Tiesiog pažodžiui aš sužinojau apie absoliučiai nuostabų įrenginį - vandens kompiuterį. Lukjanovo hidraulinis integratorius - pirmoji pasaulyje skaičiavimo mašina, skirta spręsti dalines diferencialines lygtis - pusę amžiaus buvo vienintelė skaičiavimo priemonė, susijusi su įvairiomis matematinės fizikos problemomis.
1936 m. Jis sukūrė skaičiavimo mašiną, kurioje visos matematinės operacijos buvo atliekamos tekant vandeniui. Ar girdėjai apie tai?
- „Salik.biz“
Pirmasis hidrointegratorius IG-1 buvo skirtas išspręsti paprasčiausias - vieno matmens problemas. 1941 m. Atskirų sekcijų pavidalu buvo suprojektuotas dvimatis hidraulinis integratorius. Vėliau integratorius buvo modifikuotas, kad būtų išspręstos trimatės problemos.
Po masinės gamybos organizavimo integratoriai buvo pradėti eksportuoti į užsienį: į Čekoslovakiją, Lenkiją, Bulgariją ir Kiniją. Tačiau jie sulaukė didžiausio pasiskirstymo mūsų šalyje. Jų padedant gyvenvietėje „Mirny“buvo atlikti moksliniai tyrimai, Karakumo kanalo ir Baikalo-Amūro magistralės projekto skaičiavimai. Hidrointegratoriai buvo sėkmingai naudojami kasyklų statyboje, geologijoje, statybinėje šiluminėje fizikoje, metalurgijoje, alpinizmo srityje ir daugelyje kitų sričių.
Pirmieji 50-ųjų pradžioje pasirodę skaitmeniniai elektroniniai kompiuteriai (DECM) negalėjo konkuruoti su „vandens“mašina. Pagrindiniai hidrointegratoriaus pranašumai yra skaičiavimo proceso aiškumas, projektavimo ir programavimo paprastumas. Pirmos ir antros kartos kompiuteriai buvo brangūs, jų našumas, mažas atminties dydis, ribotas išorinių įrenginių rinkinys, prastai išvystyta programinė įranga ir jiems reikėjo kvalifikuotos priežiūros. Visų pirma, amžinojo įšalo problemos buvo lengvai ir greitai išspręstos hidrointegratoriuje, o kompiuteryje - su dideliais sunkumais. 7-ojo dešimtmečio viduryje hidrauliniai integratoriai buvo naudojami 115 pramonės, mokslo ir švietimo organizacijų, esančių 40-yje mūsų šalies miestų. Tik devintojo dešimtmečio pradžioje mažos, pigios,Didelės spartos ir atminties talpos skaitmeniniai kompiuteriai, visiškai apimantys hidrointegratoriaus galimybes.
Ir šiek tiek daugiau tiems, kurie domisi detalėmis.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Hidrointegratoriaus sukūrimą padiktavo sudėtinga inžinerinė problema, su kuria jaunasis specialistas V. Lukjanovas susidūrė pirmaisiais darbo metais.
Baigęs Maskvos geležinkelio inžinierių institutą (MIIT), Lukjanovas buvo išsiųstas tiesti Troitsko – Orsko ir Kartalio – Magnitnajos (dabar Magnitogorskas) geležinkelius.
1920–1930 metais geležinkelių tiesimas vyko lėtai. Pagrindiniai darbo įrankiai buvo kastuvas, kirtiklis ir karutis, o kasimas ir betonavimas buvo atliekamas tik vasarą. Bet darbų kokybė vis tiek išliko žema, atsirado įtrūkimų - gelžbetoninių konstrukcijų rykštė.
Lukjanovas susidomėjo betono įtrūkimų priežastimis. Jo prielaidą apie temperatūros kilmę vertina ekspertai skeptiškai. Jaunasis inžinierius pradeda tirti betono mūro temperatūros režimus, atsižvelgiant į betono sudėtį, naudojamą cementą, darbo technologiją ir išorines sąlygas. Šilumos srautų pasiskirstymas apibūdinamas sudėtingais temperatūros ir betono savybių santykiais, kurie laikui bėgant kinta. Šie santykiai išreiškiami vadinamosiomis dalinėmis diferencialinėmis lygtimis. Tačiau tuo metu (1928 m.) Egzistavę skaičiavimo metodai negalėjo pateikti greito ir tikslaus sprendimo.
Ieškodamas būdų, kaip išspręsti problemą, Lukjanovas kreipiasi į matematikų ir inžinierių darbus. Jis randa teisingą kryptį iškilių Rusijos mokslininkų - akademikų A. N. Krylovo, N. N. Pavlovskio ir M. V. Kirpichevo darbuose.
Laivų statybos inžinierius, mechanikas, fizikas ir matematikas akademikas Aleksejus Nikolajevičius Krylovas (1863–1945) 1910 m. Pabaigoje pastatė unikalią mechaninę analoginę skaičiavimo mašiną - diferencialinį integratorių, skirtą paprastoms 4 laipsnio diferencialinėms lygtims spręsti.
Akademikas Nikolajus Nikolajevičius Pavlovskis (1884–1937) nagrinėjo hidrauliką. 1918 m. Jis įrodė galimybę pakeisti vieną fizinį procesą kitu, jei juos apibūdina ta pati lygtis (modeliavimo analogijos principas).
Akademikas Michailas Viktorovičius Kirpičiovas (1879–1955) - šilumos inžinerijos srities specialistas, sukūrė pramoninių įrenginių modeliavimo procesų teoriją - vietinio šiluminio modeliavimo metodą. Šis metodas leido atkartoti dideliuose pramonės objektuose pastebėtus reiškinius laboratorinėmis sąlygomis.
Lukjanovas sugebėjo apibendrinti didžiųjų mokslininkų idėjas: modelis yra aukščiausias matematinės tiesos vizualizacijos laipsnis. Atlikęs tyrimus ir įsitikinęs, kad vandens tėkmės ir šilumos sklidimo dėsniai iš esmės yra panašūs, jis padarė išvadą, kad vanduo gali būti šiluminio proceso pavyzdys. 1934 m. Lukjanovas pasiūlė iš esmės naują netvarių procesų skaičiavimo mechanizavimo metodą - hidraulinių analogijų metodą, o po metų sukūrė šiluminį hidraulinį modelį, kuris parodytų metodą. Šis primityvus įtaisas, pagamintas iš geležies, lakštinio metalo ir stiklo vamzdžių, sėkmingai išsprendė betono temperatūros sąlygų tyrimo problemą.
Pagrindinis jo mazgas buvo vertikalūs tam tikros talpos pagrindiniai indai, sujungti vamzdžiais su kintamu hidrauliniu pasipriešinimu ir sujungti su kilnojamaisiais indais. Pakėlę ir nuleidę, jie pakeitė vandens slėgį pagrindiniuose induose. Skaičiavimo proceso pradžią ar sustabdymą atliko kranai, kurių valdymas buvo bendras.
1936 m. Pradėta eksploatuoti pirmoji pasaulyje skaičiavimo mašina, skirta spręsti dalines diferencialines lygtis, Lukjanovo hidraulinis integratorius.
Norint išspręsti hidrointegratoriaus problemą, reikėjo:
1) sudaryti tiriamo proceso projektinę schemą;
2) remdamiesi šia schema, prijunkite indus, nustatykite ir parinkite vamzdžių hidraulinio pasipriešinimo vertes;
3) apskaičiuoti reikiamos vertės pradines vertes;
4) nubraižykite modeliuojamo proceso išorinių sąlygų pokyčių grafiką.
Po to buvo nustatytos pradinės vertės: pagrindiniai ir kilnojamieji indai su uždarytais čiaupais buvo pripildyti vandens iki apskaičiuoto lygio ir pažymėti ant grafiko popieriaus, pritvirtinto už pjezometrų (matavimo vamzdelių) - gauta savotiška kreivė. Tada visi čiaupai buvo atidaryti vienu metu, ir tyrėjas pakeitė kilnojamųjų indų aukštį pagal imituoto proceso išorinių sąlygų pokyčių grafiką. Šiuo atveju vandens slėgis pagrindiniuose induose kito pagal tą patį įstatymą kaip ir temperatūra. Skysčio lygis pjezometre pasikeitė, tinkamu metu čiaupai buvo uždaryti, sustabdant procesą, o naujos lygių vietos buvo pažymėtos grafiko popieriuje. Remiantis šiais ženklais buvo sudarytas grafikas, kuris buvo problemos sprendimas.
Hidrointegratoriaus galimybės pasirodė neįprastai plačios ir daug žadančios. 1938 m. V. S. Luk'janovas įkūrė hidraulinių analogijų laboratoriją, kuri netrukus tapo pagrindine metodo įvedimo į šalies nacionalinę ekonomiką organizacija. Keturiasdešimt metų jis liko šios laboratorijos vadovu.
Pagrindinė plataus hidraulinės analogijos metodo naudojimo sąlyga buvo hidraulinio integratoriaus tobulinimas. Sukūrus struktūrą, patogią praktikoje, buvo galima išspręsti įvairių tipų problemas - vienmatės, dvimatės ir trimatės. Pvz., Vandens srautas tiesiomis linijomis yra vienmatis. Dvimatis judėjimas stebimas didelių upių posūkių vietose, prie salų ir pusiasalių, o požeminis vanduo plinta trimis matmenimis.
Pirmasis hidrointegratorius IG-1 buvo skirtas išspręsti paprasčiausias - vieno matmens - užduotis. 1941 m. Atskirų sekcijų pavidalu buvo suprojektuotas dvimatis hidraulinis integratorius.
1949 m. SSRS Ministrų tarybos dekretu Maskvoje buvo įsteigtas specialus institutas „NIISCHETMASH“, kuris priėmė atranką ir pasiruošimą serijinei naujų kompiuterinės technologijos modelių gamybai. Viena pirmųjų tokių mašinų buvo hidrointegratorius. Per šešerius metus institutas sukūrė naują jo dizainą iš standartinių vieningų blokų, o Ryazan skaičiavimo ir analizės mašinų gamykloje jų serijinė gamyba prasidėjo gamyklos prekės ženklu IGL (Lukjanovo hidraulinės sistemos integratorius). Anksčiau pavieniai hidrauliniai integratoriai buvo statomi Maskvos skaičiavimo ir analizės mašinų gamykloje (CAM). Gamybos proceso metu sekcijos buvo modifikuotos, kad būtų išspręstos trimatės problemos.
1951 m. V. S. Lukjanovas buvo apdovanotas valstybine premija už hidrointegratorių šeimos sukūrimą.
Po masinės gamybos organizavimo integratoriai buvo pradėti eksportuoti į užsienį: į Čekoslovakiją, Lenkiją, Bulgariją ir Kiniją. Tačiau jie sulaukė didžiausio pasiskirstymo mūsų šalyje. Jų padedant gyvenvietėje „Mirny“buvo atlikti moksliniai tyrimai, Karakumo kanalo ir Baikalo-Amūro magistralės projekto skaičiavimai. Hidrointegratoriai buvo sėkmingai naudojami kasyklų statyboje, geologijoje, statybinėje šiluminėje fizikoje, metalurgijoje, alpinizmo srityje ir daugelyje kitų sričių.
Hidraulinių analogijų metodo efektyvumas gaminant gelžbetoninius blokus pirmoje pasaulyje hidroelektrinėje iš surenkamojo betono - Saratovo hidroelektrinės im. Leninas Komsomolis (1956–1970). Reikėjo sukurti maždaug trijų tūkstančių didžiulių blokų, sveriančių iki 200 tonų, gamybos technologiją. Blokai turėjo greitai subrendti, nesuskilę į gamybos liniją visais metų laikais, ir turėjo būti nedelsiant sumontuoti. Labai sudėtingi temperatūros režimo skaičiavimai, atsižvelgiant į nuolatinį kietėjančio betono savybių pasikeitimą ir elektrinio šildymo sąlygas, buvo atlikti laiku ir reikiamu tūriu tik Lukjanovo hidrointegratorių dėka. Teoriniai skaičiavimai kartu su bandymais bandomojoje vietoje ir gamyboje leido sukurti nepriekaištingos kokybės blokų gamybos technologiją.
Pirmieji 50-ųjų pradžioje pasirodę skaitmeniniai elektroniniai kompiuteriai (DECM) negalėjo konkuruoti su „vandens“mašina. Pagrindiniai hidrointegratoriaus pranašumai yra skaičiavimo proceso aiškumas, projektavimo ir programavimo paprastumas. Pirmos ir antros kartos kompiuteriai buvo brangūs, jų našumas, mažas atminties dydis, ribotas išorinių įrenginių rinkinys, prastai išvystyta programinė įranga ir jiems reikėjo kvalifikuotos priežiūros. Visų pirma, amžinojo įšalo problemos buvo lengvai ir greitai išspręstos hidrointegratoriuje, o kompiuteryje - su dideliais sunkumais. Be to, preliminarus hidraulinių analogijų metodo taikymas padėjo suformuluoti problemą, pasiūlė kompiuterio programavimo būdą ir netgi jį valdė, kad būtų išvengta didelių klaidų.7-ojo dešimtmečio viduryje hidrauliniai integratoriai buvo naudojami 115 pramonės, mokslo ir švietimo organizacijų, esančių 40-yje mūsų šalies miestų. Tik 80-ųjų pradžioje pasirodė mažo dydžio, pigūs skaitmeniniai kompiuteriai, pasižymintys dideliu greičiu ir atminties talpa, visiškai persidengiantys hidrointegratoriaus galimybėmis.
Du Lukjanovo hidrointegratoriai pristatomi Maskvos politechnikos muziejaus analoginių mašinų kolekcijoje. Tai yra reti eksponatai, turintys didelę istorinę vertę, mokslo ir technikos paminklai. Originalūs skaičiavimo įrenginiai nuolat domina lankytojus ir yra vieni vertingiausių eksponatų skaičiavimo skyriuje.