Die ersten Computer waren mechanische Maschinen, die mit Zahnrädern und Hebeln gebaut wurden.
Teile oder Komponenten davon könnten so verschoben und verbunden werden, dass die Beziehung zwischen verschiedenen Variablen in einer mathematischen Gleichung simuliert wird. Durch Bewegen eines Zahnrads oder Ziehen eines Hebels konnten diese Variablen geändert werden, und die Ergebnisse solcher Aktionen konnten in einem anderen Satz von Zahnrädern angezeigt werden, deren neue Positionen die Antwort gaben, nach der der Bediener suchte.
1936 baute der russische Ingenieur Vladimir Lukyanov einen mechanischen Computer, der Wasser anstelle von Zahnrädern und Hebeln für Berechnungen verwendete.
Lukyanov war einer der Ingenieure, die Ende der 1920er Jahre am Bau der Eisenbahnen Troitsk-Orsk und Kartaly-Magnitnaya arbeiteten. Um die Qualität und Haltbarkeit von Stahlbetonkonstruktionen zu gewährleisten, gossen die Ingenieure nur im Sommer Beton.
Trotzdem traten im Beton immer noch Risse auf, als die Temperaturen im Winter unter den Gefrierpunkt fielen. Lukyanov schlug vor, dies zu vermeiden, wenn eine gründliche Analyse der Temperaturänderung der Betonmasse in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Betons, dem verwendeten Zement, der Arbeitstechnologie und den äußeren Bedingungen durchgeführt wird.
Lukyanov begann, das Temperaturregime in Betonmauerwerk zu untersuchen, aber die vorhandenen Berechnungsmethoden konnten keine schnelle und genaue Lösung für komplexe Differentialgleichungen im Zusammenhang mit dem Temperaturregime liefern.
Auf seiner Suche nach einem neuen Ansatz zur Lösung des Problems entdeckte Lukyanov, dass der Wasserfluss in seinen Gesetzen in vielerlei Hinsicht der Wärmeverteilung ähnlich ist. Er kam zu dem Schluss, dass durch den Bau eines Computers, dessen Hauptkomponente Wasser ist, ein unsichtbarer thermischer Prozess wiederhergestellt werden kann.
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1936 baute Lukyanov das erste Modell seines "Wasserintegrators" am Institut für Kommunikation und Bauwesen (heute Zentrales Forschungsinstitut für Verkehrsbau (TsNIIS)). Zu dieser Zeit war es der einzige Computer, der partielle Differentialgleichungen lösen konnte.
Lukyanovs Wasserintegrator sah beeindruckend aus. Es hatte die Größe eines Schranks und bestand aus mehreren miteinander verbundenen Rohren und Pumpen. Der Wasserstand in den verschiedenen Kammern wurde in Zahlen gespeichert, und die Durchflussraten zwischen ihnen waren mathematische Operationen. Das Ergebnis wurde als Diagramm angezeigt.
Die ersten Wasserintegratormodelle bestanden aus Rohren aus Eisen, Blech und Glas und wurden nur für Berechnungen im Bereich der Heiztechnik verwendet. Die verbesserten Modelle konnten komplexere Probleme lösen, was ihre Anwendung erheblich erweiterte.
In den 1950er Jahren wurde ein Integrator gebaut, von dem Teile je nach Art und Komplexität des zu lösenden Problems auf unterschiedliche Weise entfernt und kombiniert werden konnten. Die Verwendung eines Wasserintegrators wurde so weit verbreitet, dass die Maschine für den Einsatz in Labors und Bildungseinrichtungen in der gesamten Sowjetunion in Massenproduktion hergestellt wurde. Es wurde häufig zur Lösung von Bauproblemen im Sand Zentralasiens und im Permafrost, zur Untersuchung des Temperaturregimes der antarktischen Eisdecke, zur Raketentechnik usw. verwendet.
Seltsamerweise blieb der Wasserintegrator Lukyanov auch nach der Erfindung elektronischer Computer noch lange relevant. Erst in den 1980er Jahren, mit der Entwicklung kleiner und schneller digitaler Computer, schienen die Fähigkeiten eines Wasserintegrators veraltet zu sein.
Derzeit gibt es nur zwei Lukyanov-Wasserintegratoren. Sie werden im Polytechnischen Museum in Moskau aufbewahrt.