ВИЗНАЧЕННЯ БАЗОВОЇ СИСТЕМИ КООРДИНАТ ЛІТАЛЬНОГО АПАРАТУ ПРИ ДОСЛІДЖЕННІ ЙОГО ФАКТИЧНИХ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ
DOI:
https://doi.org/10.32347/0131-579X.2024.106.178-191Ключові слова:
літальний апарат; контроль геометричних параметрів; базова система координат, реперна точка, цифровий двійник, нівелювання.Анотація
У даній публікації розглянуто питання визначення базової системи координат літального апарату, як одну з важливих задач, яка постає при дослідженні його фактичних геометричних параметрів за допомогою сучасних вимірювальних засобів у процесі виробництва та експлуатації. Важливість зазначеного питання обумовлена тим, що від правильності вибору алгоритму визначення базової системи координат виробу залежить точність та коректність розрахунків його фактичних геометричних параметрів. У статті висвітлено основні критерії, які необхідно враховувати при визначенні базової системи координат літального апарату та запропоновано методи практичної реалізації алгоритмів її побудови на прикладі кількох типів літальних апаратів. Дослідження змін фактичних геометричних параметрів літака є важливою складовою забезпечення належної якості літального апарату при його виробництві і підтримці льотної придатності в експлуатації. Такі дослідження вимагають коректності та високої точності визначення фактичних геометричних параметрів, так як від цього залежить достовірність комплексної оцінки фактичного стану виробу і, відповідно ефективність прийнятих рішень стосовно якості складальних робіт та можливості подальшої експлуатації. При проєктуванні літака система координат визначається на початковому етапі створення теоретичної моделі виробу і є базою для визначення його геометричного та конструктивного вигляду. При дослідженні геометричних параметрів готового виробу необхідно вирішувати зворотну задачу – визначати систему координат виробу за його геометричними особливостями і конструктивними елементами.
Широке використання нестандартних схем планеру літальних апаратів потребує індивідуального підходу до розроблення методів побудови базових систем координат кожного окремого типу виробу. Саме тому дане питання потребує додаткових досліджень та розробки нових методів та підходів.
Посилання
Література
Білоус В.В., Боднар С.П. Фотограмметрія. Навчальний посібник. Київ : Київський національний університет імені Тараса Шевченка, 2021 р. – 137 с
Кочеригін Л.Ю. Фотограмметрія: навч. посіб. для студ. аграрних закладів вищої освіти галузі знань 19 «Архітектура та будівництво» спеціальності 193 «Геодезія та землеустрій». Біла Церква: БНАУ, 2019. 496 с
Є. Лаврішко, О. Ванчура, Моторизоване високоточне геометричне нівелювання, Геодезія, картографія і аерофотознімання. Національний університет «Львівська політехніка». Вип. 74, 2011.
M. Jarząbek-Rychard, H.-G. Maas, Modeling of 3D geometry uncertainty in Scan-to-BIM automatic indoor reconstruction / Automation in Construction. Volume 154, 2023. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2023.105002
Leibo Song, Quan Jiang, Zhen Zhong, Feng Dai, Gang Wang, Xingkai Wang, Guansheng Han, Dan Zhang, Technical path of model reconstruction and shear wear analysis for natural joint based on 3D scanning technology / Measurement. Volume 188, 2022.
https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.110584
Xiao Chen, Guoxiang Liu, Zhuang Chen, Yuan Li, Chao Luo, Baolin Luo, Xianzhou Zhang, Automatic detection system with 3D scanning and robot technology for detecting surface dimension of the track slabs / Automation in Construction. Volume 142. 2022.
Ľudovít Kovanič, Martin Štroner, Peter Blistan, Rudolf Urban, Rudolf Boczek. Combined ground-based and UAS SfM-MVS approach for determination of geometric parameters of the large-scale industrial facility Case study / Measurement. Volume 216. July 2023. 112994.
Efstathiou K., Basiakoulis A., Efstathiou M., Anastasiou M., Seiradakis J.H. Determination of the gears geometrical parameters necessary for the construction of an operational model of the Antikythera Mechanism / Mechanism and Machine Theory. Volume 52, June 2012, Pages 219-231.
Ванін В.В., Незенко А.Й., Козлов С.О. Підхід до формування геометричних моделей цифрового двійника на стадії виробництва / Сучасні проблеми моделювання. Мелітополь: МДПУ імені Богдана Хмельницького, 2021. Вип.22. С. 3-11.
Козлов С.О., Спосіб визначення фактичних кутів встановлення перерізів крила літака на етапах виробництва / Збірник доповідей ІХ-ї всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених «Прикладна геометрія, дизайн, об’єкти інтелектуальної власності та інноваційна діяльність студентів та молодих вчених». Київ: 2020.
Ванін В.В., Незенко А.Й., Козлов С.О. Метод побудови фактичних поверхонь крила літака в процесі його виготовлення та експлуатації. Сучасні проблеми моделювання. Мелітополь: МДПУ імені Богдана Хмельницького, 2023. Вип.25, С. 158-168.
Незенко А.Й., Вірченко Г.А., Пасічник Д.Д. Особливості нівелювання літаків за допомогою лазерної координатно-вимірювальної машини / Інформаційні системи, механіка та керування: науково-технічний збірник. Київ: 2014. Вип.10. С. 152-159.
Grieves, M. Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication, 2014.
Rosen, R., Wichert, G., Lo, G., Bettenhausen, K. About The Importance of Autonomy and Digital Twins for the Future of Manufacturing. IFAC-PapersOnLine, 2015. No. 48-3, pp. 567-572.
Aivaliotis, P., Georgoulias, K., & Chryssolouris, G. The use of digital twin for predictive maintenance in manufacturing. International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 2019, 32(11), рр. 1067–1080.
Naoki Kikuchi, Tomohiro Fukuda, Nobuyoshi Yabuki. Future landscape visualization using a city digital twin: integration of augmented reality and drones with implementation of 3D model-based occlusion handling / Journal of Computational Design and Engineering, 2022. No. 9(2), pp. 837-856.
Tim Kreuzer, Panagiotis Papapetrou, Jelena Zdravkovic, Artificial intelligence in digital twins—A systematic literature review, Data & Knowledge Engineering. 2024. https://doi.org/10.1016/j.datak.2024.102304
Akram Hakiri, Aniruddha Gokhale, Sadok Ben Yahia, Nedra Mellouli, A comprehensive survey on digital twin for future networks and emerging Internet of Things industry / Computer Networks. Volume 244, 2024.
https://doi.org/10.1016/j.comnet.2024.110350
Taofeeq D. Moshood, James OB. Rotimi, Wajiha Shahzad, J.A. Bamgbade, Infrastructure digital twin technology: A new paradigm for future construction industry / Technology in Society. Volume 77, 2024.
https://doi.org/10.1016/j.techsoc.2024.102519
Jasper Smeets, Kemal Öztürk, Robert Liebich, Digital twin for motorcycle riding profile prediction, Transportation Research Part C: Emerging Technologies. Volume 161, 2024. https://doi.org/10.1016/j.trc.2024.104569
Xiaoning Zhang, Yishuo Jiang, Xiqiang Wu, Zhuojun Nan, Yaqiang Jiang, Jihao Shi, Yuxin Zhang, Xinyan Huang, George G.Q. Huang, AIoT-enabled digital twin system for smart tunnel fire safety management / Developments in the Built Environment. Volume 18, 2024.
https://doi.org/10.1016/j.dibe.2024.100381
Zizheng Liu, Yingguang Chu, Guoyuan Li, Hans Peter Hildre, Houxiang Zhang, Shipboard crane digital twin: An empirical study on R/V Gunnerus, Ocean Engineering. Volume 302, 2024.
https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.117675
Hoonmin Park, Minchul Shin, Gyubok Choi, Yuseop Sim, Jiho Lee, Huitaek Yun, Martin Byung-Guk Jun, Gyuman Kim, Younghun Jeong, Hak Yi, Integration of an exoskeleton robotic system into a digital twin for industrial manufacturing applications / Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. Volume 89. 2024. https://doi.org/10.1016/j.rcim.2024.102746
Tae Wook Kang, Yunjeong Mo, A comprehensive digital twin framework for building environment monitoring with emphasis on real-time data connectivity and predictability / Developments in the Built Environment. Volume 17, 2024. https://doi.org/10.1016/j.dibe.2023.100309
Hengrui Li, Xichun Shi, Bintao Wu, Diego Raimondi Corradi, Zengxi Pan, Huijun Li, Wire arc additive manufacturing: A review on digital twinning and visualization process / Journal of Manufacturing Processes. Volume 116. 2024. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2024.03.001
Referenses
Bilous, V.V., Bodnar, S.P. Photogrammetry: A Training Manual. Kyiv : Taras Shevchenko National University of Kyiv. 2021. 137 pp.{in Ukrainian}
Kocheryhin L.Iu. Photogrammetry: A textbook for students of agricultural institutions of higher education in the field of knowledge 19 "Architecture and Construction" specialty 193 "Geodesy and Land Management". Bila Tserkva: BNAU, 2019. 496 pp.{in Ukrainian}
Ye. Lavrishko, O. Vanchura, Motorized High-Precision Geodetic Leveling, Geodesy, Cartography and Aerial Photography. Lviv Polytechnic National University. Vol. 74, 2011.{in Ukrainian}
M. Jarząbek-Rychard, H.-G. Maas, Modeling of 3D geometry uncertainty in Scan-to-BIM automatic indoor reconstruction / Automation in Construction. Volume 154. 2023. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2023.105002
Leibo Song, Quan Jiang, Zhen Zhong, Feng Dai, Gang Wang, Xingkai Wang, Guansheng Han, Dan Zhang, Technical path of model reconstruction and shear wear analysis for natural joint based on 3D scanning technology / Measurement. Volume 188. 2022.
https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.110584
Xiao Chen, Guoxiang Liu, Zhuang Chen, Yuan Li, Chao Luo, Baolin Luo, Xianzhou Zhang, Automatic detection system with 3D scanning and robot technology for detecting surface dimension of the track slabs / Automation in Construction. Volume 142. 2022.
Ľudovít Kovanič, Martin Štroner, Peter Blistan, Rudolf Urban, Rudolf Boczek. Combined ground-based and UAS SfM-MVS approach for determination of geometric parameters of the large-scale industrial facility Case study / Measurement. Volume 216. July 2023. 112994.
Efstathiou K., Basiakoulis A., Efstathiou M., Anastasiou M., Seiradakis J.H. Determination of the gears geometrical parameters necessary for the construction of an operational model of the Antikythera Mechanism /Mechanism and Machine Theory, Volume 52, June 2012, Pages 219-231.
Vanin, V.V., Nezenko, A.I., Kozlov, S.O. An approach to the formation of geometric models of a digital twin at the production stage / Modern problems of modeling, 2021, No. 22, pp. 3-11. {in Ukrainian}
Kozlov, S.O. Method for determining actual installation angles of aircraft wing sections at the production stages /Conference proceedings of IX All-Ukrainian Scientific and Practical Conference of Students, Postgraduates and Young Scientists. Kyiv, 2020. pp. 11-15. {in Ukrainian}
Vanin, V.V., Nezenko, A.I., Kozlov, S.O. Method of building the actual wing surfaces of the aircraft during its manufacture and operation / Modern problems of modeling. 2023. No. 25, pp. 158-168. {in Ukrainian}
Nezenko A.I., Virchenko H.A., Pasichnyk D.D. Peculiarities of aircraft rigging check using a laser coordinate-measuring machine / Information systems, mechanics and control: scientific and technical anthology. Kyiv, 2014, No. 10, pp. 152-159. {in Ukrainian}
Grieves, M. Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication, 2014.
Rosen, R., Wichert, G., Lo, G., Bettenhausen, K. About The Importance of Autonomy and Digital Twins for the Future of Manufacturing / IFAC-PapersOnLine, 2015. No. 48-3. pp. 567-572.
Aivaliotis, P., Georgoulias, K., & Chryssolouris, G. The use of digital twin for predictive maintenance in manufacturing / International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 2019. 32(11). рр. 1067–1080.
Naoki Kikuchi, Tomohiro Fukuda, Nobuyoshi Yabuki. Future landscape visualization using a city digital twin: integration of augmented reality and drones with implementation of 3D model-based occlusion handling / Journal of Computational Design and Engineering, 2022, No. 9(2), pp. 837-856.
Tim Kreuzer, Panagiotis Papapetrou, Jelena Zdravkovic, Artificial intelligence in digital twins—A systematic literature review / Data & Knowledge Engineering. 2024.
https://doi.org/10.1016/j.datak.2024.102304
Akram Hakiri, Aniruddha Gokhale, Sadok Ben Yahia, Nedra Mellouli, A comprehensive survey on digital twin for future networks and emerging Internet of Things industry / Computer Networks. Volume 244. 2024.
https://doi.org/10.1016/j.comnet.2024.110350
Taofeeq D. Moshood, James OB. Rotimi, Wajiha Shahzad, J.A. Bamgbade, Infrastructure digital twin technology: A new paradigm for future construction industry / Technology in Society. Volume 77, 2024.
https://doi.org/10.1016/j.techsoc.2024.102519
Jasper Smeets, Kemal Öztürk, Robert Liebich, Digital twin for motorcycle riding profile prediction, Transportation Research Part C: Emerging Technologies, Volume 161, 2024. https://doi.org/10.1016/j.trc.2024.104569
Xiaoning Zhang, Yishuo Jiang, Xiqiang Wu, Zhuojun Nan, Yaqiang Jiang, Jihao Shi, Yuxin Zhang, Xinyan Huang, George G.Q. Huang, AIoT-enabled digital twin system for smart tunnel fire safety management / Developments in the Built Environment. Volume 18. 2024.
https://doi.org/10.1016/j.dibe.2024.100381
Zizheng Liu, Yingguang Chu, Guoyuan Li, Hans Peter Hildre, Houxiang Zhang, Shipboard crane digital twin: An empirical study on R/V Gunnerus / Ocean Engineering. Volume 302. 2024.
https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.117675
Hoonmin Park, Minchul Shin, Gyubok Choi, Yuseop Sim, Jiho Lee, Huitaek Yun, Martin Byung-Guk Jun, Gyuman Kim, Younghun Jeong, Hak Yi, Integration of an exoskeleton robotic system into a digital twin for industrial manufacturing applications / Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, Volume 89, 2024. https://doi.org/10.1016/j.rcim.2024.102746
Tae Wook Kang, Yunjeong Mo, A comprehensive digital twin framework for building environment monitoring with emphasis on real-time data connectivity and predictability / Developments in the Built Environment. Volume 17. 2024.
https://doi.org/10.1016/j.dibe.2023.100309
Hengrui Li, Xichun Shi, Bintao Wu, Diego Raimondi Corradi, Zengxi Pan, Huijun Li, Wire arc additive manufacturing: A review on digital twinning and visualization process / Journal of Manufacturing Processes. Volume 116. 2024. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2024.03.001
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).