Майорова К. В. Наукові основи виробництва авіаційних конструкцій із застосуванням технологій реверс-інжинірингу за умови обмеженого часу

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора наук

Державний реєстраційний номер

0526U000211

Облікова картка дисертації

0526U000211.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 05.07.02 - Проектування, виробництво та випробування літальних апаратів

17-07-2026

Спеціалізована вчена рада

Д 064.062.04

Національний аерокосмічний університет "Харківський авіаційний інститут"

Анотація

Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-технічної проблеми, яка полягає в необхідності прискореного виробництва в умовах жорстких обмежень із забезпеченням заданої точності та технологічності шляхом створення науково обґрунтованих методів і моделей реверс-інжинірингу (РІ) авіаційних конструкцій (АК). Це досягається завдяки оптимізації технологічних процесів з використанням інформаційних технологій та внаслідок розробки нових ефективних методів РІ, які дають змогу оперативно отримувати геометричну інформацію про існуючі вироби та використовувати її для проєктування, прототипування й контролю деталей і вузлів АК. Водночас відсутність цілісних наукових основ формування та керування процесами створення цифрового першоджерела інформації таких деталей і конструкцій на базі РІ за визначених часових обмежень не забезпечує гарантованого досягнення заданої геометричної точності, технологічності та відтворюваності результатів. Це і обумовило необхідність розроблення науково обґрунтованих методів, підходів і моделей, які дозволили поєднати високу точність створення цифрових моделей і виготовлення авіаційних деталей і конструкцій з мінімізацією тривалості технічної та технологічної підготовки виробництва, що й визначило актуальність даної докторської дисертації. У першому розділі на основі порівняльного аналізу існуючих методів прототипування складних за формою деталей і вузлів АК, а також технологічних особливостей сканування, координатно-вимірювального контролю та інших засобів цифрового відтворення геометрії визначено перспективи застосування методів РІ для різних груп деталей і складальних одиниць авіаційної техніки. Сформульовано мету дослідження, яка полягає у розробленні наукових основ виробництва АК із забезпеченням заданих показників точності та технологічності в умовах обмеженого часу із застосуванням методів РІ. У другому розділі розроблено модель процесів формоутворення при технологічній підготовці виробництва деталей і складальних одиниць АК, яка забезпечує реалізацію прямого та зворотного завдань формоутворення на базі РІ. Обґрунтовано використання аналітичного еталона як першоджерела повної геометричної інформації про виріб, що забезпечує скорочення загальної трудомісткості технологічної підготовки виробництва. Запропоновано поняття сталого та звичайного методів РІ, визначено області їх раціонального застосування залежно від вимог до точності. Доведено, що за вимог точності ±0,5 мм сталий метод РІ не забезпечує необхідної геометричної точності, тому для таких деталей рекомендовано використовувати звичайний метод. Удосконалено метод віртуального базування цифрового портрета деталі під час її оброблення на верстатах з ЧПК та розроблено метод вибору раціональної технології швидкого виготовлення або ремонту деталей залежно від партії виробництва та вимог до точності. У третьому розділі вперше запропоновано технологію та прийоми сканування авіаційних деталей опукло-вгнутої форми з визначенням допустимих відхилень геометрії під час прототипування. Розроблено новий метод прототипування таких деталей сталим РІ із забезпеченням заданої точності. Доведено можливість використання доопрацьованого цифрового еталона для виготовлення деталей адитивними й екстрактивними технологіями без повторного проходження повного циклу РІ. Запропоновано метод попереднього випробування еталонних портретів шляхом пропорційного масштабування моделей із визначенням допустимих відхилень їх геометрії. Виконано розрахунки похибок ув'язування деталей високої точності зі складними роз'ємами та стиками, а також розроблено технічне рішення для підвищення точності їх оброблення. У четвертому розділі досліджено впровадження методів РІ в існуюче авіабудівне виробництво. Показано ефективність використання лазерних вимірювальних засобів, що забезпечують скорочення трудомісткості та тривалості монтажних робіт до десяти разів. Розроблено математичні моделі розрахунку точності побудови аналітичного еталона та моделі ув'язування складальних одиниць, виготовлених за плазово-шаблонним методом, на основі формування аналітичного еталона засобами РІ для продовження життєвого циклу виробів. Запропоновано організаційні та технологічні підходи до скорочення термінів технологічної підготовки виробництва. У п'ятому розділі експериментально підтверджено адекватність розроблених теоретичних положень і методів РІ для АК складної форми. Реалізовано побудову аналітичних еталонів для деталей кіля легкого літака та засобів технологічного оснащення, що дало змогу виконати оцінювання їх технічного стану, здійснити вибраковування непридатного оснащення та виготовити нові матрицю і пуансон з органопластику. Випробувано методи вирішення прямого і зворотного завдань формоутворення для повітряного гвинта надлегкого двомісного літака.

Читати повністю

Публікації

1. Improvement of the repair method of the aircraft components made of polymer composite materials with operational damage / O. Аndreev, K. Maiorova, B. Luрkin, M. Boiko, Y. Korolkov. Авіаційно-космічна техніка і технологія. 2022. № 1 (177). С. 42–50. DOI: 10.32620/aktt.2022.1.05. (Категорія «Б»).

2. Розробка алгоритмів процесів формоутворення для виготовлення авіаційної техніки при технологічній підготовці виробництва / В. Т. Сікульський, К. В. Майорова, Ю. А. Воробйов, М. М. Бойко, О. Л. Комісаров. Авіаційно-космічна техніка і технологія. 2022. № 2 (178). С. 64–73. DOI: 10.32620/aktt.2022.2.08. (Категорія «Б»).

3. Формування вимог до інформаційного супроводу виробництва аерокосмічних виробів для забезпечення їх якості / І. В. Бичков, А. С. Селезньова, К. В. Майорова, Ю. А. Воробйов, В. Т. Сікульський. Авіаційно-космічна техніка і технологія. 2022. № 4 (180). С. 22–35. DOI: 10.32620/aktt.2022.4.03. (Категорія «Б»).

4. Mathematical models creation for calculating dimensional accuracy at the construction stages of an analytical standard using the chain method / I. Vorobiov, K. Maiorova, I. Voronko, O. Skyba, O. Komisarov. Technology audit and production reserves. 2024. № 1/1 (75). P. 13–21. DOI: 10.15587/2706-5448.2024.297732. (Категорія «Б»).

5. Ув’язування при прототипуванні складних авіаційних деталей високої точності з роз’ємами та стиками на основі реверс-інжинірингу / В. Т. Сікульський, К. В. Майорова, І. О. Воронько, О. О. Капінус, О. С. Скиба. Авіаційно-космічна техніка і технологія. 2024. № 6 (200). С. 80–93. DOI: 10.32620/aktt.2024.6.08. (Категорія «Б»).

6. Експериментальні дослідження геометричної точності зубчастого колеса за допомогою координатно-вимірювальної машини / В. Т. Сікульський, К. В. Майорова, С. О. Заклінський, А. С. Суслов. Авіаційно-космічна техніка і технологія. 2025. № 1 (201). С. 50–58. DOI: 10.32620/aktt.2025.1.05. (Категорія «Б»).

7. Майорова К. В. Конструктивно-технологічний аналіз типових авіаційних деталей та конструкцій, що підлягають виробництву або ремонту за технологіями реверс інжинірингу. Авіаційно-космічна техніка і технологія. 2025. № 3 (203). С. 66–74. DOI: 10.32620/aktt.2025.3.07. (Категорія «Б»).

8. Thread inspection using the waveline W800R profilometer: methodology for method verification / K. Maiorova, V. Kalinichenko, V. Bocharov, I. Voronko, N. Khayyam. Авіаційно-космічна техніка і технологія. 2025. № 2 (202). С. 38–46. DOI: 10.32620/aktt.2025.2.04. (Категорія «Б»).

9. Сучасні підходи до метрологічного контролю зубчастих коліс редукторів у важких умовах експлутації / K.В. Maйорова, В.А. Калініченко, В.Б. Бочаров, I.В. Воронько, М.І. Бичков. Авіаційно-космічна техніка і технологія. 2025. № 4 (25). С. 60–78. DOI: 10.32620/aktt.2025.4.08. (Категорія «Б»).

10. Implementation of reengineering technology to ensure the predefined geometric accuracy of a light aircraft keel / K. Maiorova, I. Vorobiov, M. Boiko, V. Suponina, О. Komisarov. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. Vol. 6, № 1 (114). Р. 6–12. DOI: 10.15587/1729-4061.2021.246414. (Scopus, Q2)

11. Forming the geometric accuracy and roughness of holes when drilling aircraft structures made from polymeric composite materials / K. Maiorova, I. Vorobiov, O. Andreev, B. Lupkin, V. Sikulskiy. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2022. Vol. 2, № 1 (116). P. 71–80. DOI: 10.15587/1729-4061.2022.254555. (Scopus, Q3)

12. Implementation of reengineering technology to reduce the terms of the technical preparation of manufacturing of aviation technology assemblies / V. Sikulskiy, K. Maiorova, Iu. Vorobiov, M. Boiko, O. Komisarov. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2022. Vol. 3, № 1 (117). Р. 25–32. DOI: 10.15587/1729-4061.2022.258550. (Scopus, Q3)

13. Modeling the forming process by successive local deforming for monolithic stiffened panels / V. Sikulskiy, S. Sikulskyi, K. Maiorova, Y. Dyachenko. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2023. Vol. 124, № 5–6. Р. 1569–1578. DOI: 10.1007/s00170-022-10582-9. (Web of Science, Scopus, Q2)

14. Formation of the quality of holes obtained by drilling in aviation structures made from polymer composite materials / K. Maiorova, O. Andrieiev, B. Lupkin, V. Antonyuyk, S. Vysloukh. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2023. Vol. 3, № 1 (123). Р. 59–67. DOI: 10.15587/1729-4061.2023.279618. (Scopus, Q3)

15. Devising a methodology for prototyping convexconcave parts using reverse-engineering technology providing the predefined geometric accuracy of their manufacturing / K. Maiorova, O. Kapinus, V. Nikichanov, O. Skyba, A. Suslov. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2024. Vol. 4, № 1 (130). Р. 112–120. DOI: 10.15587/1729-4061.2024.308047. (Scopus, Q3)

16. Implementation of reengineering technology in the technological preparation for general aviation airplane wing tip manufacturing based on the construction of a digital mock-up / K. Maiorova, V. Nikichanov, I. Lysochenko, S. Myronova. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2024. Vol. 5, № 1 (131). Р. 43–53. DOI: 10.15587/1729-4061.2024.311478. (Scopus, Q3)

17. Інформаційні та технологічні системи супроводу життєвого циклу виробів авіаційної техніки : монографія / І. В. Бичков, К. В. Майорова, М. І. Бичков, О. В. Лосєв, Г. С. Селезньова. Харків : ФОП Панов, 2023. 224 с. ISBN 978-617-8113-63-6.

18. Implementation of the reengineering in additive technologies in the manufacture of aerospace parts / A. Mialytsia, I. Buchkov, K. Maiorova, V. Suponina. Проблеми створення та забезпечення життєвого циклу авіаційної техніки : тези доп. Міжнар. наук.-технічн. конф., 23–24 квіт. 2019 р., Харків / Нац. аерокосм. ун-т ім. М. Є. Жуковського «Харків. авіац. ін-т». Харків, 2019. С. 47–48. URL: https://library.khai.edu/ library/fulltexts/metod/Problemi_Stvorennya_Ta.pdf. (15.09.2025).

19. Reengineering based on 3D-scanning in the process of propeller analytical standard constructing for an ultra-light twin-seat aircraft / I. Bychkov, K. Maiorova, V. Suponina, S. Riabikov. Integración de las ciencias fundamentales y aplicadas en elparadigma de la sociedad post-industrial : сol. de doc. científicos «ΛΌГOΣ» con actas de la conf. Intern. científica y práctica, 24 de abril de 2020. Barcelona, 2020. Vol. 2. P. 32–38. DOI: 10.36074/24.04.2020.v2.09.

20. Майорова К. В. Реінжиніринг авіаційних об’єктів та порівняльний аналіз створення аналітичного еталону. Авіація, промисловість, суспільство : матеріали І Міжнар. наук.-практ. конф., Кременчук, 14 трав. 2020 р. : у 2 ч. / Харків. нац. ун-т внутр. справ, Кременчуц. льотний коледж. Харків, 2020. Ч. 1. С. 377–380. URL: https://lib.lntu.edu.ua/sites/default/files/2021-03/ Aviatsiia%20promyslovist%20suspilstvo_Кременчук_1_2020.pdf (07.09.2025).

21. Аналіз тенденцій вітчизняного авіаційного виробництва / Ю. А. Воробйов, І. В. Бичков, К. В. Майорова, О. Л. Комісаров, С. М. Рябіков. Current Issues and Prospects for the Development of Scientific Research : proc. of the 4th Intern. sci. and pract. conf., Orléans, France, Dec. 7–8, 2021. Orléans, 2021. С. 329–333. (Scientific Collection «Interconf» ; № 90). DOI: 10.51582/interconf.7-8.12.2021.038.

22. The Process of Forming Integral Ribbed Panels by Sequential Local Phased Deformation with Information Support / V. Sikulskyi, S. Sikulskyi, K. Maiorova, V. Suponina, O. Komisarov. International Scientific and Technical Conference on Integrated Computer Technologies in Mechanical Engineering. ICTM’2021 : proceedings, 28–29 Oct. 2021, Kharkiv, Ukraine. Cham : Springer, 2022. P. 157–165. (Lecture Notes in Networks and Systems. LNNS ; vol. 367, ISSN 2367-3370). DOI: 10.1007/978-3-030-94259-5_15. (Web of Science, Scopus, Q4)

23. Study of a geometry accuracy of the bracket-type parts using reverse engineering and additive manufacturing technologies / K. Maiorova, V. Sikulskyi, I. Vorobiov, O. Kapinus, A. Knyr. International Scientific and Technical Conference on Integrated Computer Technologies in Mechanical Engineering. ICTM’2022 : proceedings, 28–29 Oct. 2022, Kharkiv, Ukraine. Cham : Springer, 2023. P. 146–158. (Lecture Notes in Networks and Systems. LNNS ; vol. 657, ISSN 2367-3370). DOI: 10.1007/978-3-031-36201-9_13. (Scopus, Q4)

24. Improving the Method of Virtual Localization of Near-Net-Shaped Workpieces for CNC Machining. Lecture Notes in Networks and Systems / S. Plankovskyy, O. Kapinus, K. Maiorova, S. Myronova. Mathematical Modeling and Simulation of Systems : proc. 17th Inter. сonf., Chernihiv, Ukraine, Nov. 14–16, 2022. Cham : Springer, 2023. Р. 119–128. (Lecture Notes in Networks and Systems. LNNS ; vol. 667, ISSN 2367-3370). DOI: 10.1007/978-3-031-30251-0_10 (Scopus, Q4)

25. Види математичної моделі геометрії об’єктів. Достоїнства і недоліки / І. В. Бичков, К. В. Майорова, М. І. Бичков, В. Л. Малашенко, С. М. Рябіков. Наукові орієнтири: теорія та практика досліджень : матеріали I Міжнар. наук. конф., Харків, 14 квіт. 2023 р. / Міжнар. центр наук. досліджень. Вінниця, 2023. С. 102–104. URL: https://archive.mcnd.org.ua/index.php/conference-proceeding/issue/ view/14.04.2023/23 (18.09.2025).

26. Вплив процесу свердління на параметри якості оброблення полімерних композиційних матеріалів / Лупкін Б. В., Андрєєв О. В., Майорова К. В., Антонюк В. С. Прогресивна техніка, технологія та інженерна освіта : матеріали XXIII Міжнар. наук.-техн. конф., м. Київ, 30 трав. – 1 черв. 2023 р. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. С. 210–213. DOI: 10.20535/2409-7160.2023.XXIII.280013.

27. Використання реверс-інжинірингу і адитивних технологій в авіаційному виробництві / К. В. Майорова, І. В. Бичков, В. Л. Малашенко, М. І. Бичков, О. Л. Комисаров. Advanced Discoveries of Modern Science: Experience, Approaches and Innovations : proc. IV Intern. Sci. and Theoretical сonf., Amsterdam, Netherlands, 11 Aug., 2023. Amsterdam, 2023. Р. 116–119.

28. Аналіз використання технології реверс-інжинірингу / І. В. Бичков, К. В. Майорова, В. Т. Сікульський, В. Л. Малашенко, М. І. Бичков. Grail of Science. 2023. № 31. Р. 258–260. DOI: 10.36074/grail-of-science.15.09.2023.41. (Категорія «Б»)

29. Аналіз чинників щодо формалізування математичної моделі високоточних деталей складної форми / В. Т. Сікульський, К. В. Майорова, С. О. Красовський, А. С. Суслов. Актуальні питання розвитку галузей науки : матеріали II Міжнар. наук. конф., 1 груд. 2023 р., Чернігів, Україна / Міжнар. центр наук. дослідж. Вінниця, 2023. С. 282–284. URL: https://archive.mcnd.org.ua/index.php/conference-proceeding/issue/view/ 01.12.2023/47 (31.08.2025).

30. Algorithm for Selecting the Optimal Technology for Rapid Manufacturing and/or Repair of Parts / V. Sikulskyi, K. Maiorova, O. Shypul, V. Nikichanov, O. Kapinus, O. Tryfonov. International Scientific and Technical Conference on Integrated Computer Technologies in Mechanical Engineering. ICTM’2023 : proceedings, 27–29 Dec. 2023, Kharkiv, Ukraine. Cham : Springer, 2024. Vol. 1. P. 25–39. (Lecture Notes in Networks and Systems. LNNS ; vol. 1008, ISSN 2367-3370). DOI: 10.1007/978-3-031-61415-6_3. (Web of Science, Scopus, Q4)

31. Experimental and numerical investigations on impulse self-pierce riveting of lightweight aircraft aluminium and mixed structures [Electronic resource] / I. Vorobiov, N. Nechyporuk, K. Maiorova. 22nd International Scientific Conference “Transport Means 2018” : proceedings, 3–5 Oct. 2018, Trakai, Lithuania. Kaunas : Kaunas University of Technology, 2018. P. 121–128. URL: https://transportmeans.ktu.edu/wp-content/uploads/sites/307/2018/02/Transport-means-I-dalis-2018-09-25.pdf (Web of Science, Scopus, Q4)

31. Experimental and numerical investigations on impulse self-pierce riveting of lightweight aircraft aluminium and mixed structures [Electronic resource] / I. Vorobiov, N. Nechyporuk, K. Maiorova. 22nd International Scientific Conference “Transport Means 2018” : proceedings, 3–5 Oct. 2018, Trakai, Lithuania. Kaunas : Kaunas University of Technology, 2018. P. 121–128. URL: https://transportmeans.ktu.edu/wp-content/uploads/sites/307/2018/02/Transport-means-I-dalis-2018-09-25.pdf (Web of Science, Scopus, Q4)

32. Розвиток теорії та наукових основ формоутворення деталей складних форм високої точності / К. Майорова, С. Красовський, С. Миронова, Ю. Трубчанін. Actual problems of science and technology – from theory to practice : col. of abstr. XXX Intern. sci. and pract. conf., July 3–5, 2024, Bern, Switzerland. [S. l.], 2024. С. 94–96. URL: https://isu-conference.com/wp-content/uploads/2024/07/Actual_problems_of_science_and_technology_from_theory_to_practice_July_3_5_2024_Bern_Switzerland.pdf (20.09.2025).

33. Experimental studies of the holes quality parameters in polymer composite materials / B. V. Lupkin, O. V. Andrieiev, K. V. Maiorova, V. S. Antonyuk, S. А. Tolstoi. New technologies, development and application. NT’2024 : proc. 10th Intern. сonf. 2024. Cham : Springer, 2024. Vol. 1. Р. 589–602. (Lecture Notes in Networks and Systems. LNNS ; vol. 1069, ISSN 2367-3370). DOI: 10.1007/978-3-031-66268-3_60. (Web of Science, Scopus, Q4)

34. Study of the Technological Parameters of Surface Plastic Deformation for Monolithic Aircraft Panels by the Impact-Drum Method / Y. Dyachenko, I. Voronko, V. Sikulskyi, K. Maiorova, S. Shapar. International Scientific and Technical Conference on Integrated Computer Technologies in Mechanical Engineering. ICTM’2024 : proceedings, 12–14 Dec. 2024, Kharkiv, Ukraine. Cham : Springer, 2025. Vol. 2. P. 429–440. (Lecture Notes in Networks and Systems. LNNS ; vol. 1474, ISSN 2367-3370). DOI: 10.1007/978-3-031-94852-7_36. (Scopus, Q4)

35. Analysis of Modern Approaches to Approbation of Aircraft Parts Geometric Data Digitization by Reverse Engineering / K. Maiorova, I. Lysochenko, O. Skyba, A. Suslov, V. Antonyuk. Smart Innovations in Energy and Mechanical Systems. SIEMS’2025 : proceedings. Cham : Springer, 2025. Р. 264–273. (Lecture Notes in Networks and Systems. LNNS ; vol. 1480, ISSN 2367-3370). DOI: 1007/978-3-031-95191-6_25. (Scopus, Q4)

36. Analysis of Modern Approaches to Approbation of Aircraft Parts Geometric Data Digitization by Reverse Engineering / K. Maiorova, I. Lysochenko, O. Skyba, A. Suslov, V. Antonyuk. Smart Innovations in Energy and Mechanical Systems. SIEMS’2025 : proceedings. Cham : Springer, 2025. Р. 264–273. (Lecture Notes in Networks and Systems. LNNS ; vol. 1480, ISSN 2367-3370). DOI: 1007/978-3-031-95191-6_25. (Scopus, Q4)

Читати повністю

Файли

Maiorova_dis.pdf

autoreferat-Maiorova_aref.pdf

Схожі дисертації

0426U000208

Конишев Дмитро Сергійович

Метод інтегрованого проєктування хвостової частини фюзеляжу літаків транспортної категорії

0521U101549

Капітанова Людмила Валеріївна

Аналіз та синтез злітно-посадкових характеристик модифікацій літаків транспортної категорії

0421U102094

Дегтярьов Максим Олександрович

Вибір раціональних параметрів і зниження матеріаломісткості хвостових відсіків ракет-носіїв

0421U101554

Міщенко Олександра Василівна

Методичне забезпечення проектування електродинамічних космічних тросових систем

0421U101553

Сюткіна-Дороніна Світлана Василівна

Методичне забезпечення оптимізації основних характеристик одноступінчастих ракет з маршовим двигуном на твердому паливі