Введение

Американский ученый и инженер (1905–1982)

Хендрик Уэйд Боде (/'b//oʊ//d//i/ boh dee; 24 декабря 1905 – 21 июня 1982) Долгое время пользовался уважением в академических кругах всего мира и широко известен современным студентам-инженерам прежде всего благодаря разработке асимптотического графика амплитудно-фазовой характеристики, известного как диаграмма Боде. Его исследовательский вклад был не только многогранным, но и оказал значительное влияние, простираясь вплоть до космической программы США.

"Оружейный брак"

Боде создал первую в истории автоматических систем управления беспроводную петлю обратной связи, объединив беспроводную передачу данных, электронные вычислительные машины, принципы статистики и теорию систем управления с обратной связью. Он проявил свое сухое чувство юмора, назвав это междисциплинарное объединение «браком по расчету», ссылаясь на происхождение его исторического изобретения из области зенитной артиллерии, и сказал: «Это, по моим словам, был своего рода брак по расчету, навязанный нам давлением военных задач во Второй мировой войне». Он также описал это как «брак по расчету между двумя несовместимыми сущностями» и охарактеризовал результат этого объединения как «плод брака по расчету». Продукт этого «брака», то есть автоматизированная артиллерийская установка, также можно рассматривать как роботизированное оружие. Его работа заключалась в обработке данных, беспроводным путем передаваемых на его датчики, и принятии решения на основе полученных данных с использованием бортового компьютера, определяющего его выходные параметры – угловое положение и момент срабатывания механизма. В этой модели можно увидеть все элементы более поздних концепций, таких как обработка данных, автоматизация, искусственный интеллект, кибернетика, робототехника и другие.

Работа над режиссерскими работами

Боде, кроме того, применил свои обширные навыки работы с усилителями обратной связи для проектирования сетей сглаживания целевых данных и предсказания положения в улучшенной модели директора Т 10, получившей название директор Т 15. Работа над директором Т 15 была начата в рамках нового проекта в лабораториях Белл под названием «Фундаментальные исследования директоров» в сотрудничестве с NDRC под руководством Уолтера Макнейра. Его исследования, финансируемые NDRC в лабораториях Белл по контракту в рамках раздела D 2 (секция систем управления), в конечном итоге привели к другим важным разработкам в смежных областях и заложили основу для многих современных изобретений. Например, в области теории управления это способствовало дальнейшему развитию проектирования и управления сервомеханизмами, важнейшим компонентом современной робототехники. Разработка Боде теории беспроводной передачи данных привела к последующим изобретениям, таким как мобильные телефоны и беспроводные сети. Причиной запуска нового проекта стало то, что директор Т 10 испытывал трудности при вычислении скорости цели путем дифференцирования ее положения. Из-за разрывов, колебаний и шума в радиолокационном сигнале производные положения иногда резко менялись, что вызывало непредсказуемое движение сервомеханизмов орудия, поскольку их управляющий сигнал основывался на значениях этих производных. Кроме того, директор Т 15 работал только в прямоугольных координатах, что исключило ошибки, связанные с преобразованием координат. Эти конструкторские инновации оправдали себя: директор Т 15 был в два раза точнее своего предшественника и захватывал цель в два раза быстрее. альтернативой современным цифровым компьютерам на основе операционных усилителей. Эти изобретения, несмотря на свое военное происхождение, оказали глубокое и продолжительное влияние на гражданскую сферу.

Анцио и Нормандия

Автоматизированные зенитные орудия, в разработке которых участвовал Боде, успешно применялись во многих случаях во время войны. В феврале 1944 года автоматизированная система управления огнем, основанная на более ранней версии директора T 15 и называемая Director T 10 в Bell Labs или Director M 9 в армии, впервые была использована в Анцио, Италия, где помогла сбить более ста вражеских самолетов. В день высадки в Нормандии было развернуто 39 подразделений для защиты сил союзников от Люфтваффе Гитлера. Летные характеристики самолетов почти идеально соответствовали целевым критериям директора T 10 – самолета, летящего прямо и горизонтально с постоянной скоростью.

Его работа в области электронных коммуникаций, особенно в проектировании фильтров и эквалайзеров, продолжалась в этот период. В 1945 году она завершилась публикацией его книги под названием «Анализ сетей и разработка усилителей с обратной связью», которая считается классикой в области электронных телекоммуникаций и широко использовалась в качестве учебника для многих аспирантских программ в различных университетах, а также для внутренних учебных курсов в Bell Labs. Он также был автором множества научных статей, опубликованных в престижных научных и технических журналах. В 1948 году президент Гарри С. Трумэн наградил его Президентским сертификатом заслуг в знак признания его выдающегося вклада в науку, оказанного военным усилиям и Соединенным Штатам Америки.

Изменение фокуса

Когда война подошла к концу, его исследовательская работа расширилась и включила не только военные, но и гражданские проекты. В военной области он продолжил заниматься исследованиями баллистических ракет, включая разработку систем противоракетной обороны и связанных с ними вычислительных алгоритмов, а в гражданской сфере сосредоточился на современной теории коммуникаций. После войны он участвовал в проекте ракеты Nike Zeus, работая в команде компании Douglas Aircraft.

Увлечения и семейная жизнь

Бод был заядлым читателем в свободное время и любил кататься на лодках. В начале своей карьеры, работая в Bell Labs в Нью-Йорке, он ходил под парусом в Лонг-Айленд-Саунд. Он участвовал в создании Национальной инженерной академии в декабре 1964 года, которая стала второй национальной академией в США за 101 год с момента основания первой и теперь входит в состав Национальных академий Соединенных Штатов. Таким образом, он помог преодолеть давнее противопоставление между инженерами и учеными, подняв его на уровень академической дискуссии. Это тонкое, но мощное символическое достижение является важной частью его наследия. Хендрик Уэйд Боде умер в возрасте 76 лет в своем доме в Кембридже, штат Массачусетс.

Исследовательские работы в лаборатории Белла

H. W. Bode Метод коррекции импеданса Bell System Technical Journal, v9: 1930
H. W. Bode Общая теория электрических волновых фильтров Bell System Technical Journal, v14: 1935
H. W. Bode и R. L. Dietzold Идеальные волновые фильтры Bell System Technical Journal, v14: 1935
H. W. Bode Переменные эквалайзеры Bell System Technical Journal, v17: 1938
H. W. Bode Связь между затуханием и фазой при проектировании усилителей с обратной связью Bell System Technical Journal, v19: 1940

Выданные патенты США

За свои изобретения Боде получил 25 патентов от Патентного ведомства США. Патенты охватывали такие области, как сети передачи данных, электронные фильтры, усилители, механизмы усреднения, сети сглаживания данных и вычислительные устройства для артиллерии.