U naše doba digitalnih tehnologija teško je zamisliti da se računalni sustavi mogu implementirati ne na poluvodičima, već na vodi. Ali upravo je takav hidrointegrator razvio i uspješno primijenio sovjetski inženjer Vladimir Lukyanov.
1930-ih godina izgradnja željeznica provedena je pomoću vilice, lopate i kolica. Konkretni posao nigdje nije bio gori. Klasa cementa, sastav, temperatura polaganja - kvaliteta betona izravno ovisila o broju sastojaka. Zimi se takav beton puknuo i urušio.
Običan genij
1925. godine mladi lukovođa Vladimir Lukyanov stigao je sagraditi željeznicu Troitsk-Orsk. Zbog nepredvidivog kvaliteta betonskih sastava betoniranje je izvedeno tek ljeti. Niske temperature dovele su do propadanja betona i uništenja.
U pokušaju razumijevanja ovisnosti kvalitete betona o temperaturi, Lukyanov je koristio djelomične diferencijalne jednadžbe.
Lukyanov se u svom radu okrenuo radovima drugih znanstvenika: Pavlovskog, Krylova i Kirpicheva. Krylov je posebice 1910. stvorio jedinstveno mehaničko računalo - diferencijalni integrator, koji je omogućio rješavanje običnih diferencijalnih jednadžbi četvrtog reda. A akademik Pavlovski 1918. godine dokazao je da ako su fizički procesi opisani istom jednadžbom, tada ih se može zamijeniti. Zasluga akademika Kirpicheva bila je u stvaranju metode lokalnog toplinskog modeliranja.
Rezimirajući ta dešavanja, Lukyanov je došao do zaključka da kretanje vode može simulirati širenje topline. 1934. opisao je princip hidrauličke tehnologije, a dvije godine kasnije na temelju toga razvio je "jednodimenzionalni hidraulički integrator" - IG-1. Njegov je dizajn bio genijalno jednostavan: volumen vode u posudi bio je sastavni dio funkcije koja opisuje dotok tekućine u ovu posudu. Ako je posudi isporučena ljestvica s volumenskim jedinicama, tada će se dobiti najjednostavniji integrator volumena protoka tekućine. Prvi primjeri integratora izrađenih od limenih i staklenih cijevi mogli su riješiti samo jedan problem.
Promotivni video:
Kasnije je Lukyanov poboljšao dizajn. Glavna jedinica su bile vertikalne posude različitog volumena, međusobno povezane cijevima s promjenjivim hidrauličkim otporom. Cijevi su također bile povezane s pokretnim posudama. Podižući ih i spuštajući, promijenili su tlak vode u glavnim posudama. Promjenom rasporeda posuda, bilo je moguće prilagoditi kretanje tekućine različitim jednadžbama.
Prije početka rada, znanstvenici su izradili shemu proračuna za postupak. Tada je sastavljena konstrukcija plovila. Odnosi između dijelova uređaja određeni su istim formulama. Različiti procesi mogli bi se simulirati izlijevanjem tekućine. I ne samo kvaliteta betonskog rada. Vladimir Lukyanov je 1941. poboljšao svoj hidrointegrator. Sada je počeo rješavati dvodimenzionalne probleme, a kasnije i trodimenzionalne.
Novi uzorci
1949. dekretom Vijeća ministara SSSR-a, u Moskvi je stvoren poseban NIISchetmash. Za proizvodnju je odabrao nove modele računalne tehnologije. Jedan od prvih koji je izabran bio je hidrointegrator Lukyanov. Jednostavnost dizajna i visoka pouzdanost rada govorili su mu u prilog. Lukyanov je 1951. dobio Državnu nagradu SSSR-a za stvaranje "računara za vodu". No njihovo puštanje započelo je tek 1955. godine. Osim SSSR-a, uređaj se dobavljao Čehoslovačkoj, Poljskoj, Bugarskoj i Kini.
U 1960-1970-im integrator Lukyanov korišten je za znanstvene proračune projekta Karakumskog kanala i magistralne pruge Baikal-Amur. Uređaji su također uspješno korišteni u geologiji, građevinarstvu, toplinskoj fizici, metalurgiji itd. Proračuni hidrointegratora u proizvodnji armirano-betonskih blokova prve hidroelektrane na svijetu od gotovog betona u Saratovu mogu se smatrati uzornima. Tamo je bilo potrebno stvoriti tehnologiju za proizvodnju oko tri tisuće blokova težine do 200 tona. Blokovi su morali sazrijevati bez pucanja u svim godišnjim dobima i brzo su se postavili na licu mjesta. Kao rezultat, izračunata je i stvorena jedinstvena tehnologija za proizvodnju visokokvalitetnih blokova.
Dugo vremena je Lukyanov hidrointegrator bio učinkovitiji od računala zasnovanog na svjetiljkama i tranzistorima. Ali 1970-ih se napredak tehnologije poluvodiča osjetio. I 1980-ih je njihova prednost postala neosporna i "vodena računala" su im ustupila mjesto. Danas se radni uzorak IGL-a može vidjeti samo u Politehničkom muzeju u Moskvi.
Aleksej ANIKIN