מדוע לוקיאנוב בברית המועצות יצר אינטגרטור הידראולי על מים?

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

זה זמן רב ידוע שהמדע הסובייטי היה מלא לא רק באנשים חכמים, אלא גם באנשים יצירתיים. מגמה זו לא חסכה מהמפתחים בתחום טכנולוגיות המידע והמחשוב. כמובן, אין שום דבר יוצא דופן בעובדה שבברית המועצות הומצא המכשיר הראשון בעולם שפתר משוואות דיפרנציאליות חלקיות. דבר נוסף בולט בתגלית זו: כל הפעולות החישוביות במכונה זו בוצעו … על ידי מים.

ההיסטוריה של המצאה מרשימה כל כך מתחילה בשנות ה-20 הרחוקות, כאשר מומחה צעיר, בוגר הפקולטה להנדסה אזרחית ולדימיר לוקיאנוב, נשלח לפרויקט בנייה רחב היקף - בניית הטרויצק-אורסק וקרטאלי- פסי רכבת Magnitnaya (היום - Magnitogorsk). שם הוא התמודד עם בעיית איכות העבודה האיטית והבלתי מספקת: הבנאים קיבלו רק אתים, מרים ומריצות ככלי עבודה, כלומר לא סופק ציוד רציני. בנוסף, כל העבודה עם בטון בוצעה אך ורק בקיץ, אך זה לא הציל את המראה הקבוע של סדקים.

בחיפוש אחר פתרון לבעיית הסדקים בבטון, הציג לוקיאנוב את ההנחה שמקורם קשור למשטר הטמפרטורה בבנייה. הקהילה המדעית הגיבה ללא התלהבות להשערה זו, אך הדבר לא עצר את המדען הצעיר. עד מהרה הבין שחלוקת שטפי החום מחושבת באמצעות קשרים מורכבים בין טמפרטורה ותכונות בטון, שעוברות טרנספורמציות לאורך זמן. בתורו, יחסים אלה מתבטאים בצורה של מה שנקרא משוואות דיפרנציאליות חלקיות.

רק בזמן חיפושיהם, בסוף שנות ה-20, לא היו שיטות מהירות ואיכותיות מספיק לביצוע חישובים מסוג זה. ואז לוקיאנוב עצמו לוקח את פתרון הבעיה שהוצגה לעצמו. לשם כך, הוא פונה לעבודותיהם של מדענים מצטיינים בשנים האחרונות: האקדמאים א.נ. קרילוב - היוצר של אינטגרטור לפתרון משוואות דיפרנציאליות רגילות מהסדר הרביעי., נ.נ. פבלובסקי, מומחה בהידראוליקה, והנדסת חום M. V. לאחר שהצליח לסנתז נכון רעיונות בודדים של קודמיו, לוקיאנוב סוף סוף מוצא מנגנון אפשרי לפתרון בעיה מורכבת זו.

רק בשנת 1936, המדען הצליח להרכיב מכשיר שנכנס להיסטוריה כ"משלב הידראולי של לוקיאנוב". למעשה, המצאה זו היא מכונת המחשוב הראשונה בעולם לפתרון משוואות דיפרנציאליות חלקיות. אבל האינטגרטורית מתרשמת לא כל כך מהעליונות הזו, אלא מהעובדה שהיא עושה את כל החישובים המתמטיים בעזרת … זרימת המים.

בסך הכל תוכננו שלושה דגמים של מכונות אלו, שכל אחד מהם הותאם לפתרון בעיות חד מימדיות, דו מימדיות ותלת מימדיות, בהתאמה. בהדרגה צבר האינטגרטור של לוקיאנוב פופולריות והחל להיות מסופק לא רק לרפובליקות האיחוד, אלא גם למדינות ברית ורשה - צ'כוסלובקיה, פולין, בולגריה ואפילו סין.

המכשיר הוכיח שהוא לא רק יעיל אלא גם קל לשימוש וזול יחסית לייצור.לכן נעשה שימוש נרחב למדי באינטגרטורים של Lukyanov - בבניית מכרות, גיאולוגיה, פיזיקה תרמית של בנייה, מתכות וטילים. בפרט, הם פנו לעזרתם במהלך מחקר מדעי בהתנחלות "מירני", חישובים במהלך תכנון תעלת קרקום והקו הראשי של באיקל-עמור.

אפילו המחשבים שהופיעו לאחר זמן מה היו רחוקים מלהיות מסוגלים מיד לדחוף את האינטגרטור ההידראולי החוצה. הדור הראשון והשני של המחשבים הסובייטיים היו נחותים מהמצאותיו של לוקיאנוב מבחינת יעילות, שכן היה להם כמות קטנה של זיכרון והם התבלטו בביצועים נמוכים, מערך מצומצם של ציוד היקפי ותוכנה שפותחה בצורה גרועה. רק בתחילת שנות ה-80 החלו האינטגרטורים לחוש מבוכה לגבי מחשבים מהדור החדש שיש להם ממדים קטנים יותר, יותר זיכרון וביצועים מהירים.