A digitális technológiák korában nehéz elképzelni, hogy a számítástechnikai rendszerek nem félvezetőkön, hanem vízen valósíthatók meg. De éppen ilyen hidrointegrátort fejlesztett ki, és sikeresen alkalmazta Vlagyimir Lukjanov a szovjet mérnök.
Az 1930-as években a vasút építését csákány, lapát és talicska segítségével hajtották végre. A konkrét munka sehol sem volt rosszabb. Cementminőség, összetétel, fektetési hőmérséklet - a beton minősége közvetlenül az alkatrészek számától függ. Télen az ilyen beton repedt és összeomlott.
Rendes zseni
1925-ben egy fiatal vágánymérnök, Vladimir Lukjanov megérkezett a Troitsk – Orsk vasút építéséhez. A betonkészítmények kiszámíthatatlan minősége miatt a betonozást csak nyáron végezték. Az alacsony hőmérséklet a beton romlásához és pusztulásához vezetett.
A betonminőség hőmérséklettől való függésének megértése érdekében Lukjanov részleges differenciálegyenleteket alkalmazott.
Munkájában Lukjanov más tudósok munkájához fordult: Pavlovsky, Krylov és Kirpichev. Különösen Krylov 1910-ben létrehozott egy egyedi mechanikus számítógépet - egy differenciálintegrátort, amely lehetővé tette a 4. rend rendes differenciálegyenleteinek megoldását. És Pavlovsky akadémikus 1918-ban bebizonyította, hogy ha a fizikai folyamatokat ugyanaz az egyenlet írja le, akkor azok helyettesíthetők. Kirpichev akadémikus érdeme a helyi hőmodellezés módszerének megalkotása volt.
Összefoglalva ezeket a fejleményeket, Lukjanov arra a következtetésre jutott, hogy a víz mozgása szimulálhatja a hő elterjedését. 1934-ben leírta a hidraulikus technológia elvét, majd két évvel később kifejlesztett egy "egydimenziós hidraulikus integrátort" - IG-1. Terve zseniálisan egyszerű volt: az edényben lévő vízmennyiség a szerves folyadék áramlását leíró funkció szerves része. Ha az edényt mérőegységekkel ellátott skálával látják el, akkor a folyadék térfogatáramának legegyszerűbb integrátora lesz. Az ón- és üvegcsövekből készült integrátorok első példái csak egy problémát oldhatnak meg.
Promóciós videó:
Később Lukjanov továbbfejlesztette a formatervezést. A főegység különböző térfogatú függőleges edényekből állt, amelyeket változó hidraulikus ellenállású csövek kapcsoltak össze. A csöveket a mozgó edényekhez is csatlakoztattuk. Emelve és leengedve megváltoztak a víz nyomása a fő edényekben. Az edények elrendezésének változtatásával a folyadék mozgását különböző egyenletekre állíthatjuk be.
A munka megkezdése előtt a tudósok elkészítették a folyamat számítási sémáját. Ezután az edény szerkezetét összeállítottuk. Az eszköz részeinek kapcsolatát ugyanazok a képletek határozták meg. A folyadék öntésével különböző folyamatokat lehet szimulálni. És nem csak a konkrét munka minőségét. 1941-ben Vlagyimir Lukjanov javította hidrointegrátorát. Most elkezdett kétdimenziós, később pedig háromdimenziós problémák megoldására.
Új minták
1949-ben a Szovjetunió Minisztertanácsának rendeletével külön NIISchetmash jött létre Moszkvában. A számítógépes technológia új modelljeit választotta a termeléshez. Az elsők között a Lukyanov hidrointegrátor került kiválasztásra. A tervezés egyszerűsége és a működés nagy megbízhatósága az ő javát képviselte: 1951-ben Lukjanov elnyerte a Szovjetunió állami díját egy "vízszámítógép" létrehozásáért. Felszabadítása azonban csak 1955-ben kezdődött. A Szovjetunió mellett az eszközt Csehszlovákiába, Lengyelországba, Bulgáriába és Kínába is szállították.
Az 1960–1970-es években a Lukyanov integrátort használják a Karakum-csatorna és a Bajkál-Amur fővonal projektjének tudományos számításaihoz. Az eszközöket sikeresen alkalmazták a geológiában, az aknák építésében, az épület hőfizikájában, a kohászatban stb. A hidrointegrátor számításait a világ első hidroelektromos erőművének vasbeton blokkjainak előállításakor Saratovban előgyártott betonból tekinthetjük példáknak. Ott kellett létrehozni egy technológiát mintegy három ezer, 200 tonnát meghaladó tömb gyártására. A blokkoknak minden évszakban repedés nélkül kellett érniük, és gyorsan fel kellett állítaniuk a helyszínen. Ennek eredményeként kiszámították és létrehozták a kiváló minőségű blokkok gyártásának egyedi technológiáját.
A Lukyanov hidrointegrátor sokáig hatékonyabb volt, mint a lámpákon és tranzisztorokon alapuló számítógép. Az 1970-es években azonban a félvezető technológia fejlődése érezte magát. És az 1980-as években előnyeik tagadhatatlanná váltak, és a "vízszámítógépek" helyet adtak nekik. Ma az IGL működési mintája csak a moszkvai Politechnikai Múzeumban látható.
Alexey ANIKIN