Първите компютри са били механични машини, изградени с помощта на зъбни колела и лостове.
Части или компоненти от тях могат да бъдат преместени и свързани по начин, който симулира връзката между различни променливи в математическо уравнение. Чрез преместване на предавка или издърпване на лост, тези променливи могат да бъдат променени и резултатите от такива действия могат да се видят в друг набор от предавки, новите позиции на които дават отговора, който операторът търси.
Но през 1936 г. руският инженер Владимир Лукянов построи механичен компютър, който използваше вода вместо зъбни колела и лостове за изчисления.
Лукянов бил един от инженерите, работили по изграждането на железниците Троицк-Орск и Картали-Магнитная в края на 20-те години. За да гарантират качеството и издръжливостта на стоманобетонните конструкции, инженерите изливат бетон само през лятото.
Въпреки това пукнатините все още се появяват в бетон, когато температурите паднат под замръзване през зимата. Лукянов предположи, че това може да се избегне, ако се извърши задълбочен анализ на температурната промяна на бетонната маса, в зависимост от състава на бетона, използвания цимент, технологията на работа и външните условия.
Лукянов започва да изучава температурния режим в бетонната зидария, но съществуващите методи за изчисление не могат да осигурят бързо и точно решение на сложни диференциални уравнения, свързани с температурния режим.
В своето търсене на нов подход към решаването на проблема, Лукянов открива, че потокът на водата в много отношения е сходен по законите си с разпределението на топлината. Той стигна до извода, че чрез изграждането на компютър, където основният компонент е водата, ще бъде възможно да се пресъздаде невидим термичен процес.
Промоционално видео:
През 1936 г. Лукянов изгражда първия модел на своя "воден интегратор" в Института за железопътно строителство (сега Централният научен изследователски институт за транспортно строителство, или ЦНИИС). По онова време това беше единственият компютър, който можеше да разреши частични диференциални уравнения.
Водният интегратор на Лукянов изглеждаше впечатляващо. Той беше с размер на килер и се състоеше от няколко тръби и помпи, свързани помежду си. Нивото на водата в различните камери е запаметено числа, а дебитите между тях са математически операции. Резултатът беше показан като диаграма.
Първите модели на водни интегратори са направени от покривни железни, ламаринени и стъклени тръби и са използвани само за изчисления в областта на отоплителната техника. Подобрените модели успяха да решат по-сложни проблеми, което значително разшири тяхното приложение.
През 50-те години на миналия век е изграден интегратор, части от който могат да бъдат премахнати и комбинирани по различни начини в зависимост от естеството и сложността на проблема, който се решава. Използването на воден интегратор стана толкова широко разпространено, че машината започна да се произвежда масово за употреба в лаборатории и учебни заведения в целия Съветски съюз. Той е бил широко използван при решаване на строителни проблеми в пясъците на Централна Азия и вечна замръзване, за изучаване на температурния режим на ледената покривка на Антарктида, в ракетите и т.н.
Водният интегратор Лукянов, колкото и да е странно, остава актуален за дълго време, дори след изобретяването на електронни компютри. Едва през 80-те години, с развитието на малки и високоскоростни цифрови компютри, възможностите на воден интегратор започнаха да изглеждат остарели.
В момента има само два водни интегратора на Лукянов; те се съхраняват в Политехническия музей в Москва.