Статья: Анализ и тенденции развития гидравлики в мировой экономике

б) в зависимости от отрасли техники или отрасли знаний, где используется аппарат гидромеханики, можно различать: аэронавтику, судостроение, гидромашиностроение, инженерно-строительное дело (в частности, гидротехнику), баллистику, гидроавтоматику, химическую технологию, метеорологию, океанологию и т. п.;

в) можно различать отдельные гидромеханические теории, которые иногда полагаются в основу решения задач, относящихся к различным областям техники (см. выше п. б): теорию турбулентности; задачи неустановившегося, в частности, волнового движения; теорию смазки и ламинарного движения; теорию движения жидкости (в частности, нефти и газа) в пористых средах и т. п.

В связи со сказанным в начале XX в. (да и в конце XIX в.) из технической механики жидкости начали выделяться отдельные иногда в значительной мере изолированные друг от друга направления, которые приходится рассматривать отдельно. Ниже, касаясь только инженерно-строительного направления гидравлики, осветим главнейшие работы, относящиеся к этому направлению и выполненные в период до 20-30-х годов настоящего столетия. Ф. Форхгеймер (1852-1933) - немецкий профессор - рассмотрел гидравлические сопротивления, волны перемещения, колебания .горизонтов воды в уравнительных резервуарах ГЭС, некоторые виды деформаций песчаных русел. Особенно важны исследования Форхгеймера в области вопросов фильтрации. М. Вебер (1871-1951) - немецкий профессор - придал принципам гидродинамического подобия современные формы. Л. Прандтль (1875-1953) - немецкий профессор, инженер - разработал (наряду с Тейлором и Карманом) полуэмпирическую теорию турбулентности; исследовал гидравлические сопротивления в трубах. С именем Прандтля связан ряд понятий из области механики жидкости. Работы Прандтля в области теории пограничного слоя явились основополагающими. М. А. Великанов (1879-1964) - советский ученый, член-корреспондент АН СССР - разрабатывал теорию турбулентности, исследовал движение наносов и русловые деформации, предложил так называемую гравитационную теорию движения взвешенных наносов. Б. А. Бахметев (1880-1951) - русский ученый, инженер путей сообщения - работая в Петербургском политехническом институте, заложил основы современной русской гидравлической школы, опубликовав ряд книг, в которых осветил различные разделы гидравлики. Б. А. Бахметев решил в достаточно общей форме задачу об интегрировании дифференциального уравнения неравномерного движения в призматических руслах. Блазиус (р. 1883) - немецкий ученый - впервые показал, что для "гладких труб" коэффициент сопротивления зависит только от одного параметра - числа Рейнольдса. Н. Н. Павловский (1886- 1937) - советский ученый, академик, инженер путей сообщения - в 1922 г. опубликовал основы математической теории фильтрации воды в грунтах; предложил метод электромоделирования фильтрационных потоков (метод ЭГДА); издал первый в России "Гидравлический справочник" и монографию по основам гидравлики; решил ряд гидравлических задач, относящихся к инженерно-строительной гидравлике. Н. Н. Павловский создал научно-педагогическую школу в области гидравлики на базе общеинститутской кафедры гидравлики Ленинградского политехнического института. Н. М. Вернадский (1882-1935) - советский ученый, инженер путей сообщения - впервые связал определение тепловых потерь с полем скоростей в прудах-охладителях; предложил важную модель "планового потока", нашедшую себе широкое применение.

К 20-30-м годам XX в. была создана обширная лабораторная база, на основе которой решались самые различные вопросы гидравлики. Равным образом были проведены также обширные натурные (полевые) наблюдения, позволившие составить соответствующие эмпирические формулы или откорректировать (применительно к реальным условиям) формулы, полученные для различных идеализированных схем теоретическим путем. Перечислим только некоторых ученых, принявших участие в этого рода деятельности: П. П. Мельников, Энгельс (1854-1945), Ребок (1864-1950), Кох (1852-1923), В. Е. Тимонов (1862-1936), И. Г. Есьман (1868-1955), Шаффернак (1881-1951), Феллениус (р. 1876), Мейер-Петер (р. 1883), Гиб сон (р. 1878), Скобей (р. 1880), Кеннеди (1851-1920), Н. Н. Павловский.

Общая схема формирования (во времени) механики жидкости, как видно из рисунка, в соответствии со всем сказанным выше, можно считать с некоторым приближением, что наука о механике жидкости (в современном представлении этого понятия) зародилась в трудах Архимеда.

Примерно к середине XIX в. данная наука (см. область А на рисунке) получила значительное развитие, причем этот период времени произошло разделение механики жидкости на два различных направления: "математическую механику жидкости" (см. область Б) и "техническую механику жидкости" (см. область В). Как отмечают (например, Г. Рауз и С. Инце в своей известной книге "История гидравлики"),' математическая механика жидкости зародилась еще в трудах Л. Эйлера (в середине XVIII в.). Что касается технической механики жидкости (гидравлики), то это направление механики, как выше было сказано, начало развиваться главным образом в работах французских ученых-инженеров. Важно подчеркнуть, что на рубеже начала XIX в. техническая механика жидкости начала в свою очередь расчленяться на отдельные направления (см. на рисунке стрелки В1; В2, Вз). К таким отдельным направлениям можно отнести, например, инженерно-строительную (гидротехническую) гидравлику, гидромашинную гидравлику, судостроительную гидравлику, нефтяную и газовую гидравлику и т. п. Разумеется, теоретические основы этих отдельных гидравлик являются в значительной мере общими; вместе с тем чисто прикладные части таких курсов оказываются существенно различными. Заметим, что вопрос о разделении механики (в частности, механики жидкости) на различные направления достаточно часто подчеркивается в литературе. Например, А. Н. Боголюбов пишет: "В результате современная механика разделилась на много направлений, которые сливаются, с одной стороны, с математической, с другой - с различными направлениями техники (такое промежуточное положение между чистой абстракцией и конкретной практикой было характерно для механики со времен ее зарождения)".

Некоторые общие выводы, вытекающие из рассмотрения исторического материала:

1. Разработка проблем гидравлики (технической механики жидкости), в частности, инженерно-строительного направления, всегда, диктовалась необходимостью решения тех или других практических задач, выдвигаемых жизнью и связанных с развитием материальной базы нашего общества.

2. Отдельные казалось бы элементарные представления механики жидкости осваивались человечеством, как мы видели, иногда в течение весьма продолжительного времени (например, отмеченные выше вопросы о вакууме и уравнения неразрывности движения жидкости, которые решались в течение тысячелетий). жидкость инженерный гидравлика продажа

3. Теоретические основы технической механики жидкости (гидравлики) начали интенсивно развиваться только в середине XVIII в., после того как рядом зарубежных и отечественных ученых были сформулированы основополагающие законы физики и общей механики, а также был разработан соответствующий математический аппарат, позволяющий достаточно точно и кратко выражать соответствующие зависимости механики.

4. По-видимому, некоторые положения гидромеханики на протяжении столетий повторно открывались и разрабатывались по нескольку раз.

5. Иногда, в конечном счете, отдельным ученым история приписывает то, что они не предлагали и "забывает" о том, что они сделали. Например, Фруд не предлагал "числа Фруда" и никогда им не пользовался (широко известно, что "число Фруда" было предложено Риичем).

6. Многие уравнения и формулы, связанные в настоящее время с именами различных ученых, были даны этими учеными совсем не в том виде, в каком они фигурируют в современной литературе; примеров таких "именных зависимостей" можно привести целый ряд: формула Шези, формула Торричелли и т. д.

В начале XX в. ведущая роль в области технической механики жидкости (гидравлики) перешла от старой французской гидравлической школы к немецкой школе, которую возглавил ряд видных немецких ученых. Однако после Великой Октябрьской социалистической революции в связи с бурным развитием в нашей стране гидротехнического строительства в СССР был создан целый ряд научно-исследовательских институтов, разрабатывавших различные гидромеханические проблемы; было организовано также большое число втузов инженерно-строительного, в частности, гидротехнического профиля. Если в дореволюционное время в России почти отсутствовали печатные издания, посвященные гидравлическим и гидротехническим вопросам, то в послереволюционный период у нас появилась обширная литература (журналы, труды институтов, монографии, руководства для проектирования и т. п.), освещающая самые различные стороны технической гидромеханики; при этом в скором времени наша отечественная гидравлика выдвинулась на одно из первых мест в мире.

Мировая гидравлика

Спрос на гидравлическую технику определяет общее экономическое положение в стране. Таким образом, проблему спроса и предложения на компоненты машиностроительной гидравлики необходимо всегда рассматривать в контексте со степенью экономического развития (и его динамики), представляемого объемом и темпами изменения валового продукта страны, а также уровнем состояния техники в данном государстве.

Это очень важно, поскольку гидроагрегаты, применяемые в разных отраслях машиностроения, должны быть приспособлены к их специфике и требованиям. Информация о рынке, его участниках, структуре, изменениях необходима для эффективной деятельности каждой фирмы, независимо от ее величины и отрасли экономики. Часто в условиях жесткой конкуренции эта информация более важна, чем технические знания или обладаемый потенциал.

Поэтому европейская организация СЕТОР, объединяющая национальные ассоциации производителей, пользователей и продавцов машиностроительной гидравлики и пневматики, собирает, хранит, анализирует и предоставляет своим членам данные о ситуации на рынке.

Ежегодно СЕТОР собирает статистическую информацию о продажах изделий машиностроительной гидравлики на внутренних рынках. Эти данные поступают с четким определением ассортимента: насосы по типам, клапаны и т.п.

Ежеквартально предоставляется информация о трендах на рынках отдельных стран: динамика продаж, динамика заказов в сопоставимых периодах (квартал текущего года к кварталу предыдущего года). Аналогично представляются прогнозы роста или падения продаж изделий машиностроительной гидравлики.

Необходимая информация поступает от членов организации СЕТОР, которые получают статистические данные от производственных компаний, фирм-дистрибьюторов и других компетентных в этих вопросах организаций.

Глобализация мировой экономики, конечно, затрагивает и сектор машиностроительной гидравлики и пневматики. Несколько лет назад, в соответствии с соглашением между СЕТОР, США, Японией, Китаем и Тайванем, был образован Межконтинентальный статистический комитет по гидравлике (Fluid Power Intercontinental Statistics Committee). Благодаря этому имеется доступ к очень важной рыночной информации почти со всего остального мира. Собранная и соответствующим образом обработанная статистическая информация является конфиденциальной и не может предоставляться другим субъектам. Эта информация направляется только входящим в СЕТОР национальным ассоциациям, которые, в свою очередь, предоставляют ее своим членам: предприятиям, организациям, учреждениям. Эти данные по установленным правилам могут публиковаться только через год. Мировой рынок машиностроительной гидравлики

Мировое производство изделий и услуг в области гидравлики и пневматики для приводов в 2006 г. достигло объема $34,3 млрд. (27,3 млрд. евро). Преобладал выпуск машиностроительной гидравлики, который составил $24,6 млрд. (71,7%), а производство компонентов пневматики составило $9,7 млрд. Эти данные не охватывают гидравлические и пневматические устройства, которые используются в авиации, военной технике и в автомобилях. Приведенные цифры также не учитывают объемы производства гидроаппаратуры в России.

Для сравнения: по данным World Semiconductor Trade Statistics, реализация продуктов гидравлики и пневматики составляет около 16% от продаж элементов сектора электроники.

Главными участниками рынка машиностроительной гидравлики являются партнеры из Fluid Power Intercontinental Statistics Committee.

Основной объем производства и продаж гидроаппаратуры, составляющей 89% этой отрасли, лежит на крупных компаниях международного масштаба в шести технически и экономически развитых странах. Подробная информация представлена в таблице 1.

Таблица 1 Страны - главные участники рынка машиностроительной гидравлики в 2006 г. общей стоимостью 20,4 млрд. евро

Среди наиболее мощной и одновременно богатой шестерки стран уверенно доминирует первая четверка: США, Германия, Япония и Китай, которые производят свыше 70% мировой гидравлики. В течение последних лет произошли существенные изменения среди лидеров рынка машиностроительной гидравлики. Главным «виновником» этого является Китай. Доля этой страны на рынке гидравлики в 1999 г. была менее 2%, а в 2006 г. достигла 8,4%. Динамика продаж составляла свыше 15%, что обусловлено ускоренным экономическим ростом - большими инвестициями известных компаний, работающих в секторе машиностроительной гидравлики. Развитие современной гидроаппаратуры тесно связано с электроникой и информатикой, оно требует больших финансовых вложений для исследований, освоения новых технологий, внедрения в производство новых изделий и присутствия на рынке. Исходя из этих факторов и наблюдается преимущество нескольких мировых компаний, таких как PARKER HANNFIN, BOSCH-REXROTH, SAUER-DANFOSS.