Ученые Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) Росстандарта модернизировали сверхминиатюрные квантовые стандарты частоты, впервые созданные в 2019 году. Сверхминиатюрный стандарт частоты является уменьшенной копией полноразмерных стандартов частоты, работающих на основе холодных атомов рубидия, и входящих в состав Государственного первичного эталона единиц времени, частоты и национальной шкалы времени РФ. Благодаря новым техническим решениям энергопотребление сверхминиатюрного стандарта уменьшилось в несколько раз, при этом была повышена стабильность генерируемых сигналов.
Применение стандарта с новыми характеристиками позволяет увеличить производительность, эффективность и стабильность работы беспилотных систем, а также открывает возможности использования таких стандартов в составе аппаратуры, базирующейся на различных видах мобильной техники.
«Создание в 2019 году сверхминиатюрного квантового стандарта частоты на основе атомов рубидия стало технологическим прорывом в области частотно-временных измерений на рынке России. Сегодня мы получили новое поколение стандартов с улучшенными показателями стабильности и энергопотребления, которые превосходят аналогичные импортные приборы. Такие результаты открывают широкие возможности для дальнейшего прогресса в технологиях беспилотного транспорта, навигации, связи и позволяют укрепить независимость страны в этих критически важных направлениях», – отметил генеральный директор ФГУП «ВНИИФТРИ» Сергей Донченко.
Технические ноу-хау, применяемые учеными ВНИИФТРИ Росстандарта, в части реализации квантового дискриминатора (устройства, использующего квантовые свойства частиц для измерений и обработки информации), позволили существенно снизить энергопотребление изделия – до нескольких раз в сравнении со стандартами предыдущего поколения, и повысить стабильность выдаваемых сигналов до 6,2×Е-13 при периоде измерений 1000с. На сегодняшний день эти показатели превосходят не только характеристики первого поколения сверхминиатюрных стандартов частоты, но и показатели аналогичных стандартов, производимых ведущими странами.
Сверхминиатюрный стандарт частоты с такими характеристиками был разработан и изготовлен в России впервые на основе исследований и передовых технологий ученых ВНИИФТРИ в области физики, квантовой электроники и лазерных технологий.
Установка новых стандартов частоты, созданных во ВНИИФТРИ, в беспилотную систему позволит увеличить энергоэффективность и продлить время ее автономной работы, а также снизит теплоотдачу, что поможет предотвратить перегрев и увеличить надежность работы.
Результаты проведенных испытаний также подтвердили возможность эксплуатации стандартов в условиях климатических и механических нагрузок, что также расширяет сферу их применения.
Сверхминиатюрный стандарт частоты незаменим для развития беспилотного транспорта, а также синхронизации оборудования и передачи данных в высокоскоростных вычислительных сетях, что особенно важно для проведения финансовых операций в банковской сфере, телекоммуникационных систем. Малые размеры прибора позволяют интегрировать их в высокоточные измерительные приборы (анализаторы спектра, анализаторы цепей, осциллографы), что существенно повышает их функциональные характеристики и точность работы.
  Завершение работ по созданию макета сверхминиатюрного стандарта частоты с новыми характеристиками запланировано в текущем году.
 

Разработчики уникального обитаемого подводного аппарата "Ясон", предназначенного для обслуживания морских магистральных газопроводов и выполнения подводных работ на глубинах до 2 250 м (максимальная глубина "Турецкого потока"), планируют выйти на этап морских испытаний минисубмарины в 2025 году. Об этом сообщил помощник президента НИЦ "Курчатовский институт", научный руководитель комплекса ядерных транспортных технологий Василий Устинов.
"По генеральному графику в следующем году мы выходим в море на испытания. Сейчас идет испытание отдельного комплектующего оборудования, которое поставляется на завод "Севмаш". Мы сначала должны попробовать на небольших глубинах, проверить взаимодействие всех систем и оборудования в системной работе. Глубина колоссальная - [без малого] 2,5 км. Таких гражданских средств в России нет, да и в мире - научные аппараты спустятся и "отдыхают", а это для постоянной работы", - сказал Устинов.
Курчатовский институт выступает головным разработчиком проекта. Аппарат создается по заказу "Газпром трансгаз Санкт-Петербург".
По словам Устинова, этап глубоководных испытаний сопряжен с решением целого комплекса задач, в числе которых первостепенное значение имеют вопросы обеспечения безопасности. "Раньше было просто с точки зрения проведения испытаний - Черное море, которое сейчас закрыто для таких испытаний. Найти такие безопасные глубины — это тоже проблема", - отметил он. Также необходимо будет уложиться в сроки, когда разрешена навигация. "Но работает идет, не останавливается", - подчеркнул он.
Устинов рассказал, что на разработку обратили внимание зарубежные компании. "Он будет востребован, так же как и телеуправляемый аппарат, - отметил собеседник агентства. - Много возможностей [у этой техники] будет по проведению подводных технических работ, по мониторингу, ремонту и монтажу".
Телеуправляемый аппарат
Приступить к изготовлению телеуправляемого аппарата планируется в 2025 году. "Сейчас технический проект завершен, идет разработка рабочей конструкторской документации под изготовление. Мы примем у контрагента эту документацию, в комплексе все будет спроектировано, тогда мы перейдем к этапу изготовления. В следующем году запустим изготовление. Будет выбор верфи, которая будет выступать строителем", - сказал Устинов.
Минисубмарина "Ясон" и телеуправляемый аппарат будут иметь возможность работать как самостоятельно, так и в связке. "Когда там находится непосредственно пилот, это позволяет провести более сложные операции. Их совместная работа с телеуправляемым аппаратом — это практически подводный штаб для любых операций, которые проводятся при обустройстве месторождений, локализации аварийных последствий", - пояснил он.
О минисубмарине "Ясон"
Обитаемый подводный аппарат проекта 03660 "Ясон" с уникальными тактико-техническими характеристиками был заложен на "Севмаше" в июне 2022 года. Сообщалось, что его экипаж будет включать двух человек, один из которых будет управлять аппаратом. Второй человек на борту - технический специалист. Отличительной особенностью аппарата является корпус, который сделан из прозрачного акрилового материала, что позволяет обеспечить пилотам обзор 270 градусов. Также отмечалось, что глубоководный аппарат оснащен необходимым количеством аварийных средств и сможет автоматически передать информацию о местонахождении даже в случае отключения питания или потери сознания членами экипажа.
Объект может эксплуатироваться в пресной и морской воде в неограниченных районах плавания. В работе над проектом участвуют ведущие отечественные научные организации и компании, специализирующиеся на разработке глубоководной морской техники, а также имеющие практический опыт эксплуатации подводных аппаратов. 
Источник: ТАСС
Фото: Объединённая судостроительная корпорация

Применение глубоких нейронных сетей в системах технического зрения летательных аппаратов становится все более актуальным в связи с развитием технологий и предъявляемыми требованиями к безопасности и эффективности полетов. Результаты экспериментальных исследований, проводимых в ГосНИИАС, показали, что интеграция интеллектуальных алгоритмов позволяет повысить как ситуационную осведомленность экипажа, так и степень автономности беспилотных летательных аппаратов, а также снизить риски, связанные с влиянием человеческого фактора.
О научных исследованиях и разработках в области нейросетевых алгоритмов СТЗ рассказали специалисты ГосНИИАС в рамках 15-ой Международной конференции «Интеллектуализация обработки информации» (ИОИ-2024), которая прошла в г. Гродно Республики Беларусь.
В интересах обеспечения ситуационной осведомленности экипажа перспективных гражданских воздушных судов специалистами ГосНИИАС предлагается интеграция СТЗ, состоящих из многоспектральных оптико-электронных систем, бортовых высокопроизводительных вычислителей и функционального программного обеспечения.
Одной из задач обнаружения СТЗ является детекция взлетно-посадочной полосы для автоматической посадки без использования наземных систем. Применение высокочувствительных датчиков разных спектральных диапазонов и физической природы, а также нового поколения алгоритмов обработки визуальной информации закабинного пространства позволит реализовать функцию автоматического обнаружения ВПП и обеспечит коррекцию данных глобальной навигационной спутниковой системы. Специалистами ГосНИИАС был сформулирован метод, предполагающий использование СТЗ на базе архитектуры семейства YOLO с последующим уточнением угловых точек образа ВПП с использованием архитектуры MnasNet.
Кроме того, интеллектуальные средства поддержки экипажа обеспечивают автоматизацию движения ВС к месту стоянки или взлета. Для решения этой задачи также предлагается использовать СТЗ с реализацией нейросетевых алгоритмов распознавания разметки ВПП и рулежных дорожек.
По направлению беспилотных летательных аппаратов ученые института провели исследование возможности визуальной навигации в условиях отсутствия сигнала спутниковых навигационных систем с помощью алгоритма на основе анализа набора спутниковых снимков, заложенного на этапе подготовки полетного задания. Эффективность алгоритма, разработанного с применением метода детектирования ключевых точек SIFT, была подтверждена имитационным моделированием.
Также в рамках работ по развитию СТЗ ВС специалисты института разработали алгоритм создания трехмерной модели района низковысотной загородной застройки на основе изображений карт местности без векторной разметки.
Представленные специалистами ГосНИИАС научные результаты станут основой для интеллектуальных систем поддержки экипажа.

На научно-практической конференции «Метрология в промышленности», где собираются специалисты-метрологи ведущих российских и зарубежных производственных компаний, был представлен проект первого отечественного транспортируемого эталона единицы относительной влажности на основе насыщенных растворов солей. Он создается в лаборатории эталонов и научных исследований в области термометрии ВНИИМ при участии ООО «НТП ТКА».
Транспортируемый эталон влажности обеспечит передачу единицы относительной влажности на месте эксплуатации средств измерений непрерывного контроля. Ежегодно поверяется более 10 000 таких средств измерений, применяемых на различных объектах в области метеорологии, медицины, «чистых» производств, включая микроэлектронику и фармацевтику, а также при хранении и транспортировке отдельных видов продукции.
Современный подход, реализуемый в разработке, поможет отказаться от вспомогательного оборудования – термометра или гигрометра, а высокую точность воспроизведения обеспечит термостатируемость солевых ячеек. Также многократное использование насыщенного раствора позволит существенно уменьшить время на проведение измерений. В транспортируемом эталоне будут использоваться как хорошо исследованные ранее насыщенные растворы, так и недавно изученные.
Погрешность воспроизведения относительной влажности составит ±1 %, что соответствует уровню рабочего эталона 2-го разряда в соответствии с действующей Государственной поверочной схемой для средств измерений относительной влажности. В 2025 году разработчики планируют внести транспортируемые гигростаты в федеральный информационный фонд и запустить их серийное производство.
Также на конференции «Метрология в промышленности» были представлены возможности института в области метрологического обеспечения измерения давления, силы, обеспечения электрических измерений, подняты вопросы цифровой и информационной составляющей системы обеспечения единства измерений.

Ученые создали детекторный элемент, состоящий из двух различных светоизлучающих материалов: пластика и нового сцинтиллятора на основе силиката лития кальция. Такие детекторы еще называют фосвич-детекторами (от английских слов phosphor и sandwich).
Известно, что антинейтрино в высшей мере слабо взаимодействует с веществом. Для справки: его пробег в стали без взаимодействия в 100 000 раз превышает расстояние от Земли до Солнца. Однако если антинейтрино все же вступает в контакт с веществом, то охотно вступает в реакции с протонами — такое взаимодействие носит название "обратный бета-распад". Продуктами обратного бета-распада являются позитрон и нейтрон.
В эксперименте, проведенном учеными, светоизлучающий пластик играл роль богатой протонами мишени для антинейтрино, где происходила бы регистрация позитрона и продуктов его аннигиляции — гамма-квантов. Силикат лития кальция предназначался для регистрации нейтронов, которые взаимодействуют с атомами лития.
Фосвич одновременно облучили гамма-квантами (имитируя гамма-излучение от аннигиляции позитрона) и нейтронами. Результат превзошел все ожидания: благодаря разному времени высвечивания радиолюминесценции компонентов фосвича было видно, что гамма-кванты преимущественно регистрируются пластиком, а нейтроны — литий-кальциевым силикатом, причем с точностью, большей, чем на то рассчитывали исследователи.
Полученный результат создает возможности для разработки компактных детекторов антинейтринного излучения, работающих по схеме совпадений — когда при определенной геометрии детектора сигналы от гамма- и нейтронных событий регистрируются с известным временным интервалом. Такие детекторы важны для дистанционного мониторинга атомных станций, так как именно антинейтринный метод является единственным нефальсифицируемым способом "заглянуть внутрь" атомного реактора.
Также с помощью предложенного фосвича можно одновременно определять альфа- и бета-частицы, что применимо для дозиметрии излучений.
Результаты исследований опубликованы в журнале Nuclear Instruments and Methods in Physics Research.
В проекте участвовали ученые из Института ядерных проблем Белорусского государственного университета, компаний "Радиационные инструменты и новые компоненты" и "АТОМТЕХ" (Минск).

Стремительно развивающиеся технологии искусственного интеллекта и машинного обучения находят применение практически во всех отраслях экономики, повышая эффективность и производительность, а также создавая новые возможности для внедрения передовых технологий и инноваций.
Ученые ГосНИИАС проводят исследования в области разработки новых методов извлечения и обработки информации из изображений и видеопоследовательностей в интересах развития систем технического зрения для авиационного применения. Последние достижения в области повышения устойчивости нейросетевых алгоритмов были представлены в рамках стендовой сессии на XXVI Международной научно-технической конференции «Нейроинформатика-2024», проходившей в Московском физико-техническом институте.
В совместном докладе специалистами института был предложен подход к решению задачи доменной адаптации для обнаружения и распознавания объектов с использованием метода состязательного обучения. Актуальность исследований по теме обусловлена сложностью получения в достаточном количестве качественных исходных данных, необходимых для обучения нейросетевой модели детектирования объектов, и возникающей в этих условиях неустойчивости алгоритмов распознавания.
Алгоритмы доменной адаптации позволяют применять обученную модель детектирования при работе с изображениями, отличными от использованных при обучении по таким критериям, как угол съемки, погодные условия, разрешение камеры, дальность и режим съемки. При этом метод состязательного обучения, при котором обучающая выборка данных дополнена намеренно искаженными размеченными данными, позволяет дополнительно повысить устойчивость алгоритма и точность его работы.

Модульная электроракетная двигательная установка для малых космических аппаратов, работающая на базе многорежимных холловских и ионных двигателей, способна функционировать на ксеноне и криптоне. Такая установка предназначена для коррекции на орбите перспективных малых космических аппаратов. За счет возможности выбора варианта комплектации, режима работы двигателя и применяемого рабочего тела обеспечивается ее широкий спектр требований к средствам коррекции.
Комплектация электроракетной двигательной установки возможна на базе одного из трёх двигательных блоков (ДБ), включающих в себя двигатель, блок управления расходом и систему преобразования и управления, разработанных в Центре Келдыша:
- ДБ на базе холловского двигателя КМ-35 (мощность от 250 до 450 Вт);
- ДБ на базе холловского двигателя КМ-55 (мощность от 700 до 1300 Вт);
- ДБ на базе ионного двигателя ИД-100 (мощность от 200 до 1400 Вт).
В любом варианте комплектации в составе двигательной установки применяются универсальные модули: блок хранения рабочего тела и блок подачи рабочего тела, которые обеспечивают хранение рабочего тела и стабилизацию его давления на выходе.
О новой разработке Центра Келдыша сообщил заместитель генерального директора по космическим аппаратам и энергетике АО ГНЦ «Центр Келдыша» Александр Ловцов на 5-м Международном научно-техническом форуме по механике космического полета, космическим конструкциям и материалам (5th BRICS/Africa SciTech Forum), который прошел в Российском университете дружбы народов с 25 по 27 ноября.

В рамках выполнения научно-технических работ в области термометрии ВНИИМ им. Д.И. Менделеева (Росстандарт) разработал и передал партнерам излучатели АЧТ «Фён». Это новая уникальная разработка, предназначенная для метрологического обеспечения рабочих эталонов 2-го разряда единицы температуры и прецизионных неконтактных средств измерений температуры(радиационные термометры, тепловизоры) в диапазоне от 32 до 43 °С.
Уникальность излучателя заключается в следующем:
- погрешность воспроизведения температуры при доверительной вероятности 0,95 не более 0,05°С;
- диаметр излучательной полости 90 мм.
Горизонтально ориентированная излучательная полость значительно повышает удобство работы. Новый продукт лаборатории эталонов и научных исследований в области инфракрасной радиометрии и прикладной пирометрии применяется для определения метрологических характеристик высокоточных средств измерений, предназначенных для неконтактного измерения температуры человеческого тела.
ВНИИМ производит широкую модельную линейку излучателей, соответствующих современным требованиям. Вместе с разработкой новых моделей успешно модернизируются предыдущие. Так, кроме АЧТ «Фён», заказчику был передан излучатель АЧТ 50/120 модификации АЧТ 70/-40/80. Эта модель хорошо известна на рынке поверочного оборудования и считается точным, надежным и удобным инструментом поверителя.
АЧТ 70/-40/80 предназначен для воспроизведения единицы температуры в диапазоне от минус 40 до 80 °С с доверительными границами погрешности (P=0,95) от 0,5 до 0,57 °С. Компактные размеры, большой диаметр излучающей полости (70 мм), небольшая масса, простое и удобное управление позволяют метрологически обеспечивать большой парк бесконтактных средств измерений температуры.

Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г. Ромашина Госкорпорации Ростех импортозаместило высокопрочную корундовую керамику. Создаваемая на ее основе плитка защищает промышленное оборудование от механических повреждений и повышает его износостойкость.
Решение включает в себя создание материала из корундовой керамики на основе отечественного сырья и технологию производства защитной плитки из него. За эту инновацию предприятие удостоилось Гран-при национальной премии в области промышленных технологий «Приоритет-2024» в номинации «Лидер импортозамещения».
«Инновационное решение поможет обеспечить промышленность расходными керамическими изделиями, востребованными в металлургическом и других высокотехнологичных направлениях. Уникальность разработки подтверждена тремя патентами. Продукт значительно повышает эффективность производства, обладает высокими конкурентными характеристиками, у него уже есть заказчики», — сказал генеральный директор ОНПП «Технология» Андрей Силкин.
Детали из корундовой керамики обладают высокой прочностью и износостойкостью. Это позволяет использовать их в агрегатах, подвергающихся высоким механическим нагрузкам. Например, в оборудовании для распыления расплавов металла или дробильных установках.
Предприятие уже внедрило разработку и подтвердило ее экономическую эффективность. Так, безремонтный ресурс мельницы для измельчения стекла, укомплектованной защитной плиткой из корундового материала, увеличился втрое. Также сократилась продолжительность производственного цикла более чем на 35%, а число помолов в безостановочном цикле увеличилось с 50 до 600.
Национальная премия в области промышленных технологий «Приоритет» вручается за достижения в сфере разработки, внедрения и продвижения передовых отечественных технологий во всех областях промышленности и ИТ. За десять лет в конкурсе приняли участие представители более тысячи российских предприятий, производящих конкурентоспособную продукцию. ОНПП «Технология» в четвертый раз стало победителем в различных номинациях конкурса.

В Троицком институте инновационных и термоядерных исследований создали и испытали полнофункциональный образец мюонного томографа для поиска и оценки рудных месторождений, позволяющий проводить прямое измерение плотности грунта с трехмерной томографической реконструкцией.
Ученые АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ» впервые в России разработали оборудование и предложили уникальную методику по поиску полезных ископаемых с помощью регистрации потока космических мюонов на различных глубинах в скважинах.
Принцип исследования посредством мюонной томографии ученым известен давно и применяется во многих областях науки и техники, например, в досмотровых системах. Мюоны образуются в результате взаимодействия первичных космических лучей с ядрами атомов атмосферы земли, существуют чуть более двух микросекунд, но обладая высокой энергией успевают пролететь вглубь земли на расстояния до нескольких километров. Долгие годы использование мюонов для поиска полезных ископаемых ограничивалось сложностью создания достаточно компактного мюонного детектора, который можно разместить в скважине. В 2023-2024 годах в рамках проекта АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ» и АО «ЭЛЬКОНСКИЙ ГМК» удалось консолидировать усилия высокоэффективной команды ученых, инженеров и программистов для разработки и создания мюонного детектора, построенного на основе регистрации мюонов с помощью сцинтиллирующего оптического волокна и кремниевых фотоумножителей (SiPM). Внешний диаметр корпуса компактного мюонного детектора менее 100 мм с возможностью измерения потока мюонов в скважинах на глубинах до 1500 м.в.э. (метров водного эквивалента). Мюонный томограф обладает модульной конструкцией удобной для транспортировки, длина одного модуля менее 2.5 метров при массе около 40 кг.
«Размещая детекторы мюонного томографа в нескольких скважинах около исследуемой области грунта, после набора данных о потоке мюонов, с помощью разработанного программного обеспечения, строится трехмерная томографическая картина распределения плотности грунта в исследуемом объеме. Детекторы мюонного томографа созданы полностью на территории России, все узлы детекторов разработаны и созданы собственными усилиями коллектива проекта», – рассказал научный руководитель проекта Александр Голубев.
Полнофункциональный образец мюонного томографа для поиска и оценки рудных месторождений состоит из четырех модулей сцинтилляционного детектора, общая длина полнофункционального образца мюонного томографа составляет ~ 9 м. Регистрируя с помощью мюонного томографа ослабление потока мюонов на разных глубинах, с учетом угловых характеристик треков мюонов, и, используя метод томографического восстановления плотности, измеряется пространственное распределение плотности грунта по глубине.
При проведении геологоразведовательных работ с использованием мюонного томографа шаг сетки бурения скважин может в 4 раза превышать расстояние между скважинами при традиционных методах поиска, что позволяет существенно (более чем в 10 раз) снизить стоимость проведения геологоразведки.
Проведены испытания полнофункционального образца мюонного томографа с применением тестового объекта на территории АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ». По результатам испытаний в течении четырех дней измерены угловые гистограммы распределения плотности объекта, точность определения средней плотности лучше чем 2,6 %. На основе выполненных измерений потока мюонов с помощью разработанного программного обеспечения проведена трехмерная томографическая реконструкция формы и плотности тестового объекта.
Работа проведена в рамках Единого отраслевого тематического плана Госкорпорации «Росатом» (ЕОТП). Заказчиком разработки мюонного томографа выступило АО «Эльконский ГМК» - предприятие Горнорудного дивизиона Госкорпорации «Росатом». В последующие года планируется подготовка инвестиционного проекта для проведения полевых испытаний в условиях рудных месторождений, разработки методики мюографического поиска полезных ископаемых с подготовкой заявки для регистрации в Федеральном агентстве РОСНЕДРА.
Скваженный мюонный томограф является перспективным изделием и может быть применен в большом круге задач, связанных как с поиском полезных ископаемых, так и в задачах промышленной геологоразведки, исследования и мониторирования вулканов и фундаментальных геофизических исследованиях.