V dnešnej dobe digitálnych technológií je ťažké si predstaviť, že počítačové systémy nie je možné implementovať na polovodiče, ale na vodu. Práve taký hydrointegrátor bol vyvinutý a úspešne aplikovaný sovietskym inžinierom Vladimírom Lukyanovom.
V 30-tych rokoch 20. storočia sa výstavba železníc uskutočňovala pomocou klieští, lopaty a kolieska. Konkrétne práce neboli nikde horšie. Cementový stupeň, zloženie, teplota nanášania - kvalita betónu priamo závisí od počtu komponentov. V zime taký betón praskol a zrútil sa.
Obyčajný génius
V roku 1925 prišiel mladý železničný inžinier Vladimír Lukyanov, aby postavil železnicu Troitsk-Orsk. Z dôvodu nepredvídateľnej kvality betónových kompozícií sa betónovanie uskutočňovalo iba v lete. Nízke teploty viedli k poškodeniu a zničeniu betónu.
V snahe pochopiť závislosť kvality betónu od teploty použil Lukyanov parciálne diferenciálne rovnice.
Lukyanov sa vo svojej práci obrátil na diela ďalších vedcov: Pavlovského, Krylova a Kirpicheva. Konkrétne Krylov v roku 1910 vytvoril jedinečný mechanický počítač - diferenciálny integrátor, ktorý umožnil riešiť bežné diferenciálne rovnice 4. rádu. A akademik Pavlovský v roku 1918 preukázal, že ak sú fyzikálne procesy opísané v rovnakej rovnici, môžu byť nahradené. Zásluhou akademika Kirpicheva bolo vytvorenie metódy lokálneho tepelného modelovania.
Zhrnutím tohto vývoja Lukyanov dospel k záveru, že pohyb vody môže simulovať šírenie tepla. V roku 1934 opísal princíp hydraulickej technológie ao dva roky neskôr na jej základe vyvinul „jednorozmerný hydraulický integrátor“- IG-1. Jeho konštrukcia bola geniálne jednoduchá: objem vody v nádobe bol neoddeliteľnou súčasťou funkcie opisujúcej tok kvapaliny do tejto nádoby. Ak je nádoba vybavená stupnicou s objemovými jednotkami, získa sa najjednoduchší integrátor objemového prietoku kvapaliny. Prvé príklady integrátorov vyrobených z cínových a sklenených trubíc by mohli vyriešiť iba jeden problém.
Propagačné video:
Neskôr Lukyanov vylepšil dizajn. Hlavnou jednotkou boli zvislé nádoby rôznych objemov, vzájomne prepojené rúrkami s premenlivým hydraulickým odporom. Rúrky boli tiež spojené s pohybujúcimi sa plavidlami. Ich zdvíhanie a spúšťanie zmenilo tlak vody v hlavných plavidlách. Zmenou usporiadania ciev bolo možné prispôsobiť pohyb tekutiny rôznym rovniciam.
Pred začatím práce vedci zostavili výpočtovú schému pre tento proces. Potom sa zostavila štruktúra nádoby. Vzťahy medzi časťami zariadenia boli určené podľa rovnakých vzorcov. Liatím kvapaliny sa dajú simulovať rôzne procesy. A nielen kvalita konkrétnej práce. V roku 1941 Vladimir Lukyanov vylepšil svoj hydrointegrátor. Teraz začal riešiť dvojrozmerné problémy a neskôr - a trojrozmerné.
Nové vzorky
V roku 1949 bol nariadením Rady ministrov ZSSR v Moskve vytvorený špeciálny NIISchetmash. Vybral nové modely výpočtovej techniky pre výrobu. Jedným z prvých, ktorý bol vybraný, bol hydrointegrátor Lukyanov. V jeho prospech sa vyjadrila jednoduchosť konštrukcie a vysoká spoľahlivosť prevádzky av roku 1951 získal Lukyanov Štátnu cenu ZSSR za vytvorenie „vodného počítača“. Ich prepustenie sa začalo až v roku 1955. Okrem ZSSR bolo zariadenie dodávané aj do Československa, Poľska, Bulharska a Číny.
V 60. až 70. rokoch 20. storočia bol integrátor Lukyanov použitý na vedecké výpočty projektu Karakumského prieplavu a hlavnej línie Bajkal-Amur. Zariadenia sa úspešne použili aj v geológii, stavebníctve baní, tepelnej fyzike budov, hutníctve atď. Výpočty hydrointegrátora pri výrobe železobetónových blokov prvej vodnej elektrárne na svete z prefabrikovaného betónu v Saratove by sa mohli považovať za príkladné. Tam bolo potrebné vytvoriť technológiu na výrobu asi 3000 blokov s hmotnosťou do 200 ton. Bloky museli dozrieť bez praskania vo všetkých ročných obdobiach a rýchlo sa stavať na mieste. Výsledkom bolo vypočítanie a vytvorenie jedinečnej technológie na výrobu vysoko kvalitných blokov.
Hydrointegrátor Lukyanov bol po dlhú dobu účinnejší ako počítač založený na lampách a tranzistoroch. V 70. rokoch sa však pokrok v polovodičovej technológii cítil. A v osemdesiatych rokoch sa ich výhoda stala nepopierateľnou a „vodné počítače“im ustúpili. Dnes je pracovnú vzorku IGL možné vidieť iba v Moskovskom polytechnickom múzeu.
Alexey ANIKIN