ایرمگارد فلوگه-لوتز

ایرمگارد فلوگه-لوتز
زادهٔ۱۶ ژوئیهٔ ۱۹۰۳
هاملن، آلمان
درگذشت۲۲ مهٔ ۱۹۷۴ (۷۰ سال)
پالو آلتو، کالیفرنیا
شهروندیآلمان، ایالات متحده
محل تحصیلدانشگاه لایبنیتس هانوفر
شناخته‌شده
برای		نظریهٔ کنترل خودکار ناپیوسته
کنترل بنگ-بنگ
روش لوتز
جوایزعضو ارشد، مؤسسهٔ هوانوردی و فضانوردی آمریکا (1970)
جایزهٔ دستاورد انجمن مهندسان زن (1970)
سخنرانی فون کارمان (1971)
پیشینه علمی
شاخه(ها)دینامیک سیالات
کنترل خودکار
محل کارمؤسسهٔ آزمایش‌های آیرودینامیکی
مؤسسهٔ آزمایش‌های هوانوردی آلمان
اونرا
دانشگاه استنفورد
پایان‌نامهنظریه‌های ریاضی در زمینهٔ رسانش گرما در استوانه‌های دایروی (۱۹۲۹)

ایرمگارد فلوگه-لوتز، با نام خانوادگی پیشین لوتز (۱۶ ژوئیهٔ ۱۹۰۳ – ۲۲ مه ۱۹۷۴) ریاضی‌دان و مهندس هوافضای آلمانی-آمریکایی بود. او از پیشگامان توسعهٔ نظریهٔ کنترل خودکار ناپیوسته بود؛ این نظریه در سامانه‌های کنترل هیسترزیس کاربرد گسترده‌ای یافته است. از جملهٔ این کاربردها می‌توان به سامانه‌های هدایت، الکترونیک، سامانه‌های کنترل آتش و تنظیم دما اشاره کرد.

اوایل زندگی و تحصیلات

لوتز در ۱۶ ژوئیهٔ ۱۹۰۳ در هاملن، آلمان زاده شد.[۱] مادرش که خانواده‌اش چندین نسل در زمینهٔ ساخت‌وساز فعالیت داشتند، او را از سنین پایین به دنبال کردن موضوعات فنی تشویق می‌کرد. او اغلب همراه عمویش از کارگاه‌های ساختمانی بازدید می‌کرد و به تماشای فیلم‌های فنی در نمایش‌های بعدازظهر با بلیت نیم‌بها می‌رفت.[۲] پس از آنکه پدرش، اوسارک، روزنامه‌نگار سیار،[۳] برای خدمت نظامی در جنگ جهانی اول فراخوانده شد، ایرمگارد جوان با تدریس خصوصی ریاضی به خانواده کمک می‌کرد و هم‌زمان در یک دبیرستان دخترانه در هانوفر تحصیل می‌کرد. چند سال بعد، هنگامی که اوسارک به هانوفر بازگشت، از سلامت خوبی برخوردار نبود و ایرمگارد همچنان برای تأمین درآمد اضافی خانواده به کار ادامه داد.[۴] او در سال ۱۹۲۳ از دبیرستان فارغ‌التحصیل شد و برای تحصیل ریاضیات و مهندسی وارد دانشگاه لایبنیتس هانوفر شد. او بعدها در زندگی توضیح داد که چرا تصمیم گرفته بود مهندسی بخواند:[۵]

می‌خواستم زندگی‌ای داشته باشم که هرگز خسته‌کننده نباشد. این یعنی زندگی‌ای که در آن همیشه چیزهای تازه‌ای رخ دهد… می‌خواستم حرفه‌ای داشته باشم که حتی اگر مجرد می‌ماندم، همیشه از آن خوشحال باشم.[۶]

در دانشگاه، او ریاضیات کاربردی و دینامیک سیالات را مطالعه می‌کرد و اغلب تنها زن کلاس‌های خود بود.[۲] در سال ۱۹۲۷، مدرک دیپلم-اینژنیور خود را دریافت کرد و برای ادامهٔ تحصیل در مقطع دکتری در هانوفر ماند. در سال ۱۹۲۹، دکترای مهندسی خود را دریافت کرد و پایان‌نامه‌اش را دربارهٔ نظریهٔ ریاضی استوانه‌های دایروی و رسانش گرما منتشر کرد.

اوایل فعالیت حرفه‌ای

لوتز در مؤسسهٔ آزمایش‌های آیرودینامیکی (AVA) در گوتینگن مشغول به کار شد؛ این مؤسسه یکی از برجسته‌ترین مراکز پژوهش هوانوردی در اروپا بود.[۲] او به‌عنوان مهندس پژوهشی جوان به این مؤسسه پیوست و از نزدیک با لودویگ پرانتل و آلبرت بتس، دو تن از برجسته‌ترین آیرودینامیست‌های آلمانی آن زمان، همکاری کرد. پیش از پیوستن او به AVA، پرانتل در حل معادلهٔ دیفرانسیلی مربوط به نظریهٔ خط برآ خود برای توزیع برآ در راستای دهانهٔ بال هواپیما با موفقیت مواجه نشده بود. لوتز توانست بر این دشواری‌ها غلبه کند و معادله را حل کند و افزون بر آن، روشی نسبتاً ساده برای استفادهٔ عملی توسعه دهد.[۳] او در سال ۱۹۳۱ آنچه امروزه به‌عنوان «روش لوتز» شناخته می‌شود را برای محاسبهٔ برآی یک بال سه‌بعدی منتشر کرد و این روش به تکنیکی استاندارد تبدیل شد که در سطح بین‌المللی مورد استفاده قرار گرفت.[۷] پس از این دستاورد، او به سرپرست گروه ارتقا یافت و با ایجاد برنامهٔ پژوهشی خود و کمک به سایر گروه‌های پژوهشی، بخش نظری AVA را بنیان گذاشت.[۲]

در سال ۱۹۳۲، او با ویلهلم فلوگه، مهندس عمران و پریوات‌دوزنت در دانشگاه گوتینگن، آشنا شد. هنگامی که برای ازدواج آماده می‌شدند، حرفهٔ لوتز به‌خوبی پیش می‌رفت و تا زمان ازدواجشان در سال ۱۹۳۸، او به ریاست بخش آیرودینامیک نظری منصوب شده بود.[۴] بااین‌حال، فلوگه به دلیل دیدگاه‌های ضدنازی خود «از نظر سیاسی غیرقابل اعتماد» شناخته شد و از ترفیع در گوتینگن محروم شد. فلوگه بعدها به یاد آورد که در حالی که او به دلیل دیدگاه‌های سیاسی‌اش از ترفیع محروم شده بود، لوتز «صرفاً به دلیل زن بودن، از هرگونه امکان ورود به حرفهٔ دانشگاهی محروم شده بود».[۲] تشدید و افزایش نفوذ سیاست‌های نازی بر محیط دانشگاهی موجب شد آنها AVA را ترک کنند و به مؤسسهٔ آزمایش‌های هوانوردی آلمان (DVL) در برلین نقل مکان کنند؛ در آنجا فلوگه-لوتز (نام خانوادگی او پس از ازدواج) به‌عنوان مشاور آیرودینامیک و دینامیک پرواز فعالیت می‌کرد و فلوگه به ریاست پژوهش سازه منصوب شد.[۲] اگرچه سیاست‌های نازی آنها را از تصدی سمت‌های دانشگاهی منع کرده بود، با حمایت هرمان گورینگ، که بیشتر به تخصص فنی اهمیت می‌داد تا خلوص ایدئولوژیک، اجازه یافتند فعالیت‌های پژوهشی خود را ادامه دهند.[۸]

فلوگه-لوتز در DVL فعالیت خود را در زمینهٔ نظریهٔ کنترل خودکار آغاز کرد و پیشگام نظریهٔ سامانه‌های کنترل ناپیوسته شد.[۳] این سامانه‌های کنترلی که با نام سامانه‌های «روشن-خاموش» و «بنگ-بنگ» نیز شناخته می‌شوند، تنها دو یا سه حالت ورودی دارند و ساخت آنها ساده است و در کاربردهای عملی از قابلیت اطمینان بالایی برخوردارند.[۹] علاقهٔ اصلی او به پیامدهای این سامانه‌ها برای توسعهٔ تجهیزات سادهٔ کنترل خودکار پرواز معطوف بود. بااین‌حال، پیش از آنکه بتوان این سامانه‌ها را با اطمینان در سامانه‌های فیزیکی به کار گرفت، لازم بود نظریهٔ توصیف‌کنندهٔ عملکرد آنها توسعه یابد. فلوگه-لوتز توسعهٔ این نظریه را در DVL آغاز کرد، اما اولویت‌های زمان جنگ، زمان او را برای پروژه‌های به‌شدت نظری محدود می‌کرد؛ بنابراین، در این دوره عمدتاً بر آیرودینامیک تمرکز داشت.[۲]

مهاجرت به فرانسه

با پیشرفت جنگ جهانی دوم، برلین بیش از پیش در معرض حملات هوایی متفقین قرار گرفت. در بهار ۱۹۴۴، ویرانی برلین تا آنجا پیش رفته بود که فلوگه-لوتز و فلوگه همراه با بخش‌های خود به شهر کوچک زولگائو در تپه‌های جنوب آلمان نقل مکان کردند.[۱۰] پس از پایان جنگ، زولگائو در منطقهٔ فرانسویِ آلمان تحت اشغال متفقین قرار داشت. فرانسوی‌ها فعالیت‌های پژوهشی هوانوردی خود را از سر گرفتند و مشتاق به‌کارگیری دانشمندان آلمانی بودند؛ ازاین‌رو، در سال ۱۹۴۷ فلوگه-لوتز و فلوگه همراه با بسیاری از همکارانشان به پاریس نقل مکان کردند تا به دفتر ملی مطالعات و پژوهش‌های هوافضایی (ONERA) بپیوندند. فلوگه-لوتز تا سال ۱۹۴۸ به‌عنوان رئیس یک گروه پژوهشی در زمینهٔ آیرودینامیک فعالیت کرد و مقالاتی در زمینهٔ نظریهٔ کنترل خودکار و آیرودینامیک منتشر کرد که در آنها به مشکلات ناشی از افزایش سرعت هواپیماها پرداخت.[۳]

فعالیت حرفه‌ای در دانشگاه استنفورد

اگرچه فلوگه-لوتز و همسرش از زندگی در پاریس خشنود بودند، سمت‌هایی که در آنجا داشتند فرصت محدودی برای پیشرفت شغلی فراهم می‌کرد. آنها به‌طور غیررسمی به استیون تیموشنکو در دانشگاه استنفورد نامه نوشتند و دربارهٔ امکان کار در ایالات متحده پرس‌وجو کردند و در سال ۱۹۴۸، هر دو پیشنهادهایی برای تدریس در آنجا دریافت کردند. بااین‌حال، در آن زمان دانشگاه استنفورد سیاستی داشت که بر اساس آن زن و شوهر نمی‌توانستند در یک بخش، سمت حرفه‌ای دانشگاهی داشته باشند؛ بنابراین، با وجود شهرت پژوهشی فلوگه-لوتز، او ناچار شد سمت نسبتاً پایین‌مرتبهٔ «مدرس» را بپذیرد، در حالی که همسرش به مقام استادی رسید.[۱۰]

با وجود نداشتن عنوان استادی، او بلافاصله پذیرش دانشجویان برای پژوهش پایان‌نامهٔ دکتری در زمینهٔ نظریهٔ آیرودینامیک را آغاز کرد و در بهار ۱۹۴۹، نخستین درس خود در دانشگاه استنفورد را در زمینهٔ نظریهٔ لایهٔ مرزی تدریس کرد.[۹] فلوگه-لوتز در استنفورد در زمینهٔ روش‌های عددی برای حل مسائل لایهٔ مرزی در دینامیک سیالات پژوهش کرد و با روش‌های تفاضل محدود و استفاده از رایانه‌ها، سهم‌های پیشگامانه‌ای در این زمینه داشت.[۴] در سال ۱۹۵۱، او سمینار هفتگی مکانیک سیالات را برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی سال اول راه‌اندازی کرد تا محفلی برای بحث دربارهٔ جدیدترین ایده‌ها و پیشرفت‌ها فراهم شود.[۴]

نظریهٔ کنترل خودکار ناپیوسته

فلوگه-لوتز علاوه بر مکانیک سیالات، به کار خود در زمینهٔ نظریهٔ کنترل خودکار که در ابتدا در DVL آغاز کرده بود، بازگشت. او درس‌های جدیدی طراحی کرد و راهنمایی دانشجویانی را که برای تهیهٔ پایان‌نامه‌های خود در این زمینه آماده می‌شدند، بر عهده گرفت. او در سال ۱۹۵۳ نخستین کتاب درسی دربارهٔ کنترل خودکار ناپیوسته را منتشر کرد. یکی از منتقدان کتاب او نوشت:

در ساده‌ترین حالت، یک سامانهٔ کنترل خودکار ناپیوسته، سامانهٔ کنترلی‌ای است که در آن نیروی اصلاح‌کننده، بسته به اینکه علامت خطا مثبت یا منفی باشد، یک ثابت مثبت A یا ثابت منفی متناظر با آن، یعنی -A، است. به دلیل سادگی، چنین سامانه‌هایی به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند و در منابع علمی، بحث‌هایی دربارهٔ بسیاری از سامانه‌های خاص از این نوع وجود دارد. کتاب حاضر نخستین تلاش برای بررسی جامع و کلی چنین سامانه‌هایی است. … این کتاب سهمی بسیار ارزشمند در موضوع کنترل خودکار به‌شمار می‌رود و بدون تردید به پیشرفت‌های بیشتری در این حوزه خواهد انجامید.[۴]

از آنجا که تجهیزات کنترل خودکار اغلب در الکترونیک کاربرد داشتند، او همچنین همکاری با اعضای هیئت علمی و دانشجویان گروه مهندسی برق را آغاز کرد. به‌مرور زمان، بخش فزاینده‌ای از تلاش‌های پژوهشی اصلی او به نظریهٔ کنترل اختصاص یافت و در سال ۱۹۶۸، یعنی سال بازنشستگی‌اش، دومین کتاب خود با عنوان کنترل ناپیوسته و بهینه را منتشر کرد.[۹]

مناقشه بر سر تصدی رسمی

تا اواسط دههٔ ۱۹۵۰، آشکار شد که فلوگه-لوتز تمام وظایف یک استاد تمام را انجام می‌دهد، اما بدون آنکه به‌طور رسمی این سمت را داشته باشد. در واقع، برای دانشجویان دشوار بود درک کنند که چرا او به‌جای استاد، مدرس است، یا حتی تفاوت این دو سمت چیست.[۹] تفاوت در جایگاه او به‌عنوان مدرس، زمانی آشکارتر شد که او تنها نمایندهٔ زن ایالات متحده در نخستین کنگرهٔ فدراسیون بین‌المللی کنترل خودکار در مسکو بود. برای حل این مسئله پیش از آغاز ترم پاییز، در سال ۱۹۶۱ او به مقام استاد تمام در هر دو رشتهٔ مکانیک مهندسی و هوانوردی و فضانوردی منصوب شد.[۹][۱۱]

جوایز و سازمان‌ها

فلوگه-لوتز در طول زندگی خود افتخارات بسیاری برای فعالیت‌هایش دریافت کرد. در سال ۱۹۷۰، او به‌عنوان عضو ارشد (نخستین زن) مؤسسهٔ هوانوردی و فضانوردی آمریکا (AIAA) انتخاب شد و در سال ۱۹۷۱ نیز برای ایراد سخنرانی فون کارمان در AIAA برگزیده شد. او در سال ۱۹۷۰ جایزهٔ دستاورد انجمن مهندسان زن را دریافت کرد: «برای مشارکت‌های مهم او در حوزهٔ مکانیک سیالات، به‌ویژه نظریهٔ بال و نظریهٔ لایهٔ مرزی. به‌طور خاص: محاسبهٔ توزیع‌های برآی بال.» او در سال ۱۹۷۳ از دانشگاه مریلند مدرک دکترای افتخاری دریافت کرد. متن تقدیرنامهٔ مدرک افتخاری او چنین بود:

پروفسور فلوگه-لوتز نقشی محوری در توسعهٔ صنعت هواپیماسازی در جهان غرب ایفا کرده است. مشارکت‌های او سراسر یک عمر را دربرگرفت؛ دوره‌ای که طی آن، او در حوزه‌ای تحت سلطهٔ مردان، ارزش و کیفیت رویکرد شهودی یک زن را در جست‌وجو و کشف راه‌حل‌هایی برای مسائل پیچیدهٔ مهندسی نشان داد. فعالیت‌های او نشان‌دهندهٔ فداکاری شخصی و هوش ذاتی کم‌نظیری بود.[۴]

او عضو ارشد مؤسسهٔ مهندسان برق و الکترونیک (IEEE)، عضو سیگما کای و عضو هیئت‌های مشورتی چندین مجلهٔ علمی بود.[۱۲]

به افتخار مشارکت‌های او، «جایزهٔ یادبود ویلهلم فلوگه و ایرمگارد فلوگه-لوتز» توسط بخش مکانیک کاربردی دانشگاه استنفورد برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی ممتاز تأسیس شد.[۱۰]

میراث

فلوگه-لوتز در سال ۱۹۶۰ نخستین استاد زن مهندسی در دانشگاه استنفورد شد.[۱۱] فلوگه-لوتز در سال ۱۹۶۸ در ۶۵سالگی بازنشسته شد، اما به پژوهش دربارهٔ سامانه‌های کنترل ماهواره، انتقال حرارت و پسای وسایل نقلیهٔ پرسرعت ادامه داد.[۳]

فلوگه-لوتز نقشی محوری در توسعهٔ صنعت هواپیماسازی در جهان غرب ایفا کرد. مشارکت‌های او سراسر یک عمر را دربرگرفت؛ دوره‌ای که طی آن، او در حوزه‌ای تحت سلطهٔ مردان، ارزش و کیفیت رویکرد شهودی یک زن را در جست‌وجو و کشف راه‌حل‌هایی برای مسائل پیچیدهٔ مهندسی نشان داد. فعالیت‌های او نشان‌دهندهٔ فداکاری شخصی و هوش ذاتی کم‌نظیری بود.[۴]

او نخستین زنی بود که به‌عنوان عضو ارشد AIAA انتخاب شد و نخستین زنی بود که برای ایراد سخنرانی کارمان در AIAA برگزیده شد.[۱۱]

درگذشت

سلامت فلوگه-لوتز پس از بازنشستگی رو به وخامت گذاشت و او به‌دلیل التهاب مفاصل که در سراسر بدنش گسترش یافته بود، به‌طور فزاینده‌ای از درد شدید رنج می‌برد. فلوگه-لوتز در ۲۲ مه ۱۹۷۴، پس از یک بیماری طولانی، در بیمارستان استنفورد درگذشت.[۱]

آثار

  • گرم‌شدن سنبه در فرایند فشرده‌سازی، رسالهٔ دکتری، دانشگاه فنی هانوفر، ۱۹۲۹
  • کنترل خودکار ناپیوسته، انتشارات دانشگاه پرینستون، ۱۹۵۳[۱۳]
  • کنترل ناپیوسته و بهینه، مک‌گراو هیل، ۱۹۶۸

منابع

  1. 1 2 Spreiter, John R.; Van Dyke, Milton D.; Vincenti, Walter G. "Irmgard Flügge-Lotz" (PDF). Memorial Resolution. Stanford University. Archived from the original (PDF) on 2010-07-06. Retrieved 2009-11-24.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 Hallion, Richard P. (1980). Sicherman, Barbara; Green, Carol Hurd; Kantrov, Ilene; Walker, Harriette (eds.). Notable American Women: The Modern Period: A Biographical Dictionary. Cambridge, Mass.: Belknap Press of Harvard University Press. pp. 241–242. ISBN 978-1-84972-270-4.
  3. 1 2 3 4 5 Cooper, Julie; Banderas, Maria (May 1977). "Irmgard Flugge-Lotz". Biographies of Women Mathematicians. Agnes Scott College. Retrieved 2009-11-24.
  4. 1 2 3 4 5 6 7 O'Connor, J.J.; Robertson, E.F. (May 2010). "Flugge-Lotz biography". www-history.mcs.st-and.ac.uk. Archived from the original on 2014-12-14. Retrieved 20 August 2017.
  5. ↑ Kirk, Donald E. Optimal Control Theory: An Introduction. Dover Publications, 2004.
  6. ↑ Stanford Engineering News, May 1969
  7. ↑ Shenstone, B. S. (May 1934). "The Lotz Method for Calculating the Aerodynamic Characteristics of Wings". Journal of the Royal Aeronautical Society. 38 (281): 432–444. doi:10.1017/S036839310010940X. S2CID 113582861.
  8. ↑ "Prof. lrmgard Flugge-Lotz Dies; Taught Engineering at Stanford". The New York Times. 23 May 1974. Retrieved 20 August 2017.
  9. 1 2 3 4 5 Spreiter, J.; Dyke, M. Van; Vincenti, W. (1975). "In memoriam Irmgard Flugge-Lotz, 1903-1974". IEEE Transactions on Automatic Control. 20 (2): 183. doi:10.1109/TAC.1975.1100901. ISSN 0018-9286.
  10. 1 2 3 Gere, James; Herrmann, George; Steele, Charles R. "Memorial Resolution: Wilhelm Flügge (1904 - 1990)" (PDF).
  11. 1 2 3 Craig, Cecilia (2025). "Chapter 24. Barbara Crawford Johnson". In Craig, Cecilia; Teig, Holly; Kimberling, Debra; Williams, Janet; Tietjen, Jill; Johnson, Vicki (eds.). Women Engineering Legends 1952-1976: Society of Women Engineers Achievement Award Recipients. Springer Cham. ISBN 978-3-032-00223-5.
  12. ↑ Beckett, Jamie (4 December 2013). "Stanford School of Engineering names new engineering heroes". Stanford University (in English). Retrieved 20 August 2017.
  13. ↑ Bellman, R. (1954). "Review: Discontinuous automatic control, by I. Flügge-Lotz". Bull. Amer. Math. Soc. 60 (4): 401–402. doi:10.1090/s0002-9904-1954-09831-2.
  • J. R. Spreiter & W. Flügge, Irmgard Flügge-Lotz in Louise S. Grinstein; Paul J. Campbell, eds. (1987). Women of Mathematics: A Bio-Bibliographic Sourcebook. Greenwood Press, New York. ISBN 978-0-313-24849-8. p. 33-40
  • Craig, Cecilia (2025). Chapter 24 "Irmgard Flügge-Lotz. In Craig, Cecilia; Teig, Holly; Kimberling, Debra; Williams, Janet; Tietjen, Jill; Johnson, Vicki (eds.). Women Engineering Legends 1952-1976: Society of Women Engineers Achievement Award Recipients. Springer Cham. شابک ‎۹۷۸−۳−۰۳۲−۰۰۲۲۳−۵

پیوند به بیرون

This page is issued from ویکی‌پدیا. The text is available under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 unless otherwise noted. Additional terms may apply for the media files.