211service.com
Stabilisatorn
Spendera tillräckligt med tid på MIT, och du börjar berätta människors livshistorier med siffror. Bortsett från enstaka uppehåll i Washington, DC, inklusive en period som sekreterare för flygvapnet på 1990-talet, har Sheila Widnall varit på institutet i 62 år. Hon har tagit tre grader, alla i kurs 16, och tre patent, alla delade med tidigare studenter vars forskning om vindsegel, turbiner och flygplan hon skötte. Hon har varit institutsprofessor i 20 år och har publicerat mängder av forskningsartiklar som behandlar allt från aeroelasticitet till helikopterbuller. Men hennes mest bestående vetenskapliga arv består av en skiftande form.
Om du är inom naturvetenskap och teknik, och du gör något riktigt bra, döper de det efter dig, säger kollega aero-astroprofessor Ed Greitzer. Precis som krafter är namngivna efter fysiker och arter för biologer, är instabiliteter – beskrivningar av hur specifika gaser, vätskor eller plasma uppför sig – uppkallade efter de vätskedynamiker som upptäcker dem.
Widnall-instabiliteten, som hon beskrev i en serie tidningar i början av 1970-talet, gäller virvelringar: om du någonsin har sett en rökring som långsamt vidgas och dras isär, har du sett den. Det kännetecknar också de turbulenta vak som flygplan lämnar efter sig. Flygplans släpvirvlar har små vågor som genereras och sedan bryts upp, förklarar hon. Om ett annat flygplan fångar upp den släpande virveln kan någon dödas, eftersom det är ett virvlande flöde. Till exempel, om ett plan landar och ett andra följer för nära på hälarna, kan det slå i kölvattnet, välta och krascha. En korrekt förståelse av Widnalls instabilitet hjälper till att förhindra sådana olyckor (som en som tog livet av en vän till Widnall från flygvapnet) såväl som överkorrigeringar (Första gången de landade 747:an i Italien stängde de av flygplatsen i en timme, hon säger). Experterna som utvecklar landningsstandarder använde Widnalls instabilitet för att komma fram till en tumregel som involverar ytterligare ett nummer: Folk vet nu att om du landar flygplan med tre minuters mellanrum, kommer det att bli säkrare, säger hon.
Det var det enda jobb jag skulle ha tagit i DC. Jag ville vara med folket i flygvapnet. Jag ville flyga.
Widnalls CV innehåller en lång rad första. När hon blev biträdande professor i flygteknik och astronautik efter att ha tagit sin doktorsexamen vid MIT 1964, blev hon den första kvinnan som fick en fakultetstjänst vid School of Engineering. Hon var också den första kvinnan som tjänstgjorde som MIT:s ordförande för fakulteten - ett kontor hon hade från 1979 till 1981 - och den första kvinnliga presidenten för American Institute of Aeronautics and Astronautics. 1993 blev hon den första kvinnan att leda en gren av den amerikanska militären när president Bill Clinton anlitade henne för det främsta flygvapnetjobbet.
Widnall föddes 1938 i Tacoma, Washington, och växte upp nära den sista inflygningen till McChord Air Force Base, i skuggan av flygplan som kommer och går. (Jag tillbringade min barndom med att vinka åt piloter, berättade hon MIT Nyheter 2004, när hon valdes in i National Women's Hall of Fame. Nu vinkar de åt mig.) När Clinton-administrationen först ringde för att se om hon skulle överväga ett jobb i Washington, sa hon nej; hon hade inget intresse av att arbeta för NASA eller på de övre nivåerna av försvarsdepartementet. Men möjligheten att leda flygvapnet var ett erbjudande hon inte kunde tacka nej till. Det var verkligen en kick, säger hon. Det var det enda jobb jag skulle ha tagit i DC. Jag ville vara med folket i flygvapnet. Jag ville flyga. När hon ledde flygvapnet fick hon ett annat avgörande nummer: Jag blev överljud! Och jag drog nio Gs.
Det finns också andra viktiga först. Hon är ofta den första som kommer till avdelningen på morgonen. När jag får samtal klockan 07.00 behöver jag inte titta på nummerpresentationen för att veta vem det är, säger Greitzer, som fungerade som biträdande chef och sedan biträdande chef för aero-astro i nästan ett decennium.
Sheila Widnall och försvarsminister William Cohen välkomnar president Clinton till Pentagon 1997 för att fira flygvapnets 50-årsjubileum. Helene C. Stikkel
De där tidiga samtalen kommer ofta för att Widnall har löst ett svårt problem som de båda var intresserade av – vanligtvis på ett sätt som jag aldrig skulle ha tänkt på, för det är en carambole av det här att rikoschettera bort den saken, säger han. Hon är en slags naturkraft. Ibland, tillägger han, säger hon till honom att det är han som måste göra karamelleringen. Och det är oftast inget jag kan säga, säger han. Allt hon säger att jag ska göra, tänker jag, 'Åh, ja... det borde jag.'
Och det är troligt att hon var den första rådgivaren på grundutbildningen som tog sina ansvar på en fallskärmshoppning inomhus i en vertikal vindtunnel. Medan jag hoppades att se henne komma in i vindtunneln gjorde hon det inte, minns en av hennes tidigare rådgivare, John Graham ’17, SM ’17. Men jag är säker på att om hon var yngre skulle hon ha hoppat in, utan tvekan.
Widnall-rapporten
När Widnall var 17 gav hennes farbror, som arbetade för ett gruvbolag, henne en bit uran. Hon gjorde det till centrum för ett projekt som tog första pris på sin lokala vetenskapsmässa i Tacoma. Hennes vinst uppmärksammades av en av mässans domare, som råkade vara en MIT-examen. Han föreslog att hon också skulle åka dit och erbjöd sig att säkra henne ett stipendium. Jag sa: 'Okej, var är det?' minns hon. Men hon tog hans råd. Att gå till MIT skulle forma hennes livs gång – och hennes närvaro på institutet skulle också hjälpa till att omforma MIT.
Om ingenjörskonst inte ger ett välkommet utrymme för [kvinnor] kommer ingenjörskonst att bli marginaliserad.
Det är lite svårt att komma ihåg hur det hela började, säger hon, [men] bidragen som jag har gjort till MIT inom några av dessa politikområden har varit ganska betydande. Widnall hämtar ett tjockt häfte från en skrivbordslåda och lägger det på ett bord: Detta är typiskt. Det är en kopia av I allmänhetens intresse , en rapport genererad av en fakultetskommitté som hon var ordförande för 2002, som handlar om restriktioner för forskning som införts av den federala regeringen efter attackerna den 11 september. De ville inte att våra internationella studenter skulle kunna gå kurser, förklarar hon. Och vi sa: 'Vi är ett universitet. Vi är helt öppna.” Rapportens slutsatser – att sekretessbelagd forskning inte bör utföras på campus och att ingen student ska behöva ha säkerhetstillstånd för att utföra forskning, läsa dokument eller dra nytta av MIT:s faciliteter – formulerade policyer som finns kvar idag.
Under åren har Widnall också varit ordförande för kommittéer för akademiskt ansvar, antagning till grundutbildning och ekonomiskt stöd, disciplin och utbildningspolitik. (Hon hittade tid att tjäna på MIT Technology Review s styrelse från 2009 till 2014 också.) Hennes kommittés rapport om institutionell omorganisation – inspirerad av den plötsliga upplösningen av Institutionen för tillämpad biologisk vetenskap 1988, som chockade lärare och studenter, och som hon kallar en total upprördhet – skisserades. en formell process för att omorganisera eller upplösa institutioner som garanterar fakultetsjobb. Nu, närhelst en sådan förändring inträffar, kallas den resulterande rapporten en Widnall-rapport. Inom aero-astro-avdelningen är hon nästan en del av vårt samvete, säger Greitzer, som för närvarande arbetar med Widnall i institutionens två-personers fakultetsutmärkelser och erkännandekommitté. Hon håller oss till höga krav.
Widnall återvänder från en överljudsflygning på en F-15 på sin första dag på jobbet som sekreterare för flygvapnet 1993. Wikimedia Commons
Hennes arbete av denna typ har sträckt sig utanför MIT. Som sekreterare för flygvapnet destillerade hon tjänstens implicita filosofi till en uppsättning kärnvärden som fortfarande används idag: Integritet först, Service framför sig själv och Excellence i allt vi gör. (Om du deltar i någon presentation av en flygvapnetofficer, kommer du att se kärnvärdena längst ner på den inledande presentationsbilden, säger Widnall. Och [officeren] har absolut ingen aning om var de kom ifrån. De är bara Flygvapnet.) Jag gjorde andra saker – lanserade fordonsprogram och stridsflygplan, det vanliga som flygvapnets sekreterare gör, säger hon. Men ovanför det låg kärnvärdena.
2003 var hon medlem i utredningsnämnden som försökte ta reda på varför rymdfärjan Columbia hade sönderfallit när den återvände till jorden tidigare samma år. De fann att även om den direkta fysiska orsaken kan ha varit en lös bit skum som träffade en utsatt del av vänstern, spelade även kulturella och organisatoriska frågor en roll. Styrelsen utfärdade ett antal rekommendationer för att hjälpa NASA att undvika framtida olyckor, från förbättring av bildbehandlingssystem till att inrätta en oberoende standardgrupp, nu kallad Technical Authority.
Ett diagram från utredningen, som beskriver spridningen av skräp över ett brett stycke av sydvästra USA, hänger på väggen i Widnalls kontor, precis innanför dörren. För att lära eleverna om problemets många dimensioner ville jag att en kopia skulle ta upp här, säger hon. [NASA var] så generad att de hade haft en krasch, de ville inte ge mig den. Och jag slog bara tillbaka dem och insisterade. Med andra ord blev hon en del av deras samvete också, vare sig de gillade det eller inte.
Widnall-effekten
När Widnall reflekterar över sin tid på institutet blir det tydligt att hon har bevittnat – och hjälpt till att driva på – dess pågående förvandling från en primärt manlig institution till en som är mer välkomnande för kvinnor och mer mångsidig överlag. När hon först kom till MIT, hösten 1956, blev hon överraskad av två saker: arkitekturen i sovsalen för kvinnor på Bay State Road (Det föll mig aldrig in att hus kunde ha fönster på bara två sidor, som hon en gång sa det), och det ynka antalet kvinnor (23) i hennes klass. (Vid den tiden fanns det 129 kvinnliga studenter vid hela institutet, av totalt 6 000.) När hon gick från grundutbildning till doktorand till professor, fortsatte andelen kvinnor att minska. På ett fotografi från astro-astrofakulteten, från 1967, är hon den enda utan slips.
Rökmönster visar instabiliteten hos en rund stråle (vänster) och tillväxten av vågor runt en virvelring (höger).
-
Efterföljande virvlar skapas av flygplan när de flyger. Dessa virvlar har en instabilitet som gör att de går sönder. Kortvågsinstabiliteten kallas Widnall-instabiliteten. Det är också något du ser i virvelringar. Det är bara en väldigt grundläggande vätskemekanisk instabilitet. När jag var sekreterare för flygvapnet åkte jag upp till Princeton för att hålla ett seminarium. Några av fakulteten pratade om Widnalls instabilitet, och min flygvapenassistent tyckte att de förolämpade mig. Jag trodde att han skulle slå någon. Och jag sa: ’Nej, det är en komplimang!’ Det är en riktig ära inom vätskemekanik att ha en instabilitet uppkallad efter dig.
Men som vätskedynamiker väl vet är ingenting någonsin helt stabilt, och ibland kan en korrekt applicerad kraft hjälpa till att påskynda saker och ting. Att öka andelen kvinnliga studenter – det var en av mina stora saker, säger Widnall. Hon identifierade snabbt ett antal platser där kvinnor tenderade att lämna pipelinen. Ett stort problem var i själva antagningsprocessen. I slutet av 1980-talet uppmuntrade Widnall Arthur Smith, som snart skulle bli dekanus för grundutbildning, att förnya MIT:s antagningsprocess. Han hade delat med henne data från sin studie av förhållandet mellan elevernas SAT-poäng i matematik och deras faktiska prestationer när de kom till MIT – och hans slutsats att testet var en dålig förutsägelse av framgång för kvinnor. På hennes uppmaning tänkte han om på MIT:s användning av testet, och från 1989 till 1990 växte andelen kvinnor i förstaårsklassen från 26 procent till 38 procent. Vi pratade mycket om att vi skulle vilja ha fler kvinnliga studenter, säger Widnall. Och jag sa: Titta: kvinnorna vi vill ha är kvinnorna som söker. Vi borde bara erkänna fler av dem.
Samtidigt, när fler och fler kvinnor anlände till MIT, arbetade Widnall för att se till att de kände sig välkomna och självsäkra. Ett förstaårsseminarium som hon startade – 1974, med den banbrytande fakultetsmedlemmen Millie Dresselhaus – varvade jobbsamtal med ritning och svetsning. Kallad What Is Engineering?, det var tänkt att visa hur en karriär inom området skulle kunna se ut, riktad till studenter som kanske inte hade vuxit upp och insåg att de kunde göra en. För vissa unga kvinnor bidrar Widnalls närvaro till att få detta mål att verka uppnåeligt. Det var så viktigt för mig att hon var en stark kvinna inom flyg- och rymdindustrin, säger flyg-astromajor Annika Rollock ’18, som efterfrågade Widnall som sin rådgivare. Jag hade aldrig riktigt fått en chans att se en stark kvinnlig figur inom området som jag ville gå in på.
Widnall har också använt sin plattform för att förklara problemet för
andra utanför MIT. 1988 ringde hon till föreläsningen hon höll som ordförande för AAAS Voices from the Pipeline och gick igenom resultaten av en demografisk studie för att förklara varför kvinnor kan överge ingenjörskonst under eller efter forskarskolan. Tolv år senare höll hon ett tal för en publik full av ingenjörer där hon listade dussintals saker som fortfarande kan hindra kvinnor från att lyckas. Dessa sträckte sig från systemiska — brist på förebilder; professorer som misslyckas med maskulina pronomen – till det till synes triviala, som förväntan att alla ingenjörer ska ha en stor bit pi memorerad. (Detta, sa hon i talet, verkade för henne som en typ av kille och hade fått henne att tänka på andra förväntningar som, även om de är ytliga, ändå verkar för att hålla kvinnor utanför ingenjörskonst.) Att ta itu med dessa vägspärrar, förklarade hon, var som viktigt för fältet som det var för dem som hölls utanför det. Kvinnor kommer att vara en enorm kraft i lösningen av mänskliga problem, sa hon. Om ingenjörskonst inte ger dem ett välkommet utrymme … då kommer ingenjörskonst att bli marginaliserad.
Porträttet på Widnalls kontor är en kopia av det som sticker ut i ett hav av kavaj- och slipsliknande före detta flygvapensekreterare längs en korridor vid Pentagon. Hon var den första kvinnan som tjänstgjorde i den rollen - och den första som målades i en flygdräkt. Nina Gallant
Många av dessa punkter är fortfarande frustrerande sanna. (Widnall är medordförande för en arbetsgrupp för National Academies om hur sexuella trakasserier i den akademiska miljön påverkar kvinnors karriärer inom vetenskapen; den kommer att släppa sin rapport i juni. Som flygvapnets sekreterare hade hon varit medordförande för en liknande arbetsgrupp för avdelningen of Defense tillbaka 1994-95.) Men saker och ting har verkligen förändrats. Vid det här laget är 46 procent av MIT:s grundingenjörer kvinnor, säger hon. I hela landet svävar andelen runt 20. Så MIT gör det dubbelt så bra, säger hon. Jag tycker att vi har kommit väldigt långt.
Nuförtiden är Widnall, förutom att undervisa, ge råd till ett dussin studenter och hjälpa sina studenter att starta sina egna karriärer, också chef för en extern rådgivande kommitté för United Launch Alliance, ett joint venture mellan Boeing och Lockheed som samarbetar med Jeff Bezos privata flygindustri. företaget Blue Origin. När Blue Origin arbetar med att utveckla teknik för att sänka kostnaderna för rymdfärder och göra den tillgänglig för privatpersoner och företag, hjälper hennes kommitté företaget att välja raketmotorer. Det finns en anledning till att de kallar det rocket science, säger hon. Det finns så många saker som kan gå fel när du bygger en raketmotor, du måste ha ett riktigt genomtänkt testprogram. Men vid 79 års ålder funderar hon på att gå i pension någon gång snart: jag kommer till den punkt där jag verkligen borde.
När hon överväger att dra ner på sitt arbete på MIT, kan en annan familjemedlem anlända till campus under hösten. Widnall och hennes man, ingenjör Bill Widnall ’59, SM ’62, ScD ’67, som utvecklade styr- och kontrollsystem för Apollo-programmet, har två barn och två barnbarn, varav ett precis antagits till MIT. (Han är uppenbarligen förtjust, säger hon. Vi får se hur det blir.) Men oavsett när hon går i pension eller var hennes barnbarn skriver in sig har hon höga förväntningar på institutionen hon kallar hem. Jag tycker att MIT borde vara det bästa universitetet i USA, säger hon. Om du frågar 'Vilka universitet bidrar mest till vårt samhälle?'... Jag vill att MIT ska vara det universitetet.
Hon gör en kort paus. Det är inte en orimlig förväntan att det skulle vara vi. Som vanligt har hon förmodligen rätt. När allt kommer omkring, när folk förväntar sig saker av dig, upptäcker du ofta att du kan göra dem. Kalla det Widnall-effekten.