Scientific journals of KhAI
Not a member yet
1721 research outputs found
Sort by
До 70-річчя професора Олексія Георгійовича Ніколаєва
No full textTo 70 anniversary selebration of Professor Oleksii NikolaevДо 70-річчя професора Олексія Георгійовича Ніколаєв
Про укладання графів алгоритмом Камада-Каваї за допомогою графових нейронних мереж
No full textTraditional force-directed layout algorithms, such as the Kamada-Kawai (KK) method, are widely used for graph visualization due to their ability to produce aesthetically pleasing layouts. However, these algorithms can be computationally intensive for large graphs. The subject matter of the study is graph layout. The aim of this research is to explore the application of graph neural networks (GNNs) to improve the KK algorithm for graph layouts, resulting in a novel hybrid approach named KKNN. The key tasks addressed in this study include: 1. Development of the KKNN layout algorithm by integrating GNN-based reparameterization from the NeuLay-2 approach with the KK algorithm. 2. Evaluation of computational efficiency by comparing the computational performance of KKNN with both the original KK algorithm and the NeuLay-2. 3. Assessment of layout quality, particularly by examining the symmetry preservation, energy minimization, and aesthetic criteria such as minimal edge crossings and balanced node placement. 4. Testing on various graph types, including both random and highly structured (symmetric) graphs. The methods used are: GNN-based layout reparameterization, inspired by NeuLay-2; Kamada-Kawai graph layout algorithm; performance metrics, including time-to-convergence, energy minimization, and symmetry preservation. Our experiments demonstrate the following results: 1. KKNN converges to the energy minimum faster and achieves a lower energy state compared to the original KK. 2. KKNN not only reduces computational time but also better preserves graph symmetries compared to NeuLay-2. Conclusions. This study underscores the potential of integrating neural networks with traditional graph layout algorithms, presenting a promising approach for efficient and high-quality graph visualization. KKNN not only enhances computational performance but also ensures visually interpretable layouts. This hybrid approach offers a pathway for future research in graph visualization, where combining deep learning techniques with classical algorithms may open new possibilities for handling complex, large-scale graphs in a visually coherent and computationally efficient manner.Традиційні алгоритми силоспрямованого укладання, такі як метод Камада-Каваї (КК), широко використовуються для візуалізації графів завдяки їхній здатності створювати естетично привабливі зображення. Однак ці алгоритми можуть бути обчислювально складними для великих графів. Предметом цього дослідження є укладання графів. Метою цього дослідження є застосування графових нейронних мереж (GNN) для вдосконалення алгоритму KK для укладання графів, результатом чого є новий гібрідний підхід під назвою KKNN. Основні завдання цього дослідження включають: 1. Розробку алгоритму укладання KKNN шляхом інтеграції репараметризації на основі GNN з підходу NeuLay-2 з алгоритмом KK. 2. Оцінку обчислювальної ефективності через порівняння продуктивності KKNN та оригінального алгоритму KK, а також NeuLay-2. 3. Оцінку якості укладання, зокрема, аналіз збереження симетрії, мінімізації енергії та естетичних критеріїв, таких як мінімізація перетину ребер і збалансоване розташування вершин. 4. Тестування на різних типах графів, включаючи як випадкові, так і структуровані (симетричні) графи. Використані такі методи, як репараметризація укладання на основі GNN з алгоритму NeuLay-2; алгоритм укладання графа Камади-Каваї та визначення показників продуктивності, включаючи час досягнення мінімуму, мінімізацію енергії та збереження симетрії. Наші експерименти демонструють наступні результати: 1. KKNN швидше збігається до мінімуму енергії та досягає меншого локального мінімуму енергії порівняно з вихідним KK. 2. KKNN не тільки скорочує час обчислень, але й краще зберігає симетрії графів порівняно з NeuLay-2. Висновки. Це дослідження підкреслює потенціал інтеграції нейронних мереж з традиційними алгоритмами укладання графів, пропонуючи перспективний підхід для ефективної та високоякісної візуалізації графів. KKNN не тільки покращує обчислювальну продуктивність, але й забезпечує візуально інтерпретовані укладання. Цей гібридний підхід відкриває можливості для майбутніх досліджень у сфері візуалізації графів, де поєднання методів глибокого навчання з класичними алгоритмами може створити нові перспективи для обробки складних, великомасштабних графів у візуально узгодженій й обчислювально ефективній формі
ПРОВЕДЕННЯ АЕРОДИНАМІЧНОГО АНАЛІЗУ ТРИВИМІРНИХ МОДЕЛЕЙ ГВИНТІВ КВАДРОКОПТЕРІВ
No full textThe widespread use of multicopters, in particular quadcopters, in the civil, industrial and defense sectors necessitates the improvement of their aerodynamic characteristics in order to increase maneuverability, energy efficiency, load carrying capacity and reduce noise level. One of the key elements affecting these characteristics is the design of the propellers. Despite significant progress in the research of propellers for classical aviation, research for multicopters remains quite limited.The aim of the work is to conduct a comparative aerodynamic analysis of four three-dimensional models of the HQProp V1S 7x3.5x3 propeller using the modern SolidWorks Flow Simulation software. The research methodology involves computer modeling of three-dimensional models of the real propeller, created by the author using the master-model method and the shell method, as well as 3D models obtained from specialized internet resources.The main parameters of the analysis are the distribution of air flow velocities, pressure distribution, calculation of lift and drag force, as well as the influence of the angle of attack on the aerodynamic properties of the studied samples. The results of mathematical calculations demonstrate the differences between the models.The scientific novelty and practical significance of the research is that the author obtained original data on the aerodynamic characteristics of 3D models of the HQProp V1S 7x3.5x3 propeller, which were not previously published in the open press. The mathematical modeling technique used and the results obtained thanks to it will be used in the future to design new, more advanced propeller models, which will contribute to improving the overall efficiency of the UAV.Широке застосування мультикоптерів, зокрема квадрокоптерів, у цивільному, промисловому та оборонному секторах зумовлює необхідність покращення їх аеродинамічних характеристик з метою підвищення маневреності, енергоефективності, вантажопідйомності та зменшення рівня шуму. Одним із ключових елементів, що впливає на ці характеристики, є конструкція гвинтів. Незважаючи на значний прогрес у дослідженні гвинтів для класичної авіації, дослідження для мультикоптерів залишаються достатньо обмеженими. Метою роботи є проведення порівняльного аеродинамічного аналізу чотирьох тривимірних моделей гвинта HQProp V1S 7x3,5x3 із застосуванням сучасного програмного засобу SolidWorks Flow Simulation. Методологія дослідження включає проведення комп'ютерного моделювання попередньо створених автором за допомогою методу майстер-моделі і методу оболонки тривимірних моделей реального гвинта та 3D моделей, що було отримано з профільних інтернет-ресурсів.Основними параметрами аналізу є розподіл швидкостей повітряного потоку, розподіл тиску, розрахунок підйомної сили та сили спротиву, а також вплив кута атаки на аеродинамічні властивості досліджуваних зразків. Результати математичних розрахунків демонструють відмінності між моделями. Наукова новизна та практична значимість проведених досліджень полягає в тому, що автором було одержано оригінальні раніш не опубліковані у відкритій печаті дані стосовно аеродинамічних характеристик 3D моделей гвинта HQProp V1S 7x3,5x3. Використана методика математичного моделювання та отримані завдяки їй результати в подальшому будуть застосовані для проектування нових більш вдосконалених моделей гвинтів, що сприятиме покращенню загальної ефективності БПЛА
Моделювання процесів підготовки виробництва високотехнологічних виробів з використанням концепції віртуального підприємства
No full textThe subject of this research involves the processes for preparing high-tech production. Preparation for production requires organizational, economic, and technological actions that guarantee the transition to serial production, considering the requirements of Industry 5.0 and the use of scientific and technological innovations. Preparation is carried out with the aim of the effective development of a new serial product, the introduction of modern robotic equipment and information technologies, including the Internet of Things, and the development of new forms of production organization. In conditions of economic instability and global competition, there is a need to reduce the stage of preparation for production and the life cycle of creating a high-tech product. A new complex product can contain various types of components: reusable components, combined components that contain elements of innovation, as well as new innovative components that ensure its competitiveness. For each component, it is necessary to plan the production preparation stage. Among modern approaches to organizing production, the creation of a virtual enterprise is relevant, within the framework of which enterprises are united to implement a specific project for manufacturing high-tech products. Tasks: to build a structure of a multi-level model of functional modules for preparing the production of high-tech products; develop a model for selecting partners of a virtual enterprise for fulfilling a portfolio of orders for the creation of high-tech products; develop a model for selecting suppliers of a virtual enterprise; develop an agent model for assessing the risk of creating a virtual enterprise; build a multi-level multi-agent model for creating an organizational structure of a virtual high-tech enterprise; build a scheme of applied information technology for preparing the production of high-tech products based on a virtual enterprise. The purpose of the publication is to study the stage of preparing the production of complex technical products to synthesize the architecture of a multi-level component model of the product by creating functional modules for preparing the production of high-tech products, as well as to develop a set of mathematical models that ensure the formation of a portfolio of orders and the selection of performers for its implementation; selection of suppliers for fulfilling orders by manufacturing enterprises; risk assessment of a virtual enterprise project. The mathematical models and methods used are: system analysis, optimization using integer programming, multi-criteria optimization, and expert evaluation. The following results were obtained: the study proposes a multi-level multi-agent model of the organizational structure of a virtual instrument-making enterprise and creates an applied information technology for preparing the production of high-tech products based on the models proposed in the publication. Conclusions. The main contribution and scientific novelty of the results obtained is in reducing costs, risks and the duration of preparation for the production of high-tech products by using the concept of a virtual enterprise for the preparation of production by implementing applied information technology, based on a developed set of mathematical models that ensure the formation of a portfolio of orders and the selection of performers for its implementation; selection of suppliers for the fulfillment of orders by manufacturing enterprises; risk assessment of the virtual enterprise project. Production preparation processes are carried out within the framework of building a virtual enterprise, the rational organization of which helps to reduce the duration of the life cycle of creating complex technical products.Предметом дослідження є процеси підготовки виробництва високотехнологічної продукції. Підготовка виробництва потребує проведення організаційних, економічних та технологічних дій, що гарантують перехід на серійний випуск продукції з урахуванням вимог Industry 5.0 та використанням наукових і технологічних інновацій. Підготовка здійснюється з метою ефективного освоєння нового серійного виробу, впровадженням сучасного роботизованного обладнання, інформаційних технологій, у тому числі інтернету речей і освоєння нових форм організації виробництва. В умовах економічної нестабільності та глобальної конкуренції виникає необхідність скорочення етапу підготовки виробництва і життєвого циклу створення високотехнологічного виробу. У складі нового складного виробу можуть знаходиться різні види компонентів: компоненти повторного використання, комбіновані компоненти, що у своєму складі містять елементи інноваційності, а також нові інноваційні компоненти, що забезпечують його конкурентоспроможність. Для кожного компонента необхідно здійснювати планування етапу підготовки виробництва. Серед сучасних підходів щодо організації виробництва актуальне створення віртуального підприємства, в рамках якого об’єднуються підприємства для реалізації конкретного проекту по виготовленню високотехнологічної продукції. Завдання: побудувати структуру багаторівневої моделі функціональних модулів підготовки виробництва високотехнологічної продукції; розробити модель вибору партнерів віртуального підприємства для виконання портфелю замовлень по створенню високотехнологічних виробів; розробити модель вибору постачальників віртуального підприємства; розробити агентну модель оцінювання ризику створення віртуального підприємства; побудувати багаторівневу мультиагентну модель створення організаційної структури віртуального високотехнологічного підприємства; побудувати схему прикладної інформаційної технології підготовки виробництва високотехнологічної продукції на базі віртуального підприємства. Метою публікації є дослідження етапу підготовки виробництва складних технічних виробів на предмет синтезу архітектури багаторівневої компонентної моделі виробу шляхом створення функціональних модулів для підготовки виробництва високотехнологічної продукції, а також розробленню комплексу математичних моделей, що забезпечують формування портфелю замовлень та вибір виконавців для його реалізації; вибір постачальників для виконання замовлень виробничими підприємствами; оцінювання ризику проєкту віртуального підприємства. Використовуваними математичними моделями та методами є: системний аналіз, оптимізація за допомогою цілочисельного програмування, багатокритеріальна оптимізація, експертне оцінювання. Отримані такі результати. В дослідженні запропоновано багаторівневу мультиагентну модель організаційної структури віртуального приладобудівного підприємства та утворено прикладну інформаційну технологію підготовки виробництва високотехнологічної продукції на основі запропонованих у публікації моделей. Висновки. Головний внесок і наукова новизна отриманих результатів полягає у зниженні витрат, ризиків та скороченні тривалості підготовки виробництва високотехнологічної продукції за рахунок використання концепції віртуального підприємства для підготовки виробництва шляхом впровадження прикладної інформаційної технології, розробленої на основі розробленого комплексу математичних моделей, що забезпечують формування портфелю замовлень та вибір виконавців для його реалізації; вибір постачальників для виконання замовлень виробничими підприємствами; оцінювання ризику проєкту віртуального підприємства. Процеси підготовки виробництва здійснюються в рамках побудови віртуального підприємства, раціональна організація якого сприяє скороченню тривалості життєвого циклу створення складних технічних виробів
ОСОБЛИВОСТІ СИНТЕЗУ ПЛАНЕТАРНИХ МЕХАНІЗМІВ АВІАЦІЙНИХ РЕДУКТОРІВ
Get PDFThis paper considers methods for calculating gear transmissions of aircraft gearboxes, which can increase their load capacity and reduce mass and dimensions. In power gearboxes of aircraft engines, gears are used, obtained by a cutting tool with a profile angle a = 25° and 28°, or with a complex initial generating contour with a protrusion. Another way to increase the bearing capacity of gears is to use wheels cut with an offset (corrected wheels). Such gears have increased contact strength and bending strength. For a rational choice of displacement coefficients, it is necessary to use locking contours that are built for a pair of wheels being designed. The use of gears whose wheels are cut with an offset in planetary mechanisms requires a special approach to the synthesis (design) of such mechanisms. Optimal design of planetary mechanisms involves three main stages. The first stage is the selection of the optimal kinematic scheme of the gearbox that meets the required technical conditions. Analysis of existing kinematic schemes of aircraft gearboxes of domestic and foreign engines makes it possible to choose the optimal kinematic scheme. Such gearboxes include planetary mechanisms of simple and closed circuits – these are schemes АІ, та ( A – external, I – internal gearing). The next stage of design is the synthesis of the planetary mechanism itself, i.e. rational selection of the combined number of teeth that meet the kinematic and design requirements. To select the number of teeth that are cut with an offset, you can use "general" equations in which the condition of co-axiality is written with an additional parameter indicating the absence of co-axiality, with the subsequent solution of this dependence. The third stage of the synthesis of the planetary mechanism involves determining the optimal geometry of the gear meshing by selecting rational offset coefficients using blocking contours. Selection of offset coefficients for the scheme АІ and has its own characteristics and is considered separately for each of them. For the AI scheme, first the displacement coefficients are selected for the pair z1-z2 of the external gear, and then for the pair of wheels of the internal gear z3-z4 in such a way as to ensure the condition of co-axiality. The peculiarity of the scheme is that the satellite z2 is simultaneously in external gearing with the gear z1 and internal gearing with the wheel z3. To select the displacement coefficients for this scheme of the planetary mechanism, special (spatial) blocking circuits are constructed for all three wheels z1-z2-z3, which connect the three displacement coefficients x1, x2, x3 into a single system.В даній роботі розглянуті методи розрахунків зубчастих передач авіаційних редукторів, за допомогою яких можна підвищити їх завантаженість і зменшити масу та габарити. В силових редукторах авіаційних двигунів використовують зубчасті колеса, отримані різальним інструментом з профільним кутом a = 25° і 28° , або зі складним вихідним твірним контуром з протуберанцем. Іншим способом підвищення несучої здатності передач є використання коліс, нарізаних зі зміщенням (корегованих коліс). Такі передачі мають підвищену контактну міцність та міцність на згин. Для раціонального вибору коефіцієнтів зміщення необхідно використовувати блокувальні контури, які побудовані для пари коліс, що проектуються. Використання зубчастих передач, колеса яких нарізані зі зміщенням, в планетарних механізмах потребує особливого підходу до синтезу (проектування) таких механізмів. Оптимальне проектування планетарних механізмів передбачає три основні етапи. Перший етап – це вибір оптимальної кінематичної схеми редуктора, яка відповідає необхідним технічним умовам. Аналіз існуючих кінематичних схем авіаційних редукторів вітчизняних і закордонних двигунів є можливість вибрати оптимальну кінематичну схему. До складу таких редукторів входять планетарні механізми простої і замкненої схеми – це схеми АІ, та (А – зовнішнє, І – внутрішнє зачеплення). Наступний етап проектування – синтез самого планетарного механізму, тобто раціональний підбір комбінованого числа зубців, які відповідають кінематичним і конструктивним вимогам. Для підбору кількості зубців, які нарізані зі зміщенням, можна використовувати «генеральні» рівняння, в яких умова співвісності записана з додатковим параметром, який вказує на відсутність співвісності, з подальшим розв’язанням цієї залежності. Третій етап синтезу планетарного механізму передбачає визначення оптимальної геометрії зубчастого зачеплення за рахунок вибору раціональних коефіцієнтів зміщення за допомогою блокувальних контурів. Вибір коефіцієнтів зміщення для схеми АІ та має свої особливості і розглядається окремо для кожної з них. Для схеми АІ спочатку вибирають коефіцієнти зміщення для пари z1-z2 зовнішнього зачеплення, а потім для пари коліс внутрішнього зачеплення z3- z4 таким чином, щоб забезпечити умову співвісності. Особливість схеми полягає в тому, що сателіт z2 одночасно знаходиться у зовнішньому зачеплення з шестернею z1 і внутрішньому зачепленні з колесом z3. Для вибору коефіцієнтів зміщення для цієї схеми планетарного механізму побудовані спеціальні (просторові) блокувальні контури для всіх трьох коліс z1-z2-z3, які зв’язують в єдину систему три коефіцієнти зміщення х1, х2, х3
ПРАВОВИЙ СТАТУС ПРАЦІВНИКА ЯК СУБ’ЄКТА ІНДИВІДУАЛЬНИХ ТРУДОВИХ ВІДНОСИН: СУЧАСНІ ВИКЛИКИ
Get PDFУ статті досліджується правовий статус працівника як суб’єкта індивідуальних трудових правовідносин в умовах сучасної трансформації ринку праці. Звертається увага на теоретичне осмислення поняття правового статусу працівника, який включає систему основних трудових прав, обов’язків, юридичних гарантій і відповідальності, що забезпечують баланс інтересів між працівником і роботодавцем. Розкрито зміст кожного з елементів правового статусу, зокрема право на працю, гідні умови праці, справедливу оплату, відпочинок, захист від дискримінації та незаконного звільнення.Окрема увага приділена сучасним викликам, що постають перед трудовим правом: стрімкому розвитку гнучких форм зайнятості (зокрема дистанційної, фрилансерської, платформеної), цифровізації трудового процесу, розширенню неформального сектору економіки та викликам, пов’язаним із воєнним станом в Україні. Зазначено, що ці явища вимагають перегляду традиційних уявлень про зміст та обсяг трудових прав.Проаналізовано існуючі колізії та прогалини у чинному законодавстві, що перешкоджають повноцінній реалізації прав працівників в нових умовах. Запропоновано конкретні напрями удосконалення національного трудового законодавства, зокрема через запровадження гнучкого, але юридично захищеного режиму праці, підвищення стандартів охорони праці, розширення державного та профспілкового контролю. Наголошено на необхідності адаптації правового механізму до реалій сучасного ринку праці задля зміцнення соціального захисту та забезпечення гідної праці кожного працівника
Технологія та експериментальне устаткування для виготовлення плоских деталей теплообмінних апаратів зі сферичними інтенсифікаторами тепловіддачі
Get PDFThe improvement of heat exchange equipment is one of the key directions for increasing energy efficiency in industrial and energy systems. Technologies for manufacturing thin-walled heat exchange elements with a relief surface, which provides heat transfer intensification, are becoming particularly relevant. One of the promising solutions is the use of flat parts with spherical protrusions, the formation of which requires high accuracy and stability of geometric parameters. This study considers the technology of profiling such parts using the bending process with longitudinal tension. Unlike traditional forming methods, particularly stamping and drawing, the proposed approach reduces energy consumption, avoids residual deformations, and increases the repeatability of the profile geometry. The controlled tensile force imposed on the workpiece during the passage of the profiling rollers is a key technological factor. It has been experimentally established that the optimal result is achieved at a stress level of 85–95% of the yield strength of the material. It is in this range that a high-quality relief is formed without waviness in the zones of formation of spherical protrusions and on the edges, and the longitudinal curvature corresponds to the values 85–95% predicted by the tension correction. The design and principle of operation of the experimental equipment – the profiling unit is described, along with its technical characteristics and general appearance. The production of experimental batches of profiles on the experimental unit confirmed the possibility of manufacturing profiles with spherical protrusions by sequential local deformation under the action of longitudinal tension and clarified the technical requirements for the design of an experimental and industrial profiling unit. The proposed technology is confirmed by practical results and has the potential to be implemented in the serial production of heat exchange elements. It can be adapted to the manufacture of parts with various types of relief and used in related mechanical engineering industries, such as aviation, energy, and shipbuilding.Удосконалення теплообмінного обладнання є одним з ключових напрямів підвищення енергоефектив-ності в промислових і енергетичних системах. Особливої актуальності набувають технології виготовлення тонкостінних теплообмінних елементів з рельєфною поверхнею, що забезпечує інтенсифікацію тепловіддачі. Одним із перспективних рішень є застосування плоских деталей із сферичними виступами, формування яких потребує високої точності та стабільності геометричних параметрів. У статті розглянуто технологію профілювання таких деталей з використанням процесу профілювання з поздовжнім розтягом. На відміну від традиційних методів формоутворення, зокрема штампування та волочіння, запропонований підхід дозволяє зменшити енергозатрати, уникнути залишкових деформацій і підвищити повторюваність геометрії профілю. Ключовим технологічним фактором є кероване зусилля розтягу, що накладається на заготовку під час проходження профілювальних роликів. Експериментально встановлено, що оптимальний результат досягається при рівні напружень, що становить 85–95% від границі текучості матеріалу, саме в цьому діапазоні формується якісний рельєф без хвилястості в зонах утворення сферичних виступів та на кромках, поздовжня кривизна відповідає значенням передбаченим правкою розтягом. Описано конструкцію та принцип роботи експериментального устаткування – профілювальної установки, надано її технічні характеристики та загальний вигляд. Виготовлення дослідних партій профілів на експериментальній установці із рулонної латунної штаби шириною 74 мм та товщиною 0,4 мм підтвердило можливість виготовлення профілів зі сферичними виступами послідовною локальною формозміною при дії поздовжнього розтягу та дозволило уточнити технічні вимоги, необхідні для проектування дослідно-промислової профілювальної установки. Запропонована технологія підтверджена практичними результатами та має потенціал для впровадження у серійне виробництво теплообмінних елементів. Вона може бути адаптована до виготовлення деталей із різними типами рельєфу та використана в суміжних галузях машинобудування таких як включно з авіаційна, енергетична й суднобудування
Розробка та модальний аналіз дискретної моделі крила з двигуном
No full textThe object of this study is the vibrations of a wing with an engine. This study aims to develop a model with the smallest possible number of degrees of freedom (DOF) for solving the influence of imbalance and engine axis tilt on aeroelastic oscillations of the wing console. Current economic constraints and environmental regulations require the development of more efficient aircraft configurations. The observed trend in aircraft design to reduce aerodynamic drag and fuel consumption and emissions is to increase the wing aspect ratio. However, under the same operating conditions, a thin wing is more flexible and subject to higher deflections. This effect can lead to changes in the dynamic behavior and aeroelastic response, potentially leading to instability. Following the requirements of AC 25.629-1B, the absence of aeroelastic instability must be demonstrated for all speed and altitude combinations. In this case, all possible engine operating conditions and combinations of conditions must be considered to consider the influence of gyroscopic loads and thrust on aeroelastic stability. A review of publications showed that models with a maximum of three DOF are used to study the aeroelasticity of a high aspect ratio powered wing. A discrete wing model with an engine has been developed. This model has 23 DOF. This model significantly expands the capabilities of the numerical analysis of aeroelastic oscillations compared with the generally accepted model with three DOF, which reduces wing oscillations to oscillations of an average profile. This number of DOF is sufficient to approximate the shapes of the wing’s bending and torsional oscillations in the frequency range up to the engine speed. A rotating imbalance force can be applied to the concentrated mass, which models the engine at the pylon end. The effect of imbalance in any given plane on the dynamics of the model can be investigated to meet the requirements of AC 25.629-1B. Modal analysis of the discrete model was performed. The obtained frequencies and modes of oscillations were similar to those of the high aspect ratio wing of a transport aircraft. In the future, this model will be used to investigate the effect of engine imbalance and tilt on aeroelastic oscillations, flutter, and the transition to limit wing oscillation cycles.Об'єктом дослідження є коливання крила з двигуном. Мета роботи – розробити модель з якомога меншою кількістю ступенів свободи для вирішення завдань впливу дисбалансу та перекосу осі двигуна на аеропружні коливання консолі крила. Поточні економічні обмеження та екологічні норми вимагають розробки найефективніших змін літаків. Спостережувана тенденція до зниження опору конструкції літаків, викликаного аеродинамічної силою, а також зниження витрати палива й викидів шкідливих речовин пов’язана зі збільшенням подовження крила. Однак тонке крило є гнучкішим і схильне до більших відхилень у тих же умовах експлуатації. Цей ефект може призвести до змін динамічної поведінки та аеропружної реакції, що потенційно може призвести до нестабільності. Відповідно до вимог AC 25.629-1B, відсутність аеропружної нестійкості має бути показана для всіх комбінацій швидкості та висоти польоту. При цьому треба розглянути всі можливі режими роботи двигуна та комбінації режимів з метою врахування впливу гіроскопічних навантажень і тяги на аеропружну стійкість. Огляд публікацій показав, що при дослідженні флатера використовуються моделі, які мають максимум три ступеня свободи, щоб досліджувати аеропружність крила великого подовження з двигуном. Розроблено дискретну модель крила з двигуном, яка має 23 ступеня свободи. Така модель суттєво розширює можливості чисельного аналізу аеропружних коливань порівняно із загальноприйнятою моделлю з трьома ступенями свободи, яка зводить коливання крила до коливань усередненого профілю. Такої кількості ступенів свободи достатньо для того, щоб апроксимувати форми згинальних і крутильних коливань крила на діапазоні частот аж до частоти обертання двигуна. До зосередженої маси, яка моделює двигун на кінці пілона, можна прикласти обертову силу дисбалансу. Можна дослідити вплив дисбалансу в будь-якій заданій площині на динаміку моделі, щоб задовольнити вимоги AC 25.629-1B. Виконано модальний аналіз дискретної моделі. Отримані частоти та форми коливань аналогічні частотам і формам коливань крила великого подовження транспортного літака. Надалі за допомогою цієї моделі можна буде дослідити вплив дисбалансу та перекосу двигуна на аеропружні коливання, флатер і перехід до граничних циклів коливань крила
Оцінка параметрів періодичної складової часового ряду даних стендових випробувань і технічної експлуатації складних енергетичних об’єктів методом сингулярного спектрального аналізу
No full textThis study proposes an approach to determine the cyclic component of the time series of technical condition registration during the long-term operation of complex energy facilities and their bench tests by real-time means. The relevance of solving the specified scientific and applied problem is due to the need for current analysis of the technical condition of the specified facilities to establish the possibility of their operation according to the established resource, taking into account the cyclic (periodic, seasonal) component, the influence of which is an important factor in establishing the actual technical condition of the studied facilities. An analysis and comparison of methods for assessing the cyclic component of time series in terms of the possibility of their implementation by real-time means was performed using analytical justification and solving a test case, and analyzing real data during bench tests of a complex energy facility built based on a gas turbine engine. The hypothesis is proposed and confirmed that the dimension of the analysis window corresponds to the period of the specified component if the eigenvalues of the autocorrelation matrix of a time series are equal, which corresponds to the presence of a periodic component in its orthogonal distribution.The known method of estimating the cyclic component of measurement data, namely, the method of singular spectral analysis, provides the theoretically smallest mean square error of estimation, but has a significant computational complexity. We propose a method for estimating the cyclic component of real-time measurement data by non-recursive digital filtering based on a quadrature filter with weighted coefficients according to a certain dependence. A new modification of the method of singular spectral analysis of time series for estimating the cyclic component is proposed for the first time, allowing the development of high-precision real-time algorithms.Пропонується підхід щодо визначення циклічної складової часових рядів реєстрації технічного стану при довготривалій експлуатації складних енергетичних об’єктів та їх стендових випробувань засобами реального часу. Актуальність вирішення вказаного науково-прикладного завдання зумовлена необхідністю поточного аналізу технічного стану зазначених об’єктів для встановлення можливості їх експлуатації за встановленим ресурсом із урахуванням циклічної (періодичної, сезонної) складової, вплив якої є важливим чинником щодо встановлення фактичного технічного стану досліджуваних об’єктів. Виконано аналіз і порівняння методів оцінки циклічної складової часових рядів щодо можливості їх реалізації засобами реального часу за допомогою аналітичного обґрунтування та вирішення тестового прикладу й аналізу реальних даних при стендових випробуваннях складного енергетичного об’єкта, побудованого на основі газотурбінного двигуна. Запропоновано та підтверджено гіпотезу про те, що при рівності власних значень матриці автокореляції часового ряду, що відповідає наявності періодичної складової в його ортогональному розкладі, саме розмірність вікна аналізу відповідає періоду зазначеної складової. Встановлено, що відомий метод оцінки циклічної складової даних вимірювань, а саме метод сингулярного спектрального аналізу забезпечує теоретично найменшу середньоквадратичну похибку оцінки, але має значну алгоритмічну складність обчислювальної реалізації. Запропоновано метод оцінки циклічної складової даних вимірювань реального часу шляхом нерекурсивної цифрової фільтрації на основі квадратурного фільтра зі зваженими коефіцієнтами за визначеною залежністю. Уперше запропоновано нову модифікацію методу сингулярного спектрального аналізу часових рядів для оцінки циклічної складової, яка дозволяє побудувати алгоритми реального часу високої точності