Az első számítógépek mechanikus gépek, fogaskerekek és karok felhasználásával készültek.
Ezek részei vagy összetevői mozgathatók és összekapcsolhatók oly módon, hogy a matematikai egyenletben a különböző változók közötti kapcsolatot szimulálják. Fogaskerék mozgatásával vagy egy kar meghúzásával ezeket a változókat meg lehet változtatni, és az ilyen műveletek eredményei láthatóak lehetnek egy másik fogaskerekes készletben is, amelyek új pozíciói azt a választ adják, amelyet az operátor keresett.
De 1936-ban Vlagyimir Lukjanov orosz mérnök egy mechanikus számítógépet épített, amely fogaskerekek és karok helyett vizet használt a számításokhoz.
Lukjanov egyike volt azoknak a mérnököknek, akik az 1920-as évek végén a Troitsk-Orsk és a Kartaly-Magnitnaya vasutak építésén dolgoztak. A vasbeton szerkezetek minőségének és tartósságának biztosítása érdekében a mérnökök csak nyáron töltöttek betont.
Ennek ellenére a betonban még mindig megjelentek repedések, amikor a hőmérséklet a télen fagyás alá esett. Lukjanov azt javasolta, hogy ez elkerülhető, ha a beton összetételétől, az alkalmazott cementtől, a munka technológiájától és a külső körülményektől függően alaposan elemezzék a beton tömegének hőmérséklet-változását.
Lukjanov elkezdett tanulmányozni a hömérsékleti viszonyokat a betonkőmunkában, de a meglévö számítási módszerek nem tudtak gyors és pontos megoldást adni a hõmérsékleti viszonyokhoz kapcsolódó komplex differenciálegyenletekre.
A probléma megoldásának új megközelítését keresve Lukjanov rájött, hogy a víz áramlása törvényeiben sok szempontból hasonló a hőelosztáshoz. Arra a következtetésre jutott, hogy egy számítógép felépítésével, ahol a fő alkotóelem a víz, egy láthatatlan termikus folyamatot lehet újra létrehozni.
Promóciós videó:
1936-ban Lukjanov felépítette „vízintegrátorának” első modelljét a Vasúti és Építőipari Intézetben (ma a Közlekedési Központi Tudományos Kutató Intézet, vagy a TsNIIS). Abban az időben ez volt az egyetlen számítógép, amely képes megoldani a részleges differenciálegyenleteket.
Lukjanov vízintegrátora lenyűgözőnek tűnt. Ez egy gardrób méretű volt, és több összekapcsolt csőből és szivattyúból állt. A különféle kamrák vízszintjét számok tárolták, és az egymás közötti áramlási sebességek matematikai műveletek voltak. Az eredményt diagramként jelenítettük meg.
Az első vízintegrátor modellek tetőfedő vasból, lemezből és üvegcsövekből készültek, és csak a fűtési technológia számításaihoz használták őket. A továbbfejlesztett modellek összetettebb problémákat tudtak megoldani, amelyek jelentősen kibővítették alkalmazásukat.
Az 1950-es években integrátort építettek, amelynek részeit a megoldandó probléma jellegétől és összetettségétől függően különféle módon lehet eltávolítani és kombinálni. A vízintegrátor használata annyira elterjedté vált, hogy a gépet tömegesen gyártották laboratóriumokban és oktatási intézményekben az egész Szovjetunióban. Széles körben alkalmazták a közép-ázsiai homok és a permafost építési problémáinak megoldásában, az antarktiszi jéglemez hőmérsékleti állapotának tanulmányozásában, a sziklakertészetben stb.
A Lukjanov vízintegrátor, furcsamód, sokáig releváns maradt, még az elektronikus számítógépek feltalálása után is. Csak a 1980-as években, a kis és nagy sebességű digitális számítógépek fejlesztésével kezdődött el a vízintegrátor képességeinek elavulása.
Jelenleg csak két Lukjanov-vízintegrátor van; őrzik a moszkvai Politechnikai Múzeumban.