Ирмгард Флюгге-Лотц - Irmgard Flügge-Lotz

Ирмгард Флюгге-Лотц
Ирмгард Флюгге-Лотц.jpg
Родившийся ( 1903-07-16 )16 июля 1903 г.
Умер 22 мая 1974 г. (1974-05-22)(70 лет)
Национальность Немецкий
Гражданство Германия, США
Альма-матер Университет Лейбница в Ганновере
Известен Теория прерывистого автоматического управления
Bang-bang control
Награды Сотрудник Американского института аэронавтики и астронавтики (1970), Премия
Общества женщин-инженеров за достижения (1970),
лекция фон Кармана (1971)
Научная карьера
Поля Гидродинамика
Автоматическое управление
Учреждения Aerodynamische Versuchsanstalt
Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt
ONERA
Стэнфордский университет
Тезис Mathemathische Theorien im Bereich der Wärmeleitung kreisförmiger Zylinder  (1929)

Ирмгард Флюгге-Лотц , урожденная Лотц (16 июля 1903 - 22 мая 1974), была немецко- американским математиком и аэрокосмическим инженером . Она была пионером в разработке теории прерывистого автоматического управления, нашедшей широкое применение в системах гистерезисного управления ; к таким приложениям относятся системы наведения , электроника , системы управления огнем и регулирование температуры . В 1961 году она стала первой женщиной-профессором инженерии в Стэнфордском университете, а первая женщина-инженер была избрана научным сотрудником Американского института аэронавтики и астронавтики .

ранняя жизнь и образование

Лотц родилась в Хамелине , Германия, 16 июля 1903 года. В раннем возрасте ее побуждала заниматься техническими предметами ее мать, семья которой участвовала в строительстве на протяжении нескольких поколений. Вместе со своим дядей она часто бывала на стройках и посещала утренники за полцены технических фильмов. После того, как ее отец, Осарк, путешествующий журналист, был призван на военную службу во время Первой мировой войны , юная Ирмгард помогла семье, став репетитором математики во время учебы в гимназии для девочек в Ганновере. Несколько лет спустя, когда Осарк вернулся в Ганновер, у него было слабое здоровье, и Ирмгард продолжала работать, чтобы заработать дополнительные деньги для семьи. Она окончила гимназию в 1923 году и поступила в Ганноверский университет имени Лейбница, чтобы изучать математику и инженерное дело. Позже она объяснила, почему решила изучать инженерное дело:

Я хотел жизни, которая никогда не будет скучной. Это означало жизнь, в которой всегда будут происходить новые вещи ... Я хотел сделать карьеру, в которой я всегда был бы счастлив, даже если бы я не был женат.

В колледже она изучала прикладную математику и гидродинамику и часто была единственной женщиной в своих классах. В 1927 году она получила диплом инженера и осталась в Ганновере для получения докторской степени. В 1929 году она получила степень доктора технических наук, опубликовав диссертацию по математической теории круговых цилиндров и теплопроводности.

Лотц перешел на работу в Aerodynamische Versuchsanstalt (AVA) в Геттингене , одно из самых известных авиационных исследовательских институтов в Европе. Она стала младшим инженером-исследователем и тесно сотрудничала с Людвигом Прандтлем и Альбертом Бец , двумя ведущими немецкими аэродинамиками того времени. До ее прибытия в AVA Прандтль безуспешно работал над решением дифференциального уравнения для своей теории подъемной линии для распределения подъемной силы по размаху крыла самолета. Лотц смог преодолеть свои трудности и решить уравнение, а также разработал относительно простой метод для практического использования. В 1931 году она опубликовала то, что сейчас известно как «метод Лотца» для расчета подъемной силы трехмерного крыла, и он стал стандартной методикой, используемой во всем мире. После этого достижения она стала руководителем группы и создала теоретический отдел в AVA, создав свою собственную исследовательскую программу и помогая другим исследовательским группам.

В 1932 году она встретила Вильгельма Флюгге, инженера-строителя и приват-доцента в Геттингенском университете . Пока они готовились к свадьбе, карьера Лотц шла хорошо, и к тому времени, когда они поженились в 1938 году, она была назначена главой отдела теоретической аэродинамики. Однако Флюгге был заклеймен как «политически ненадежный», и ему было отказано в продвижении в Геттингене за его антинацистские взгляды. Позже Флюгге вспоминал, что, хотя ему было отказано из-за его политических взглядов, Лотц был «заблокирован от любой возможности когда-либо попасть в университетскую карьеру только из-за того, что он был женщиной». Эскалация и растущее влияние нацистской политики на академические круги привели к их уходу из AVA, и они переехали в Deutsche Versuchsanstalt für Luftfahrt (DVL) в Берлине, где Флюгге-Лотц (ее имя по замужеству) была консультантом по аэродинамике и динамике полета и Flügge был назначен начальником отдела структурных исследований. Хотя им было запрещено занимать академические должности из-за нацистской политики, им было разрешено продолжать свою исследовательскую деятельность под защитой Германа Геринга , которого больше заботили технические знания, чем идеологическая чистота.

В DVL Флюгге-Лотц начала свою карьеру в теории автоматического управления и была пионером в теории разрывных систем управления . Эти системы управления, также известные как системы «вкл-выкл» и «взрыва-взрыва», имеют всего две или три настройки входа, просты в изготовлении и очень надежны в практическом применении. В основном ее интересовало значение этих систем для разработки простого оборудования автоматического управления полетом . Однако теорию, описывающую их характеристики, необходимо было разработать, прежде чем они могли быть надежно реализованы в физических системах. Флюгге-Лотц начала разрабатывать теорию еще в DVL, но приоритеты военного времени ограничивали ее время для в значительной степени теоретических проектов, поэтому в это время она сосредоточилась в основном на аэродинамике.

Переехать во францию

Как Вторая мировая война прогрессировала, Берлин все чаще становится предметом бомбардировок союзников . Весной 1944 года разрушение Берлина зашло так далеко, что Флюгге-Лотц и Флюгге переехали со своими департаментами в небольшой городок Заульгау на холмах южной Германии. После окончания войны Заульгау находился во французской зоне оккупированной союзниками Германии . Французы возобновили свою деятельность в области аэронавигационных исследований и стремились нанять немецких ученых, поэтому в 1947 году Флюгге-Лотц и Флюгге переехали со многими своими коллегами в Париж, чтобы присоединиться к Национальному агентству исследований и исследований в области авиации (ONERA). Флюгге-Лотц занимала должность руководителя исследовательской группы по аэродинамике до 1948 года и опубликовала статьи как по теории автоматического управления, так и по аэродинамике, в которых она обсуждала проблемы, возникающие из-за увеличения скорости самолетов.

Карьера в Стэнфордском университете

Хотя Флюгге-Лотц и ее муж были счастливы, живя в Париже, должности, которые они там занимали, предоставляли ограниченные возможности для продвижения по службе. Они написали Стивену Тимошенко в Стэнфордский университет, вскользь спрашивая о работе в Соединенных Штатах и ​​в 1948 году, и оба получили предложения преподавать там. Однако в то время, когда Стэнфорд придерживался университетской политики, муж и жена не могли занимать профессиональные должности на одном факультете, и, несмотря на репутацию Флюгге-Лотц в области исследований, ей пришлось согласиться на относительно незначительную должность «лектора», поскольку ее муж стал профессором. .

Несмотря на отсутствие профессорского звания, она немедленно начала принимать студентов для докторских диссертаций по теории аэродинамики, а весной 1949 года прочитала свой первый Стэнфордский курс теории пограничного слоя . В Стэнфорде Флюгге-Лотц провел исследования в области численных методов для решения задач пограничного слоя в гидродинамике, сделав новаторский вклад с помощью методов конечных разностей и использования компьютеров. В 1951 году она организовала еженедельный семинар по механике жидкостей для аспирантов первого курса, чтобы обеспечить форум для обсуждения последних идей и разработок.

Теория прерывистого автоматического управления

Помимо механики жидкости, Флюгге-Лотц вернулась к своей работе над теорией автоматического управления, начатой ​​в DVL. Она разработала новые курсы и начала защищать студенческие диссертации по этой теме. В 1953 году она опубликовала первый учебник по прерывному автоматическому управлению. Рецензент ее учебника написал, что:

В простейшем случае прерывистая система автоматического управления представляет собой систему управления, в которой корректирующая сила является положительной константой A или соответствующей отрицательной константой -A, в зависимости от того, положительный или отрицательный знак ошибки. Из-за своей простоты такие системы широко используются, и в литературе есть обсуждения многих конкретных систем такого типа. Настоящая книга представляет собой первую попытку всестороннего и общего рассмотрения таких систем. ... эта книга представляет собой очень ценный вклад в тему автоматического управления и, несомненно, приведет к дальнейшим успехам в этой области.

Поскольку устройства автоматического управления часто находят применение в электронике , она также начала сотрудничать с преподавателями и студентами кафедры электротехники. Со временем ее основные исследовательские усилия все больше уходили в теорию управления, и в 1968 году, когда она вышла на пенсию, она опубликовала свою вторую книгу « Прерывистое и оптимальное управление» .

Владение

К середине 1950-х годов стало очевидно, что Флюгге-Лотц выполняет все обязанности профессора, но без официального признания. На самом деле студентам было трудно понять, почему она была лектором, а не профессором, или даже понять, что означает разница. Несоответствие ее статуса преподавателя стало более очевидным, когда она была единственной женщиной-делегатом от США на первом Конгрессе Международной федерации автоматического управления в Москве. Чтобы решить эту проблему до открытия школы на осенний квартал, в 1961 году она была назначена профессором инженерной механики, аэронавтики и астронавтики.

Наследие

Флюгге-Лотц вышел на пенсию в 1968 году в возрасте 65 лет, но продолжал проводить исследования в области спутниковых систем управления, теплопередачи и сопротивления высокоскоростных транспортных средств . За свою жизнь она получила множество наград за свою работу. В 1970 году она была избрана научным сотрудником Американского института аэронавтики и астронавтики (AIAA) и в 1971 году была выбрана для чтения лекции фон Кармана в AIAA. В 1970 году она получила Премию за достижения от Общества женщин-инженеров и получила награду. почетный доктор Университета Мэриленда в 1973 году. В цитировании ее почетной степени говорилось:

Профессор Флюгге-Лотц сыграл центральную роль в развитии авиационной промышленности в западном мире. Ее вклад охватывает всю жизнь, в течение которой она демонстрирует в области, в которой доминируют мужчины, ценность и качество женского интуитивного подхода к поиску и поиску решений сложных инженерных проблем. В ее работе проявляется необычайная преданность делу и природный интеллект.

Она также была старшим членом Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), членом Sigma Xi и членом консультативных советов нескольких научных журналов.

В честь ее вклада отделом прикладной механики Стэнфордского университета для выдающихся аспирантов была учреждена «Мемориальная награда Вильгельма Флюгге и Ирмгард Флюгге-Лотц» .

Смерть

После выхода на пенсию здоровье Флюгге-Лотц ухудшилось, и она страдала от все более сильной боли от артрита , распространившегося по ее телу. 22 мая 1974 года Флюгге-Лотц скончался в Стэнфордской больнице после продолжительной болезни.

Работает

  • Die Erwärmung des Stempels beim Stauchvorgang , Диссертация TH, Ганновер, 1929 г.
  • Прерывистое автоматическое управление , Princeton University Press, 1953 г.
  • Прерывистое и оптимальное управление , Макгроу Хилл, 1968 г.

Библиография

  • Дж. Р. Спрайтер и В. Флюгге, Ирмгард Флюгге-Лотц в Луизе С. Гринштейн (редактор), Пол Дж. Кэмпбелл (редактор) (1987). Женщины-математики: биобиблиографический справочник . Гринвуд Пресс, Нью-Йорк. ISBN 978-0-313-24849-8.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )п. 33-40

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки

Эта статья включает материал Ирмгард Флюгге-Лотц о PlanetMath , который находится под лицензией Creative Commons Attribution / Share-Alike License .