Оптические технологии в авиации: результаты исследований в области бортовой фотоники

Развитие фотоники играет значимую роль в обеспечении технологического суверенитета государства, поскольку интеграция оптических компонентов в отечественную микроэлектронику становится все более важным фактором роста конкурентоспособности и ускорения темпов инновационного развития российской промышленности. Оптические технологии являются основным средством повышения производительности и энергоэффективности вычислительных систем.

ГосНИИАС проводит исследования, ориентированные на создание и внедрение инновационных решений в авиации, направленных на повышение надежности и эффективности бортового оборудования. Ученые института в кооперации со специалистами авиационной и смежных отраслей промышленности работают над решением вопросов создания новых технических решений на базе волоконной оптики для перспективных воздушных судов (далее – ВС).

Доклад о результатах научных исследований в области бортовой фотоники был представлен на Форуме «Будущее фотоники», прошедшем впервые в 2025 году с целью формирования новых механизмов и решений, направленных на развитие отечественной электроники.

Ученые ГосНИИАС рассматривают возможность внедрения технологий создания фотонных интегральных схем (далее – ФИС) авиационного применения. В институте проводятся расчетные исследования, ориентированные на формирование технического облика бортовых ФИС, их проектирование и дальнейшую разработку.

Также учеными института создана методология построения бортовой распределенной информационной вычислительной среды (далее – БРИВС) на базе оптической сети со спектральным уплотнением каналов (wavelength division multiplexing, далее – WDM). В основу БРИВС положена разработанная бортовая детерминированная оптическая сеть реального времени, информационный обмен в которой организован в виде пакетов без коммутации каналов в соответствии с принципом распределенной общей памяти, что позволит в дальнейшем реализовать новые интеллектуальные функции в комплексах бортового оборудования. В рамках научного направления интеллектуализации авиационных систем в ГосНИИАС разрабатывается экспертная система подготовки и принятия решений, предполагаемая к интеграции с БРИВС.

По результатам исследований на моделях получено подтверждение эффективности применения WDM-технологии, позволяющее организовывать единовременную передачу до сотни различных типов данных по одному оптоволоконному проводу. Кроме того, в соответствии с исследованиями ученых ГосНИИАС, основными направлениями развития бортовой фотоники являются создание систем контроля ВС на базе оптических датчиков и радиолокационных систем на базе оптических компонентов. Преимуществами применения технологии fly-by-light в противовес уже распространенной fly-by-wire являются высокая пропускная способность, устойчивость к внешним воздействиям, а также меньшие размеры и вес.