À l'ère des technologies numériques, il est difficile d'imaginer que les systèmes informatiques puissent être mis en œuvre non sur des semi-conducteurs, mais sur de l'eau. Mais un tel hydro-intégrateur a été développé et appliqué avec succès par l'ingénieur soviétique Vladimir Lukyanov.
Dans les années 1930, la construction des voies ferrées se faisait à l'aide d'une pioche, d'une pelle et d'une brouette. Le travail du béton n'était nulle part pire. Qualité du ciment, composition, température de pose - la qualité du béton dépend directement du nombre de composants. En hiver, ce béton s'est fissuré et s'est effondré.
Génie ordinaire
En 1925, un jeune ingénieur des voies Vladimir Lukyanov est arrivé pour construire le chemin de fer Troitsk-Orsk. En raison de la qualité imprévisible des compositions de béton, le bétonnage n'a été effectué qu'en été. Les basses températures ont conduit à la détérioration et à la destruction du béton.
Pour tenter de comprendre la dépendance de la qualité du béton à la température, Lukyanov a utilisé des équations aux dérivées partielles.
Dans son travail, Lukyanov s'est tourné vers les travaux d'autres scientifiques: Pavlovsky, Krylov et Kirpichev. En particulier, Krylov en 1910 a créé un ordinateur mécanique unique - un intégrateur différentiel, qui a permis de résoudre des équations différentielles ordinaires du 4ème ordre. Et l'académicien Pavlovsky en 1918 a prouvé que si les processus physiques sont décrits par la même équation, ils peuvent être remplacés. Le mérite de l'académicien Kirpichev réside dans la création d'une méthode de modélisation thermique locale.
Résumant ces développements, Lukyanov est arrivé à la conclusion que le mouvement de l'eau peut simuler la propagation de la chaleur. En 1934, il décrivit le principe de la technologie hydraulique, et deux ans plus tard, sur sa base, il développa un «intégrateur hydraulique unidimensionnel» - IG-1. Sa conception était ingénieusement simple: le volume d'eau dans un récipient faisait partie intégrante de la fonction décrivant l'écoulement du liquide dans ce récipient. Si le récipient est équipé d'une échelle avec des unités de volume, alors l'intégrateur le plus simple du débit volumétrique du liquide sera obtenu. Les premiers exemples d'intégrateurs en tubes d'étain et de verre ne pouvaient résoudre qu'un seul problème.
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Plus tard, Lukyanov a amélioré la conception. L'unité principale était des récipients verticaux de différents volumes, interconnectés par des tubes à résistance hydraulique variable. Les tubes étaient également connectés aux navires en mouvement. En les élevant et en les abaissant, ils ont changé la pression de l'eau dans les principaux navires. En faisant varier la disposition des vaisseaux, il était possible d'ajuster le mouvement du fluide à différentes équations.
Avant de commencer les travaux, les scientifiques ont élaboré un schéma de calcul du processus. Ensuite, la structure du navire a été assemblée. Les relations entre les parties de l'appareil ont été déterminées par les mêmes formules. Différents processus peuvent être simulés en versant du liquide. Et pas seulement la qualité du travail du béton. En 1941, Vladimir Lukyanov a amélioré son hydro-intégrateur. Maintenant, il a commencé à résoudre des problèmes en deux dimensions, et plus tard - et en trois dimensions.
Nouveaux échantillons
En 1949, par décret du Conseil des ministres de l'URSS, un NIISchetmash spécial a été créé à Moscou. Il a sélectionné de nouveaux modèles de technologie informatique pour la production. L'un des premiers à avoir été sélectionné était l'hydro-intégrateur Lukyanov. La simplicité de conception et la grande fiabilité de fonctionnement ont joué en sa faveur. En 1951, Lukyanov a reçu le prix d'État de l'URSS pour la création d'un "ordinateur de l'eau". Mais leur sortie n'a commencé qu'en 1955. En plus de l'URSS, l'appareil a été fourni à la Tchécoslovaquie, à la Pologne, à la Bulgarie et à la Chine.
Dans les années 1960-1970, l'intégrateur Lukyanov a été utilisé pour les calculs scientifiques du projet du canal Karakum et de la ligne principale Baïkal-Amour. Les appareils ont également été utilisés avec succès en géologie, construction de mines, physique thermique des bâtiments, métallurgie, etc. Les calculs de l'hydro-intégrateur dans la fabrication de blocs en béton armé de la première centrale hydroélectrique du monde en béton préfabriqué à Saratov peuvent être considérés comme exemplaires. Là, il était nécessaire de créer une technologie pour la fabrication d'environ trois mille blocs pesant jusqu'à 200 tonnes. Les blocs devaient mûrir sans se fissurer en toutes saisons et s'installer rapidement sur place. En conséquence, une technologie unique pour la production de blocs de haute qualité a été calculée et créée.
Pendant longtemps, l'hydro-intégrateur de Lukyanov était plus efficace qu'un ordinateur basé sur des lampes et des transistors. Mais dans les années 1970, les progrès de la technologie des semi-conducteurs se sont fait sentir. Et dans les années 1980, leur avantage est devenu indéniable, et les «ordinateurs de l'eau» leur ont cédé la place. Aujourd'hui, un échantillon de travail de l'IGL ne peut être vu qu'au Musée polytechnique de Moscou.
Alexey ANIKIN