1936年,一位名叫弗拉基米尔-卢基亚诺夫(Vladimir Lukyanov)的俄罗斯工程师建造了一台奇怪的机械计算机。它使用”水”来执行操作,而不是齿轮和杠杆。
早期的计算机通常是由齿轮和杠杆组成的机械机器。
这些零件或部件可以精确地运动,并以传动的方式连接到其他部件上,以模拟数学方程中不同变量之间的关系。你可以通过移动齿轮或拉动操纵杆来改变这些变量,并在另一组齿轮中检查这些动作的结果以找到答案。
早在20世纪20年代末,卢基亚诺夫就是一名从事铁路建设的工程师。在铁路建设过程中,冬天来了,气温降到零度以下,混凝土通常会出现裂缝,工程师只能在夏天浇筑混凝土。
卢基亚诺夫可以避免这种情况,确保钢筋混凝土结构的质量和耐久性。根据混凝土的成分、使用的水泥、工程技术和外界条件,他仔细分析了混凝土质量的温度变化。
但当时已有的计算方法并不能快速准确地求解描述温度状态的复杂微分方程。所以卢基亚诺夫不得不寻找一种新的方法来解决这个问题。他发现水流在很多方面类似于热量分布。
经过总结,他决定建造一台以水为主要成分的计算机,他认为这种计算机可以直观地看到看不见的热过程。1936年,卢基亚诺夫在当时的道路与建筑研究所建立了他的第一个“水集成器”模型。
“莫斯科理工大学博物馆,创造科学发展时代的奇特机械计算机”
这是一个令人印象深刻的管道。最初的模型由铁、锡和玻璃管制成,大约有一个壁橱大小,由几个相互连接的管道和泵组成。每个小室的水位代表存储的数字,而水的流速代表数学运算,然后将结果绘制成图表。
20世纪30年代,它是苏联唯一的解偏微分方程的模拟计算器。1941年,卢基亚诺夫甚至设计了二维和三维液压积分器以及液压积分器的模块化设计。这种新模型可以解决更复杂的问题,从而大大扩展了它的应用范围,它不仅仅用于热力学计算。
到1955年,梁赞的Lukyanov液压系统集成商开始大规模生产,并交付给中国, 捷克, 波兰和保加利亚
水流量积算仪应用广泛,已提供给苏联各地的实验室和教育机构。同时,该积算仪已进行了大规模建模。它已被应用于冻土中阿铁路的建设、南极冰盖的温度、卡拉库姆运河的设计、地质、冶金和火箭科学。
直到20世纪80年代,随着小型高速数字计算机的发展,水流积分器的功能变得过时。现在的时代整合者解决了自然和复杂的问题,创造了科学发展的时代。今天,卢基亚诺夫创造的两个水流积分器仍然陈列在莫斯科理工学院的博物馆里。
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