Mathematicusse - na klar: Große Liebe! Dass auch Frauen auf diesem Gebiet richtig, richtig gut, ja sogar bahnbrechend sind, habe ich - neben meiner Tochter, Schwiegermama und Neffen-Frau in Kanada - durch Émilie du Châtelet, Ada Lovelace, Sofja Kowalewskaja, Emmy Noether erfahren oder die Eniac - Frauen, die ich ja alle schon hier im Blog vorgestellt habe. Heute will ich euch eine nahebringen, von der ich bis dato noch nie gehört hatte: Irmgard Flügge-Lotz.
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| Zeppelintag in Hannover veranstaltet vom "Hannoverschen Anzeiger" (1912) |
Geboren wird Irmgard Flügge - Lotz am 16. Juli 1903, also heute vor 123 Jahren, in Hameln als Irmgard Lotz. Es ist das Jahr, in dem die Gebrüder Wright in den USA einen bedeutenden Meilenstein in der Luftfahrttechnik setzen.
Ihre Mutter ist Dora Grupe, ihr Vater Oskar Lotz und Irmgard ist ihre erste Tochter von insgesamt zweien. Die Mutter stammt aus einer Familie mit einer langen Tradition im Bauwesen. Sie wird ihre interessierte Tochter später ermutigen, eine technische Laufbahn einzuschlagen. Schon als Kind begleitet Irmgard ihren Onkel, Bauingenieur im Familienbetrieb, auf die Baustellen der Firma. Als sie als Kind ein Luftschiff beim Landen bzw. Starten mitbekommt, ist sie fasziniert von deren Konstruktion und hegt entsprechende Träume.
Der Vater wechselt als Journalist öfter die Stellen, so dass die Familie häufig umzieht, so nach Frankenthal in der Pfalz, Mönchengladbach und 1914 nach Hannover, wo der Vater bei einer Hannoveraner Lokalzeitung untergekommen ist. Oskar Lotz interessiert sich aber auch für Mathematik, ist begabt dafür und gibt seine Begeisterung schon früh an seine Tochter weiter.
Mit Ausbruch des Ersten Weltkriegs zum 1. August 1914 wird der Vater zum Militärdienst eingezogen und ins besetzte Belgien geschickt. Irmgard, die ein Mädchengymnasium besucht, trägt während dieser Zeit zum Familieneinkommen bei, indem sie Nachhilfe in Mathematik erteilt. Das wird sie auch nach Ende des Krieges beibehalten, denn der Vater ist aufgrund gesundheitlicher Probleme nicht mehr voll arbeitsfähig.
1923 legt Irmgard das Abitur mit 17 Jahren ab und schreibt sich an der Technischen Hochschule Hannover ein für die Fächer Mathematik und Ingenieurwissenschaften. In den meisten Vorlesungen und wissenschaftlichen Seminaren ist sie die einzige Frau unter tausend Ingenieursstudenten, die zu diesem Zeitpunkt an der Hochschule studieren. Sie scheint aber eine sehr zielstrebige & begeisterungsfrohe Studentin gewesen zu sein, denn schon vier Jahre später kann sie sich Diplom-Ingenieurin nennen, und 1929 ihrem Namen einen Doktortitel voranstellen. Den erwirbt sie mit einer Promotionsschrift mit dem Titel "Mathemathische Theorien im Bereich der Wärmeleitung kreisförmiger Zylinder". Sie ist damit die erste Promovendin in einer naturwissenschaftlich-technischen Disziplin an der TH Hannover .
Während dieser Zeit arbeitet sie auch als wissenschaftliche Mitarbeiterin auf den Gebieten der praktischen Mathematik und der darstellenden Geometrie.
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| Die Aerodynamische Versuchsanstalt in Göttingen (1919) |
Irmgard entscheidet sich sich für Letzteres, will sie doch seit Kindertagen am Traum vom Fliegen mitwirken. Allerdings muss sie die Hälfte ihrer Arbeitszeit für Büroarbeiten aufwenden und kann sich nur mit der anderen Hälfte der Forschung widmen. Dabei arbeitet sie eng mit den führenden deutschen Aerodynamikern ihrer Zeit zusammen, Ludwig Prandlt, dem Direktor des Instituts, und Albert Betz in einem 25köpfigen Team. Zu dieser Zeit macht zwar die Luftfahrtforschung wesentliche Fortschritte, doch die sind eher noch theoretischer denn praktischer Natur:
Tragflächenprofile – ein wesentlicher Faktor im Flugzeugbau – lassen sich nur mit aufwendigen Windkanalmessungen testen. Ludwig Prandtl, der als Begründer der Flugzeug-Aerodynamik gilt, leistet zusammen mit seinem Göttinger Team Pionierarbeit bei der theoretischen Beschreibung des Auftriebs. Seine Tragflügeltheorie mathematisch zu berechnen, erweist sich jedoch als schwierig.
1919 ist es schließlich Albert Betz, Doktorand bei Prandtl, gelungen, [...] den Auftrieb mit Differenzialgleichungen zu beschreiben. Aber seine Formeln zu berechnen, ist zu aufwendig, um damit auch praktisch neue Profile zu konstruieren. Immer noch sind teure Tests im Windkanal notwendig, die zeigen, wie die Strömungen an unterschiedlichen Flügelformen aussehen und wann Turbulenzen ausbrechen. Zusätzlich ist es nötig, dass Rechnerinnen mit Rechenschiebern tagelang an der Lösung der Gleichungen arbeiten ( damals eine klassische Frauenaufgabe - siehe auch die ENIAC - Frauen ). ( Quelle hier )
Dank ihrer mathematischen Fähigkeiten gelingt es Irmgard, diese Schwierigkeiten zu überwinden, die Integro-Differentialgleichung der Prandltschen Traglinientheorie zur Spannweitenverteilung des Auftriebs eines Flugzeugflügels zu lösen und eine vergleichsweise praktikable Methode zu entwickeln. "Ein fachkundiger Rechner kann die erforderlichen geraden und ungeraden Koeffizienten […] in nur 2 ½ Stunden bestimmen", schreibt sie in der Zeitschrift für Flugtechnik und Motorluftschiffahrt, die ihre Methode 1931 publiziert.
Es ist der lange gesuchte Lückenschluss zwischen Theorie und Praxis. Nun können die Konstrukteure beginnen, Tragflügel mit verbesserter Leistung vorauszuberechnen. Das unter dem Begriff "Lotz-Methode" bekannte Verfahren zur Berechnung des Auftriebs eines dreidimensionalen Flügels, hat sich bis heute international als Standardverfahren etabliert.
Als verdiente Belohnung dafür wird sie, knapp dreißigjährig, zur Leiterin der einflussreichen Arbeitsgruppe im Bereich der Aerodynamik ernannt. Sie ist damit eine der wenigen Abteilungsleiterinnen der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft, der Vorgängerorganisation der Max-Planck-Gesellschaft, wenn auch nur inoffiziell.
Während dieser Zeit, 1932, lernt sie Gottfried Wilhelm Flügge kennen, einen fast gleichaltrigen Bauingenieur und Privatdozenten an der Universität Göttingen. Wilhelm hat ein Auge für die Schwierigkeiten, mit denen Irmgard in einem männerdominierten Team konfrontiert ist. Als Beispiel für diese Ungleichbehandlung wird er später erzählen, dass die Sekretärin, die bei der wöchentlichen Teamsitzung den Tee serviert hat, sich geweigert hat, Irmgard Lotz zu bedienen. Begründung: "Sie kann sich ihren Tee selbst kochen."
Im selben Jahr zum Privatdozenten ernannt, gerät Flügge jedoch 1933 in Schwierigkeiten, nachdem er den neuen Machthabern als "politisch unzuverlässig" als Gegner der Nationalsozialisten gebrandmarkt worden ist. Seine akademischen Karrierechancen sind damit zunichte, so etikettiert hat man keine Chance auf eine Professur. Irmgard bleibt währenddessen unbehelligt und arbeitet weiter wissenschaftlich.
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| Wilhelm Flügge (1970er Jahre) |
Irmgard Flügge-Lotz nutzt die Zeit, in der sie quasi kalt gestellt ist und verschafft sich die Grundlagen für ihr späteres Standardlehrbuch zur Theorie der diskontinuierlichen automatischen Steuerung, welches sie aber erst 1953 publizieren wird.
Damit leistet sie Pionierarbeit für die Entwicklung spezieller Regelungssystemse. Diese Systeme werden auch als "Ein-Aus"- oder "Bang-Bang"-Systeme oder Zweipunktregelung bezeichnet, da sie nur wenige Einstellungen - eben Ein oder Aus - kennen. Sie sind einfach zu konstruieren und sehr zuverlässig und finden in vielen Bereichen Anwendung, beispielsweise in Leitsystemen für Raketen, in der Elektronik und in Thermostaten zur Temperaturregelung, aber auch beim klassischen Bügeleisen, welches sich abschaltet, wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist. Viele andere Haushaltsgeräte, wie Kühlschränke und Gefrierschränke, Backöfen und Warmwasserbereiter, nutzen ebenfalls solche diskontinuierlichen Regelsysteme.
Obwohl dem Ehepaar aufgrund ihrer Einstellung zur NS-Politik akademische Positionen verwehrt sind, dürfen sie ihre Forschungstätigkeiten unter dem Schutz Hermann Görings fortsetzen, dem die fachliche Expertise wichtiger ist als die ideologische Gesinnung. Göring, Oberbefehlshaber der Luftwaffe, ist auch der Namensgeber der Einrichtung von 1938-45 gewesen.
Irmgards Hauptinteresse gilt den Auswirkungen von Regelungssystemen auf die Entwicklung einfacher automatischer Flugsteuerungsgeräte. Doch die Prioritäten der Kriegszeit schränken ihre Zeit für stark theoretische Projekte immer mehr ein ein, sodass sie sich in dieser Zeit hauptsächlich auf die Aerodynamik konzentriert. Im Verlauf des Zweiten Weltkriegs, als Berlin zunehmend ins Visier der alliierten Bombenangriffe gerät und die Zerstörung der Stadt immer weiter fortschreitet, zieht das Ehepaar im Frühjahr 1944 mit seinen jeweiligen Abteilungen um nach Saulgau in Oberschwaben, zwischen Donau und Bodensee gelegen.
Die DVL-Außenstelle und die Produktion in Saulgau sind eng mit dem nationalsozialistischen Lagersystem und der Rüstungsindustrie verknüpft. Dort wird die geheime Produktion der V2-Fernraketen weitergetrieben. Die gefährliche Arbeit muss von KZ-Häftlingen verrichtet werden, für die extra ein Außenlager des Konzentrationslagers Dachau errichtet wird. Wie weit Irmgard und ihr Mann davon gewusst oder in Verbindung gestanden haben, ist nirgends herauszufinden. Die Geschichte dieses Werkes ist ein düsterer Teil der Geschichte der legendären Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt, der Vorgängerorganisation des heutigen Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR).
Der Zusammenbruch des Nazi-Reiches und die anschließende Besatzungszeit führen zu einer drastischen Veränderung der die Luftfahrtforschung tragenden sozialen Konstellation. Saulgau gerät unter französische Besatzung. Die Franzosen wollen ihre Flugzeugforschung wiederaufnehmen und werben dafür auch qualifizierte deutsche Wissenschaftler an. 1947 folgen Irmgard und ihr Mann dem Aufruf und nehmen ein Angebot an, dem neu gegründeten ONERA ( Französisches Nationales Amt für Luftfahrtforschung ) in Paris beizutreten. Dort arbeiten sie gleichberechtigt nebeneinander, sie leitet eine Forschungsgruppe für Aerodynamik, veröffentlicht Arbeiten zur Regelungstechnik und Aerodynamik, und untersucht dabei die Probleme, die durch schnellere Flugzeuge verursacht werden.
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| 1940er Jahre |
1948 wandern sie in die USA aus. Wilhelm Flügge ist eine ordentliche Professorenstelle geboten worden, Irmgard darf nach den Regeln der Universität als Familienangehörige keine hohe Position im selben Fachbereich bekleiden. Trotz ihres hervorragenden Rufs als Forscherin auf ihren Arbeitsgebieten bleibt für sie nur die vergleichsweise unbedeutende Position einer Dozentin ( "Lecturer" ) für Technische Mechanik übrig und eine Funktion als Forschungsbetreuerin - die niedrigste Position im amerikanischen Universitätswesen.
Sie übernimmt umgehend die Betreuung von Doktorarbeiten im Bereich der Aerodynamik, kann allerdings auch im Frühjahr 1949 eine erste Vorlesung in Stanford halte. 1951 organisiert sie ein wöchentliches Seminar für Strömungsmechanik, das für die vielen Studierenden, die zu diesem Thema forschen, von großem Wert ist, da es ein Forum für die Diskussion neuester Ideen und Entwicklungen bietet. Sie lässt sich also nicht daran hindern, in Lehre und Forschung wie eine Professorin zu arbeiten. Ihre Studien auf dem Gebiet der Strömungsmechanik als auch im Bereich der automatischen Steuerung treibt sie weiter voran.
Ihre Themen sind außerdem Grenzschichtprobleme in der Strömungslehre/Fluiddynamik, die Entwicklung eines numerisches Verfahrens, um komplizierte Differentialgleichungen näherungsweise zu lösen (FDM) und auch weiterhin die Theorie der automatischen Regelungstechnik. Das weiter oben bereits erwähnte Standardwerk über Steuerungssysteme für Flugzeuge, "Discontinuous Automatic Control", kommt 1953 heraus. Es gilt nach wie vor als Grundlage für den Bau automatischer Steuerungssysteme (Autopilot) und wird ein wichtiger Beitrag für die Entwicklung von Düsenflugzeugen. Das Buch stellt eine Essenz aus Irmgards fast dreißigjähriger Tätigkeit als Pionierin der Regelungstechnik dar.
In den Staaten entfalten die 45jährige und ihr Mann, da kinderlos und fern jeglicher familiärer & freundschaftlicher Verbindungen, ein Sozialleben, welches das möglicherweise kompensiert. Auf ihre eigene, formelle Weise pflegen sie die regelmäßige Tradition, Kollegen, Studenten und Besucher der Fakultät für Ingenieurwissenschaften zum abendlichen Tee in ihr Haus in Palo Alto ein. Irmgard erweist sich da in den Augen von Besuchern nicht nur als begabte Lehrerin & Forscherin, sondern auch als Freundin und herzliche Gastgeberin. "Wenn sie interessante Menschen zu einem anregenden Gesprächsabend zusammenbrachte – sie zeigte stets Begeisterung, Humor und ein starkes Gefühl von Zielstrebigkeit und Erfolg", so heißt es in ihrem Nachruf vonseiten der Universität. 1954 werden die Flügges auch endlich eingebürgert.
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| Kongress in Moskau (1960) |
Blamabel, oder? Kurz danach, noch vor Semesterbeginn, beruft die Stanford University Irmgard endlich zur ordentlichen Professorin für Technische Mechanik, Luft- und Raumfahrt. Sie wird damit die erste Professorin für Ingenieurwissenschaften an dieser berühmt-berüchtigten universitären Institution. Acht Jahre später wird sie emeritiert, betreibt aber ihre Forschungen zur Satellitensteuerung, Wärmeübertragung und zum Luftwiderstand von Hochgeschwindigkeitsfahrzeugen weiter.
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| ca. 1968 |
Da ist Irmgard Flügge - Lotz schon gesundheitlich angeschlagen. Sie leidet unter immer stärkeren Schmerzen durch Arthritis, die sich über ihren ganzen Körper ausbreitet. Als sie am 22. Mai 1974 im Stanford Hospital in Palo Alto in Kalifornien stirbt, ist sie keine 71 Jahre alt. Ihr Mann wird sie noch 16 Jahre überleben.
Die New York Times publiziert immerhin einen kurzen Nachruf. Fast vierzig Jahre später, 2014, würdigt die Stanford University sie posthum als eine von 35 "Engineering Heroes", die den menschlichen, sozialen und wirtschaftlichen Fortschritt durch Technik und Wissenschaft vorangetrieben haben.
Schade, dass so wenig über diese bemerkenswerte, vielseitige Wissenschaftlerin herauszubekommen ist!
Doch hier könnt ihr über manch andere noch mehr erfahren:
