Les premiers ordinateurs étaient des machines mécaniques construites à l'aide d'engrenages et de leviers.
Des parties ou des composants de ceux-ci pourraient être déplacés et connectés de manière à simuler la relation entre différentes variables dans une équation mathématique. En déplaçant un engrenage ou en tirant un levier, ces variables pouvaient être modifiées et les résultats de ces actions pouvaient être vus dans un autre ensemble d'engrenages, dont les nouvelles positions donnaient la réponse recherchée par l'opérateur.
Mais en 1936, l'ingénieur russe Vladimir Lukyanov a construit un ordinateur mécanique qui utilisait de l'eau au lieu d'engrenages et de leviers pour les calculs.
Lukyanov était l'un des ingénieurs qui a travaillé à la construction des chemins de fer Troitsk-Orsk et Kartaly-Magnitnaya à la fin des années 1920. Pour assurer la qualité et la durabilité des structures en béton armé, les ingénieurs n'ont coulé du béton qu'en été.
Malgré cela, des fissures sont encore apparues dans le béton lorsque les températures ont chuté sous le point de congélation en hiver. Lukyanov a suggéré que cela peut être évité si une analyse approfondie du changement de température de la masse de béton est effectuée, en fonction de la composition du béton, du ciment utilisé, de la technologie de travail et des conditions extérieures.
Lukyanov a commencé à étudier le régime de température dans la maçonnerie en béton, mais les méthodes de calcul existantes ne pouvaient pas fournir une solution rapide et précise aux équations différentielles complexes liées au régime de température.
Dans sa recherche d'une nouvelle approche pour résoudre le problème, Lukyanov a découvert que l'écoulement de l'eau est à bien des égards similaire dans ses lois à la distribution de la chaleur. Il est arrivé à la conclusion qu'en construisant un ordinateur dont le composant principal est l'eau, il sera possible de recréer un processus thermique invisible.
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En 1936, Lukyanov a construit le premier modèle de son «intégrateur d'eau» à l'Institut des chemins de fer et de la construction (maintenant l'Institut central de recherche scientifique sur la construction des transports, ou TsNIIS). À l'époque, c'était le seul ordinateur capable de résoudre des équations aux dérivées partielles.
L'intégrateur d'eau de Lukyanov avait l'air impressionnant. Il avait la taille d'un placard et se composait de plusieurs tuyaux et pompes interconnectés. Le niveau d'eau dans les différentes chambres était des nombres stockés, et les débits entre eux étaient des opérations mathématiques. Le résultat était affiché sous forme de diagramme.
Les premiers modèles d'intégrateur d'eau étaient constitués de fer à toiture, de tôles et de tuyaux en verre et n'étaient utilisés que pour les calculs dans le domaine de la technologie du chauffage. Les modèles améliorés ont pu résoudre des problèmes plus complexes, ce qui a considérablement élargi leur application.
Dans les années 1950, un intégrateur a été construit, dont certaines parties pouvaient être supprimées et combinées de différentes manières en fonction de la nature et de la complexité du problème à résoudre. L'utilisation de l'intégrateur d'eau est devenue si répandue que la machine a commencé à être produite en série pour être utilisée dans les laboratoires et les établissements d'enseignement de toute l'Union soviétique. Il a été largement utilisé pour résoudre les problèmes de construction dans les sables d'Asie centrale et le pergélisol, pour étudier le régime de température de la calotte glaciaire antarctique, dans les fusées, etc.
L'intégrateur d'eau Lukyanov, assez curieusement, est resté pertinent pendant longtemps, même après l'invention des ordinateurs électroniques. Ce n'est que dans les années 1980, avec le développement de petits ordinateurs numériques à grande vitesse, que les capacités d'un intégrateur d'eau ont commencé à paraître obsolètes.
Actuellement, il n'y a que deux intégrateurs d'eau Lukyanov; ils sont conservés au Musée polytechnique de Moscou.