Dlaczego Łukjanow w ZSRR stworzył integrator hydrauliczny na wodzie?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Od dawna wiadomo, że sowiecka nauka była pełna nie tylko inteligentnych ludzi, ale także kreatywnych ludzi. Ten trend nie oszczędził deweloperów w dziedzinie technologii informatycznych i obliczeniowych. Oczywiście nie ma nic niezwykłego w tym, że to w ZSRR wynaleziono pierwsze na świecie urządzenie do rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych. W tym odkryciu uderza jeszcze jedna rzecz: wszystkie operacje obliczeniowe w tej maszynie zostały wykonane… przez wodę.

Historia tak imponującego wynalazku sięga odległych lat dwudziestych XX wieku, kiedy młody specjalista, absolwent Wydziału Inżynierii Lądowej Władimir Łukjanow, został wysłany na zakrojony na szeroką skalę projekt budowlany - budowę Troicka-Orska i Kartaly- Tory kolejowe Magnitnaya (dziś - Magnitogorsk). Tam stanął przed problemem powolnej i niewystarczającej jakości pracy: budowniczowie otrzymali tylko łopaty, kilofy i taczki jako narzędzia, to znaczy nie zapewniono żadnego poważnego sprzętu. Ponadto wszystkie prace z betonem były wykonywane wyłącznie latem, ale nie oszczędziło to regularnego pojawiania się pęknięć.

W poszukiwaniu rozwiązania problemu pęknięć w betonie Łukjanow wysunął założenie, że ich pochodzenie jest związane z reżimem temperaturowym w murze. Społeczność naukowa zareagowała na tę hipotezę bez entuzjazmu, ale to nie powstrzymało młodego naukowca. Szybko zdał sobie sprawę, że rozkład strumieni ciepła jest obliczany na podstawie złożonych zależności między temperaturą a właściwościami betonu, które z czasem ulegają przekształceniom. Z kolei te relacje wyrażane są w postaci tzw. równań różniczkowych cząstkowych.

Dopiero w momencie ich poszukiwań, pod koniec lat dwudziestych, nie istniały wystarczająco szybkie i wysokiej jakości metody do wykonywania tego rodzaju obliczeń. Następnie sam Łukjanow podejmuje rozwiązanie postawionego sobie problemu. Aby to zrobić, zwraca się do dzieł wybitnych naukowców z ostatnich lat: akademików A. N. Kryłowa - twórcy integratora do rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych 4. rzędu, N. N. Pawłowskiego, specjalisty w dziedzinie hydrauliki i inżynierii cieplnej M. V. Po prawidłowym zsyntetyzowaniu poszczególnych pomysłów swoich poprzedników, Łukjanow w końcu znajduje możliwy mechanizm rozwiązania tego złożonego problemu.

Dopiero w 1936 roku naukowcowi udało się złożyć urządzenie, które przeszło do historii jako „Integrator hydrauliczny Łukjanowa”. W rzeczywistości wynalazek ten jest pierwszą na świecie maszyną obliczeniową do rozwiązywania równań różniczkowych cząstkowych. Ale integrator jest pod wrażeniem nie tyle tej wyższości, ile faktu, że wszystkie obliczenia matematyczne wykonuje za pomocą… przepływu wody.

W sumie zaprojektowano trzy modele tych maszyn, z których każdy został przystosowany do rozwiązywania problemów odpowiednio jednowymiarowych, dwuwymiarowych i trójwymiarowych. Stopniowo integrator Łukjanowa zyskał popularność i zaczął być dostarczany nie tylko do republik unijnych, ale także do krajów Układu Warszawskiego - Czechosłowacji, Polski, Bułgarii, a nawet Chin.

Urządzenie okazało się nie tylko skuteczne, ale także łatwe w użyciu i stosunkowo niedrogie w produkcji. Dlatego integratory Łukjanowa były dość szeroko stosowane - w budowie kopalń, geologii, fizyce cieplnej konstrukcji, metalurgii i rakietach. W szczególności korzystali z ich pomocy podczas badań naukowych w osadzie „Mirny”, obliczeń podczas projektowania Kanału Karakumskiego i Magistrali Bajkał-Amur.

Nawet komputery, które pojawiły się po pewnym czasie, nie były w stanie natychmiast wypchnąć integratora hydraulicznego. Pierwsza i druga generacja komputerów radzieckich były gorsze od wynalazków Łukjanowa pod względem wydajności, ponieważ miały niewielką ilość pamięci i wyróżniały się niską wydajnością, ograniczonym zestawem urządzeń peryferyjnych i słabo rozwiniętym oprogramowaniem. Dopiero na początku lat 80. integratorzy zaczęli czuć się zawstydzeni komputerami nowej generacji, które mają mniejsze wymiary, więcej pamięci i wysoką wydajność.