Waarom creëerde Lukyanov in de USSR een hydraulische integrator op water?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Het is al lang bekend dat de Sovjetwetenschap niet alleen vol zat met slimme mensen, maar ook met creatieve mensen. Deze trend heeft de ontwikkelaars op het gebied van informatie- en computertechnologieën niet gespaard. Natuurlijk is er niets bijzonders aan het feit dat het in de USSR was dat 's werelds eerste apparaat werd uitgevonden dat partiële differentiaalvergelijkingen oploste. Een ander ding valt op in deze ontdekking: alle computerbewerkingen in deze machine werden uitgevoerd … door water.

De geschiedenis van zo'n indrukwekkende uitvinding gaat terug tot de verre jaren 1920, toen een jonge specialist, afgestudeerd aan de faculteit Civiele Techniek Vladimir Lukyanov, naar een grootschalig bouwproject werd gestuurd - de bouw van de Troitsk-Orsk en Kartaly- Magnitnaya spoorlijnen (vandaag - Magnitogorsk). Daar werd hij geconfronteerd met het probleem van een trage en onvoldoende kwaliteit van het werk: de bouwers kregen alleen schoppen, pikhouwelen en kruiwagens als gereedschap, dat wil zeggen dat er geen serieuze uitrusting werd geleverd. Bovendien werden alle werkzaamheden met beton uitsluitend in de zomer uitgevoerd, maar dit redde niet van het regelmatig verschijnen van scheuren.

Op zoek naar een oplossing voor het probleem van scheuren in beton, bracht Lukyanov de veronderstelling naar voren dat hun oorsprong verband houdt met het temperatuurregime in het metselwerk. De wetenschappelijke gemeenschap reageerde zonder enthousiasme op deze hypothese, maar dit hield de jonge wetenschapper niet tegen. Hij realiseerde zich al snel dat de verdeling van warmtefluxen wordt berekend met behulp van complexe relaties tussen temperatuur en betoneigenschappen, die in de loop van de tijd transformaties ondergaan. Deze relaties worden op hun beurt uitgedrukt in de vorm van zogenaamde partiële differentiaalvergelijkingen.

Pas op het moment van hun zoektocht, eind jaren twintig, waren er nog geen voldoende snelle en hoogwaardige methoden om dit soort berekeningen uit te voeren. Dan neemt Lukyanov zelf de oplossing van het probleem op zich. Om dit te doen, wendt hij zich tot het werk van uitstekende wetenschappers van de afgelopen jaren: academici A. N. Krylov - de maker van een integrator voor het oplossen van gewone differentiaalvergelijkingen van de 4e orde., N. N. Pavlovsky, een specialist in hydrauliek, en M. V. warmtetechniek. Lukyanov is erin geslaagd om individuele ideeën van zijn voorgangers correct te synthetiseren en vindt eindelijk een mogelijk mechanisme om dit complexe probleem op te lossen.

Pas in 1936 slaagde de wetenschapper erin een apparaat te assembleren dat de geschiedenis inging als "Lukyanov's Hydraulic Integrator". In feite is deze uitvinding 's werelds eerste rekenmachine voor het oplossen van partiële differentiaalvergelijkingen. Maar de integrator is niet zozeer onder de indruk van deze superioriteit, maar van het feit dat ze alle wiskundige berekeningen maakt met behulp van … de stroming van water.

In totaal zijn er drie modellen van deze machines ontworpen, die elk zijn aangepast om respectievelijk eendimensionale, tweedimensionale en driedimensionale problemen op te lossen. Geleidelijk won de Lukyanov-integrator aan populariteit en begon niet alleen te worden geleverd aan de republieken van de Unie, maar ook aan de landen van het Warschaupact - Tsjecho-Slowakije, Polen, Bulgarije en zelfs China.

Het apparaat is niet alleen effectief gebleken, maar ook gebruiksvriendelijk en relatief goedkoop te vervaardigen. Daarom werden de integrators van Lukyanov vrij veel gebruikt - in mijnbouw, geologie, thermische bouwfysica, metallurgie en raketbouw. In het bijzonder hebben ze hun hulp ingeroepen tijdens wetenschappelijk onderzoek in de nederzetting "Mirny", berekeningen tijdens het ontwerp van het Karakum-kanaal en de Baikal-Amur Mainline.

Zelfs de computers die na enige tijd verschenen waren verre van onmiddellijk in staat om de hydraulische integrator naar buiten te duwen. De eerste en tweede generatie Sovjetcomputers waren inferieur aan de uitvindingen van Lukyanov in termen van efficiëntie, omdat ze een kleine hoeveelheid geheugen hadden en zich onderscheidden door lage prestaties, een beperkte set randapparatuur en slecht ontwikkelde software. Pas in het begin van de jaren tachtig begonnen integrators zich te schamen voor computers van de nieuwe generatie met kleinere afmetingen, meer geheugen en snelle prestaties.