Вперше цілісно реконструйовано картину тенденцій становлення та розвитку промислового виробництва авіаційної техніки в Україні для військових потреб. Вперше проведено дослідження розвитку авіаційної промисловості на теренах України, що має комплексний, міждисциплінарний характер. Вперше виділено періоди становлення галузі та проаналізовано їх особливості для сфер українського виробництва. Досліджено наслідки впровадження науково-дослідних і проектно-конструкторських робіт у літакобудування, що забезпечувало високі тактико-технічні характеристики авіаційної техніки. Введено до наукового обігу нові факти, призабуті відомості про вчених і виробників, діяльність яких сприяла стрімкій динаміці прогресивних змін у створенні літаків. Висвітлено вплив імперського (союзного) центру на розвиток авіабудування в Україні.

  Скачати повний текст

Визначено теоретичні, методологічні підходи та практичні положення, а також узагальнено наукові концепції визначення сутності поняття "виробнича потужність підприємств". Узагальнено показники оцінювання та фактори впливу на величину формування виробничої потужності підприємств авіабудівної галузі. Проведено аналіз українського ринку авіабудування, оцінювання виробничо-економічної діяльності учасників Державного авіабудівного концерну "Антонов" та рівень використання виробничої потужності авіабудівних підприємств. Побудовано оптимізаційну модель формування виробничої потужності авіабудівного підприємства, яка дозволить приймати стратегічні та оперативні рішення щодо виготовлення продукції.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження – процес оптимізації упаковки неопуклих багатогранників в контейнері з урахуванням обмежень балансу та обмежень розміщення, включаючи мінімально допустимі відстані. Мета роботи – підвищення ефективності розв'язання оптимізаційних задач оптимальної упаковки довільних багатогранників шляхом розробки конструктивних засобів математичного і комп'ютерного моделювання, нових математичних моделей та ефективних методів локальної оптимізації із застосуванням сучасних солверів (NLP- солвери). Методи дослідження: в роботі застосовуються аналітична геометрія та функціональний аналіз для побудови phi-функцій, псевдонормалізованих phi-функцій, квазі phi-функцій та псевдонормалізованих квазі phi-функцій; методи геометричного проектування для побудови математичних моделей та розробки методів пошуку допустимих стартових точок і методів локальної оптимізації для задачі OPP. Практичні результати – наукові результати дисертаційної роботи є подальшим розвитком математичного моделювання і обчислювальних методів в геометричному проектуванні: створено нові математичні моделі та розроблено ефективні методи розв'язання оптимізаційних задачах оптимальної упаковки довільних багатогранників, що мають широкий спектр застосувань в пріоритетних областях науки і техніки (включаючи адитивні технології, матеріалознавство, логістику, мінералогію, медицину, нанотехнології, робототехніку, системи розпізнавання образів, системи керування, системи керування космічними апаратами, енергетику, машинобудування, авіабудування, будівництво). Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що набув подальшого розвитку метод phi-функцій: вперше побудовані phi-функції, псевдонормалізовані phi-функції, квазі phi-функції та псевдонормалізовані квазі phi-функції як засоби математичного моделювання обмежень розміщення для задачі OPP, що дозволяє описати в аналітичному вигляді: неперетин довільних багатогранників; включення багатогранників в опуклий контейнер; мінімально допустимі відстані між довільними багатогранниками та між багатогранниками та границею контейнера; вперше побудована математична модель задачі OPP у вигляді задачі нелінійного програмування (що включає всі глобально оптимальні розв'язки) для неопуклих багатогранників в опуклому контейнері, границя якого формується за допомогою сферичних, циліндричних, еліптичних поверхонь та площини з урахуванням обмежень розміщення та обмежень балансу, що дозволяє використовувати сучасні NLP-солвери; вперше побудована математична модель задачі кластерингу неопуклих багатогранників (OPC – Optimal Polytopes Clustering) в сферичній, кубоїдній та циліндричній областях мінімального об'єму, що дозволяє генерувати ефективні допустимі стартові точки для пошуку локальних екстремумів задачі OPP; набули подальшого розвитку методи розв'язання задач геометричного проектування: запропонована стратегія розв'язання задачі OPP та розроблені ефективні методи для основних її реалізацій, які на відміну від існуючих підходів: враховують одночасно неперервні трансляції та обертання об'єктів, мінімально допустимі відстані і обмеження балансу; дозволяють отримувати локально оптимальні розв'язки для задач OPP, що є кращими за значенням цільової функції (порівняно з benchmark instances – відомими опублікованими результатами). За результатами дисертаційної роботи отримано акт о впровадженні наукових результатів в навчальний процес Харківського національного університету радіоелектроніки; довідка про використання розробленого програмного модуля для розв'язання задачі оптимального заповнення заданого об'єму частинками несферичної форми в матеріалознавстві; листа підтримки від G. Fasano – провідного вченого та спеціаліста в області математичного моделювання та оптимізації систем європейської компанії «Thales Alenia Space»; акт про використання результатів дисертаційної роботи в IT-компанії «Cloud Works» для розв'язання задач оптимізації процесу 3D-друку, яка використовує SLS технологію та задачі оптимальної упаковки вантажів у довільних контейнерах у галузі логістики. Отримані результати можуть бути використані для подальших фундаментальних досліджень з розробки методів розв'язання оптимізаційних задач упаковки неорієнтованих тривимірних об'єктів, що мають довільну просторову форму.^UThe object of the study is the process of optimization of arbitrary polyhedral packing in the container, taking into account the equilibrium constraints and placement constraints, including the minimum allowable distances. The purpose of the work is to increase the efficiency of solving optimization problems of optimal packing of arbitrary polyhedra by developing constructive tools of mathematical and computer modeling, new mathematical models and effective methods of local optimization with the use of modern solvers (NLP-solvers). Research methods: in the work analytical geometry and functional analysis are used for constructing phi-functions, pseudonormalized phi-functions, quasi phi-functions and pseudonormalized quasi phi-functions; geometrical design methods for constructing mathematical models and developing methods of searching for feasible starting points and methods of local optimization for the OPP problem. Practical results - the scientific results of the dissertation work are the further development of mathematical modeling and computational methods in geometric design: new mathematical models are created and effective methods for solving optimization problems of optimal packing of arbitrary polyhedra with a wide range of applications in the priority fields of science and technology (including additive technologies, materials science, logistics, mineralogy, medicine, nanotechnology, robotics, image recognition systems, control systems, space launch systems, energy, engineering, aerospace, construction). The scientific novelty of the results obtained is that the method of phi-functions has been further developed: firstly constructed phi-functions, pseudonormalized phi-functions, quasi phi-functions and pseudonormalized quasi phi-functions as tools of mathematical modeling of placement constraints for the OPP problem, which allows to describe in an analytical form: non-overlapping of arbitrary polyhedra; the containment of polyhedra in a convex container; minimum allowable distances between arbitrary polyhedra and between polyhedra and the boundary of the container; For the first time, a mathematical model of the OPP problem is built in the form of a nonlinear programming problem (including all globally optimal solutions) for convex polyhedra in a convex container, whose boundary is formed by spherical, cylindrical, elliptic surfaces and a plane, taking into account the placement constraints and the equilibrium constraints, which allows to use modern NLP-solvers; For the first time, a mathematical model of Optimal Polytopes Clustering (OPC) problem is constructed in spherical, cuboidal and cylindrical areas of minimal volume, which allows to generate effective feasible starting points to search for local extremes of the OPP problem; methods for solving geometric design problems have been further developed: the strategy for solving the OPP problem and effective methods for its main implementations were proposed, which, in contrast to existing approaches: take into account simultaneously continuous translations and rotations of objects, minimum allowable distances and equilibrium constraints; allow to obtain locally optimal solutions for OPP problems that are better than the target function (compared to benchmark instances known for published results). As a result of the dissertation, there were received: an act on the implementation of scientific results in the educational process of the Kharkiv National University of Radio Electronics; a reference on the use of the developed software module for solving the problem of optimal filling of a given volume by particles of non-spherical form in material science; a letter of support from G. Fasano - leading scientist and specialist in the field of mathematical modeling and optimization of the systems of the European company "Thales Alenia Space"; an act about the use of the results of the dissertation work in the IT company "Cloud Works" to solve the problems of optimizing the process of 3D printing, which uses SLS technology and problems of optimal packaging of cargoes in arbitrary containers in the field of logistics. The obtained results can be used for further fundamental research on the development of methods for solving the optimization problems of packing of non-oriented three-dimensional objects of arbitrary spatial shape.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної задачі з розробки наукових основ створення сучасних реактивних регіональних пасажирських літаків. Вперше при створенні й впровадженні до експлуатації сімейства літаків Ан-148-100/Ан-158 проведено великий комплекс розрахункових і проектно-конструкторських робіт із застосуванням розробленої інтегрованої автоматизованої системи проектування та виробництва у тривимірному просторі. Удосконалено методи проектування регіонального пасажирського літака шляхом вибору оптимальних аеродинамічних, конструктивно-силових і об'ємно-масових компонувань, параметрів і профілювання крила, параметрів поперечного перерізу фюзеляжу, льотно-технічних характеристик (ЛТХ), злітно-посадкових характеристик (ЗПХ), двигуна, обладнання й систем. Розроблено аеродинамічне компонування, яке не має аналогів у світовій практиці авіабудування, що дозволило створити регіональний пасажирський літак-високоплан зі швидкістю польоту до 870 км/год (М = 0,8).^UThe Thesis is devoted to the development of the scientific foundations of creating a modern new-generation regional jet aircraft for 75 – 85 passengers. The concept and scientific basis of the integrated design methodology for a family of regional passenger aircraft have been developed including the following: the concept, principles and methods of integrated design; the concept of development of a power plant; the concept of development of a flight control system. The paper presents a number of developed structural and technological solutions that were used to create the airframe of the An-148-100/An-158 aircraft family. The developed aerodynamic configuration made it possible to create a family of high-wing aircraft with a flight speed of up to 870 km/h (M = 0.8) and the aircraft lift-to-drag ratio in cruise flight Kcruis = 15.8. New design and technological solutions to ensure the static strength and life-time of regional passenger aircraft have been developed. The implementation of the developed scientific foundations and methods of integrated design made it possible to organize production of An-148-100 and An-158 aircraft. New technological processes and equipment have been developed and introduced including la-ser control and measuring complex to control the holding frames. The tooling design was developed using computers and three-dimensional electronic mathematical models of the aircraft elements.

Халанчук Л.В. Структуровані дискретні моделі для розв'язку крайових задач. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 113 Прикладна математика. – Запорізький національний університет, Запоріжжя, 2021.Об'єктом дослідження є структуровані та блочно-структуровані сітки для геометричних моделей.Предмет дослідження – методи генерації структурованих та блочно-структурованих сіток геометричних моделей.Метою дисертаційної роботи є розробка математичного апарату для побудови структурованих та блочно-структурованих сіток із заданими параметрами згущення та гарантією якості моделі. Для реалізації поставленої мети в роботі поставлено наступні основні задачі:- розробити і виконати апробацію методу отримання структурованих дискретних математичних моделей, що виконані на чотирикутних скінченних елементах, для двовимірних геометричних об'єктів за допомогою рівняння Пуассона;- розробити методи оптимізації генерації структурованих дискретних моделей геометричних об'єктів за рахунок вибору способу початкового розбиття;- розробити підходи до керування формою та інтенсивністю згущення ліній сітки до заданої зони моделі двовимірного та тривимірного геометричного об'єкта.У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, зазначено зв'язок роботи з науково-технічними проектами, сформульовано мету і завдання дослідження, визначено об'єкт, предмет та методи дослідження, показано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено інформацію про практичне використання доробку, особистий внесок здобувача, апробацію результатів дослідження та їх висвітлення у наукових публікаціях. В першому розділі проведено огляд сучасного стану генерації структурованих дискретних моделей, а саме: описано основні кроки для побудови сітки; розглянуто алгебраїчні, еліптичні, варіаційні, гіперболічні методи генерації структурованих та блочно-структурованих сіток; проаналізовано спеціальні програмні засоби, за допомогою яких відбувається комп'ютерна генерація сіток; наведено чисельні методи, що використовуються при генерації сіток; проаналізовано методи деформації сітки; досліджено широке коло об'єктів і процесів, для моделювання якого використовуються структуровані сітки. Проведено генерацію структурованої сітки щільності ймовірності знаходження електрона в заданій області різноманітних квантових точок з різними хвильовими числами.В другому розділі розроблено математичний апарат для побудови структурованих сіток у вільно розповсюджуваному пакеті програм Scilab диференціальним методом на прикладі рівняння Пуассона із заданими параметрами згущення контрольних функцій та гарантією якості моделі. Емпіричним методом досліджено вплив геометрії області та вибір методу побудови початкової сітки на швидкість генерації заданої структурованої моделі даної області еліптичним методом, також досліджено залежність між значеннями змінних розрахункової та фізичної областей та вплив геометрії області на цю залежність.В третьому розділі було досліджено вплив параметрів контрольних функцій рівняння Пуассона на згущення сітки поверхонь різних типів. Більш детально розглянуто поверхні обертання, оскільки такі поверхні широко використовуються в сучасній технічній промисловості, а саме: авіабудування, ракетобудування та ін. Тому було досліджено згущення сітки на поверхнях циліндра, конуса, також на місці з'єднання циліндричної та конічної, циліндричної та сферичної, двох конічних поверхонь. Також досліджено згущення сітки на поверхні, що моделює щільність ймовірності знаходження електрона в заданій області квантової точки на прикладі кубічної квантової точки. В четвертому розділі розглянуто генерацію структурованих дискретних моделей для перерізів тривимірних геометричних об'єктів. Дослідження проведено на прикладі перерізу кутового та прямого з'єднання двох балок. Показано розв'язок крайової задачі вигину тонкої пластинки, розв'язано різницевими схемами рівняння Софі Жермен, виконано згущення сітки до певних зон побудови для різних форм пластинки.У висновках наголошено, що розроблені в дисертаційній роботі методи генерації структурованих дискретних моделей геометричних об'єктів дозволяють якісно підвищити результати математичного моделювання, використовувати їх при аналізі та оптимізації інженерних конструкцій. Під час розв'язання задач дисертаційного дослідження було створено програмний продукт у вільно розповсюджуваному пакеті інженерних програм Scilab, що дозволяє еліптичним методом автоматизувати генерацію структурованих дискретних моделей геометричних об'єктів таких, як двовимірні криволінійні чотирикутники, поверхні тіл, перерізи тривимірних об'єктів. Отримані розв'язки задач дисертаційного дослідження можуть бути використані конструкторськими організаціями та виробництвами як додатки математичного моделювання геометричних об'єктів.^UKhalanchuk L. Structured discrete models for solving boundary value problems. - Qualification work on the rights of the manuscript.The dissertation on competition of a scientific degree of the philosophy doctor on a specialty 113 Applied mathematics. – Zaporizhzhia National University, Zaporizhzhia, 2021.The object of research is structured and block-structured grids for geometric models.The subject of research – methods of generating structured and block-structured grids of geometric models.The purpose of the dissertation is to develop a mathematical apparatus for the construction of structured and block-structured grids with specified parameters of thickening and quality assurance of the model. To achieve this goal in the work the following main tasks:- to develop and test a method for obtaining structured discrete mathematical models performed on quadrilateral finite elements for two-dimensional geometric objects using the Poisson equation;- to develop methods for optimizing the generation of structured discrete models of geometric objects by choosing the method of initial partitioning;- to develop approaches to control the shape and intensity of grid lines thickening to a given area of the model of two-dimensional and three-dimensional geometric object.The Introduction substantiates the topicality of the thesis, outlines its relationship to scientific and technical research projects. It formulates the research goal and objectives, specifies the object, subject, and methods of research, and highlights the scientific novelty and practical value of the obtained results. It sketches out how the research results were used in practical cases.The first section reviews the current state of generation of structured discrete models, which is a continuation and addition to previous studies, namely: describes the basic steps for building a grid; algebraic, elliptic, variational, hyperbolic methods of generation of structured and block-structured grids are considered; analyzed special software tools that are used to generate computer grids; the numerical methods used at generation of grids are resulted; a wide range of objects and processes have been studied, for which structured grids are used. The generation of a structured grid of electron density in a given region of various quantum points with different wave numbers is also performed.In the second section, a mathematical apparatus was developed for constructing structured grids in a freely distributed Scilab software package by the differential method on the example of the Poisson equation with given parameters of control function condensation and model quality assurance. The influence of the geometry of the region and the choice of the method of constructing the initial grid on the generation speed of a given structured model of this region by the elliptical method is investigated by empirical method.In the third section, the influence of the parameters of the control functions of the Poisson equation on the thickening of the grid of surfaces of different types was investigated. Rotation surfaces are considered in more detail, as such surfaces are widely used in the modern technical industry, namely: aircraft construction, rocketry, etc. Therefore, the thickening of the grid on the surfaces of the cylinder, the cone, as well as at the junction of the cylindrical and conical, cylindrical and spherical, two conical surfaces was investigated. The compression of the grid on the surface is also investigated, which simulates the probability density of an electron in a given region of a quantum dot on the example of a cubic quantum dot. The fourth section discusses the generation of structured discrete models for three-dimensional objects. The study was performed on the example of the cross section of the angular and direct connection of two beams. The fourth section shows the solution of the boundary value problem of bending a thin plate, solves the difference schemes of Sophie Germain's equation, condenses the grid to certain construction zones for different plate shapes.The conclusions emphasize that the methods of generation of structured discrete models of geometric objects developed in the dissertation work allow to qualitatively increase the results of mathematical modeling, to use them in the analysis and optimization of engineering structures. A software product was created in the freely distributed Scilab engineering software package, which allows the elliptical method to automate the generation of structured discrete models of geometric objects such as two-dimensional curvilinear quadrilaterals, body surfaces, sections of three-dimensional objects. The obtained solutions of dissertation research problems can be used by design organizations and productions as applications of mathematical modeling of geometric objects.