V naši dobi digitalnih tehnologij je težko predstavljati, da se računalniški sistemi lahko izvajajo ne na polprevodnikih, ampak na vodi. Toda prav tak hidrointegrator je razvil in uspešno uporabil sovjetski inženir Vladimir Lukyanov.
V tridesetih letih prejšnjega stoletja je bila gradnja železnic izvedena z vilico, lopato in samokolnico. Konkretno delo ni bilo nikjer slabše. Cementni razred, sestava, temperatura polaganja - kakovost betona je bila neposredno odvisna od števila sestavnih delov. Pozimi je tak beton razpokal in propadel.
Navadni genij
Leta 1925 je za gradnjo železnice Troitsk-Orsk prišel mladi tirničar Vladimir Lukyanov. Zaradi nepredvidljive kakovosti betonskih sestavov so betoniranje izvajali šele poleti. Nizke temperature so povzročile propadanje betona in uničenje.
V poskusu razumevanja odvisnosti kakovosti betona od temperature je Lukyanov uporabil delne diferencialne enačbe.
Lukyanov se je v svojem delu obrnil na dela drugih znanstvenikov: Pavlovskega, Krilova in Kirpičeva. Zlasti je Krilov leta 1910 ustvaril edinstven mehanični računalnik - diferencialni integrator, ki je omogočil reševanje navadnih diferencialnih enačb 4. reda. In akademik Pavlovski je leta 1918 dokazal, da če fizične procese opišemo z isto enačbo, jih je mogoče nadomestiti. Zasluga akademika Kirpičeva je bila v ustvarjanju metode lokalnega toplotnega modeliranja.
Če povzamemo ta razvoj dogodkov, je Lukyanov prišel do zaključka, da lahko gibanje vode simulira širjenje toplote. Leta 1934 je opisal princip hidravlične tehnologije, dve leti pozneje pa je na njegovi podlagi razvil "enodimenzionalni hidravlični integrator" - IG-1. Njegova zasnova je bila domiselno preprosta: količina vode v posodi je bila sestavni del funkcije, ki opisuje pretok tekočine v to posodo. Če ima posoda lestvico z volumenskimi enotami, dobimo najpreprostejši integrator volumetričnega pretoka tekočine. Prvi primeri integratorjev iz kositrnih in steklenih cevi bi lahko rešili le en problem.
Promocijski video:
Kasneje je Lukyanov izboljšal dizajn. Glavna enota so bile navpične posode različnih volumnov, med seboj povezane s cevmi s spremenljivim hidravličnim uporom. Cevi so bile povezane tudi s premičnimi posodami. Dvignili in spuščali so spreminjali pritisk vode v glavnih posodah. S spreminjanjem razporeditve posod je bilo mogoče gibanje tekočine prilagoditi različnim enačbam.
Pred začetkom dela so znanstveniki pripravili shemo za izračun postopka. Nato smo sestavili strukturo plovila. Razmerja med deli naprave so bila določena z istimi formulami. Z izlivanjem tekočine bi lahko simulirali različne procese. In ne samo kakovost betonskega dela. Vladimir Lukyanov je leta 1941 izboljšal hidrointegrator. Zdaj je začel reševati dvodimenzionalne probleme, pozneje pa - in tridimenzionalne.
Novi vzorci
Leta 1949 je bil z odlokom Sveta ministrov ZSSR v Moskvi ustanovljen poseben NIISchetmash. Za proizvodnjo je izbral nove modele računalniške tehnologije. Eden prvih, ki so ga izbrali, je bil hidrointegrator Lukyanov. Enostavnost oblikovanja in visoka zanesljivost delovanja sta govorili v njegovo korist. Lekjanov je leta 1951 prejel državno nagrado ZSSR za ustvarjanje "vodnega računalnika". Toda njihova izdaja se je začela šele leta 1955. Poleg ZSSR so napravo dobavljali na Češkoslovaško, Poljsko, Bolgarijo in Kitajsko.
V letih 1960-1970 je integrator Lukyanov uporabil za znanstvene izračune projekta Karakumskega kanala in proge Baikal-Amur. Naprave so bile uspešno uporabljene tudi v geologiji, rudarstvu, gradnji toplotne fizike, metalurgiji itd. Izračuni hidrointegratorja pri izdelavi armiranobetonskih blokov prve hidroelektrarne na svetu iz montažnega betona v Saratovu bi se lahko šteli za zgledne. Tam je bilo treba ustvariti tehnologijo za izdelavo približno tri tisoč blokov, ki tehtajo do 200 ton. Bloki so morali zoriti brez razpok v vseh letnih časih in se hitro postavili na mestu. Kot rezultat tega je bila izračunana in ustvarjena edinstvena tehnologija za izdelavo visokokakovostnih blokov.
Dolgo časa je bil Lukyanov hidrointegrator učinkovitejši od računalnika, ki temelji na svetilkah in tranzistorjih. Toda v 70. letih prejšnjega stoletja se je začutil napredek tehnologije polprevodnikov. In v osemdesetih letih prejšnjega stoletja je njihova prednost postala nesporna in "vodni računalniki" so jim popustili. Danes je delovni vzorec IGL mogoče videti le v Politehničnem muzeju v Moskvi.
Aleksej ANIKIN