今天我們講一段，進(jìn)擊的毛熊和奮發(fā)的兔子，關(guān)于紅外熱成像儀國產(chǎn)化的勵志故事。盡管在冷戰(zhàn)時期，蘇聯(lián)形成了自己的完整而強(qiáng)大的工業(yè)基礎(chǔ)，但隨著蘇聯(lián)解體，哪怕俄羅斯也沒有繼承完整體系，而且是逐年敗光，反而是中國獨(dú)立自主的發(fā)展了最完整的工業(yè)體系。在2014年，受到西方的嚴(yán)厲經(jīng)濟(jì)和技術(shù)制裁，俄羅斯出臺了進(jìn)口替代和禁止進(jìn)口西方設(shè)備的法案，規(guī)定國家工業(yè)、工程和國防采購必須立足俄羅斯自己都產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)。不過，俄羅斯馬上發(fā)現(xiàn)，如果嚴(yán)格按照國產(chǎn)替代法案去辦事，俄羅斯工業(yè)基本就歇菜了。
于是，俄羅斯又在2015年出臺了一個補(bǔ)充法案，規(guī)定自己不能滿足要求的制造設(shè)備和技術(shù)，可以例外，允許一定數(shù)量的進(jìn)口。這個例外的清單很長，包括了工業(yè)基礎(chǔ)的各個方面，例如高級合金鑄造；激光、超聲、電子束、電化學(xué)、離子束等先進(jìn)加工設(shè)備和原材料；噴水切割技術(shù)；各種數(shù)控機(jī)械加工中心，車鉆刨銑磨鋸的數(shù)控床子。大型鍛壓件，增量制造技術(shù)。木工、塑工機(jī)械，測量儀器，各種芯片，紅外熱成像技術(shù)等等。
讓西方失望的是，俄羅斯沒有屈服，近幾年特別重視自主研發(fā)能力，比如熱成像儀技術(shù)就是被西方逼著搞定了國產(chǎn)的熱成像儀。據(jù)俄羅斯聯(lián)邦科技與工業(yè)集團(tuán)（Rostec）報道，2020年3月11日，Rostec旗下的俄羅斯電子控股公司研制成功了俄羅斯第一臺帶有冷卻系統(tǒng)的全國產(chǎn)熱成像儀，可用于需要較大探測距離，高分辨率和最大幀細(xì)節(jié)的軍事裝備。新設(shè)備是一個高靈敏度的熱成像儀，由一個光電探測器和一個基于衍射紅外光學(xué)器件的紅外鏡頭組成，使用了微型制冷系統(tǒng)，熱像儀的紅外焦平面陣列為640 x 512像素矩陣。使用了量子阱紅外光電探測器，熱具有很高的閾值靈敏度，可以實(shí)現(xiàn)10.5x7.8度的寬視野，可靠地識別至少3500米外的物體。
這是個典型的坦克熱像儀。俄羅斯在2016年自主研發(fā)了640x512的紅外焦平面陣。又經(jīng)過四年的自主研發(fā)，研制出全國產(chǎn)的熱成像儀。真不容易啊，這相當(dāng)于中國2008年的技術(shù)水平。有人問，俄羅斯以前的坦克熱像儀是哪來的？除了老舊的性能落后型號是蘇聯(lián)老本，以前新研制的熱成像儀都是進(jìn)口法國的核心部件。 蘇聯(lián)原有的軍事光學(xué)工業(yè)和熱成像技術(shù)還算發(fā)達(dá)，蘇聯(lián)解體以后，以白俄羅斯光學(xué)和烏拉爾光學(xué)為代表，也研制了大量的軍用熱成像儀，用于作戰(zhàn)飛機(jī)的紅外吊艙和坦克熱像儀，例如俄羅斯在90年代研制的龍舌蘭熱像系統(tǒng)，裝備于T-90坦克。不過這些系統(tǒng)的核心部件，也就是紅外焦平面陣列，處理芯片，光導(dǎo)器件、微型制冷系統(tǒng)等等，都是蘇聯(lián)的老本，技術(shù)上比西方落后很多，新的第二代熱成像儀，尤其是數(shù)字式的高像素紅外焦平面陣列，俄羅斯自己造不出。
印度在2001年以150萬美元的單價從俄羅斯首批引進(jìn)了310輛T-90坦克，上面的龍舌蘭熱像儀，因?yàn)榧夹g(shù)落后，性能低下，被印度陸軍嚴(yán)重鄙視（別小看印軍，他們甚至比中國軍隊(duì)洋氣得多，一直使用全世界最好的進(jìn)口武器）。為了點(diǎn)賣軍火的銀子，俄羅斯被迫從法國引進(jìn)了泰麗斯的熱像儀核心元件。然后這十幾年來，俄軍所有比較先進(jìn)的軍用熱像系統(tǒng)，都依賴西方的核心部件。 廢了九牛二虎之力，俄羅斯Cyclone中央研究所經(jīng)過數(shù)年努力，在2016年終于攢出來一個自主研制的640x521級別的紅外焦平面陣列元件。又過了4年，俄羅斯在此基礎(chǔ)上研制了自己的全國產(chǎn)熱像儀，就是本文開頭說這臺坦克熱成像儀。經(jīng)過產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)的磨合，估計再有兩年就可以用于俄軍的最新型坦克上面，例如T-14坦克和T-90MS坦克，這兩種新型坦克目前都使用法國技術(shù)的熱成像儀，在西方封鎖以后，已經(jīng)斷了貨，急需國產(chǎn)設(shè)備替代。
圖片：這是中國在80年代研制的紅外夜視儀，體積十分巨大。 俄羅斯這個新型熱成像儀的核心部件是紅外焦平面陣列，大約是30萬像素，技術(shù)水平相當(dāng)于中國在本世紀(jì)初至2004年的水平。而俄羅斯這個剛剛推出的全國產(chǎn)化新型坦克熱像儀，大約相當(dāng)于中國99A坦克的早期水平，也就是中國在2008年前后研制的熱成像儀。這樣看，俄羅斯自主國產(chǎn)熱成像儀技術(shù)獲得了很大的進(jìn)步，還需要再突破低成本高清晰度非制冷熱成像技術(shù)，大規(guī)模集成電路的解算技術(shù)，百萬和千萬像素級別的高級紅外焦平面陣列，這些技術(shù)中國已經(jīng)突破了。這樣看，俄羅斯在熱成像技術(shù)領(lǐng)域，距離中國只差三步了。
因?yàn)榧t外熱成像夜視儀是國防重器，所以西方對中國實(shí)行了嚴(yán)格的封鎖和屏蔽，設(shè)計技術(shù)、紅外敏感器、芯片和元件出口都要嚴(yán)格審批。在2008年以前，西方的30萬像素以上的元件，基本是對華封鎖的。然后中國默默地在2008年突破了所有受限制的核心技術(shù)，把熱像儀這玩意做成了大白菜。從那時候開始，西方國家就不對中國封鎖30萬像素級別的熱像儀技術(shù)了。
現(xiàn)在中國是繼美國和法國之后，全世界第三個完全掌握全套核心技術(shù)，具備紅外芯片和配套元件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力的國家。中國在突破紅外敏感器核心技術(shù)以后，不僅把熱成像儀做成了大白菜，在紅外制導(dǎo)武器領(lǐng)域也進(jìn)入了自由王國，研制出具有國際最先進(jìn)水平的霹靂-10紅外熱成像近距格斗空空導(dǎo)彈，紅箭-12凝視紅外熱成像制導(dǎo)反坦克導(dǎo)彈，AKD-88H紅外熱成像制導(dǎo)空地導(dǎo)彈等等，大批量的先進(jìn)武器型號。
中國具有代表性的熱成像儀核心元件是高德紅外自研的1280×1024，12μm像元尺寸的碲鎘汞制冷型紅外焦平面陣列探測器，主要性能指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于國際同類產(chǎn)品的最好指標(biāo)，芯片面陣大小、最小像元間距、最小噪聲等效溫差等指標(biāo)都代表著我國制冷型紅外探測器芯片研發(fā)與制造的實(shí)際水平，大幅度提升了紅外熱成像系統(tǒng)的空間分辨率，提高了探測、識別作用距離。這款產(chǎn)品的誕生是我國制冷紅外探測器芯片領(lǐng)域的一個重大技術(shù)突破，打破了西方發(fā)達(dá)國家對我國超高端紅外核心芯片領(lǐng)域的技術(shù)封鎖，必將成為中華國防的一道利刃，讓我國高端軍用紅外系統(tǒng)邁入高清時代，使各類光電吊艙、光電雷達(dá)、機(jī)載告警系統(tǒng)、分布式孔徑系統(tǒng)、搜索跟蹤系統(tǒng)、星載多光譜偵查系統(tǒng)等高端軍事應(yīng)用裝備性能再上新臺階。
此外，中國目前還能造出2700x2700級別的紅外焦平面陣列探測器，像素大約是700萬，而1000萬像素級別的紅外焦平面陣列也已經(jīng)有樣品展出。中國還在十幾年前突破了軍用熱成像儀的所有關(guān)鍵技術(shù)，水平與美國和法國一樣處于世界最頂尖的那個班級，而目前處于世界第二頂尖的那個班級，有日本、德國、英國、以色列和俄羅斯。至于為什么俄羅斯不來中國尋求紅外熱成像技術(shù)的合作，可能驕傲的俄羅斯人覺得再努力幾年就能攆上中國吧！
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