Prvi računalniki so bili mehanski stroji, izdelani z uporabo zobnikov in vzvodov.
Njihove dele ali dele lahko premikate in povezujete na način, ki simulira razmerje med različnimi spremenljivkami v matematični enačbi. S premikanjem prestave ali s potegom ročice je bilo mogoče spremeniti te spremenljivke, rezultate takih ukrepov pa je bilo mogoče videti v drugem nizu zobnikov, katerih novi položaji so dali odgovor, ki ga išče operater.
Toda leta 1936 je ruski inženir Vladimir Lukyanov zgradil mehanski računalnik, ki je namesto zobnikov in vzvodov za izračun uporabljal vodo.
Lukyanov je bil eden od inženirjev, ki je v poznih dvajsetih letih prejšnjega stoletja delal na gradnji železnic Troitsk-Orsk in Kartaly-Magnitnaya. Da bi zagotovili kakovost in trajnost armiranobetonskih konstrukcij, so inženirji beton vlivali le poleti.
Kljub temu so se v betonu še vedno pojavile razpoke, ko so se pozimi temperature spustile pod ledišče. Lukyanov je predlagal, da se temu izognemo, če opravimo temeljito analizo temperaturne spremembe betonske mase, odvisno od sestave betona, uporabljenega cementa, tehnologije dela in zunanjih pogojev.
Lukyanov je začel preučevati temperaturni režim pri betonskem zidanju, vendar obstoječe metode izračuna niso mogle zagotoviti hitre in natančne rešitve zapletenih diferencialnih enačb, povezanih s temperaturnim režimom.
V iskanju novega pristopa k reševanju težave je Lukyanov odkril, da je pretok vode po svojih zakonih v marsičem podoben porazdelitvi toplote. Prišel je do zaključka, da bo mogoče z gradnjo računalnika, kjer je glavna komponenta voda, poustvariti neviden toplotni postopek.
Promocijski video:
Lukyanov je leta 1936 na Inštitutu za železnice in gradbeništvo (zdaj Centralni znanstveno-raziskovalni inštitut za prometno gradnjo ali TsNIIS) zgradil prvi model svojega "vodnega integratorja". Takrat je bil edini računalnik, ki je lahko reševal delne diferencialne enačbe.
Lukyanov vodni integrator je bil videti impresivno. Bila je velikosti omare in je bila sestavljena iz več medsebojno povezanih cevi in črpalk. Raven vode v različnih komorah je bila shranjena v številkah, pretok med njimi pa so bile matematične operacije. Rezultat je bil prikazan kot diagram.
Prvi modeli integratorjev za vodo so bili izdelani iz strešnih železnih, pločevinastih in steklenih cevi in so bili uporabljeni le za izračune na področju ogrevalne tehnike. Izboljšani modeli so lahko rešili bolj zapletene težave, kar je znatno razširilo njihovo uporabo.
V petdesetih letih prejšnjega stoletja je bil zgrajen integrator, katerega dele je bilo mogoče odstraniti in kombinirati na različne načine, odvisno od narave in zapletenosti problema, ki se rešuje. Uporaba vodnega integratorja je postala tako razširjena, da je stroj začel množično proizvajati za uporabo v laboratorijih in izobraževalnih ustanovah po vsej Sovjetski zvezi. Široko se je uporabljal pri reševanju gradbenih problemov v peskih Srednje Azije in večne zmrzali, za preučevanje temperaturnega režima antarktične ledene ploskve, raketiranja in tako naprej.
Vodni integrator Lukyanov je nenavadno dolgo ostal pomemben, tudi po izumu elektronskih računalnikov. Šele v osemdesetih letih 20. stoletja so z razvojem majhnih in hitrih digitalnih računalnikov zmožnosti vodnega integratorja postale zastarele.
Trenutno obstajata le dva Lukyanova vodna integratorja; hranijo jih v Politehničnem muzeju v Moskvi.