
речень ЭКБ, разрешенных для применения в военной аппарате.
Впоследствии они заняли самостоятельное место как унифицированные,
межвидовые изделия снабжения Вооруженных сил.
К концу 1980-х годов ЭКБ представляла собой широкий спектр изделий,
включая приборы СВЧ и микроэлектроники, полупроводниковой техники и
фотоэлектроники, изделия волоконной оптики и квантовой электроники,
радиодетали, радиокомпоненты и другие, находящиеся на тот период по
ряду важнейших направлений на уровне мировых достижений и практиче-
ски полностью удовлетворяющие требованиям Минобороны. Объем поста-
1.2. Система управления развитием электронной базы военной продукции 17
вок ЭКБ в интересах Минобороны составлял до 80–90% от всего объема по-
ставок электронной промышленности.
Электронные компоненты, прошедшие государственные испытания и
принятые представителями военной приемки 16 Управления, поставлялись
для разработок аппаратуры и эксплуатации во всех видах радиоэлектронных
средств вооружения и военной техники. С целью систематизации и унифи-
кации требований Министерства обороны к РЭСВ и ЭКБ по условиям их
применения по инициативе 16 Управления при головной роли 22 ЦНИИИ
Минобороны были разработаны комплексы государственных военных стан-
дартов «Мороз» и «Климат», содержащие требования, нормы и методы ис-
пытаний на аппаратуру, ЭКБ и материалы, применяемые в военной элект-
ронике.
В связи с появлением и принятием на вооружение ядерного оружия по
инициативе заказывающих управлений Министерства обороны и в соответ-
ствии с решением ВПК, с целью обеспечения требуемой радиационной
стойкости РЭСВ была создана предприятиями отечественной промышлен-
ности необходимая номенклатура ЭКБ, отвечающая этим требованиям и во-
шедшая в специальный Перечень ЭКБ с повышенной радиационной стой-
костью. Координирующую роль при решении вопросов по данной проблеме
осуществляло 16 Управление Министерства обороны, а военно-научное со-
провождение указанных разработок — 22 ЦНИИИ МО.
В связи с ростом решаемых задач системами и комплексами ВВТ и, как
следствие, значительным повышением сложности РЭСВ были предложены
принципы комплексной миниатюризации аппаратуры, включающие значи-
тельное уменьшение их массогабаритных характеристик и энергопотребле-
ния на основе достижений твердотельной электроники. Были разработаны
требования к показателям комплексной миниатюризации РЭСВ по видам
техники, методы их обеспечения и критерии цен. Внедрение этих докумен-
тов в практику работы предприятий оборонных отраслей промышленности
стимулировало широкое использование изделий микроэлектроники и созда-
ние другой ЭКБ, совместимой с изделиями, создаваемыми по интегральной
технологии.
Оснащение армии радиоэлектронными средствами вооружения потребо-
вало обеспечения отказоустойчивости и необходимости выявления причин
и исследования механизмов отказов. Для решения этой задачи и в развитие
ранее проводимых работ по надежности решением ВПК был создан при
22 ЦНИИИ МО Межведомственный Центр анализа отказов радиоэлектрон-
ной аппаратуры и комплектующих ее изделий. Особое внимание уделялось
анализу причин повторяющихся отказов РЭА и ЭКБ и принятию преду-
преждающих и корректирующих мер по их исключению на аппаратострои-
тельных предприятиях и предприятиях, создающих ЭКБ. Для обеспечения
деятельности Центра была отработана система сбора, поступления и обра-
ботки информации о надежности РЭА и ЭКБ, введенная директивой на-
чальника ГШ ВС.
В интересах динамичного развития РЭСВ требовалось формирование
целевых заказов на разработки ЭКБ, организация и методологическое обес-
печение государственных испытаний, военной приемки и поставки этой
продукции как самостоятельных предметов снабжения Вооруженных сил.
18 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
Такой подход к организации работ со стороны Минобороны позволил к
концу 1980-х годов сформировать номенклатуру ЭКБ военного применения,
включающую изделия СВЧ и микроэлектроники, полупроводниковой тех-
ники и фотоэлектроники, изделия волоконной оптики и квантовой электро-
ники, радиодетали, радиокомпоненты и другие, находящиеся на тот период
по ряду важнейших направлений на уровне мировых достижений и практи-
чески полностью удовлетворявших требованиям Минобороны.
Распад СССР и, по существу, развал экономики страны привели в на-
чале 1990-х годов к значительным потерям в электронной отрасли, особен-
но в военной электронике. Электронная отрасль, державшаяся на почти
100% оборонном заказе, в течение короткого времени практически полно-
стью лишилась рынка сбыта. Объем закупок ЭКБ по линии Министерства
обороны снизился более чем в 10 раз. Положение усугублялось также тем,
что в военно-промышленном комплексе России в связи с изменением ее
территориально-государственного устройства сложилась ситуация, когда
изготовители отдельных критически важных для комплектации боевых
комплексов классов изделий электронной техники и радиоэлектроники
остались за границами страны. Для России оказались утраченными (вслед-
ствие размещения в странах СНГ и Балтии) производства в таких облас-
тях, как:
• микроэлектроника (до 100% компараторов напряжения, делителей ча-
стоты, устройств выборки и хранения, ИС для радиовзрывателей; ана-
лого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, операционных
усилителей, свыше 70 % микропроцессоров и микроЭВМ; 40% логиче-
ских схем; свыше 30% схем запоминающих устройств);
• полупроводниковые приборы (100% низкочастотных варикапов и им-
пульсных диодов; до 60% низкочастотных тиристоров; до 80% ограни-
чительных СВЧ-диодов; до 50% выпрямительных диодов и столбов);
• СВЧ-техника (до 88% ЛБВ малошумящих и средней мощности);
• компоненты волоконно-оптических линий связи и передачи информа-
ции (100%);
• радиодетали и радиокомпоненты (90% высоковольтных, высокотемпе-
ратурных и прецизионных проволочных резисторов; 80% помехопо-
давляющих конденсаторов; 100% соединителей для авиационной диа-
гностической аппаратуры; 40% высоковольтных вакуумных выключа-
телей);
• электротехника (более 90% высокочастотных реле и реле времени).
Политические и экономические преобразования, проводимые в России,
привели к общему кризису отечественной промышленности радиоэлектрон-
ного комплекса, резкому спаду объемов производства радиоэлектронных
средств вооружения. Объем производства РЭСВ за последние 10 лет сокра-
тился по РЭА в 10–20 раз, по ЭКБ и материалам — в 10–30 раз.
Министерство обороны РФ, понимая большую роль и важность РЭСВ
и ЭКБ для поддержания боеготовности ВС РФ и с целью обеспечения со-
ответствующего технического уровня ВВТ, в это сложное время при очень
ограниченных финансовых возможностях продолжало осуществлять заказы
изделий по приоритетным отраслевым производствам, составляющим
1.2. Система управления развитием электронной базы военной продукции 19
основу военной электроники. При этом мотивационным фактором поддер-
жки электронной промышленности со стороны Минобороны явилась не-
обходимость создания научно-технического задела в разработках новых по-
колений изделий для реализации последующих серийных заказов перспек-
тивных образцов ВВТ, сохранения промышленного потенциала и высоко-
квалифицированных научно-технических кадров оборонных отраслей
промышленности. В этот период по инициативе и заказам Минобороны
были созданы так называемые «пилотные линии» по развитию микропро-
цессорной техники нового поколения, получили поддержку твердотельная
СВЧ-электроника, фотоэлектронные приборы с повышенными техниче-
скими характеристиками, компоненты волоконной оптики и др. В даль-
нейшем поддержка радиоэлектронной отрасли страны Министерством обо-
роны способствовала «новому витку» развития ЭКБ. С середины 1990-х го-
дов начинается проведение мероприятий по частичной реструктуризации
отраслей электронной и электротехнической промышленности, занятых
выполнением государственного оборонного заказа. Это позволило скон-
центрировать имеющиеся интеллектуальные, производственные и финан-
совые ресурсы на сохранении, восстановлении, а по возможности на вос-
производстве целого ряда классов и типов элементной базы военного на-
значения. Однако в условиях жестких ресурсных ограничений проведен-
ные мероприятия не смогли до настоящего времени полностью обеспечить
вооружение отечественной комплектацией соответствующего технического
уровня и надежности.
Одна из новых причин, сдерживающих динамичное восстановление
отечественной электронной промышленности — снижение заказов на раз-
работку и производство отечественной ЭКБ из-за продвижения во все бо-
лее широких масштабах на отечественный рынок продукции иностранных
фирм. Зарубежные фирмы, обладающие огромным опытом конкурентной
борьбы в условиях рыночной экономики и располагающие мощными со-
временными производствами с высокой степенью автоматизации, значите-
льным научно-техническим потенциалом, с эффективной системой управ-
ления качеством по международным стандартам, поставляют на рынок
продукцию высокого технического уровня, причем ассортимент ее изменя-
ется быстро.
С середины 1990-х годов при разработке образцов ВВТ стали активно
использоваться электронные модули и электрорадиоизделия иностранного
производства (ЭРИ ИП). Проведенный анализ применяемости ЭРИ ИП в
перспективных образцах ВВТ, включенных в Программу вооружения, под-
твердил это положение. С целью исключения возможности снижения обо-
ронного потенциала страны и зависимости от зарубежных поставок в Ми-
нистерстве обороны разрабатывается методология постепенной замены им-
портных электронных компонентов на отечественные. В случае применения
в ВВТ импортные изделия должны иметь необходимый уровень качества и
надежности. Однако ввиду отсутствия соответствующих международных до-
говоров и соглашений на поставку в Россию высококачественных и надеж-
ных изделий для военного применения и ракетно-космической техники,
разработчики ВВТ вынуждены использовать ЭРИ ИП коммерческого или
индустриального исполнения, импорт которых не ограничен. Кроме того,
20 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
применение ЭРИ ИП сопряжено с техническими проблемами, влияющими
на требуемый уровень качества, надежности и других эксплуатационных ха-
рактеристик образцов ВВТ. Это связано с отличиями в подходах к установ-
лению соответствующих гарантий на эксплуатационные характеристики в
зарубежной и отечественной практике, отсутствием у потребителей полной
и достоверной информации об изделиях. Для решения указанных проблем
было признано необходимым введение системы обеспечения качества ИП.
Алгоритм обеспечения и контроля качества ЭРИ ИП установлен соответст-
вующим положением о порядке применения электронных модулей, комп-
лектующих изделий, электрорадиоизделий и конструкционных материалов
иностранного производства в системах, комплексах, образцах вооружения и
военной техники и их составных частях. Порядок применения и сертифика-
ции ЭРИ ИП и материалов в интересах комплектования образцов ВВТ
утвержден и введен в действие.
Политико-экономические преобразования в стране и разрушение обо-
ронной промышленности потребовали и изменения подходов в Миноборо-
ны к обеспечению качества и надежности ЭКБ военного назначения. Сло-
жившаяся в 1970—1980-е годы система обеспечения и контроля качества
вооружения и военной техники эффективно действовала в условиях плано-
вой экономики с централизованным управлением в условиях приоритетно-
сти выполнения государственного оборонного заказа, его существенной
(до 80–90%) доли в общем производстве предприятий и при наличии дей-
ственных рычагов влияния представительства заказчика Минобороны на
управление разработкой, производством и качеством продукции. В этих
условиях эффективно действовали военные стандарты: ГОСТ 20.57.402-81
«КСКК. Изделия электронной техники, квантовой электроники и электро-
технические требования к обеспечению качества», ОСТ 11.091.127-82
«СУКП. Основные положения отраслевой системы», стандарты СРПП ВТ,
КС «Мороз-5», КС «Климат-6». Основные образцы ВВТ разработок
1970—1980-х годов соответствовали предъявляемым им требованиям по ка-
честву.
После 1980-х годов наблюдается тенденция ухудшения качества и надеж-
ности РЭСВ, возрастание по отдельным группам ЭРИ процента рекламаций
в 2–10 раз и существенное увеличение доработок техники в войсках.
Причинами снижения уровня качества и надежности РЭСВ вследствие
общего кризиса промышленности являются:
— слабое функционирование систем управления качеством на предприя-
тиях, резкое сокращение соответствующих служб;
— нарушение существовавших ранее кооперативных связей между пред-
приятиями; сокращение работ по совершенствованию и разработке
нормативно-технической базы в обеспечение качества и надежности;
— отставание уровня развития производственной и испытательной баз от
современных требований;
— сокращение квалифицированного персонала на предприятиях и об-
служивающего персонала в войсках;
— практическое прекращение информационного обмена данными об от-
казах и др.
1.2. Система управления развитием электронной базы военной продукции 21
В то же время в условиях реформирования Вооруженных сил России су-
щественно возросли требования к эффективности, качеству и надежности
ВВТ, включая РЭА, ЭРИ и материалы.
С целью выполнения требований Минобороны по реализации единого
системного подхода к обеспечению качества и надежности всех комплекту-
ющих ВВТ было предложено ввести в практику деятельности организаций
Минобороны и промышленности принципиально новую межотраслевую си-
стему обеспечения и контроля качества и сертификации, обладающую высо-
кой эффективностью.
Для реализации такой системы обеспечения и повышения качества
РЭСВ предусматривались:
1. Разработка отечественных военных стандартов различных уровней,
регламентирующих требования, методы и процедуры системы качества
применительно к классам (группам) продукции военного назначения с
более подробной регламентацией методов и процедур, адаптирован-
ных к реальному промышленному потенциалу отечественных пред-
приятий и учитывающих положительный опыт отечественных пред-
приятий в этой области.
2. Внедрение системы качества по военным стандартам на предприятиях
оборонного комплекса с разработкой высокоэффективных алгоритмов
информационных технологий управления качеством.
3. Организация эффективного контроля за функционированием систем
качества на предприятиях.
4. Создание межотраслевой системы управления качеством (взамен рас-
павшихся отраслевых систем), базирующуюся на квалифицированном
контроле за внедрением и результатами функционирования системы
качества на предприятиях по всей цепочке создания РЭСВ (материа-
лы — электрорадиоизделия — радиоэлектронная аппаратура) и обес-
печивающую эффективное управление размещением государственного
оборонного заказа в условиях ограниченных ресурсов.
Для комплексной регламентации требований к организации и функцио-
нированию системы качества на предприятиях и ее контролю были разрабо-
таны:
— новый комплекс основополагающих государственных военных стан-
дартов на электрорадиоизделия военного назначения — КС «Кли-
мат-7»;
— руководящие документы системы сертификации «Военэлектронсерт»;
— нормативные документы на группы однородной продукции.
Новый комплекс стандартов обеспечивал преемственность основных по-
ложений действующей системы и тем самым позволял сохранить значитель-
ный положительный опыт, накопленный в отечественной практике созда-
ния и военной приемки изделий.
После 1995 года в Минобороны потребовалось решение вопроса по по-
ставкам ЭКБ малыми партиями.
Из-за резкого сокращения объемов военных заказов электронные при-
боры военного назначения зачастую производились и поставлялись малыми
22 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
партиями, а изделия СВЧ-электроники, фотоэлектроники и квантовой
электроники, как правило, единичными экземплярами. Эти тенденции со-
хранятся, во многом, на ближайший период, а для сложных многофункцио-
нальных изделий, уникальных изделий и изделий узкоцелевого назначения
мелкосерийное и единичное производство будет основным и в условиях
экономического возрождения и подъема. В связи с этим потребовалось со-
вершенствование системы качества и сертификации РЭА, ЭРИ и материа-
лов военного назначения в условиях неритмичного (прерывистого) и мелко-
серийного (единичного) производства. Были усилены меры по обеспечению
и контролю качества в процессе разработки и производства, это позволило
существенно сократить затраты на приемку изделий, выпускаемых в таких
условиях, с сохранением достигнутого уровня качества.
Сертификация РЭА, ЭРИ и материалов военного назначения, проводи-
мая представителями Минобороны, дополняет действующую систему разра-
ботки и производства ВВТ процедурами, обеспечивающими повышение га-
рантий комплектования образцов ВВТ электрорадиоизделиями, РЭА и мате-
риалами требуемого качества.
Высокие требования Минобороны к участникам оборонного заказа сти-
мулировали разработчиков, изготовителей и поставщиков оборонной про-
дукции повысить активность в области сертификационной деятельности,
что, в конечном счете, приведет к повышению качества продукции, которое
является основным критерием эффективности функционирования системы
качества предприятий и системы сертификации в целом.
В условиях финансовых сложностей существования предприятий обо-
ронного комплекса с целью сохранения научно-технического и производст-
венного потенциала многие предприятия вынуждены были провести рест-
руктуризацию, в том числе изменение форм собственности, организацию
холдинговых компаний, выделение дочерних предприятий, организацию
эффективного функционирования испытательных центров при совместном
их использовании несколькими предприятиями.
В такой ситуации Минобороны при формировании Государственного
оборонного заказа (ГОЗ) отработало механизм повышения эффективности
его размещения на основе проведения лицензирования деятельности пред-
приятий, работающих в сфере обороны. Разработанная под руководством
14 Управления Минобороны методология оценки способности и готовно-
сти предприятий обеспечивать выполнение оборонного заказа по результа-
там сертификации систем качества и проведения комплексного аудита
(проверки экономической и технической состоятельности организаций,
состояния мобилизационных мощностей) стала основой для принятия ре-
шения о выдаче лицензий, что закреплено в действующей законодательной
базе.
Внедрение новой системы обеспечения качества и надежности на пред-
приятиях-разработчиках (изготовителях) и потребителях военной продукции
позволило повысить качество и надежность модернизируемых радиоэлект-
ронных средств вооружения в 1,5-2 раза, снизить количество рекламаций в
2-10 раз, обеспечить продление сроков эксплуатации 76 объектов боевой
техники сверхназначенного ресурса в среднем в 1,35 раза.
1.2. Система управления развитием электронной базы военной продукции 23
1.3. Поколения электроники и радиотехники
Открытия и достижения в радиотехнике и электронике, внедренные в разра-
ботки электронных изделий и радиотехнических устройств, изменяли их об-
лик и расширяли функциональные возможности, появлялись новые схемо-
технические решения в радиоаппаратуре. С другой стороны, стремление
увеличить дальность передачи радиосигналов за счет мощности передающих
устройств требовало при разработке мощных генераторных ламп примене-
ния специальных материалов и встроенных систем охлаждения. Создание
магнетронных генераторов, клистронных усилителей и других приборов
СВЧ-диапазона позволило решить задачи раннего обнаружения самолетов и
других летательных и подвижных аппаратов. Наряду с совершенствованием
конструкции электронных изделий, работающих на уже известных принци-
пах, постоянно велись поиски новых способов генерирования и усиления
радиосигналов, позволяющих использовать новые схемотехнические реше-
ния в аппаратуре и получать передающие и приемные устройства, работаю-
щие с большей эффективностью в широком диапазоне частот.
С развитием электровакуумных ламп существенно улучшались эксплуа-
тационные характеристики приемных устройств — расширился рабочий
диапазон частот, увеличился коэффициент усиления каскадов, снизился ко-
эффициент собственных шумов, расширился динамический диапазон вход-
ных сигналов и др. Стремление улучшить качество изображения телевизи-
онных сигналов при приеме и передаче привело к разработке и совершенст-
вованию приборов преобразования изображения в электрические сигналы.
Одновременно с усилительными и генераторными (активными) элект-
ронными приборами разрабатывалась и совершенствовалась номенклатура
пассивных изделий (резисторов, конденсаторов, электрических соедините-
лей, коммутационных изделий и др.), обеспечивающих возможность приме-
нения активных электронных приборов в оптимальных электрических режи-
мах. На определенных этапах развития создавалась функционально полная
номенклатура электронных изделий, позволяющих в этот период решать
практически все задачи, которые возникали при проектировании и созда-
нии радиотехнических устройств на основе действующих в то время прин-
ципов конструирования и технологии монтажа. Это поколение функцио-
нально полной номенклатуры электронных изделий характеризовалось при-
сущими и свойственными им конструктивными и эксплуатационными
особенностями, а также способом их монтажа в аппаратуре. Такая номенк-
латура электронных изделий определялась как поколение, а аппаратура, со-
здаваемая с их применением, определялась как аппаратура соответствующе-
го поколения.
Последующее поколение аппаратуры отличалось от предыдущего более
высокими функциональными возможностями, эксплуатационными характе-
ристиками и техническими параметрами.
С начала 1950-х годов и до 2000 года был сформирован ряд поколений
как изделий электронной техники, так и радиотехнических устройств.
У каждого поколения свои критерии:
— основные активные комплектующие изделия электронной техники,
— технология монтажа в аппаратуре,
24 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
— удельные показатели функций (усиление, преобразование и т.п.) на
один конструктивный элемент (объем элементов).
Можно выделить следующие поколения РЭА.
Первое поколение электровакуумных ламп, навесного (объемного) ручно-
го монтажа элементов схемы с пайкой элементов на монтажных стойках, с
реализацией отдельных функций в многокаскадном исполнении.
РЛС, ЭВМ, радио- и связная аппаратура 1950—1960-х годов (рис. 1.3.1).
Второе поколение полупроводниковых диодов, транзисторов, смешанно-
го навесного монтажа с пайкой на монтажных стойках и печатных платах, с
реализацией функций в однокаскадном модульном исполнении.
РЛС, ЭВМ, радио и связная аппаратура 1960—1970-х годов (рис. 1.3.2).
Третье поколение полупроводниковых диодов, транзисторов и микросхем
малой степени интеграции, смешанного навесного монтажа с пайкой на пе-
чатных платах (функциональные модули), с реализацией функций в одно- и
многокаскадном исполнении.
РЛС, ЭВМ, радио и связная аппаратура 1970—1980-х годов (рис. 1.3.3).
Четвертое поколение микросхем средней и большой степени интеграции
с автоматизированным монтажом, групповой пайкой элементов на печатных
платах, применением толстопленочной технологии монтажа и с реализа-
ций отдельных функциональных устройств в объеме одного кристалла микро-
схемы.
РЛС, ЭВМ, радио и связная аппаратура 1980—1985-х годов.
Пятое поколение микросхем большой и сверхбольшой степени интегра-
ции с элементами самонастройки и элементами искусственного интеллек-
та. Электронные устройства с высоким уровнем функциональной интегра-
ции.
РЛС, ЭВМ, радио и связная аппаратура начало 1990—начало 2000-х годов.
Шестое поколение устройств и систем на одном кристаллe.
1.3. Поколения электроники и радиотехники 25
а б
Рис. 1.3.1. Шасси (а) и вид монтажа (б) приемника первого поколения.
Диапазон принимаемых частот от 19 до 2000 м — 6 поддиапа-
зонов. Чувствительность ДВ — 180 мкВ, СВ — 180 мкВ, на КВ —
80 мкВ. Напряжения питания 110, 127 и 220 В. Потребление от
сети 120 Вт. 12 ламп. Масса шасси с монтажом около 10 кг, габа-
риты 450 Ї 350 Ї 250 мм
Указанные временные интервалы поколений являются ориентировочны-
ми. Они зависят от развития аппаратуры конкретного направления, степени
применения новых технологий аппаратостроительными предприятиями, а
также от времени появления данного класса аппаратуры.
Не умоляя значимости в построении радиотехнических комплексов всех
классов и групп изделий электроники, необходимо заметить, что, начиная с
третьего поколения, определяющую роль в принципах конструирования ап-
26 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
а б
Рис. 1.3.2. Шасси (а) и вид монтажа (б) приемника второго поколения.
Диапазон принимаемых частот от 25 до 2000 м — 5 поддиапазо-
нов, УКВ. Чувствительность ДВ, СВ, КВ — 30–150 мкВ, УКВ —
5–15 мкВ/м. 19 транзисторов. Напряжение питания 12 В. Мощ-
ность потребление от сети не более 35 Вт. Масса печатной платы
с монтажом 1,5 кг, габариты 320 Ї 100 Ї 25 мм
а б
Рис. 1.3.3. Печатная плата (а) и вид монтажа (б) модуля приемника третьего
поколения.
Диапазон принимаемых частот от 19 до 600 м — 6 поддиапазонов:
СВ, 3КВ,УКВ, ЧМ. Чувствительность СВ 0,5-07 мА/м, КВ — 80
мкВ/м, УКВ, ЧМ — 5-15 мкВ/м. Напряжение питания — 4,5 В.
Число транзисторов 6 шт., одна микросхема. Масса печатной
платы с монтажом 150 г, габариты 110х80х12 мм. Мощность по-
требления от сети не более 0,05 Вт
паратуры и во внедрении групповых технологий монтажа стала играть мик-
роэлектроника, включая интегральные микросхемы, полупроводниковую
СВЧ-электронику, фотоэлектронику, квантовую и оптоэлектронику. Новые
принципы конструирования и монтажа аппаратуры способствовали не толь-
ко реализации многофункциональной малогабаритной аппаратуры, но и
оказали определяющее влияние на динамику радиоэлектроники в целом.
Начиная с четвертого поколения и особенно в пятом и шестом поколе-
ниях, происходит перенос схемотехнических функций, ранее выполняемых
узлами, блоками и даже устройствами радиоэлектронной аппаратуры, на
электронную компонентную базу.
Каждое новое поколение электронных приборов приводило к появле-
нию новых технических решений в радиотехнике. И наоборот поиск новых
принципов реализации систем и комплексов радиоэлектронной аппаратуры
диктовал свои требования к облику, функциональному назначению и пара-
метрам изделий электроники.
Проектирование функционально сложных интегральных микросхем и
электронных модулей на ранних стадиях их создания без участия схемотех-
ников, конструкторов радиоэлектронной аппаратуры стало невозможным.
На всех этапах проектирования была необходима реализация процессов со-
ответствующей технической интеграции, где каждый раз оцениваются тре-
буемые схемотехнические варианты построения изделий, их выходные пара-
метры и сопоставляются с возможностями интегральной технологии.
Динамику развития и изменения поколений РЭА можно наглядно иллю-
стрировать по указанным выше критериям поколений, а также по потребля-
емой мощности и количеству выполняемых функций в расчете на единицу
объема. В таблице 1.3.1 в обобщенном виде представлена динамика разви-
тия РЭА, даны значения основных показателей.
В таблицах 1.3.2 и 1.3.3 приведены примеры конкретной аппаратуры раз-
личных поколений, иллюстрирующие повышение их потребительских и экс-
плуатационных показателей.
Таблица 1.3.1. Динамика развития РЭА
Поколе
ния РЭА
Основные
виды ИЭТ
Способы
монтажа
Плотность
компонов
ки, эл./см3
Удельная по
требляемая
мощность,
Вт/дм3
Функциональ
ная слож
ность, число
функций/дм3
1 поколе-
ние
ЭВП, дискр.
эл.
Объемный 0,1 10–30 1–5
2 поколе-
ние
ПП приборы,
дискр. эл.
Печатный 0,5 10–30 3–10
3 поколе-
ние
ИС, МСБ,
дискр. эл.
Многослойные
платы
2,0 10–30 10–50
4 поколе-
ние
БИС, МСБ,
ИФЭ
Поверхностный 10 10–30 20–100
5 поколе-
ние
СБИС, комп-
лекс. изделия
Платы 4-го и 5-го
класса точности
20 10–30 100–500
1.3. Поколения электроники и радиотехники 27
Таблица 1.3.2. Телевизионные приемники
Поко
ления
ТВ прием
ников
Основные виды
ИЭТ
Способ
монтажа
Вес радио
электронной
части теле
визора (без
ЭЛТ), кг
Потреб
ляемая
мощность,
Вт
Число
каналов,
способ
управления
1 поколе-
ние
ЭВП, дискретные
элементы
Объемный 15 250 12, механическое
переключение
2 поколе-
ние
ПП, специализи-
рованные ИС, ди-
скретные элементы
Печатный 2,5 90 более 30,
электронное,
дистанционное
Таблица 1.3.3. Связная аппаратура
Поколения РЭА
связи такти
ческого звена
Основные виды
ИЭТ
Количество
рабочих
частот
Вес,
кг
Объем,
дм3
Плотность
компоновки,
эл/дм3
1 поколение
1950–1960 гг.
Мини-ЭВП, дискретн.
элементы
400 18 27 20
2 поколение
1960–1970 гг.
Субминиатюрные ЭВП,
дискрет. элементы
600 12 15 50
3 поколение
1972–1977 гг.
Дискретные ПП, ГИС 1700 4 8 2·103
4 поколение
1977–1985 гг.
Монолит. ИС, микро-
сборки
2000 3 7 8·103
На примере поколений навигационной аппаратуры потребителей спут-
никовых навигационных систем (НАП СНС) иллюстрируется характер из-
менения технических параметров и функциональных возможностей аппара-
туры различных поколений с 1984 года до настоящего времени (таблица
1.3.4). Разработки первого поколения относятся к началу 1980-х годов, вре-
мени, когда техника спутниковых навигационных систем начала активно
развиваться в интересах потребителей (рис. 1.3.4).
Таблица 1.3.4. Аппаратура потребителей спутниковых навигационных систем
Поко
ления
аппарату
ры НАП
Число
функций
Число
каналов
Точность
опреде
ления ко
ординат, м
Основные ИЭТ Вес,
кг
Функциональная
сложность,
число
функций/дм3
1 поколе-
ние
2 2 120–300 Транзисторы, гиб-
ридные и монолит-
ные ИС малой сте-
пени интеграции
49 0,03
2 поколе-
ние
7 8 30 Транзисторы, ИС
малой, средней сте-
пени интеграции
4,5 0,9
3 поколе-
ние
8 14 10–30 Транзисторы, ИС
СВЧ, ИС средней
степени интеграции
1,6 5,2
4 поколе-
ние
8 16–24 5–15 Транзисторы, ИС
СВЧ, БИС
0,4 32
28 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
При разработке и производстве каждого поколения на аппаратострои-
тельных предприятиях использовались свои принципы конструирования и
технология производства аппаратуры. Приемы монтажа ИЭТ в аппаратуре
во многом зависят от конструктивных особенностей и допустимых темпера-
турных и механических нагрузок на электронные компоненты. В свою оче-
редь, технология монтажа (автоматизация, навесной монтаж, печатные пла-
ты, групповая технология и др.) устанавливает специальные требование к
конструктивным размерам и допускам комплектующих элементов (бескор-
пусные элементы, паяемость, допуски на размеры и т.д.).
Развитие прогрессивных технологических процессов и технологического
оснащения серийного производства изделий электронной техники, а также
разработка новых методов конструирования радиоэлектронной аппаратуры
были невозможны без специальных исследований.
До начала 1950-х годов основной технологией изготовления аппаратуры
была технология навесного (объемного) монтажа. В 1952–1953-х годах нача-
ла разрабатываться и внедряться на заводах технология печатного монтажа.
Внедрение печатного монтажа создавало реальные предпосылки для ко-
ренного преобразования инфраструктуры проектирования и производства
РЭА, что обеспечивало резкое сокращение сроков разработки, повышение
надежности аппаратуры и создавало условия для широкой механизации ее
производства, а также для реализации принципов построения аппаратуры
на основе унифицированных функциональных узлов.
1.3. Поколения электроники и радиотехники 29
Рис. 1.3.4. Поколения навигационной аппаратуры потребителей
Был разработан комплекс средств малой механизации для формовки вы-
водов дискретных радиоэлементов и микросхем, лужения выводов, установ-
ки на печатные платы, монтажа в узлах и блоках электропаяльниками, а на
печатных платах — групповыми способами.
В конце 1960-х годов в радиопромышленности был разработан отрасле-
вой стандарт, регламентирующий установочные размеры ИЭТ для монтажа
на печатные платы. При разработке этого стандарта был использован опыт
как зарубежных, так и отечественных предприятий. К этому времени уже
был создан комплекс механизированного и автоматизированного оборудова-
ния для сборки узлов на печатных платах.
В процессе внедрения разработанного стандарта выявилось, что отечест-
венные ИЭТ в части точности размеров, технологических ограничений по
температурным, механическим и другим воздействиям, способам упаковки
не отвечают требованиям автоматизированного производства. Совместно с
головными предприятиями электронной промышленности по видам эле-
ментной базы (резисторы, конденсаторы, полупроводниковые приборы, ин-
тегральные микросхемы) был разработан межотраслевой стандарт, регламен-
тирующий:
— конструкции корпусов электрорадиоэлементов, материалы выводов,
виды покрытий, способы маркировки;
— размеры корпусов и их допустимые отклонения;
— присоединительные размеры;
— технологические режимы в процессах автоматизированной сборки;
— способы упаковки и размеры тары.
Однако сначала этот стандарт не был принят электронной промышлен-
ностью, а был введен в радиопромышленности как отраслевой.
В дальнейшем аппаратостроительные министерства, потребляющие
ИЭТ, поставляемые предприятиями электронной промышленности, ввели
этот стандарт в действие, что фактически превратило его в межотраслевой,
и руководство электронной промышленности вынуждено было согласиться
с необходимостью введения этого стандарта на своих предприятиях. И в
1984 году был выпущен и введен в действие ГОСТ 20.39.405-84 «Изделия
электронной техники и электротехнические для автоматизированной сборки
аппаратуры». Введение этого стандарта способствовало выпуску на предпри-
ятиях электронной промышленности широкой номенклатуры ИЭТ и эф-
фективному применению прогрессивных методов автоматизированного
монтажа ИЭТ в аппаратуре.
1.4. Эксплуатационная надежность
радиоэлектронных средств
Совместные исследования надежности ИЭТ и РЭА в условиях эксплуатации
были начаты в 1950-х годах, в том числе путем подконтрольной эксплуата-
ции конкретных образцов радиоэлектронных средств с примененными в них
электронными изделиями. Первые систематические исследования надежно-
сти РЭА и ИЭТ начались с организации и проведения в 1956–1957-х годах
30 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
опытной эксплуатации 50 тыс. шт. ЭВП (генераторные, модуляторные, при-
емно-усилительные лампы, тиратроны), которые были проверены и промар-
кированы, в аппаратуре ПВО, ВВС и ВМФ.
Результаты опытной эксплуатации аппаратуры наземных РЛС, станций
орудийной наводки, самолетных бомбоприцелов и поставленных в эту аппа-
ратуру ЭВП позволили совместно с предприятиями промышленности и за-
казывающих управлений определить показатели надежности РЭА и ЭВП,
оценить влияние режимов работы ламп на безотказность их работы в обсле-
дованных видах аппаратуры.
Проводились экспериментальные исследования влияния внешних воз-
действующих факторов и циклического режима работы на надежность бор-
товой ракетной аппаратуры. В результате проведенной работы была увели-
чена средняя наработка на отказ этого парка аппаратуры в 2-3 раза.
Широкий круг исследований стал возможен благодаря созданию специ-
альных исследовательских организаций в Минобороны и оборонной про-
мышленности — Центральных бюро применения. Система организаций, ве-
дущих исследование надежности ИЭТ и РЭА в стране, постоянно совершен-
ствовалась, разрабатывались новые методы и методики исследований надеж-
ности с применением совершенного диагностического оборудования и
методов неразрушающего контроля. Расширялся круг задач, подлежащих ис-
следованию в интересах повышения надежности ИЭТ и РЭА, в связи с по-
ступлением на вооружение образцов радиоэлектронных средств, аппаратура
которых построена на модульном принципе с широким применением изде-
лий микроэлектроники, с качественно новыми схемотехническими и конст-
руктивными решениями и технологическим исполнением сменных модулей.
Для оперативного анализа причин отказов и исследования надежности
важнейших типов РЭА и комплектующих ее ИЭТ на стадиях разработки,
производства и эксплуатации решением Комиссии Президиума Совета Ми-
нистров СССР ВПК № 206 (1978 г.) была создана структура анализа отказов
РЭА и ЭРИ, состоящая из отраслевых Центров анализа отказов во главе с
Межведомственным Центром исследования надежности и анализа отказов
радиоэлектронной аппаратуры военного назначения и комплектующих ее
электрорадиоизделий.
Были определены порядок проведения работ по исследованию и опера-
тивному анализу отказов военной радиоэлектронной аппаратуры и комплек-
тующих ее изделий и основные задачи Центра, а также образован при Цент-
ре Межведомственный экспертный Совет (МЭС) по анализу отказов воен-
ной радиоэлектронной аппаратуры.
Центром проводились работы по проведению оперативного и экспертно-
го анализа причин отказов конкретных образцов РЭА и комплектующих ее
ИЭТ, оценка правильности выбора номенклатуры и проверка режимов ра-
боты ИЭТ в РЭА с целью предупреждения отказов на этапах разработки и
изготовления опытных образцов и другие работы.
В период с 1980 по 1990 год были выполнены комплексные научно-ис-
следовательские работы по исследованию надежности и анализу причин от-
казов 156 важнейших типов РЭА в условиях эксплуатации методом специа-
льной подконтрольной эксплуатации и 123 типов аппаратуры на стадиях
разработки и освоения в серийном производстве с участием научно-иссле-
1.4. Эксплуатационная надежность радиоэлектронных средств 31
довательских организаций Минобороны и головных организаций оборон-
ных отраслей промышленности.
Исследовались: бортовой радиотехнический комплекс системы управле-
ния ракет, радиолокационный прицельный комплекс самолетов, радиолока-
тор обзора самолета, зенитный ракетный комплекс, навигационный комп-
лекс и др.
Были выявлены недостатки разработки, производства и эксплуатации
этой аппаратуры и комплектующих ее ИЭТ. Установлено, что многие типы
резервированной аппаратуры не обладали требуемой отказоустойчивостью.
Нестыковка параметров СВЧ-приборов с параметрами СВЧ-трактов аппара-
туры во всех режимах работы и условиях эксплуатации из-за не оптимально
установленных для них норм и недостаточных конструктивно-технологиче-
ских запасов являлась причинами отказов комплекса.
Проведенными исследованиями установлено, что отказы аппаратуры в
ряде случаев возникают из-за неучета при ее разработке свойств и особен-
ностей конструкции, топологии и технологии изготовления полупроводни-
ковых ИЭТ, определяющих их высокие динамические, амплитудно-частот-
ные и временные характеристики, а также неучета распределенных емкостей
и индуктивностей многослойных печатных плат и протяженных линий меж-
платных связей. Результаты исследований позволяли оперативно вносить
изменения в конструкцию как электронных изделий, так и аппаратуры.
В результате проводимых исследований по надежности ИЭТ и РЭА были
разработаны требования к уровню внешних воздействующих факторов (кли-
матических и механических нагрузок, спецфакторов) на аппаратуру и ИЭТ,
отраженные в комплексе государственных стандартов «Мороз» и «Климат».
Важнейшей составляющей в работах по повышению надежности аппара-
туры являлись работы по контролю за правильностью применения и опти-
мальному сопряжению режимов ИЭТ в РЭА. В аппаратуре выявлялись
схемные позиции, в которых ИЭТ использовались с нарушением режимов и
условий работы, разрабатывались рекомендации по совершенствованию
схемных и конструктивных (а позднее и технологических) решений в аппа-
ратуре.
Так, при обследовании около 200 объектов РЭА всех классов, содержа-
щих более 1,5 млн. комплектующих ИЭТ, было выявлено до ста тысяч по-
тенциально ненадежных схемных позиций. Устранение такого количест-
ва недостатков разработки РЭА на ранних этапах их создания позволило в
3–7 раз снизить вероятность отказов при испытаниях и эксплуатации и
обеспечило значительный экономический эффект.
1.5. Комплексная миниатюризация
радиоэлектронной аппаратуры
Проблемы уменьшения габаритов и снижения энергопотребления радио-
электронной аппаратуры и устройств военного назначения были актуальны
всегда. Специалисты радиоэлектронной промышленности постоянно вели
научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по миниатю-
ризации ИЭТ и аппаратуры. Эффективное использование достижений элек-
32 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
троники и радиотехники и их взаимовлияние способствовали существенно-
му снижению массогабаритных показателей РЭА на основе комплексной
миниатюризации аппаратуры.
Под комплексной миниатюризацией радиоэлектронной аппаратуры по-
нимается совокупность схемотехнических, конструктивно-технологических
и организационно-производственных решений, базирующихся на широком
использовании интегральных микросхем, гибридно-пленочных микросбо-
рок, изделий функциональной электроники, специализированных полупро-
водниковых схем на основе базовых матричных кристаллов (БМК), прогрес-
сивных средств коммутации. Оптимизированные базовые несущие конст-
рукции охватывают все без исключения узлы, блоки и устройства аппарату-
ры. Комплексная миниатюризация — это увеличение функциональной
сложности различных классов РЭА, повышение ее надежности и техноло-
гичности, улучшение экономических показателей, радикальное снижение
веса, габаритов и энергопотребления, уменьшение материалоемкости и
улучшение других показателей при обеспечении выполнения РЭА заданных
тактико-технических требований.
Необходимость учета всех перечисленных выше факторов в процессе со-
здания РЭА потребовало комплексного подхода к ее конструированию.
Системные исследования в области комплексной миниатюризации нача-
лись в 1965 году при выполнении НИР «Ландыш» (головной исполнитель —
22 ЦНИИИ МО), включающей разработку требований к комплексной ми-
ниатюризации радиоэлектронных средств вооружения и военной техники и
методов их подтверждения с учетом специфики авиационной, ракетно-кос-
мической, наземной и морской техники.
Результаты НИР были обсуждены на заседании ВПК, где было принято
целевое решение об их учете при создании конкретных систем и комплек-
сов радиоэлектронных средств. Требования к показателям комплексной
миниатюризации РЭА, включая требования к проценту перевода функцио-
нальных блоков в микроэлектронное исполнение, были признаны конструк-
торами, согласованы и документально оформлены, а комплексная миниатю-
ризация признана как важное направление создания РЭА военного и двой-
ного назначения.
Поэтому одной из важнейших задач радиоэлектронного приборострое-
ния 1960-х годов являлась реализация принципов комплексной миниатю-
ризации при построении большинства блоков и устройств аппаратуры. На
первых этапах внедрения этих принципов стало ясно, что существенное
улучшение массогабаритных и удельных характеристик РЭА возможно,
если при конструировании и размещении на единых конструктивных пла-
тах используется номенклатура комплектующих элементов интегральной
технологии и повышенной функциональной сложности, элементов, обла-
дающих конструктивной, параметрической, метрологической, а для неко-
торых изделий и информационной совместимостью. Кроме того, развитие
микроэлектроники и модульных принципов конструирования привело к
разработке новых схемотехнических и системотехнических решений. Поя-
вившиеся отечественные интегральные схемы позволили существенно со-
кратить габариты и вес отдельных электронных блоков, особенно для циф-
ровой обработки.
1.5. Комплексная миниатюризация радиоэлектронной аппаратуры 33
Однако в разрабатываемой в то время аппаратуре, особенно в аналого-
вой РЭА, интегральные схемы составляли лишь небольшую часть. В аппара-
туре имелось значительное количество элементов, узлов и устройств, кото-
рые в силу особенностей функционирования или из-за экстремальных элек-
трических параметров не могли быть реализованы на типовых интегральных
схемах. К ним относятся устройства частотной и временной селекции (фи-
льтры, резонаторы, линии задержки, трансформаторы, дроссели, катушки
индуктивности); устройства ВЧ- и СВЧ-тракта (УВЧ, УПЧ, фазовращатели,
разветвители, переключатели); схемы с прецизионными элементами (высо-
коточные резистивные для АЦП, дифференциальные схемы); запоминаю-
щие устройства; мощные преобразователи и вторичные источники энергии
(усилители мощности, формирователи мощных импульсов, источники пита-
ния, передающие устройства, элементы АФАР); датчики динамических ве-
личин; функциональные электромеханические устройства (устройства сель-
синной автоматики, электромеханические преобразователи информации,
ленточные магнитные ЗУ, периферийные устройства); силовые электроме-
ханические устройства (антенные устройства РЛС) и многое другое. Все эти
изделия выполнялись традиционными методами, имели низкую технологич-
ность и надежность. Как бы предельно не уплотняли блоки на интегральных
схемах, масса и габариты аппаратуры будут всецело определяться указанны-
ми выше элементами и устройствами. Было очевидно, что назрела проблема
комплексного подхода к развитию электронных изделий в интересах миниа-
тюризации радиоэлектронной аппаратуры, необходим был поиск новых на-
правлений и механизмов их реализации.
Таким новым направлением стала функциональная электроника, как на-
правление науки и техники, изучающее принципы построения радиотехни-
ческих устройств на основе динамических неоднородностей, т.е. путем ис-
пользования физических процессов в среде для реализации радиотехниче-
ских функций без применения общепринятых схемных элементов R, L, C,
транзисторов, диодов и др.
Работа проводилась по следующим направлениям: акустоэлектроника,
оптоэлектроника, магнитоэлектроника, термоэлектроника.
Большое развитие получила акустоэлектроника. Была создана материа-
ловедческая база по производству пьезопластин кварца и ниобата лития,
акустоэлектронных поглотителей и других материалов, создан дополнитель-
ный ряд металлостеклянных корпусов специально для акустоэлектронных
изделий (АЭИ). Была разработана межотраслевая программа стандартизации
изделий акустоэлектроники, создана нормативно-техническая документация
в виде отраслевых и государственных стандартов по конструированию и тех-
нологии АЭИ на поверхностных акустических волнах (ПАВ), типоразмер-
ным рядам пьезоплат, параметрическим рядам изделий, методам измерений
параметров.
Применение АЭИ позволило существенно улучшить тактико-техниче-
ские характеристики аппаратуры, в том числе массогабаритные параметры,
помехоустойчивость, точностные характеристики, быстродействие.
На рис. 1.5.1 показана гиперзвуковая линия задержки, которая нашла
широкое применение в аппаратуре. Создавались также комплексированные
изделия на ПАВ, например, банк фильтров (рис. 1.5.2).
34 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
В последние годы продолжились разработки АЭИ с высоким уровнем
параметров на основе поверхностных акустических волн в диапазоне частот
до 2 ГГц и объемных акустических волн (ОАВ) до 10 ГГц.
Магнитоэлектроника — второе важное направление в функциональной
электронике. Еще в 1958 году были начаты работы по созданию тонких маг-
нитных пленок. В те годы создавались электронно-вычислительные маши-
ны, в которых для обеспечения оперативной памяти необходимо было пе-
рейти от использования матриц на основе ферритовых кольцевых сердечни-
ков к тонким магнитным пленкам. Это позволяло резко увеличить объем
памяти, повысить быстродействие записи и считывания информации, улуч-
шить технологичность конструкции накопителей и перейти к интегрально-
групповому способу производства.
Были разработаны первые в стране вакуумные установки с магнитными
полями для получения магнитных пленок с требуемыми свойствами, в том
числе автоматическая линия АЛИМ-12. Разработанные магнитные блоки
были внедрены в спецвычислитель «Вектор». По тем временам блок опера-
тивной памяти на основе магнитных пленок обладал рекордно высоким бы-
стродействием при очень малых массогабаритных параметрах. Работы в
этом направлении были прекращены к началу 1980-х годов в связи с появ-
лением на рынке персональных компьютеров на основе полупроводниковой
технологии и сменных дисков.
Создание магнитных сред на основе полученного опыта было продолже-
но в работах по ядерному магнитному резонансу для создания конвольверов
на основе «спинового эха». Было разработано несколько типов устройства
корреляционной обработки сигналов РЛС на основе магнитных пленок ко-
бальта с рабочей частотой 215 МГц и полосой частот 20 МГц. По своей сути
это был оригинальный физический принцип получения эхо-сигнала, однако
данное направление имело принципиальный недостаток — невозможность
гибко варьировать рабочую частоту и полосу пропускания, из-за чего этот
1.5. Комплексная миниатюризация радиоэлектронной аппаратуры 35
Рис. 1.5.1. Гиперзвуковая линия за-
держки — имитатор эхо-сигнала
Рис. 1.5.2. Банк фильтров (40 каналов) на
ПАВ
вид изделий не смог выдержать конкуренцию с устройствами обработки
сигналов на ПАВ.
Следующим направлением функциональной электроники явилось нача-
тое в 1974 году создание активных компонентов для волоконно-оптических
систем связи, передачи и обработки информации для бортовой аппаратуры,
аппаратуры объектовой и межобъектовой связи, кабельного телевидения,
телефонии, аппаратуры управления энергетическими установками. Разраба-
тывались фотоприемные и светоизлучающие микросборки, приемопере-
дающие модемы, электронно-оптические преобразователи. Конструктивно
устройства были выполнены в виде гибридных микросборок в металлостек-
лянных корпусах, герметизируемых лазерной сваркой. Было разработано
около 30 типов аналоговых и цифровых изделий. Уже первый опыт приме-
нения этих устройств в аппаратуре показал возможность существенного
уменьшения массы применяемых кабелей и проводов, принципиального
исключения электромагнитных наводок и повышения помехоустойчивости
и скрытности передачи информации. Для передачи сигналов используются
стандартные длины волн: 0,85; 1,3; 1,55 мкм. Аналоговые устройства рабо-
тают в диапазоне частот до 500 МГц, а цифровые имеют быстродействие до
34 Мб.
Использование современных эффективных светоизлучающих диодов,
лазеров и p-i-n-фотоприемников позволило обеспечить уровень мощно-
сти излучения до 10 мВт и пороговой чувствительности до 10-8 Вт. Разра-
ботанные устройства внедрены в специальную аппаратуру РЛС ПВО, ЗРК
и др.
Направление термоэлектроники проявилось в создании ряда термопеча-
тающих матриц для безударного вывода информации на бумажные носите-
ли. Термопечатающие матрицы были разработаны с использованием пиро-
литических пленок окиси олова, обладающих высокой износостойкостью.
Матрицы производились серийно и были применены в регистрирующем
устройстве самолета АН-124. В постсоветский период работы были прекра-
щены.
Все микросборки, изделия функциональной электроники и другие спе-
циализированные изделия, предназначенные для комплексной миниатюри-
зации, были названы изделиями специальной микроэлектроники.
Опыт дальнейшей работы показал, что широкое применение микросбо-
рок, изделий функциональной электроники и других прогрессивных науч-
но-технических решений действительно позволило значительно улучшить
структуру и параметры аппаратуры. Особенно важным результатом комп-
лексной миниатюризации устройств РЭА была возможность существенного
повышения технологичности и снижения трудоемкости изготовления изде-
лий радиоэлектронной аппаратуры. В аппаратуре радиосвязи, телевизорах и
радиоприемниках, радарах, аппаратуре аналоговой обработки сигналов ис-
пользовалось значительное количество моточных электрорадиоэлементов:
катушек индуктивности, фильтров, дросселей. Трудоемкость их изготовле-
ния, сборки и настройки составляла до 10-15% от трудоемкости производст-
ва РЭА в целом, поэтому замена моточных изделий была основой сокраще-
ния затрат и высвобождения резервов производства. В то же время физика
твердого тела уже тогда предоставляла большие возможности для построе-
36 Глава 1. Организация работ по развитию отечественной радиоэлектроники
ния этого класса изделий на основе поверхностных и объемных акустиче-
ских волнах. Их преимущество заключается не только в резком снижении
трудоемкости за счет интегрально-группового способа производства и иск-
лючении настроечно-регулировочных работ, но и в существенном расшире-
нии диапазона параметров.
Акустоэлектронные изделия (резонаторы, фильтры, линии задержки,
дисперсионные линии задержки на ПАВ, гиперзвуковые линии задержки на
ОАВ) нашли широкое применение в радиоэлектронных системах и комп-
лексах, в том числе в С-300, С-400, ЗРК «Тор-М1», наземных РЛС ПВО, в
бортовых РЛС, аппаратуре панорамной съемки в радиодиапазоне, аппарату-
ре радиоразведки, РЛС навигации и управления воздушным движением, ко-
рабельных РЛС и системах связи и др. Применение АЭИ позволило сущест-
венно улучшить тактико-технические характеристики аппаратуры в том чис-
ле массогабаритные параметры, помехоустойчивость, точностные характери-
стики, быстродействие.
Таким образом, повсеместное внедрение в аппаратуру широкой номенк-
латуры микросборок, в том числе СВЧ-диапазона, прогрессивных средств
коммутации на основе полиимидных пленок, прецизионных гибридных
АЦП, модулей АФАР, акустоэлектронных изделий на поверхностных и объ-
емных акустических волнах, применение оптоэлектронных датчиков
угол-код, волоконно-оптических приемопередающих модулей межблочной
и межприборной связи, вторичных источников питания нового поколения в
сочетании с базовыми несущими конструкциями позволило в корне изме-
нить структуру, конструктивно-технологическую сущность и облик элект-
ронной аппаратуры, существенно улучшив ее тактико-технические и эконо-
мические характеристики.
Благодаря широкому внедрению в аппаратуру интегральных схем, при-
менению микросборок, изделий функциональной электроники, прогрессив-
ных средств коммутации, уровень комплексной миниатюризации и плот-
ность компоновки аппаратуры (см. таблицу) неуклонно возрастал.
Таблица. Динамика роста плотности компоновки по уровням разукрупнения
(по годам)
Аппаратура
Плотность компоновки, число элементов/см3
1950 1960 1970 1980 1990
Микросборки, ИС, БИС, СБИС 102 103 104 104 105
Электронный модуль 1-го уровня 1 5 20 60–100 100–300
Электронный модуль 2-го уровня 0,3 2 7 20 50
РЭА 0,1 0,5 2 10 20
С целью оперативного внедрения принципов комплексной миниатюри-
зации РЭА в аппаратостроительных отраслях проводилась большая работа
по их пропаганде в научных учреждениях и производственных предприяти-
ях. В головных промышленных организациях были расширены исследова-
1.5. Комплексная миниатюризация радиоэлектронной аппаратуры 37
ния, направленные на разработку новых методов конструирования с ис-
пользованием принципов комплексной миниатюризации.
В 1970-х годах были обобщены первые результаты работ и методы комп-
лексной миниатюризации РЭА, а также проведены сравнительные оценки
отечественного и зарубежного уровней. Проведены исследования техниче-
ских решений в области схемотехники, системотехники и конструирования,
принимаемых конструкторами РЭА. Результаты обобщения включались в
специальные бюллетени по комплексной миниатюризации РЭА.
Для координации работ по этой проблеме решением Правительства был
создан Межведомственный координационный совет по комплексной мини-
атюризации во главе с заместителем Министра радиопромышленности.