Nella nostra era di tecnologie digitali, è difficile immaginare che i sistemi informatici possano essere implementati non sui semiconduttori, ma sull'acqua. Ma proprio un tale idrointegratore è stato sviluppato e applicato con successo dall'ingegnere sovietico Vladimir Lukyanov.
Negli anni '30, la costruzione delle ferrovie veniva eseguita utilizzando un piccone, una pala e una carriola. Il lavoro concreto non era da nessuna parte peggio. Grado del cemento, composizione, temperatura di posa: la qualità del calcestruzzo dipendeva direttamente dal numero di componenti. In inverno, tale calcestruzzo si è rotto e è crollato.
Genio ordinario
Nel 1925, un giovane ingegnere di binari Vladimir Lukyanov arrivò per costruire la ferrovia Troitsk-Orsk. A causa della qualità imprevedibile delle composizioni in calcestruzzo, il getto è stato effettuato solo in estate. Le basse temperature hanno portato al deterioramento e alla distruzione del calcestruzzo.
Nel tentativo di comprendere la dipendenza della qualità del calcestruzzo dalla temperatura, Lukyanov ha utilizzato equazioni alle derivate parziali.
Nel suo lavoro, Lukyanov si è rivolto alle opere di altri scienziati: Pavlovsky, Krylov e Kirpichev. In particolare, Krylov nel 1910 creò un computer meccanico unico, un integratore differenziale, che consentì di risolvere equazioni differenziali ordinarie del 4 ° ordine. E l'accademico Pavlovsky nel 1918 dimostrò che se i processi fisici sono descritti dalla stessa equazione, allora possono essere sostituiti. Il merito dell'accademico Kirpichev era nella creazione di un metodo di modellazione termica locale.
Riassumendo questi sviluppi, Lukyanov è giunto alla conclusione che il movimento dell'acqua può simulare la diffusione del calore. Nel 1934 descrisse il principio della tecnologia idraulica e due anni dopo, sulla sua base, sviluppò un "integratore idraulico unidimensionale" - IG-1. Il suo design era ingegnosamente semplice: il volume dell'acqua in un recipiente era parte integrante della funzione che descriveva il flusso di liquido in questo recipiente. Se il recipiente è dotato di una bilancia con unità di volume, si otterrà il più semplice integratore della portata volumetrica del liquido. I primi esempi di integratori realizzati con tubi di stagno e vetro potrebbero risolvere un solo problema.
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Successivamente Lukyanov ha migliorato il design. L'unità principale era costituita da vasi verticali di diversi volumi, interconnessi da tubi a resistenza idraulica variabile. I tubi erano anche collegati alle navi in movimento. Alzandoli e abbassandoli, hanno cambiato la pressione dell'acqua nei vasi principali. Variando la disposizione dei vasi, è stato possibile adattare il movimento del fluido a diverse equazioni.
Prima di iniziare il lavoro, gli scienziati hanno elaborato uno schema di calcolo per il processo. Quindi la struttura della nave è stata assemblata. Le relazioni tra le parti del dispositivo erano determinate dalle stesse formule. Diversi processi potrebbero essere simulati versando il liquido. E non solo la qualità del lavoro concreto. Nel 1941, Vladimir Lukyanov migliorò il suo idrointegratore. Ora ha iniziato a risolvere problemi bidimensionali e successivamente - e tridimensionali.
Nuovi campioni
Nel 1949, con un decreto del Consiglio dei ministri dell'URSS, fu creato a Mosca uno speciale NIISchetmash. Ha selezionato nuovi modelli di tecnologia informatica per la produzione. Uno dei primi ad essere selezionato è stato l'idrointegratore Lukyanov. La semplicità del design e l'elevata affidabilità delle operazioni parlarono a suo favore: nel 1951 Lukyanov ricevette il Premio di Stato dell'URSS per la creazione di un "computer ad acqua". Ma il loro rilascio iniziò solo nel 1955. Oltre all'URSS, il dispositivo è stato fornito a Cecoslovacchia, Polonia, Bulgaria e Cina.
Negli anni '60 e '70, l'integratore Lukyanov fu utilizzato per i calcoli scientifici del progetto del Canale Karakum e della linea principale Baikal-Amur. I dispositivi sono stati utilizzati con successo anche in geologia, costruzione di miniere, fisica termica degli edifici, metallurgia, ecc. I calcoli dell'idrointegratore nella produzione di blocchi di cemento armato della prima centrale idroelettrica al mondo da calcestruzzo prefabbricato a Saratov potrebbero essere considerati esemplari. Lì, era necessario creare una tecnologia per la produzione di circa tremila blocchi con un peso fino a 200 tonnellate. I blocchi dovevano maturare senza fessurarsi in tutte le stagioni e rapidamente montati sul posto. Di conseguenza, è stata calcolata e creata una tecnologia unica per la produzione di blocchi di alta qualità.
Per molto tempo l'idrointegratore Lukyanov è stato più efficiente di un computer basato su lampade e transistor. Ma negli anni '70 il progresso della tecnologia dei semiconduttori si fece sentire. E negli anni '80 il loro vantaggio divenne innegabile e i "computer ad acqua" cedettero il passo. Oggi, un campione funzionante dell'IGL può essere visto solo nel Museo Politecnico di Mosca.
Alexey ANIKIN
