Ensimmäiset tietokoneet olivat mekaanisia koneita, jotka rakennettiin vaihteilla ja vipuilla.
Niiden osia tai komponentteja voitaisiin siirtää ja yhdistää tavalla, joka simuloi matemaattisen yhtälön eri muuttujien välistä suhdetta. Vaihteella liikuttamalla tai vipua vetämällä näitä muuttujia voitiin muuttaa, ja tällaisten toimien tulokset voitiin nähdä toisessa hammaspyöräsarjassa, jonka uudet asennot antoivat vastauksen, jota operaattori oli etsinyt.
Mutta vuonna 1936 venäläinen insinööri Vladimir Lukyanov rakensi mekaanisen tietokoneen, joka käytti vettä hammaspyörien ja vipujen sijasta laskelmiin.
Lukyanov oli yksi insinööreistä, jotka työskentelivät Troitsk-Orsk ja Kartaly-Magnitnaya rautateiden rakentamisessa 1920-luvun lopulla. Teräsbetonirakenteiden laadun ja kestävyyden varmistamiseksi insinöörit kaatoivat betonia vain kesällä.
Tästä huolimatta betonissa esiintyi edelleen halkeamia, kun lämpötilat laskivat jäätymisen alapuolella talvella. Lukyanov ehdotti, että tämä voidaan välttää, jos suoritetaan perusteellinen analyysi betonimassan lämpötilan muutoksesta riippuen betonin koostumuksesta, käytetystä sementistä, työtekniikasta ja ulkoisista olosuhteista.
Lukyanov alkoi tutkia lämpötilatilaa betonimuurauksissa, mutta nykyiset laskentamenetelmät eivät pystyneet tarjoamaan nopeaa ja tarkkaa ratkaisua lämpötilatilaan liittyviin monimutkaisiin differentiaaliyhtälöihin.
Etsiessään uutta lähestymistapaa ongelman ratkaisemiseksi, Lukyanov huomasi, että veden virtaus on sen laeissa monin tavoin samanlainen kuin lämmön jakautuminen. Hän päätteli, että rakentamalla tietokoneen, jossa pääkomponentti on vesi, on mahdollista luoda uudelleen näkymätön lämpöprosessi.
Mainosvideo:
Vuonna 1936 Lukyanov rakensi ensimmäisen "vesintegraattorin" mallinsa rautatie- ja rakennusinstituuttiin (nykyinen liikenteen rakentamisen tieteellinen tutkimuslaitos eli TsNIIS). Tuolloin se oli ainoa tietokone, joka pystyi ratkaisemaan osittaiset differentiaaliyhtälöt.
Lukyanovin vesintegraattori näytti vaikuttavalta. Se oli kaapin kokoinen ja koostui useista toisiinsa kytketyistä putkista ja pumpuista. Eri kammioiden vesitasoon tallennettiin lukuja, ja niiden väliset virtausnopeudet olivat matemaattisia toimenpiteitä. Tulos näytettiin kaaviona.
Ensimmäiset vesintegroijamallit valmistettiin kattorauta-, ohutlevy- ja lasiputkista, ja niitä käytettiin vain lämmitystekniikan laskelmiin. Parannetut mallit pystyivät ratkaisemaan monimutkaisempia ongelmia, mikä laajensi merkittävästi niiden soveltamista.
1950-luvulla rakennettiin integraattori, jonka osat voitiin poistaa ja yhdistää eri tavoin ratkaistavan ongelman luonteesta ja monimutkaisuudesta riippuen. Vesiintegraattorin käytöstä tuli niin laajalle levinnyt, että kone aloitettiin massatuotantona käytettäväksi laboratorioissa ja oppilaitoksissa koko Neuvostoliiton alueella. Sitä käytettiin laajasti Keski-Aasian hiekan ja ikiroudan rakennusongelmien ratkaisemiseen, Etelämantereen jäälehden lämpötilatilan tutkimiseen, kivilajeihin ja niin edelleen.
Vesintegraattori Lukyanov, omituisen kyllä, pysyi ajankohtana pitkään, jopa elektronisten tietokoneiden keksinnän jälkeen. Vasta 1980-luvulla pienten ja nopeiden digitaalisten tietokoneiden kehitystyön myötä vesintegraattorin ominaisuudet alkoivat näyttää vanhentuneilta.
Tällä hetkellä Lukyanov-vesintegraattoreita on vain kaksi; niitä pidetään Moskovan ammattikorkeakoulumuseossa.