I primi computer erano macchine meccaniche costruite utilizzando ingranaggi e leve.
Parti o componenti di questi potrebbero essere spostati e collegati in un modo che simulasse la relazione tra le diverse variabili in un'equazione matematica. Spostando una marcia o tirando una leva, queste variabili potevano essere modificate e i risultati di tali azioni potevano essere visti in un'altra serie di marce, le cui nuove posizioni davano la risposta che l'operatore stava cercando.
Ma nel 1936, l'ingegnere russo Vladimir Lukyanov costruì un computer meccanico che utilizzava l'acqua invece di ingranaggi e leve per i calcoli.
Lukyanov è stato uno degli ingegneri che hanno lavorato alla costruzione delle ferrovie Troitsk-Orsk e Kartaly-Magnitnaya alla fine degli anni '20. Per garantire la qualità e la durata delle strutture in cemento armato, gli ingegneri hanno versato il calcestruzzo solo in estate.
Nonostante ciò, le crepe apparivano ancora nel cemento quando le temperature scendevano sotto lo zero in inverno. Lukyanov ha suggerito che ciò può essere evitato se viene eseguita un'analisi approfondita della variazione di temperatura della massa di calcestruzzo, a seconda della composizione del calcestruzzo, del cemento utilizzato, della tecnologia del lavoro e delle condizioni esterne.
Lukyanov iniziò a studiare il regime di temperatura nella muratura in calcestruzzo, ma i metodi di calcolo esistenti non potevano fornire una soluzione rapida e accurata a complesse equazioni differenziali legate al regime di temperatura.
Nella sua ricerca di un nuovo approccio per risolvere il problema, Lukyanov ha scoperto che il flusso dell'acqua è per molti versi simile nelle sue leggi alla distribuzione del calore. È giunto alla conclusione che costruendo un computer in cui il componente principale è l'acqua, sarà possibile ricreare un processo termico invisibile.
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Nel 1936, Lukyanov costruì il primo modello del suo "integratore d'acqua" presso l'Istituto di ferrovie e costruzioni (ora Istituto centrale di ricerca scientifica per la costruzione dei trasporti, o TsNIIS). A quel tempo, era l'unico computer in grado di risolvere equazioni alle derivate parziali.
L'integratore d'acqua di Lukyanov sembrava impressionante. Aveva le dimensioni di un armadio e consisteva in diversi tubi e pompe interconnessi. Il livello dell'acqua nelle varie camere era un numero memorizzato e le portate tra di loro erano operazioni matematiche. Il risultato è stato visualizzato come un diagramma.
I primi modelli di integratori d'acqua erano realizzati con tubi di ferro, lamiera e vetro per tetti e venivano utilizzati solo per calcoli nel campo della tecnologia del riscaldamento. I modelli migliorati sono stati in grado di risolvere problemi più complessi, il che ha ampliato notevolmente la loro applicazione.
Negli anni '50 fu costruito un integratore, parti del quale potevano essere rimosse e combinate in modi diversi a seconda della natura e della complessità del problema da risolvere. L'uso di un integratore d'acqua divenne così diffuso che la macchina iniziò ad essere prodotta in serie per l'uso in laboratori e istituzioni educative in tutta l'Unione Sovietica. È stato ampiamente utilizzato per risolvere i problemi di costruzione nelle sabbie dell'Asia centrale e del permafrost, per studiare il regime di temperatura della calotta glaciale antartica, nei missili e così via.
L'integratore d'acqua Lukyanov, stranamente, è rimasto rilevante per molto tempo, anche dopo l'invenzione dei computer elettronici. Fu solo negli anni '80, con lo sviluppo di computer digitali piccoli e ad alta velocità, che le capacità di un integratore idrico iniziarono a sembrare obsolete.
Attualmente, ci sono solo due integratori d'acqua Lukyanov; sono conservati nel Museo Politecnico di Mosca.
