Em nossa era de tecnologias digitais, é difícil imaginar que sistemas de computação possam ser implementados não em semicondutores, mas na água. Mas exatamente esse hidrointegrador foi desenvolvido e aplicado com sucesso pelo engenheiro soviético Vladimir Lukyanov.
Na década de 1930, a construção das ferrovias era feita com picareta, pá e carrinho de mão. O trabalho com concreto não estava pior. Grau de cimento, composição, temperatura de assentamento - a qualidade do concreto dependia diretamente do número de componentes. No inverno, esse concreto rachava e desabava.
Gênio comum
Em 1925, um jovem engenheiro de vias Vladimir Lukyanov chegou para construir a ferrovia Troitsk-Orsk. Devido à imprevisível qualidade das composições do concreto, a concretagem era realizada apenas no verão. Baixas temperaturas levaram à deterioração e destruição do concreto.
Na tentativa de entender a dependência da qualidade do concreto com a temperatura, Lukyanov usou equações diferenciais parciais.
Em seu trabalho, Lukyanov se voltou para as obras de outros cientistas: Pavlovsky, Krylov e Kirpichev. Em particular, Krylov em 1910 criou um computador mecânico único - um integrador diferencial, que tornou possível resolver equações diferenciais ordinárias de 4ª ordem. E o acadêmico Pavlovsky em 1918 provou que, se os processos físicos são descritos pela mesma equação, eles podem ser substituídos. O mérito do acadêmico Kirpichev foi a criação de um método de modelagem térmica local.
Resumindo esses desenvolvimentos, Lukyanov chegou à conclusão de que o movimento da água pode simular a propagação do calor. Em 1934, ele descreveu o princípio da tecnologia hidráulica e, dois anos depois, com base nisso, desenvolveu um "integrador hidráulico unidimensional" - IG-1. Seu projeto era engenhosamente simples: o volume de água em um recipiente era parte integrante da função que descreve o fluxo de líquido para o recipiente. Se o vaso for fornecido com uma escala com unidades de volume, então o integrador mais simples da vazão volumétrica do líquido será obtido. Os primeiros exemplos de integradores feitos de tubos de estanho e vidro resolveram apenas um problema.
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Mais tarde, Lukyanov melhorou o design. A unidade principal eram vasos verticais de diferentes volumes, interligados por tubos com resistência hidráulica variável. Os tubos também foram conectados aos vasos móveis. Erguendo-os e baixando-os, eles mudaram a pressão da água nos vasos principais. Variando a disposição dos vasos, foi possível ajustar o movimento do fluido a diferentes equações.
Antes de começar a trabalhar, os cientistas traçaram um esquema de cálculo para o processo. Em seguida, a estrutura do navio foi montada. As relações entre as partes do dispositivo foram determinadas pelas mesmas fórmulas. Diferentes processos podem ser simulados despejando o líquido. E não apenas a qualidade do trabalho concreto. Em 1941, Vladimir Lukyanov melhorou seu hidrointegrador. Agora ele começou a resolver problemas bidimensionais e, mais tarde - e tridimensionais.
Novas amostras
Em 1949, por decreto do Conselho de Ministros da URSS, um NIISchetmash especial foi criado em Moscou. Ele selecionou novos modelos de tecnologia de computador para produção. Um dos primeiros selecionados foi o hidrointegrador Lukyanov. Simplicidade de design e alta confiabilidade de operação falavam a seu favor. Em 1951, Lukyanov recebeu o Prêmio de Estado da URSS pela criação de um "computador da água". Mas seu lançamento começou apenas em 1955. Além da URSS, o aparelho foi fornecido à Tchecoslováquia, Polônia, Bulgária e China.
Na década de 1960-1970, o integrador Lukyanov foi usado para cálculos científicos do projeto do Canal Karakum e da linha principal Baikal-Amur. Os dispositivos também foram usados com sucesso em geologia, construção de minas, física térmica de edifícios, metalurgia, etc. Os cálculos do hidrointegrador na fabricação de blocos de concreto armado da primeira usina hidrelétrica do mundo a partir de concreto pré-moldado em Saratov poderiam ser considerados exemplares. Lá, foi necessário criar uma tecnologia para a fabricação de cerca de três mil blocos de até 200 toneladas. Os blocos tiveram que amadurecer sem rachar em todas as estações e rapidamente montados no local. Como resultado, uma tecnologia única para a produção de blocos de alta qualidade foi calculada e criada.
Por muito tempo, o hidrointegrador Lukyanov foi mais eficiente do que um computador baseado em lâmpadas e transistores. Mas na década de 1970, o progresso da tecnologia de semicondutores fez-se sentir. E na década de 1980, sua vantagem tornou-se inegável e os "computadores aquáticos" deram lugar a eles. Hoje, uma amostra funcional do IGL pode ser vista apenas no Museu Politécnico de Moscou.
Alexey ANIKIN
