Конструктивно-технологічний аналіз типових авіаційних деталей та конструкцій, що підлягають виробництву або ремонту за технологіями реверс інжинірингу

Abstract

Предметом вивчення є процес відновлення зруйнованих або пошкоджених елементів авіаційної техніки за допомогою методів реверс-інжинірингу (РІ) у випадках, коли відсутня конструкторська документація, а сама техніка потребує термінового повернення в експлуатацію. Метою є обґрунтування ефективності використання технологій реверс-інжинірингу для створення цифрових моделей та технічної документації в польових умовах, а також систематизація типових авіаційних деталей за критерієм придатності до сканування та прототипування. Завдання: визначити категорії деталей авіаційних об’єктів (АО), що можуть бути оперативно відновлені безпосередньо на місці експлуатації; проаналізувати види пошкоджень, для яких використання РІ є найбільш доцільним; сформувати класифікатор деталей і вузлів АО з урахуванням їх геометрії, розмірів, матеріалу та технічних вимог до точності відновлення; розробити алгоритм вибору оптимального методу сканування та моделювання. Використовуваними методами є структурно-функціональний аналіз геометрії типових авіаційних деталей, технічна оцінка можливостей оптичного та контактного 3D-сканування, побудова полігональних моделей, CAD-моделювання, дзеркальне відтворення парних елементів, а також систематизація на основі емпіричних спостережень та технічної апробації в умовах мобільного обслуговування. Отримані такі результати: сформовано деталізований класифікатор деталей та вузлів АО у 11 категоріях залежно від форми, наявності отворів, жорсткості та конструктивної складності; виявлено типові пошкодження, що можуть бути усунені методами РІ; обґрунтовано ефективність використання дзеркального сканування парних деталей при відсутності оригінального еталона. Встановлено критичні чинники, що впливають на якість сканування. Висновки: методика, представлена у статті, дозволяє здійсню-вати технічно обґрунтоване відновлення авіаційних деталей з використанням засобів реверс-інжинірингу навіть у польових умовах, без необхідності використання оригінальної документації. Класифікатор дозволяє швидко ідентифікувати тип пошкодженої деталі, вибрати відповідний тип сканування та спосіб створення CAD-моделі. Ефективність доведено для як для елементів аеродинамічного обводу, так і для рухомих з’єднань типу «вал-в-отворі», де після дефектації зношеної пари можливо створити новий парний компонент з високою точністю.

The subject of the study is the process of restoring destroyed or damaged components of aircraft equipment using reverse engineering (RE) methods, particularly in situations where design documentation is unavailable and the equipment requires urgent return to service. The aim is to justify the effectiveness of reverse engineering technologies for generating digital models and technical documentation under field conditions, as well as to systematize typical aircraft components based on their suitability for scanning and prototyping. The tasks include: identifying categories of aircraft object (AO) components that can be promptly restored on-site; analyzing types of damage for which RE methods are most appropriate; developing a classifier of AO components and assemblies based on their geometry, size, material, and restoration accuracy requirements; and formulating an algorithm for selecting optimal scanning and modeling methods. The methods used include structural and functional analysis of the geometry of typical aircraft parts, technical evaluation of the capabilities of optical and contact 3D scanning, generation of polygonal models, CAD modeling, mirror reproduction of paired elements, and systematization based on empirical observations and technical testing under mobile maintenance conditions. The following results were obtained: a detailed classifier of AO components and assemblies was developed, comprising 11 categories based on shape, presence of holes, rigidity, and structural complexity; typical damage types that can be repaired using RE methods were identified; the effectiveness of mirror scanning of symmetrical paired parts in the absence of original reference components was substantiated. Critical factors affecting scanning quality were established. Conclusions: the methodology presented in the article enables technically sound restoration of aircraft components using reverse engineering tools, even under field conditions, without the need for original design documentation. The proposed classifier facilitates rapid identification of the damaged part type and selection of suitable scanning and CAD modeling techniques. The method has proven effective for both aerodynamic elements and moving joints of the «shaft-in-hole» type, where a new compatible part can be created based on the less worn component.