https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/4678 2026-06-24T05:51:29Z 2026-06-24T05:51:29Z Osypenko, Vasyl Plakhotnyi, Oleksandr Serediuk, Stanislav Pruss, Maksym Timchenko, Oleksii Осипенко, Василь Іванович Плахотний, Олександр Петрович Середюк, Станіслав Прусс, Максим Тімченко, Олексій Володимирович https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/4699 2024-01-13T01:00:22Z 2023-01-01T00:00:00Z

Title: The influence patterns of nozzle design and technological parameters of gas-assisted laser cutting on the stagnant pressure of assisting gas Authors: Osypenko, Vasyl; Plakhotnyi, Oleksandr; Serediuk, Stanislav; Pruss, Maksym; Timchenko, Oleksii; Осипенко, Василь Іванович; Плахотний, Олександр Петрович; Середюк, Станіслав; Прусс, Максим; Тімченко, Олексій Володимирович Abstract: The paper proposes and implements a methodology for experimental measuring of the dimensions of the action zone and the amount of pressure, which ensures the removal of the liquid phase during gas laser cutting and is created by the flow of the assist gas on the surface of the part. During the research, based on a serial LTS-PRO-6000-1530-LD machine of Aramis company, serial one-channel and two-channel nozzles of Thermacut company with an outlet diameter of 1.5 mm were installed in the optical head of the machine. In the experiments, air with the gauge pressure at the nozzle inlet of 0.5 MPa and 1 MPa was used as the assist gas. The regularities of the influence of the nozzle design, the gap between the nozzle and the part, and the gauge pressure at the nozzle inlet on changes in the diameter of the supersonic jet of the assist gas and the amount of pressure it creates exerting the surface of the part under technological conditions of gas laser cutting have been established. The obtained array of experimental data has shown that the traditional approach to the use of the existing range of serial nozzles makes it problematic to effectively design gas laser cutting processes with maximum productivity and reproducibility of the cut quality. This is related to complex phenomena in the supersonic jet, which determine the high sensitivity of the pressure value on the part's surface to changes in the nozzle geometry and process technological parameters. As a result, there is no understanding of what kind of pressure is created by the jet of the assist gas in the cutting zone under certain technological parameters of the process. The methodology proposed in this paper makes it relatively easy to create "passports" for the nozzles that each machine is equipped with. Thus, it becomes possible to take into account the real value of the assisting pressure field in the cutting zone when designing a specific technological process. As a result, productive high-quality cutting is more reliably ensured on a given technological installation and the level of process reproducibility is improved. Experimental verification has demonstrated a fairly good correlation between the local stagnant pressure of the assist gas jet and the maximum laser cutting speed and the cut quality.; В роботі запропонована та реалізована методика експериментального вимірювання розмірів зони дії та величини тиску, який забезпечує видалення рідкої фази при газолазерному різанні і створюється потоком асистуючого газу на поверхні деталі. При проведенні досліджень на базі серійного верстата LTS-PRO-6000-1530-LD фірми Араміс в оптичній головці верстата встановлювалися серійні сопла (одноканальне та двоканальне) компанії Thermacut з вихідним діаметром 1,5 мм. В експериментах як асистуючий газ використовували повітря з манометричним тиском на вході в сопло 0,5 МПа та 1 МПа. Встановлено закономірності впливу конструкції сопла, зазору між соплом і деталлю та манометричного тиску на вході в сопло на зміни діаметра надзвукового струменя асистуючого газу та величину тиску, який він створює при гальмуванні на поверхні деталі, за технологічних умов газолазерного різання. Отриманий масив експериментальних даних показав, що традиційний підхід до використання існуючого спектра серійних сопел робить проблематичним ефективне проєктування процесів газолазерного різання максимальної продуктивності та відтворюваності якості різу. Це пов’язано зі складними явищами в надзвуковому струмені, які визначають високу чутливість величини тиску на поверхні деталі до змін геометрії сопла та технологічних параметрів процесу. В результаті немає розуміння, яку саме величину тиску створює струмінь асистуючого газу в зоні різання за тих чи інших технологічних параметрів процесу. Запропонована в роботі методика дозволяє відносно просто створити «паспорти» сопел, якими комплектується кожний верстат. Таким чином стає можливим урахування реальної величини поля асистуючого тиску в зоні різання при проєктуванні конкретного технологічного процесу. Відповідно, надійніше забезпечується продуктивне високоякісне різання на цій технологічній установці та покращується рівень відтворюваності процесу. Експериментальна верифікація продемонструвала досить добру кореляцію між локальним тиском гальмування асистуючого газового струменя та максимальною швидкістю лазерного різання і якістю різу.

2023-01-01T00:00:00Z Chumachenko, Sergii Popel, Valerii https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/4698 2024-01-13T01:00:23Z 2023-01-01T00:00:00Z

Title: A systematic approach to the automation of the processes of ensuring personnel competence at critical infrastructure facilities of the defense forces of Ukraine Authors: Chumachenko, Sergii; Popel, Valerii Abstract: The publication is devoted to the problems of automation of the system of selection and assessment of personnel compliance, which should ensure the safety of critical infrastructure facilities of the Defense Forces of Ukraine. The article examines the main regulatory documents, requirements for personnel, and ways of assessing the appropriateness of their knowledge, skills, and competencies. The requirements of professional standards developed for the sphere of critical infrastructure of the Defense Forces of Ukraine and information protection are taken into account. This work aims to identify the basic problems associated with the selection of qualified personnel, assessment of their compliance and determination of the quality of work in activity processes. The materials of the article refer specifically to the objects of the critical infrastructure of the Defense Forces of Ukraine and consider the features related to the processes of ensuring the security of the critical infrastructure. The results obtained as a result of the analysis of personnel problems in the field of ensuring the security of critical infrastructure facilities should help the heads of institutions, organizations, enterprises, as well as HR units in the formation and staffing of units, training and placement of personnel. When preparing the publication, the main normative acts regulating the processes of critical infrastructure protection, the experience of developed countries, primarily the USA and the European Union, security standards (DSTU ISO/EN 27001, NIST Special Publication 800-181) and recommended practices were considered. The conclusions contain recommendations regarding the automation of the system of selection, training and advanced training of personnel in the field of protection of critical infrastructure objects, as well as its information and cybersecurity. Recommendations are given for improving the automation of personnel selection and placement procedures, planning professional development, and creating a professional training system based on the knowledge management system.; Публікація присвячена проблемам автоматизації системи підбору та оцінки відповідності персоналу, що має забезпечувати безпеку об’єктів критичної інфраструктури Сил оборони України. В статті розглянуто основні нормативні документи, вимоги до персоналу та шляхи оцінки відповідності його знань, умінь і компетенцій. Враховані вимоги професійних стандартів, розроблених для сфери критичної інфраструктури Сил оборони України та захисту інформації. Ця робота має на меті визначити базові проблеми, пов’язані з добором кваліфікованого персоналу, оцінкою його відповідності та визначенням якості роботи в процесах діяльності. Матеріали статті стосуються саме об’єктів критичної інфраструктури Сил оборони України і розглядають особливості, пов’язані з процесами забезпечення безпеки критичної інфраструктури. Результати, отримані внаслідок проведеного аналізу проблем персоналу в сфері забезпечення безпеки об’єктів критичної інфраструктури, мають допомогти керівникам установ, організацій, підприємств, а також службам HR при формуванні та комплектуванні підрозділів, підготовці та розстановці кадрів. Розглянуто основні нормативні акти, що регулюють процеси захисту критичної інфраструктури, досвід розвинених країн, в першу чергу США та Європейського Союзу, стандарти безпеки (ДСТУ ISO/EN 27001, NIST Special Publication 800-181) та рекомендовані практики. Висновки містять рекомендації щодо автоматизації системи добору, підготовки та підвищення кваліфікації персоналу в сфері захисту об’єктів критичної інфраструктури, а також її інформаційної та кібербезпеки. Наведено рекомендації щодо удосконалення автоматизації процедур добору та розстановки кадрів, планування підвищення кваліфікації та створення системи професійної підготовки, що базується на системі управління знаннями.

2023-01-01T00:00:00Z Dorozhynskyi, Serhiy https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/4697 2024-01-13T01:00:24Z 2023-01-01T00:00:00Z

Title: Basic quantum key distribution protocol Authors: Dorozhynskyi, Serhiy Abstract: Over time, the complexity of threats that can be perpetrated against critical infrastructure is increasing, including cyberattacks, large-scale failures, terrorist attacks, etc. The confidentiality of data processed and transmitted within critical infrastructure is a key aspect of its security. Traditional cryptography methods, although reliable, are becoming vulnerable to advanced computing and quantum capabilities of attackers. For this reason, the relevance of studying and applying quantum cryptography in critical infrastructure is becoming increasingly important. They are highly resistant to attacks related to computational aspects and provide untraceability of keys and data due to the principles of uncertainty. However, they also require complex technical implementation and further research for widespread implementation. Quantum cryptography can provide reliable protection against current and future attacks while maintaining data confidentiality and user identification. However, it is important to choose the right methods and tools to ensure the maximum level of data confidentiality, taking into account the characteristics of the network. The article describes in detail the processes of improving the quantum key distribution protocol using quantum identification and quantum channel multiplexing methods, describes the mathematical apparatus of the improved method, and defines the stages of forming the key distribution protocol stack. The proposed improved method of quantum key distribution creates the possibility of its universal application under conditions of uncertainty, providing fast operation speed and a higher level of data security.; З плином часу зростає комплексність загроз, які можуть здійснюватись проти критичної інфраструктури, включаючи кібератаки, великомасштабні відмови, терористичні акти тощо. Конфіденційність даних, які обробляються і передаються в межах критичної інфраструктури, є основним аспектом її безпеки. Традиційні методи криптографії, хоча й надійні, стають уразливими перед сучасними обчислювальними та квантовими здатностями атакуючих. Через це актуальність вивчення та застосування квантової криптографії в критичній інфраструктурі набуває все більшого значення. Вони мають високу стійкість до атак, пов’язаних з обчислювальними аспектами, і забезпечують невідслідковуваність ключів і даних завдяки принципам невизначеності. Однак вони також вимагають складної технічної реалізації та подальшого дослідження для широкого впровадження. Квантова криптографія може забезпечити надійний захист від сучасних та майбутніх атак, зберігаючи конфіденційність даних та ідентифікацію користувачів. Проте важливо правильно підібрати методи та засоби для забезпечення максимального рівня конфіденційності даних, зважаючи на особливості мережі. У статті детально описано процеси вдосконалення протоколу квантового розподілу ключів за допомогою методів квантової ідентифікації та мультиплексування квантових каналів, описано математичний апарат вдосконаленого методу та визначено етапи формування стеку протоколу розподілу ключів. Запропонований вдосконалений метод квантового розподілу ключів формує можливість універсального його застосування в умовах невизначеності, забезпечуючи швидкодію виконання операцій та більший рівень захищеності даних.

2023-01-01T00:00:00Z Sidliarenko, Andrii https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/4696 2024-01-13T01:00:30Z 2023-01-01T00:00:00Z

Title: Mathematical models of road construction, reconstruction and repair under conditions of uncertainty Authors: Sidliarenko, Andrii Abstract: The article highlights the importance of mathematical modeling in road construction, reconstruction, and repair in Ukraine. We can outline the importance of this research by taking into account such factors as financial instability and financial uncertainty, as well as the importance to comply with safety standards during any road-related maintenance work. We would also like to point out that there is an increasing need for new tools for optimization and improvement of construction operations. This need exists both due to factors of uncertainty, such as climatic anomalies, dynamics of road traffic, and technological progress in construction, as well as due to numerous social challenges that result in an increase in traffic load, for instance, an ongoing military conflict. The main goal of our research is to implement mathematical modeling into different phases of any road-related maintenance work, from planning to executing, under conditions of limited finances. Achieving the aforementioned goal will allow to improve assessing and repairing the critical areas and will also improve the choice of optimal nondestructive inspection methods for identifying any damage in road coating and infrastructure. To achieve this goal, we use methods of statistical and system analysis, multi-criteria optimization, and decision-making theory. The main emphasis is on the development of strategic management decisions and their effectiveness. We have managed to prove that the use of mathematical modeling during the planning phase of any road works allows us to effectively distribute the available financial resources even if they are limited. This practice also makes it possible to dynamically alter the volumes of funding depending on expert analysis of the importance or project completion status. Upon completion of the initial planning stage, which includes repairing all critical areas of the road in order to minimize the risk of road traffic accidents and using methods of increased safety, we have managed to develop a plan with concrete steps. Following the aforementioned steps allows us to reduce a total number of road traffic accidents occurring in critical areas by 1.4-1.6 times. These results are possible to achieve without going over the established financial restrictions. We have also developed criteria for assessing the quality of damage identification on the road coating. These criteria are based on the defect detection rate. We have provided a detailed explanation of how this rate can increase from 0,891 to 0,967. Further scientific research conducted by the author of this paper will focus on a detailed analysis of the results of the implementation of illustrated mathematical models, especially as mathematical support of the analytical and information system for monitoring the state of road infrastructure.; У статті наголошується на важливості математичного моделювання в сучасних умовах будівництва, реконструкції та ремонту автомобільних доріг в Україні. Основні аспекти, які роблять це актуальним, включають фінансову нестабільність, невизначеність фінансування, а також необхідність дотримання високих стандартів безпеки на дорогах під час проведення робіт. Зазначається, що змінні фактори, такі як кліматичні аномалії, динаміка транспортного руху, технологічний прогрес у будівельній галузі та соціальні виклики, пов’язані зі збільшеним навантаженням на дороги через військовий конфлікт, вимагають нових підходів та інструментів для оптимізації будівельних процесів. Головною метою дослідження є застосування математичного моделювання для планування та виконання робіт на автомобільних дорогах і спорудах, зокрема в умовах обмеженого фінансування. Це допоможе покращити процес усунення аварійно-небезпечних ділянок та вибрати оптимальні методи неруйнівного контролю для виявлення пошкоджень у дорожньому покритті та інфраструктурі. Для досягнення цієї мети використовуються методи статистичного та системного аналізу, багатокритеріальної оптимізації та теорії прийняття рішень. Основний акцент робиться на розробленні стратегічних управлінських рішень та їх ефективності. Показано, що використання математичного моделювання в процесі планування автомобільних дорожніх робіт дозволяє ефективно розподілити фінансові ресурси, навіть при їх обмеженому обсязі. Ця практика також дає змогу динамічно змінювати рівень фінансування, враховуючи при цьому експертні оцінки важливості та ступеня завершеності робіт на об’єкті. В результаті проведеного планування робіт із виправлення аварійно-небезпечних ділянок доріг з акцентом на мінімізацію ризику дорожньо-транспортних пригод та застосування методів підвищеної безпеки був розроблений план впровадження конкретних заходів та засобів. Використання цих заходів передбачає зниження кількості дорожньо-транспортних пригод на аварійно-небезпечних ділянках в 1,4–1,6 разу, і це досягається без перевищення визначених фінансових обмежень. Встановлена оцінка якості виявлення пошкоджень на дорожньому покритті, використовуючи показник імовірності виявлення різноманітних дефектів. Детально показано, які оптимізаційні заходи дозволили підвищити цей показник з 0,891 до 0,967. У подальших наукових дослідженнях автора передбачається ретельно дослідити результати впровадження обговорюваних математичних моделей, особливо як математичної підтримки аналітично-інформаційної системи для моніторингу стану дорожньої інфраструктури.

2023-01-01T00:00:00Z