ВНИИФТРИ: история и научная деятельность

ВНИИФТРИ (Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений) — государственное научное учреждение, головная организация Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарта) в области обеспечения единства измерений в физико-технических и радиотехнических направлениях. Институт является держателем и хранителем государственных первичных эталонов единиц величин, а также разрабатывает методы и средства измерений для промышленности, обороны и науки.

История

Основание и первые годы (1955–1960-е)

ВНИИФТРИ был основан в 1955 году в подмосковном посёлке Менделеево (ныне — городской округ Солнечногорск Московской области) как филиал Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии имени Д. И. Менделеева (ВНИИМ). Необходимость создания нового института была обусловлена бурным развитием атомной, авиационной и ракетно-космической промышленности в СССР, требовавших измерений с высокой точностью в экстремальных условиях (высокие и низкие температуры, давления, радиация). В 1957 году филиал был преобразован в самостоятельный Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ). Первым директором института стал доктор технических наук, профессор А. М. Бонч-Бруевич.

В 1960-е годы институт активно занимался созданием эталонной базы для измерений температуры, давления, расхода жидкостей и газов, а также для радиотехнических измерений. Были разработаны первые государственные эталоны в области термометрии, манометрии и акустики.

Развитие в 1970–1980-е годы

В 1970-е годы ВНИИФТРИ стал головным институтом в системе Госстандарта СССР по направлениям физико-технических и радиотехнических измерений. В этот период были созданы эталоны для измерений параметров лазерного излучения, ионизирующих излучений, а также для метрологического обеспечения атомной энергетики. Институт участвовал в международных сличениях эталонов в рамках Международного бюро мер и весов (МБМВ).

В 1980-е годы ВНИИФТРИ разработал эталонные комплексы для измерений в области сверхвысоких частот (СВЧ), а также для метрологического обеспечения космической программы «Энергия-Буран». Институт внёс вклад в создание системы единого времени и эталонных частот, что было критически важно для навигации и связи.

Постсоветский период (1990-е – 2000-е)

После распада СССР ВНИИФТРИ сохранил статус головного метрологического института России. В 1990-е годы, несмотря на экономические трудности, институт продолжал поддерживать и совершенствовать государственные эталоны. В 1994 году институт получил статус Государственного научного центра Российской Федерации (ГНЦ РФ), который подтверждался в последующие годы. В 2000-е годы ВНИИФТРИ активно участвовал в создании эталонов для нанотехнологий, а также в разработке методов измерений в области биомедицины и экологии.

Современное состояние (2010-е – настоящее время)

В 2010-е годы институт провёл масштабную модернизацию эталонной базы. Были введены в эксплуатацию новые эталонные комплексы для измерений температуры (вплоть до 3000 °C), давления (до 1000 МПа), расхода, а также для лазерных и оптических измерений. ВНИИФТРИ участвует в реализации национального проекта «Наука и университеты» и федеральных целевых программ. В 2023 году институт отметил 68-летие со дня основания. На 2024 год в штате института работает более 1500 сотрудников, включая докторов и кандидатов наук.

Научная деятельность

Основные направления

Научная деятельность ВНИИФТРИ охватывает широкий спектр фундаментальных и прикладных исследований в области метрологии. Основные направления включают:

• Термометрия и теплофизика — разработка и совершенствование эталонов температуры, в том числе для высокотемпературных процессов (до 3000 °C) и криогенных температур (до –269 °C).
• Манометрия и вакуумметрия — создание эталонов давления (от сверхвысокого вакуума до 1000 МПа) и методов их передачи рабочим средствам измерений.
• Расходометрия — эталоны для измерений расхода и объёма жидкостей и газов, включая многофазные потоки.
• Радиотехнические и СВЧ-измерения — эталоны мощности, ослабления, импеданса, а также для измерений в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах.
• Лазерные и оптические измерения — эталоны мощности, энергии, длины волны лазерного излучения, а также для фотометрии и спектрофотометрии.
• Акустические и гидроакустические измерения — эталоны звукового давления, ультразвука, а также для метрологического обеспечения гидроакустической аппаратуры.
• Измерения ионизирующих излучений — эталоны для дозиметрии, радиометрии и спектрометрии, включая обеспечение радиационной безопасности.
• Измерения времени и частоты — создание и поддержка государственного эталона времени и частоты, а также системы передачи сигналов точного времени (включая спутниковые системы).
• Наноизмерения — разработка эталонов для измерений в нанометровом диапазоне (толщина плёнок, размеры частиц, параметры нанорельефа).
• Биомедицинские измерения — метрологическое обеспечение медицинской техники (томографы, аппараты УЗИ, дозиметры).

Эталонная база

ВНИИФТРИ является держателем более 50 государственных первичных эталонов единиц величин. Среди них:

• Государственный первичный эталон единицы температуры в диапазоне от 0,3 К до 273,16 К (ГЭТ 35-2021).
• Государственный первичный эталон единицы давления в диапазоне от 1×10⁻⁵ Па до 1×10⁶ Па (ГЭТ 101-2011).
• Государственный первичный эталон единицы времени и частоты (ГЭТ 1-2022) — обеспечивает погрешность не более 1×10⁻¹⁵.
• Государственный первичный эталон единицы мощности лазерного излучения (ГЭТ 28-2021).
• Государственный первичный эталон единицы звукового давления в воздушной среде (ГЭТ 58-2018).

Эталоны ВНИИФТРИ регулярно участвуют в международных сличениях, что подтверждает их соответствие мировым стандартам.

Научные школы и публикации

В институте сформировались научные школы в области термометрии (основатель — профессор А. Н. Гордов), манометрии (профессор В. И. Кремлевский), радиотехнических измерений (профессор В. А. Перепелкин) и времени-частотных измерений (профессор Г. А. Елькин). Сотрудники института публикуют результаты исследований в рецензируемых журналах, таких как «Измерительная техника», «Метрология», «Приборы и техника эксперимента», а также в международных изданиях (Metrologia, Measurement Science and Technology). Ежегодно институт проводит научно-технические конференции, в том числе Всероссийскую конференцию «Метрологическое обеспечение измерений» и семинары по отдельным направлениям.

Структура

ВНИИФТРИ включает несколько научно-исследовательских отделов и лабораторий, а также опытное производство. Основные подразделения:

• Отдел термометрии и теплофизики
• Отдел манометрии и вакуумметрии
• Отдел расходометрии
• Отдел радиотехнических измерений
• Отдел лазерных и оптических измерений
• Отдел акустических измерений
• Отдел измерений ионизирующих излучений
• Отдел времени и частоты
• Отдел наноизмерений
• Отдел биомедицинских измерений
• Лаборатория эталонных средств измерений
• Опытный завод (производство эталонных установок и мер)

Институт имеет филиал в городе Иркутске (Сибирский филиал ВНИИФТРИ), который занимается метрологическим обеспечением в Сибирском федеральном округе.

Применение разработок

Разработки ВНИИФТРИ используются в различных отраслях:

• Атомная энергетика — эталоны для контроля температуры, давления и радиации на АЭС.
• Авиация и космонавтика — метрологическое обеспечение испытаний двигателей, систем навигации и связи.
• Нефтегазовая промышленность — эталоны расхода для учёта нефти и газа, в том числе на трубопроводах.
• Медицина — калибровка медицинской техники (томографы, дозиметры, аппараты УЗИ).
• Оборона — обеспечение точности измерений в вооружениях и военной технике.
• Научные исследования — предоставление эталонов для академических институтов и университетов.

Международное сотрудничество

ВНИИФТРИ является членом Международной организации законодательной метрологии (МОЗМ) и участвует в работе Международного бюро мер и весов (МБМВ). Институт регулярно проводит двусторонние сличения эталонов с национальными метрологическими институтами стран СНГ, Европы, Азии и Америки. В рамках БРИКС ВНИИФТРИ участвует в проектах по созданию единых эталонов для стран-участниц.

Интересные факты

• В 1960-е годы на базе ВНИИФТРИ была создана первая в СССР лазерная установка для метрологических целей.
• Институт участвовал в разработке системы «ГЛОНАСС» — в части обеспечения точности времени и частоты.
• На территории института расположен уникальный комплекс для воспроизведения эталона температуры в диапазоне от –269 °C до 3000 °C, включающий криогенные и высокотемпературные установки.
• ВНИИФТРИ имеет собственный музей метрологии, где представлены исторические эталоны и измерительные приборы.

Источники

• Официальный сайт ВНИИФТРИ (www.vniiftri.ru)
• «ВНИИФТРИ: 50 лет» (юбилейный сборник, 2005)
• «Метрология: история, современность, перспективы» (под ред. В. А. Баратова, 2018)
• Государственный реестр утвержденных типов средств измерений (ФГИС «АРШИН»)
• Материалы научно-технических конференций ВНИИФТРИ (2010–2023)