ФПУ-24

(фото М. Л. Бараночникова)

Первое серийное отечественное фотоприемное устройство для регистрации импульсного лазерного излучения в условиях фоновой засветки. Основные области применения: системы ориентации, лазерной локации и дальнометрии.

Диаметр фоточувствительной зоны - 5 мм. В состав ФПУ входят: 4-элементный кремниевый pin-фотодиод, четыре предварительных усилителя и ключевая схема ВАРУ; общее количество элементов - 104 штуки. Гибридно-пленочные микросборки усилителя разработаны на основе доработанных транзисторов 2Т331 и 2П308.

Основные параметры (для исполнения ФПУ-24Н)

Работы над этим ФПУ были начаты в НИИ Прикладной физики (ныне вошедшим в НПО "Орион"). Это первая работа в НИИ по созданию комплексированного фотоприемника; не исключаю, что и первая в СССР. Разработка шла в ходе выполнения Постановления СМ СССР о создании комплекса вооружения в составе лазерной станции подсветки цели "Прожектор-1" , размещённой в контейнере самолета-носителя Су-17М, и ракеты Х-25 с полуактивной лазерной головкой самонаведения (ЛГСН).

Отправной точкой для НИР и ОКР стали исследования фотоприемника ЛГСН, установленного на американском образце вооружения. Ряд таких "изделий" был доставлен в СССР в 1972 году с вьетнамской территории.

Таким фотоприемником оказался 4-элементный p-i-n фотодиод, изготовленный из высокоомного (p = 20 кОм) кремния и имеющий очень высокую чувствительность. Кремний с необходимыми параметрами выпускался только в США и Западной Германии; в СССР в то время выпуск высокоомного кремния даже не планировался.

Возможным выходом в данной ситуации явилась разработка не дискретного фотодиода, а прибора, объединяющего в единой конструкции p-i-n фотодиод с максимально достижимой на отечественной технологии чувствительности и предварительный усилитель сигнала.

Задание предусматривало создание 4-х квадрантного ФПУ для излучения неодимового лазера. Особенностью электронного тракта было наличие временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ). При пуске ракеты и начале работы лазера, излучение, возвращающееся к головке вследствие рассеяния в атмосфере, оказывалось настолько интенсивным, что выводило бы ФПУ за пределы динамического диапазона, "ослепляя" его. Во избежание этого явления в электронном тракте было предусмотрено ВАРУ, снижающее коэффициент усиления до минимума в момент пуска и постепенное повышающее его при приближении к цели.

В апреле 1973 года к работам НИИПФ для изготовления опытных и серийных образцов подключили Московский завод "Сапфир". Заводу была передана конструкторская и технологическая документация на ФПУ и его элементы, а также комплекты фотошаблонов. Однако, по словам работников завода, институт предложил для внедрения в производство неоправданно сложное и абсолютно сырое изделие, в принципе непригодное для серийного производства. К тому же опыта производства подобных изделий на заводе не существовало. Технологическая база микроэлектроники, кадры ИТР и рабочих отсутствовали полностью. Оборудование и дооснащение участков, вместе с обучением специалистов, приходилось вести на ходу.

Но несмотря на сложности, с 7 ноября 1973 года завод совместно с институтом приступил к выпуску опытных образцов ФПУ. В течение 1973-75 годов проводились многочисленные доработки и изменения конструкции для доведения ФПУ до серийноспособного уровня. Однако эта работа не увенчалась успехом. Выпуск проходил с колоссальными трудностями, рабочий день специалистов КБ-10 и рабочих цеха №7 составлял в среднем 10-15 часов. К тому же изделие оставалось ненадёжным - более 10% приборов возвращались от потребителя, не проработав и недели.

В этих условиях коллектив заводского КБ-10 предложил свой вариант ФПУ, который был технологичнее и надежнее варианта НИИПФ. Представители головного института отказались от работы над новым макетом, настаивая на своём варианте. Но ситуация накалялась, НИИ и завод срывали все сроки производства и освоения новой системы вооружения. Проблему не решил даже визит Министра оборонной промышленности, хотя после него и было принято решение о постановке в ОКБ завода "Сапфир" ОКР по модернизации изделия ФПУ-24Н (фактически, как мы понимаем, под этим понималась работа над совершенно новым вариантом).

Через полгода ОКР была предъявлена Государственной комиссии. Программа испытаний была пройдена полностью, при этом заводской вариант показал результаты, превышающий уровень изделия НИИПФ. Однако представители НИИ отказались подписывать акт Государственной комиссии. В итоге, руководителей Главка, НИИ и завода пригласили в ЦК КПСС. К ним вышел заведующий Отделом оборонной промышленности ЦК Сербин И.Д. и сказал "Если через месяц не будет налажен выпуск ФПУ, то ваше место займут другие. До свидания, товарищи". После этого позиция головного института изменилась, акт Госкомиссии был подписан и представителями НИИПФ, и Представителем Заказчика. В 1976 году комплекс вооружения Су-17КГ был принят на вооружение.

Изделие выпускалось с различными индексами до начала 90-х годов; пользуется спросом и сегодня. В ходе производства регулярно проводились работы по его модернизации - для улучшения качества напыляемой пленки, увеличения чувствительности фотодиода, улучшения шумовых характеристик, повышения стабильности параметров фотодиодов и так далее.

(фото М. Л. Бараночникова)

(фото М. Л. Бараночникова)

(фото М. Л. Бараночникова)

Источники:

1. Бараночников М. Л. Приемники и детекторы излучений. Справочник. - М.: ДМК Пресс, 2012.
2. М.Л. Бараночников. Приемники и детекторы излучений. Электронная авторская версия. Москва: 2017.

домой