<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">caht</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Научный вестник МГТУ ГА</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Civil Aviation High Technologies</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2079-0619</issn><issn pub-type="epub">2542-0119</issn><publisher><publisher-name>Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.26467/2079-0619-2024-27-5-24-33</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">caht-2430</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>TRANSPORTATION SYSTEMS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Математическая модель процесса диагностирования дефектов элементов конструкции воздушных судов, выполненных из композиционных материалов</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mathematical model of the process for diagnosing defects in aircraft structure elements made of composite materials</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Давыдов</surname><given-names>И. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Davydov</surname><given-names>I. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Давыдов Искандар Ахтамович, старший преподаватель кафедры № 24 авиационной техники и диагностики, </p><p>Санкт-Петербург.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Iskandar A. Davydov, Senior Lecturer of the Department of Aviation Engineering and Diagnostics, </p><p>Saint Petersburg.</p></bio><email xlink:type="simple">iskander_bek@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации имени Главного маршала авиации А.А. Новикова»<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">St. Petersburg State University of Civil Aviation named after Chief Marshal of Aviation A.A. Novikov<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>01</day><month>11</month><year>2024</year></pub-date><volume>27</volume><issue>5</issue><fpage>24</fpage><lpage>33</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Давыдов И.А., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Давыдов И.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Davydov I.A.</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/2430">https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/2430</self-uri><abstract><p>Научная статья является результатом исследования, направленного на создание математической модели для диагностики дефектов элементов конструкции воздушных судов, изготовленных из композиционных материалов. Исследование отличается новаторским подходом к оценке вероятности возникновения дефектов и их характеристик на основе анализа материальных свойств и технических параметров конструкции. Разработанная модель объединяет в себе методы статистики, математического моделирования и анализа данных, что позволяет получить более точные и надежные результаты. Полученные в ходе исследования выводы могут быть весьма ценными для улучшения методов диагностики и контроля качества в процессе производства и эксплуатации воздушных судов. Повышение уровня безопасности и надежности воздушных судов является одним из главных приоритетов авиационной отрасли, и разработанная математическая модель способствует достижению этой цели.  Применение математического моделирования может значительно повысить эффективность диагностики и контроля качества, что в свою очередь положительно влияет на техническую эксплуатацию авиационной техники в целом. Обсуждаются методы анализа и моделирования, направленные на обнаружение и классификацию дефектов, а также их влияние на безопасность и надежность воздушных судов. Рассматриваются современные подходы к контролю качества и техническому обслуживанию, а также предлагаются рекомендации по улучшению процессов диагностики и превентивного обслуживания воздушных судов для обеспечения их безопасной эксплуатации. Стандартизация процессов диагностики и внедрение новых технологий с целью обнаружения дефектов важны для дальнейших исследований. Однако необходимо также учитывать факторы, влияющие на экономическую эффективность и практическую применимость разработанных моделей и методов.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The scientific article is the result of a study aimed at creating a mathematical model for diagnosing defects in aircraft structural elements made of composite materials. Its feature is an innovative approach to assessing the probability of defects and their characteristics, based on the analysis of the material properties and technical parameters of the structure. The developed model combines methods of statistics, mathematical modeling and data analysis, which provides more accurate and reliable results. The findings obtained from the study may be of great value in improving diagnostic and quality control methods in aircraft manufacturing and operation. This in turn helps to improve the safety and reliability of aircraft, which is one of the main priorities of the aviation industry. The use of mathematical modeling can significantly increase the efficiency of diagnostics and quality control, which in turn has a positive effect on the technical operation of aircraft as a whole. Comprehensive analysis of defects in aircraft composite structures is effective in improving detection accuracy and optimizing maintenance. In modern aviation, where safety and reliability are crucial, the use of mathematical modeling provides the opportunity not only to identify defects, but also to predict their further development, providing preventative measures. This approach also improves aircraft productivity by reducing maintenance and repair time, which can ultimately increase airline revenues. Standardization of diagnostic processes and the introduction of new technologies in the field of defect detection represent important directions for future research. However, it is also necessary to consider the cost-effectiveness and practical applicability of the developed models and methods.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>композиционные материалы</kwd><kwd>авиация</kwd><kwd>диагностирование дефектов</kwd><kwd>эксплуатация воздушного транспорта</kwd><kwd>техническое обслуживание</kwd><kwd>математическая модель</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>composite materials</kwd><kwd>aviation</kwd><kwd>defect diagnosis</kwd><kwd>operation of air transport</kwd><kwd>maintenance</kwd><kwd>mathematical model</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гамзаев В.Р. Анализ надежности визуального осмотра композиционных конструкций самолетов и пошаговая его реализация / В.Р. Гамзаев, И.А. Давыдов, Д.А. Иванов, Т.В. Петрова, И.А. Давыдов // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации. 2020. № 4 (29). С. 121–136.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gamzaev, V.R., Davydov, I.A., Ivanov, D.A., Petrova, T.V., Davydov, I.A. (2020). Analysis of maintenance of composite materials on the Boeing-787 aircraft (Dreamliner), introduction of the concept “quick repair of the composite (QCR)” and step-by-step implementation of it. Vestnik SPbGU GA, no. 4 (29), pp. 121–136 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Давыдов И.А. Повышение достоверности визуального контроля поврежденных элементов конструкции воздушных судов, выполненных из композиционных материалов // Научный Вестник МГТУ ГА. 2022. Т. 25, № 4. С. 44–55. DOI: 10.26467/2079-0619-2022-25-4-44-55</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Davydov, I.A. (2022). Improving the reliability of a visual inspection of damaged aircraft structural components made of composite materials. Civil Aviation High Technologies, vol. 25, no. 4, pp. 44–55. DOI: 10.26467/2079-0619-2022-25-4-44-55 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Давыдов И.А. Анализ влияния цвета поверхности элементов конструкции воздушных судов, выполненных из композиционных материалов, на надежность визуального контроля // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации. 2022. № 2 (35). С. 102–116.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Davydov, I.A. (2022). Analysis of the effect of the surface color of aircraft structural elements made of composite materials on the reliability of visual inspection. Vestnik SpbGU GA, no. 2 (35), pp. 102–116. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Коваль А.П., Бобарика И.О. Элементы алгоритма оптимизации технологического процесса вакуумной инфузии при изготовлении крупногабаритных изделий из полимерных композиционных материалов // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2024. № 1. С. 192–196.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Koval, A.P., Bobarika, I.O. (2024). Elements of the optimizing algorithm for the vacuum infusion technological process in the manufacture of large-sized products made of polymer composite materials. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Aviatsionnaya Tekhnika, no. 1, pp. 192–196. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Нургалеев A. Rolls-Royce начала испытания композитно-титановых лопаток вентилятора [Электронный ресурс] // Деловой авиационный портал. (ATO). 2014. URL: http://www.ato.ru/content/rolls-royce-nachalaispytaniya-kompozitno-titanovyh-lopatokventilyatora (дата обращения: 07.11.2023).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Nurgaleev, A. (2014). Rolls-Royce begins testing composite-titanium fan blades. Business aviation portal. (ATO). Available at: http://www.ato.ru/content/rolls-royce-nachalaispytaniya-kompozitno-titanovyh-lopatokventilyatora (accessed: 07.11.2023). (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Палкин В.А., Солонин В.И., Скибин В.А. Работы ведущих авиадвигателестроительных компаний в обеспечение создания перспективных авиационных двигателей (аналитический обзор) / Под ред. В.А. Скибина, В.И. Солонина. М.: ЦИАМ, 2010. 678 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Palkin, V.A., Solonin, V.I., Skibin, V.A. (2010). Works of leading aircraft engine manufacturing companies to ensure the creation of perspective aircraft engines (analytical review), in Skibin V.A., Solonin V.I. (Ed.). Moscow: TsIAM, 678 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Давыдов И.А., Петрова Т.В., Давыдов И.А. Ударные испытания на образцах из углепластика и анализ надежности визуального осмотра композиционных конструкций самолетов // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации. 2021. № 3 (32). С. 86–98.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Davydov, I.A., Petrova, T.V., Davydov, I.A. (2021). Impact tests on carbon fiber samples and analysis of the reliability of visual inspection of composite aircraft structures. Vestnik SPbGU GA, no. 3 (32), pp. 86–98.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Norris G. HondaJet engine wins certification // Aviation Week &amp; Space Technology. 2013. Vol. 175. P. 50.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Norris, G. (2013). HondaJet engine wins certification. Aviation Week &amp; Space Technology, vol. 175, p. 50.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Jansson N.E. Тesting and analysis of a highly loaded composite flange / N.E. Jansson, A. Lutz, M. Wolfahrt, A. Sjunnesson [Электронный ресурс] // 13th European Conference on Composite Materials (ECCM13). Sweden, Stockholm, 2008. URL: http://extra.ivf.se-leccm13-programme/abstracts/2620.pdf (дата обращения: 26.11.2023).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Jansson, N.E., Lutz, A., Wolfahrt, M., Sjunnesson, A. (2008). Тesting and analysis of a highly loaded composite flange. In: 13th European Conference on Composite Materials (ECCM13). Sweden, Stockholm. Available at: http://extra.ivf.se-leccm13-programme/abstracts/2620.pdf (accessed: 26.11.2023).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Koff B.L. Gas turbine technology evolution: a designer's perspective // Journal of Propulsion and Power. 2004. Vol. 20, no. 4. Pp. 577–595. DOI: 10.2514/1.4361</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Koff, B.L. (2004). Gas turbine technology evolution: a designer's perspective. Journal of Propulsion and Power, vol. 20, no. 4, pp. 577–595. DOI: 10.2514/1.4361</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Stilin N.D. Structural composite fan exit guide vane for a turbomachine. Patent US no. 2013/0052004 A1: опубл. 28.02.2013. 7 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Stilin, N.D. (2013). Structural composite fan exit guide vane for a turbomachine. Patent US no. 2013/0052004 A1, Date publ. February 28, 7 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Раскутин А.Е. Российские полимерные композиционные материалы нового поколения, их освоение и внедрение в перспективных разрабатываемых конструкциях // Авиационные материалы и технологии. 2017. № S. С. 349–367. DOI: 10.18577/2071-91402017-0-S-349-367</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Raskutin, A.E. (2017). Russian polymer composite materials of new generation, their exploitation and implementation in advanced developed constructions. Aviation materials and technologies, no. S, pp. 349–367. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-349-367 (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Раскутин А.Е. Термостойкие углепластики для конструкций авиационной техники, эксплуатирующихся при температурах до 400 °С: дис. … канд. техн. наук. М., 2007. 166 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Raskutin, A.E. (2007). Heat-resistant carbon fiber reinforced plastics for aircraft structures operating at temperatures up to 400 °C: Cand. tech. Sc. Thesis. Moscow, 166 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Семин М.И., Стреляев Д.В. Расчеты соединений элементов конструкций из КМ на прочность и долговечность. М.: ЛАТМЭС, 1996. 103 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Semin, M.I., Strelyaev, D.V. (1996). Strength and durability calculations of composite structural elements. Moscow: LATMES, 103 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Старцев В.О. Климатическая стойкость полимерных композиционных материалов и защитных покрытий в умеренно теплом климате: дис. … докт. техн. наук. М.: ВИАМ, 2018. 308 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Startsev, V.O. (2018). Climate resistance of polymer composite materials and protective coatings in moderately warm climates: D. Tech. Sc Thesis. Moscow: VIAM, 308 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Старцев О.В., Сортыяков Е.Д., Исупов В.В. и др. Акустическая спектроскопия полимерных композитных материалов, экспонированных в открытом космосе // Экспериментальные методы в физике структурно-неоднородных сред: труды Всероссийской научно-технической конференции. Барнаул, 12–14 сентября 1996 г. Барнаул: Изд-во АГУ, 1997. С. 32–39.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Startsev, O.V., Sortyyakov, E.D., Isupov, V.V. et al. (1997). Acoustic spectroscopy of polymer composite materials exposed in outer space. In: Eksperimentalnyye metody v fizike strukturno-neodnorodnykh sred: trudy Vserossiyskoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii. Barnaul: Izdatelstvo AGU, pp. 32–39. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Старцев В.О., Лебедев М.П., Фролов А.С. Измерение показателей рельефа поверхности при изучении старения и коррозии материалов. 1. Российские и зарубежные стандарты // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2018. № 6. С. 32–38.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Startsev, V.O., Lebedev, M.P., Frolov, A.S. (2018). Measuring surface topography in the study of aging and corrosion of materials. 1. Russian and foreign standards. All Materials. Encyclopaedic Reference Manual, no. 6, pp. 32–38. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Тарнапольский Ю.М., Кинцис Т.Я. Методы статических испытаний армированных пластиков. 3-е изд. М.: Химия, 1981. 272 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tarnapolsky, Yu.M., Kintsis, T.Ya. (1981). Methods of static testing of reinforced plastics. 3rd ed. Moscow: Khimiya, 272 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Abdallah E.A. Experimental analysis of damage creation and permanent indentation on highly oriented plates / E.A. Abdallah, C. Bouvet, S. Rivallant, B. Broll, J. Barrau // Composites Science and Technology. 2009. Vol. 69, iss. 7-8. Pp. 1238–1245. DOI: 10.1016/j.compscitech.2009.02.029</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abdallah, E.A., Bouvet, C., Rivallant, S., Broll, B., Barrau, J. (2009). Experimental analysis of damage creation and permanent indentation on highly oriented plates. Composites Science and Technology, vol. 69, issue 7-8, pp. 1238–1245. DOI: 10.1016/j.compscitech.2009.02.029</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Davies G.A.O., Zhang X. Impact damage prediction in carbon composite structures // International Journal of Impact Engineering. 1995. Vol. 16, iss. 1. Pp. 149–170. DOI: 10.1016/0734-743X(94)00039-Y</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Davies, G.A.O., Zhang, X. (2019). Impact damage prediction in carbon composite structures. International Journal of Impact Engineering, vol. 16, issue 1, pp. 149–170. DOI: 10.1016/0734-743X(94)00039-Y</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kingdom F.A. Perceiving light versus material // Vision research. 2008. Vol. 48, iss. 20. Pp. 2090–2105. DOI: 10.1016/j.visres.2008.03.020</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kingdom, F.A. (2008). Perceiving light versus material. Vision research, vol. 48, issue 20, pp. 2090–2105. DOI: 10.1016/j.visres.2008.03.020</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mitrevski T. Low-velocity impacts on preloaded GFRP specimens with various impactor shapes / T. Mitrevski, I.H. Marshall, R.S. Thomson, R. Jones // Composite Structures. 2006. Vol. 76, iss. 3. Pp. 209–217. DOI: 10.1016/j.compstruct.2006.06.033</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mitrevski, T., Marshall, I.H., Thomson, R.S., Jones, R. (2006). Low-velocity impacts on preloaded GFRP specimens with various impactor shapes. Composite Structures, vol. 76, issue 3, pp. 209–217. DOI: 10.1016/j.compstruct.2006.06.033</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit23"><label>23</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Psymouli A., Harris D., Irving P. The inspection of composite aircraft structures: A signal detection approach // Human Factors and Aerospace Safety. 2005. Vol. 5, no. 2. Pp. 89–106.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Psymouli, A., Harris, D., Irving, P. (2005). The inspection of composite aircraft structures: A signal detection approach. Human Factors and Aerospace Safety, vol. 5, no. 2, pp. 89–106.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
