De første datamaskinene var mekaniske maskiner bygget med tannhjul og spaker.
Deler eller komponenter av disse kan flyttes og kobles sammen på en måte som simulerte forholdet mellom forskjellige variabler i en matematisk ligning. Ved å bevege et gir eller trekke i en spak kunne disse variablene endres, og resultatene av slike handlinger kunne sees i et annet sett med gir, hvis nye posisjoner ga svaret som operatøren var ute etter.
Men i 1936 bygde den russiske ingeniøren Vladimir Lukyanov en mekanisk datamaskin som brukte vann i stedet for gir og spaker for beregninger.
Lukyanov var en av ingeniørene som arbeidet med byggingen av jernbanene Troitsk-Orsk og Kartaly-Magnitnaya på slutten av 1920-tallet. For å sikre kvaliteten og holdbarheten til armerte betongkonstruksjoner, helte ingeniørene betong bare om sommeren.
Til tross for dette dukket det fortsatt opp sprekker i betong da temperaturene falt under iskaldt om vinteren. Lukyanov antydet at dette kan unngås hvis en grundig analyse av temperaturendringen av betongmassen utføres avhengig av sammensetningen av betongen, sementen som brukes, teknologien til arbeid og ytre forhold.
Lukyanov begynte å studere temperaturregimet i betongmurer, men de eksisterende beregningsmetoder kunne ikke gi en rask og nøyaktig løsning på komplekse differensialligninger relatert til temperaturregimet.
På jakt etter en ny tilnærming for å løse problemet, oppdaget Lukyanov at vannstrømmen på mange måter ligner i distribusjonen av varme i lovene. Han kom til den konklusjon at ved å bygge en datamaskin der hovedkomponenten er vann, vil det være mulig å gjenskape en usynlig termisk prosess.
Salgsfremmende video:
I 1936 bygde Lukyanov den første modellen av sin "vannintegrator" ved Institute of Railways and Construction (nå Central Scientific Research Institute of Transport Construction, eller TsNIIS). På den tiden var det den eneste datamaskinen som kunne løse partielle differensialligninger.
Lukyanovs vannintegrator så imponerende ut. Det var på størrelse med et skap og besto av flere rør og pumper sammenkoblet. Vannstanden i de forskjellige kamrene ble lagret antall, og strømningshastighetene mellom dem var matematiske operasjoner. Resultatet ble vist som et diagram.
De første vannintegratormodellene var laget av takjern, plater og glassrør og ble bare brukt til beregninger innen oppvarmingsteknologi. De forbedrede modellene klarte å løse mer komplekse problemer, noe som utvidet bruken betydelig.
På 1950-tallet ble det bygget en integrator, hvor deler kunne fjernes og kombineres på forskjellige måter avhengig av arten og kompleksiteten til problemet som ble løst. Bruken av en vannintegrator ble så utbredt at maskinen begynte å bli masseprodusert for bruk i laboratorier og utdanningsinstitusjoner i hele Sovjetunionen. Det ble mye brukt til å løse konstruksjonsproblemer i sandene i Sentral-Asia og permafrost, for å studere temperaturregimet til den antarktiske isisen, i rakett, og så videre.
Vannintegrator Lukyanov, merkelig nok, forble relevant i lang tid, selv etter oppfinnelsen av elektroniske datamaskiner. Først på 1980-tallet, med utviklingen av små og høyhastighets digitale datamaskiner, begynte egenskapene til en vannintegrator å se foreldet ut.
Foreløpig er det bare to Lukyanov-vannintegratorer; de blir holdt i det polytekniske museet i Moskva.
