En nuestra era de tecnologías digitales, es difícil imaginar que los sistemas informáticos se puedan implementar no en semiconductores, sino en agua. Pero ese hidrointegrador fue desarrollado y aplicado con éxito por el ingeniero soviético Vladimir Lukyanov.
En la década de 1930, la construcción de vías férreas se llevó a cabo mediante un pico, una pala y una carretilla. El trabajo concreto no fue peor en ninguna parte. Grado del cemento, composición, temperatura de colocación: la calidad del hormigón depende directamente de la cantidad de componentes. En invierno, ese hormigón se agrietó y colapsó.
Genio ordinario
norte
En 1925 llegó un joven ingeniero de vías Vladimir Lukyanov para construir el ferrocarril Troitsk-Orsk. Debido a la calidad impredecible de las composiciones de hormigón, el hormigonado se llevó a cabo solo en verano. Las bajas temperaturas provocaron el deterioro y la destrucción del hormigón.
En un intento por comprender la dependencia de la calidad del hormigón con la temperatura, Lukyanov utilizó ecuaciones diferenciales parciales.
En su trabajo, Lukyanov recurrió a los trabajos de otros científicos: Pavlovsky, Krylov y Kirpichev. En particular, Krylov en 1910 creó una computadora mecánica única, un integrador diferencial, que hizo posible resolver ecuaciones diferenciales ordinarias de cuarto orden. Y el académico Pavlovsky en 1918 demostró que si los procesos físicos se describen con la misma ecuación, pueden reemplazarse. El mérito del académico Kirpichev fue la creación de un método de modelado térmico local.
Al resumir estos desarrollos, Lukyanov llegó a la conclusión de que el movimiento del agua puede imitar la propagación del calor. En 1934, describió el principio de la tecnología hidráulica y, dos años más tarde, sobre esta base, desarrolló un "integrador hidráulico unidimensional": IG-1. Su diseño era ingeniosamente simple: el volumen de agua en un recipiente era una parte integral de la función que describe el flujo de líquido en este recipiente. Si el recipiente está provisto de una escala con unidades de volumen, se obtendrá el integrador más simple del caudal volumétrico del líquido. Los primeros ejemplos de integradores hechos de tubos de vidrio y estaño solo pudieron resolver un problema.
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Más tarde, Lukyanov mejoró el diseño. La unidad principal fueron recipientes verticales de diferentes volúmenes, interconectados por tubos con resistencia hidráulica variable. Los tubos también se conectaron a los vasos en movimiento. Subiéndolos y bajándolos, cambiaron la presión del agua en los vasos principales. Al variar la disposición de los vasos, fue posible ajustar el movimiento del fluido a diferentes ecuaciones.
Antes de comenzar a trabajar, los científicos elaboraron un esquema de cálculo para el proceso. Luego se ensambló la estructura del recipiente. Las relaciones entre las partes del dispositivo se determinaron mediante las mismas fórmulas. Se pueden simular diferentes procesos vertiendo el líquido. Y no solo la calidad del trabajo del hormigón. En 1941, Vladimir Lukyanov mejoró su hidrointegrador. Ahora comenzó a resolver problemas bidimensionales, y más tarde, y tridimensionales.
Nuevas muestras
En 1949, por decreto del Consejo de Ministros de la URSS, se creó un NIISchetmash especial en Moscú. Seleccionó nuevos modelos de tecnología informática para la producción. Uno de los primeros en ser seleccionado fue el hidrointegrador Lukyanov. La simplicidad de diseño y la alta fiabilidad de funcionamiento hablaron a su favor En 1951, Lukyanov recibió el Premio Estatal de la URSS por la creación de una "computadora de agua". Pero su lanzamiento comenzó solo en 1955. Además de la URSS, el dispositivo se suministró a Checoslovaquia, Polonia, Bulgaria y China.
En la década de 1960-1970, se utilizó el integrador Lukyanov para los cálculos científicos del proyecto del canal de Karakum y la línea principal de Baikal-Amur. Los dispositivos también se utilizaron con éxito en geología, construcción de minas, física térmica de edificios, metalurgia, etc. Los cálculos del hidrointegrador en la fabricación de bloques de hormigón armado de la primera central hidroeléctrica del mundo a partir de hormigón prefabricado en Saratov podrían considerarse ejemplares. Allí fue necesario crear una tecnología para la fabricación de unos tres mil bloques con un peso de hasta 200 toneladas. Los bloques tuvieron que madurar sin agrietarse en todas las estaciones y se instalaron rápidamente en el sitio. Como resultado, se calculó y creó una tecnología única para la producción de bloques de alta calidad.
Durante mucho tiempo, el hidrointegrador Lukyanov fue más eficiente que una computadora basada en lámparas y transistores. Pero en la década de 1970, el progreso de la tecnología de semiconductores se hizo sentir. Y en la década de 1980, su ventaja se volvió innegable y las "computadoras de agua" les cedieron el paso. Hoy, una muestra funcional de la IGL solo se puede ver en el Museo Politécnico de Moscú.
Alexey ANIKIN
