Meie digitehnoloogiate ajastul on raske ette kujutada, et arvutisüsteeme saab rakendada mitte pooljuhtidele, vaid veele. Kuid just sellise hüdrointegraatori töötas välja ja rakendas edukalt Nõukogude insener Vladimir Lukjanov.
1930. aastatel ehitati raudteid korpuse, labida ja käru abil. Betoonitööd polnud kusagil halvemad. Tsemendi klass, koostis, munemistemperatuur - betooni kvaliteet sõltus otseselt komponentide arvust. Talvel selline betoon pragunes ja varises kokku.
Tavaline geenius
1925. aastal saabus Troitski – Orski raudtee ehitamiseks noor rööpmehaanik Vladimir Lukjanov. Betoonkompositsioonide ettearvamatu kvaliteedi tõttu viidi betoneerimine läbi ainult suvel. Madalad temperatuurid põhjustasid betooni riknemise ja hävimise.
Püüdes mõista betooni kvaliteedi sõltuvust temperatuurist, kasutas Lukyanov osalisi diferentsiaalvõrrandeid.
Lukjanov pöördus oma töös teiste teadlaste tööde poole: Pavlovski, Krylov ja Kirpitshev. Eelkõige lõi Krylov 1910. aastal ainulaadse mehaanilise arvuti - diferentsiaalintegraatori, mis võimaldas lahendada tavalised 4. järgu diferentsiaalvõrrandid. Ja akadeemik Pavlovsky 1918. aastal tõestas, et kui füüsikalisi protsesse kirjeldatakse sama võrrandiga, siis saab neid asendada. Akadeemik Kirpichevi teene oli kohaliku soojusenergia modelleerimise meetodi loomisel.
Neid arenguid kokku võttes jõudis Lukjanov järeldusele, et vee liikumine võib simuleerida soojuse levikut. 1934. aastal kirjeldas ta hüdrotehnoloogia põhimõtet ja kaks aastat hiljem töötas selle alusel välja "ühemõõtmelise hüdraulilise integraatori" - IG-1. Selle disain oli geniaalselt lihtne: anuma vee maht oli selle anuma vedeliku voolu kirjeldava funktsiooni lahutamatu osa. Kui anum on varustatud mõõtühikutega skaalaga, saadakse vedeliku ruumala vooluhulga kõige lihtsam integraator. Tina- ja klaastorudest valmistatud integraatorite esimesed näited võiksid lahendada ainult ühe probleemi.
Reklaamvideo:
Hiljem täiustas Lukyanov disaini. Põhiseade oli erineva mahuga vertikaalsed anumad, mis olid omavahel ühendatud muutuva hüdraulilise takistusega torudega. Torud ühendati ka liikuvate anumatega. Neid üles tõstes ja langetades muutsid nad peamistes anumates veesurvet. Anumate paigutust muutes oli võimalik reguleerida vedeliku liikumist erinevatele võrranditele.
Enne töö alustamist koostasid teadlased protsessi arvutuse skeemi. Seejärel monteeriti anuma struktuur. Seadme osade vahelised suhted määrati samade valemitega. Vedeliku valamisega saab simuleerida erinevaid protsesse. Ja mitte ainult betoonitöö kvaliteet. 1941. aastal täiustas Vladimir Lukjanov oma hüdrointegraatorit. Nüüd hakkas ta lahendama kahemõõtmelisi, hiljem - ja kolmemõõtmelisi probleeme.
Uued proovid
1949. aastal loodi Moskvas NSVL Ministrite Nõukogu määrusega spetsiaalne NIISchetmash. Ta valis tootmiseks uued arvutitehnoloogia mudelid. Üks esimesi, kes valiti, oli Lukjanovi hüdrointegraator. Projekteerimise lihtsus ja töö kõrge töökindlus rääkisid tema kasuks. 1951. aastal pälvis Lukjanov NSVL-i riikliku preemia "veearvuti" loomise eest. Kuid nende vabastamine algas alles 1955. aastal. Lisaks NSVL-le tarniti seadet Tšehhoslovakkiasse, Poolasse, Bulgaariasse ja Hiinasse.
Aastatel 1960–1970 kasutati integraatorit Lukjanovi Karakumi kanali ja Baikali-Amuuri põhiliini projekti teaduslikel arvutustel. Seadmeid kasutati edukalt ka geoloogias, kaevanduste ehitamisel, hoonete soojusfüüsikas, metallurgias jne. Hüdrointegraatori arvutusi Saratovi eelbetoonist maailma esimese hüdroelektrijaama raudbetoonplokkide valmistamisel võiks pidada eeskujulikeks. Seal oli vaja luua tehnoloogia umbes kolme tuhande ploki valmistamiseks, mis kaaluvad kuni 200 tonni. Plokid pidid valmima kõikidel aastaaegadel pragunemata ja saidi kiiresti üles seadma. Selle tulemusel arvutati välja ja loodi ainulaadne tehnoloogia kvaliteetsete plokkide tootmiseks.
Pikka aega oli Lukjanovi hüdrointegraator tõhusam kui lampidel ja transistoritel põhinev arvuti. Kuid 1970ndatel andis pooljuhtetehnoloogia areng end tunda. Ja 1980ndatel muutus nende eelis vaieldamatuks ja "veearvutid" andsid neile tee. Täna saab IGL-i tööproovi näha ainult Moskva Polütehnilises muuseumis.
Aleksei ANIKIN
