История Развития гидравлики

История развития гидравлики. 

     Первые  гидравлические системы водоснабжения  и ирригации были известны человеку задолго до нашей эры. Уже в  Древнем Египте и Китае умели  строить на реках плотины и  водяные мельницы, оросительные системы  на рисовых полях, в которых использовались водоподъемные машины. В Риме за шесть столетий до н. э. был построен водопровод, что свидетельствует о высокой технической культуре того времени. В III в. до н. э. Архимед изобрел машину для подъема воды, названную «архимедовым винтом», которая является прообразом современных гидравлических насосов.

     Хотя  человек очень давно умел использовать силу ветра, первые пневматические системы  появились гораздо позднее, чем  гидравлические. Только в XVIII в.н.э. в  Германии была создана машина для  «движения воздуха и газа».

     Период  Древнего Рима. Римляне заимствовали многое у греков. В Древнем Риме строились сложные для того времени  гидротехнические сооружения: акведуки, системы водоснабжения и т. п. В своих сочинениях римский инженер-строитель  Фронтин (40-103 г. н.э.) указывает, что во времена Траяна в Риме было 9 водопроводов, причем общая длина водопроводных линий составляла 436 км. Можно предполагать, что римляне уже обращали внимание на наличие связи между площадью живого сечения и уклоном дна русла, на сопротивление движению воды в трубах, на неразрывность движения жидкости. Например, Фронтин писал, что количество воды, поступившей в трубу, должно равняться количеству воды, вытекающей из нее.

     Период  Средних веков. Этот период, длившийся  после падения Римской империи около тысячи лет, характеризуется, как принято считать, регрессом, в частности, и в области механики жидкости.  

     Эпоха Возрождения. В течение второй половины XV века и в XVI веке начали развиваться  экспериментальные исследования (см. ниже), постепенно опровергавшие схоластические воззрения, поддерживаемые католической церковью. В этот период в Италии появилась гениальная личность - Леонардо да Винчи (1452-1519), который, как известно, вел свои научные (экспериментальные и теоретические) исследования в самых различных областях; в частности, Леонардо изучал принцип работы гидравлического пресса, аэродинамику летательных аппаратов, образование водоворотных областей, отражение и интерференцию волн, истечение жидкости через отверстая и водосливы и другие гидравлические вопросы. Он изобрел центробежный насос, парашют, анемометр. Различные работы Леонардо отражены в сохранившихся 7 тыс. страниц его рукописей, хранящихся в библиотеках Лондона, Виндзора, Парижа, Милана и Турина. По-видимому, справедливо будет признать, что Леонардо да Винчи является основоположником механики жидкости. К периоду Возрождения относятся работы нидерландского математика - инженера Симона Стевина (1548 - 1620), определившего величину гидростатического давления на плоскую фигуру и объяснившего "гидростатический парадокс". В этот период великий итальянский физик, механик и астроном Галилео Галилей (1564-1642) показал, что гидравлические сопротивления возрастают с увеличением скорости и с возрастанием плотности жидкой среды; он разъяснял также вопрос о вакууме.

     Период XVII века и начало XVIII века. В это  время механика жидкости все еще  находилась в зачаточном состоянии. Вместе с тем здесь можно отметить имена следующих ученых, способствовавших ее развитию: Кастелли (1577 -1644) - преподаватель  математики в Пизе и Риме - в ясной форме изложивший принцип неразрывности; То'рричелли (1608 - 1647) - выдающийся математик и физик - дал формулу расчета скорости истечения жидкости из отверстия и изобрел ртутный барометр; Паскаль (1623 -1662) - выдающийся французский математик и физик - установивший, что значение гидростатического давления не зависит от ориентировки площадки действия, кроме того, он окончательно решил и обосновал вопрос о вакууме; Ньютон (1643 н. ст.-1727) - гениальный английский физик, механик, астроном и математик-давший наряду с решением ряда гидравлических вопросов приближенное описание законов внутреннего трения жидкости.

     По  мере развития науки и техники  совершенствовались гидравлические и  пневматические системы и существенно  расширялась сфера их практического применения.

     В настоящее время гидравлические и пневматические системы используют в водоснабжении и мелиорации, машиностроении и металлургии, на всех видах транспорта и в строительстве.

     Особо важную роль в развитии современной  техники играют гидравлические и пневматические приводы как основное средство механизации и автоматизации технологических процессов и процессов управления различными объектами. В качестве исполнительных устройств такие приводы применяют в станках и автоматических линиях, роботах и манипуляторах, системах управления автомобилем, самолетом и т.п.

     Очевидно, что техническое совершенствование  гидравлических и пневматических систем не могло происходить без фундаментальных  научных разработок, начало которым  положил трактат Архимеда «О плавании тел».

     В XV—XVII вв. в трудах Леонардо да Винчи, Г. Галилея, И. Ньютона были сформулированы отдельные законы равновесия и движения жидкости, а в середине XVIII в. Д.Бернулли и Л.Эйлер заложили теоретические  основы гидромеханики как науки.

     В XIX—XX вв. гидромеханика получила дальнейшее развитие в трудах Дж. Г. Стокса, О. Рейнольдса, Н. Е.Жуковского, Н. П. Петрова, Л. Прандтля и других ученых.

     Этот  период характеризуется бурным развитием  техники, и поэтому в трудах по гидромеханике большое внимание уделяется вопросам, представляющим практический интерес.

     Сформировался раздел гидромеханики, рассматривающий  законы равновесия и движения жидкости в открытых и закрытых руслах и  способы их применения для решения  технических задач. Этот раздел гидромеханики получил название «гидравлика».

     Именно  гидравлика как прикладная наука  совместно с термодинамикой и  газовой динамикой, изучающими законы движения газа, является научной основой  для расчета и проектирования современных гидравлических и пневматических систем и их элементов. 

Ремонт  гидронасосов аксиально-поршневых 

     Заключение.

     На  основании всех данных, приведенных  выше, можно видеть, что гидравлика занимает одну из ведущих позиций  в современной технике, без которой  невозможно было бы обойтись в современном мире. Без гидравлических компонентов и систем невозможно было бы автомобилестроение, самолетостроение, судостроение, станкостроение, строительство зданий и сооружений, полеты космических аппаратов и т.д.  

   Литература 

1. Журнал  СТТ (Строительная техника и технологии) № 2,  2009 г. Статья д.т.н проф. РАЕН Корнюшенко С.И.
2. Материалы Президентского Совета Европейского Комитета по гидравлике и пневматике (СЕТОП) 12-13 ноября 2009 г.,  Стокгольм, Швеция.