ウィリアム・F・デュランド

ウィリアム・フレデリック・デュランド
生まれる	( 1859-03-05 )1859年3月5日 ビーコンフォールズ、コネチカット州
死亡	1958年8月9日(1958-08-09)（享年99歳）
国籍	アメリカ人
母校	アメリカ海軍兵学校 ラファイエット大学
知られている	航空学とプロペラの先駆的研究
受賞歴	ダニエル・グッゲンハイム賞 （1935年） ジョン・フリッツ・メダル （1936年） ASMEメダル （1945年） 功労勲章 （1946年）
科学者としてのキャリア
フィールド	航空学
機関	国家航空諮問委員会 米国科学アカデミー 国立研究評議会 国立標準局 アメリカ機械学会 王立航空協会 スタンフォード大学 コーネル大学 ミシガン州立大学 ウースター工科大学 ラファイエット大学
論文	光学法則のグラフ表現 （1888年）
軍歴
忠誠	アメリカ合衆国
サービス/ 支店	アメリカ海軍
勤続年数	1876–1887
ランク	アシスタントエンジニア
NACA会長
在任期間 1916-1918
社長	ウッドロウ・ウィルソン
先行	ジョージ・P・スクリブン
後継者	ジョン・R・フリーマン

ウィリアム・フレデリック・デュランド（1859年3月5日 - 1958年8月9日）は、アメリカ合衆国の海軍士官であり、機械技術者の先駆者であった。彼は航空機のプロペラの開発に大きく貢献した。彼はNASAの前身である国家航空諮問委員会の初の民間人委員長であった。^[1]

コネチカット州生まれの彼は、 1877年にコネチカット州ダービーのバーミンガム高校（現在のダービー高校）の第1期卒業生の一人である。アナポリスの米国海軍兵学校をクラス2位で卒業し、ラファイエット大学で博士号を取得した。その後、ミシガン州立大学、コーネル大学、スタンフォード大学で教鞭をとり、同大学初の航空学講座を教えた。これは国内で2番目に開講された講座であった（最初に開講したのはマサチューセッツ工科大学）。1906年の地震後、スタンフォード大学の再建に尽力し、航空宇宙工学部の建物には彼の名前がつけられている。そこにある記念碑にはこう記されている。「1880年、彼の最初の職務は、補助蒸気動力を備えた完全装甲木造船であるUSS テネシー号での勤務だった。最後の職務は、1942年から1946年まで、航空機のジェット推進装置の開発を目的とした国家航空委員会の委員長を務めた。」彼は1958年に99歳で亡くなった。

ウィリアム・フレデリック・デュランドは1859年3月5日、コネチカット州ビーコンフォールズで生まれた。彼はウィリアム・レブンワース・デュランドとルース・コーの4番目で末っ子、次男だった。デュランドが1歳のとき、家族はコネチカット州ダービーに引っ越した。高校時代、デュランドは数学に才能を示し、校長から課外授業で解析幾何学を学び、測量士の助手として働いた。デュランドの兄は、彼にアメリカ海軍兵学校で工学を学ぶよう強く勧めた。当時の海軍兵学校の入学試験では工作機械への精通度が問われたため、デュランドは1876年の春学期に高校を中退し、コネチカット州アンソニアの工場の工具室で働いた。デュランドは高校の最初の卒業生5人のうちの1人だった。^[2]

海軍兵学校の入学試験に向けてさらに準備するため、デュランドはメリーランド農業大学でアメリカ南北戦争の退役海軍兵が教える夏期講習に参加した。授業のためにメリーランドを訪れたデュランドは、センテニアル博覧会に立ち寄り、そこでコーリス蒸気機関が生涯忘れられない印象を残した。^[2]

1876 年、デュランドはアカデミーの 25 の空き枠をテストする 80 人の応募者の 1 人でした。彼の最初の試験は、AA マイケルソンが主宰する初等機械工学でした。デュランドは試験で 10 位になり、アカデミーに入学しました。夏の間、デュランドはUSS メイフラワー号に乗ってクルーズをしました。

当時、米国海軍兵学校の卒業生は卒業時に任官することはなく、資格を得るまでに2年間の海上勤務をする必要があった。デュランドは1880年に士官候補生エンジニアの階級で学校を卒業し、北大西洋艦隊の旗艦であるUSSテネシーに配属された。テネシーには、 デュランドの同級生である士官候補生W. S. シムズも配属された。海上で2年間過ごした後、デュランドは海軍考試委員会による1週間の口頭試験を受けた。デュランドは試験に合格し、アシスタントエンジニアに任命された。

デュランドはテネシーで1883年6月まで勤務し、その後蒸気工学局に異動となった。そこでデュランドはUSS シカゴのエンジン設計に配属された。在職中、議会の「蒸気工学と鉄鋼造船の知識を促進する法律」により、海軍工兵隊の士官が米国の科学技術機関の講師を務めることになった。デュランドはペンシルベニア州イーストンのラファイエット大学での勤務を希望した。在職中、デュランドは1883年10月23日にシャーロット・ニーンと結婚し、1885年6月14日に息子をもうけた。在職中、デュランドはラファイエット大学で工学博士号を取得した。^[2]

1885 年秋、デュランドはモルガン製鉄所に転属し、USS ボストンおよびUSS アトランタのエンジン検査官となった。1885 年 11 月、デュランドはブルックリン海軍工廠でUSS ドルフィンの海上試験に参加するよう命じる電報を受け取った。完成したばかりのドルフィンは、検査調査委員会から否定的な報告書を受けていた。調査結果の中には、構造上の脆弱性があるとの主張があった。RW ミード艦長は、海軍長官 ウィリアム C. ホイットニーに、ドルフィンを海に出して嵐を探すよう提案した。ドルフィンはロードアイランド州ニューポートで艤装され、11 月下旬、強風と荒波の嵐が知られているハッテラス岬に向けて出航した。試験計画は、嵐に向かって全力で 2 時間航行ドルフィンは嵐のテストに合格し、ノーフォーク海軍工廠に向けて出航した。^[2]

デュランドはマサチューセッツ州ウースターのウースター工科大学の海軍工学教官としての任務を希望し、1887年3月に到着した。^[2]

• アメリカ哲学協会会員（1917年）^[3]
• 米国科学アカデミー会員（1917年）^[4]
• 王立航空学会会員（1918年）^[2]
• アメリカ芸術科学アカデミー会員（1921年）^[5]
• カリフォルニア大学法学博士（名誉）（1924）^[2]
• ユタ大学法学博士（名誉）（1927）^[2]
• アメリカ機械学会名誉会員（1934年）^[6]
• ダニエル・グッゲンハイム賞（1935年）
• フランクリンメダル（1938年）
• ウースター工科大学名誉工学博士（1938年）^[2]
• 米国科学アカデミージョン・J・カーティ賞（1945年）^[7]
• アメリカ機械学会賞（1945年）
• 大統領功労勲章（1946年）^[2]
• ライト兄弟記念トロフィー（1948年）^[2]
• スタンフォード大学のデュランビル
• モフェット連邦飛行場近くのデュランドロード^[8]

ウースターにいる間、デュランドはミシガン州立大学の理事会のメンバーからアプローチを受けた。ミシガン州立大学は機械工学プログラムを創設し、それを率いる人材を探していた。デュランドはその役職を受け入れ、1887年9月15日付けでアメリカ海軍の任務を辞した。^[9]

デュランドはミシガン州ランシングにあるミシガン州立大学で4年間勤務し、機械工学科を創設した。^[2]

1891年春の終わりに、デュランドはインディアナ州ラファイエットのパーデュー大学で機械工学の教授職を引き受けた。夏の終わりに、デュランドはコーネル大学シブリー・カレッジのディレクター、ロバート・H・サーストンが、同カレッジの造船学と海洋工学の大学院を率いる人材を探していることを知った。サーストンはデュランドを雇うことに同意し、パーデュー大学の管理者は、デュランドがパーデュー大学にふさわしい後任を見つけられるなら彼を解雇することに同意した。ミネソタ大学のジョン・ジョセフ・フラザー教授がパーデュー大学の職を引き受け、デュランドはコーネル大学に向かった。到着後まもなく、デュランドはシブリー学部の秘書になった。^[2]

1892年、デュランドは1886年にコーネル大学で設立された工学部の優等生クラブであるシグマ・サイの会員に選出された。デュランドは後に1936年に同協会の全国会長に就任した。^[2]

デュランがコーネル大学在学中に注目すべきと考えていた 3 つの業績は、対数紙の開発、平均放射状プラニメータの理論的かつ機械的な開発、および船舶用プロペラの研究でした。

1893年、デュランは対数グラフ用紙を開発し、発表した。対数目盛りは、表される値の対数に比例した距離で区切られている。 コイフェル・アンド・エッサー社は、 1936年になっても、この対数グラフ用紙を「デュランの対数グラフ用紙」として総合カタログに掲載していた。^[10]

1893年、デュランは極座標にプロットされた値を平均化する放射状プラニメーターを数学的に説明した論文を発表しました。もともと放射状プラニメーターは学術的な関心の対象に過ぎませんでしたが、10年後には時計駆動の記録装置が使用されるようになりました。デュランは理論に基づいて実用的な装置を作成しました。彼はその装置の特許を取得し、特許が切れるまでその装置を製造していた科学機器会社からロイヤリティを受け取りました。^[2]

デュランドはコーネル大学在学中に、船舶用スクリュープロペラの動作理論に関する研究を行った。カーネギー研究所の資金援助により、水力研究所にプロペラ研究用のコンクリート製運河が建設された。数年にわたって、ピッチと比率の異なる直径12インチのプロペラ模型が約49個テストされた。^[2]

1903年10月25日、ロバート・サーストンが亡くなり、コーネル大学が後任を探している間、デュランドがシブリー・カレッジの臨時ディレクターとなった。スタンフォード大学のAWスミスがディレクターに就任すると、スタンフォード大学の学長デビッド・スター・ジョーダンは、スミスの退職によって生じた空席を埋めるため、デュランドにスタンフォードでのポストを提供した。デュランドはその申し出を受け入れ、1904年8月にスタンフォードに転勤した。^[2]

デュランドは機械工学部の部長であり、電気工学部の部長代理でもあった。デュランドはコーネル大学からHJライアンを電気工学部の部長として採用し、ライアンは1905年から1934年に亡くなるまでその職を務めた。^[2]

1906年4月20日午前5時20分、デュランは1906年サンフランシスコ地震で目覚めた。ルイ・アガシーの大理石像が頭から倒れ、コンクリートの歩道を突き破った。大学の学長ジョーダンは「アガシーは常に頑固な科学者だった」と評した。デュランは、秋に大学を再開できるよう、廃墟を片付けて臨時の修理を行う任務を負った技術者委員会に任命された。スタンフォード大学は秋学期に向けて9月に再開し、再建は1908年まで完了しなかった。^[2]

1912年、デュランは1915年のパナマ・パシフィック国際博覧会に合わせて開催された工学会議の準備のため、運営委員会の委員長を務めた。ジョージ・ワシントン・ゴータルスが同会議の名誉会長を務めた。その後、デュランは会議で発表された論文を18巻に編集し、購読者に郵送した。^[2]

1914年、デュランはワシントンDCでスミソニアン協会のチャールズ・ドゥーリットル・ウォルコット長官が開催した会議に出席した。目的は航空科学と米国政府との関係への関心を高めることだった。この会議の結果、議会は航空諮問委員会（後の国家航空諮問委員会）を組織する法案を可決し、「飛行の問題の実際的な解決を視野に入れた科学的研究を監督、指導する」ことになった。^[2] この委員会は12名の委員で構成され、陸軍と海軍から2名ずつ、スミソニアン協会、気象局、国立規格協会から1名ずつが選出された。さらに5名が「民間または軍事の航空科学の必要性に精通しているか、航空工学または関連科学に精通している」者として選出された。陸軍通信主任ジョージ・P・スクリブン准将が委員会の委員長を務め、ウォルコットが執行委員会の委員長に選出された。ウッドロウ・ウィルソン大統領はデュランドを委員会の民間人メンバーの一人に任命した。^[2]

デュランドは1916年秋、全委員会の第2回会議でNACAの議長に就任した。^[2]

デュランドは、コーネル大学で行った船舶用プロペラの研究をモデルにした航空機用プロペラの研究の必要性をNACAに提案した。委員会はこれに同意し、スタンフォード大学が試験の実施を請け負った。EPレスリー教授と協力しながら、デュランドはその後12年から15年にわたって航空プロペラの研究を行った。試験結果は委員会に提出され、毎年報告書として発表された。^[2]

1917年4月、アメリカはドイツに宣戦布告した。デュランはスタンフォード大学を休学し、NACAでフルタイムで働くことに専念した。アメリカは戦闘機についてはイギリスとフランスに頼りながら、訓練機、偵察機、爆撃機の開発に集中した。NACAはリバティ航空エンジンの開発を指揮した。^[2]

戦争初期、航空機の急速な改良を阻んだのは航空機特許に関する懸念であった。これに対処するため、航空機業界のリーダーによる会議が招集された。数回の会議を経て、戦争中すべての重要な航空機特許を共同使用することを求める相互ライセンス契約が締結された。 ^[2]

デュランは航空地上学校の設立に尽力し、6～10の大学に航空地上学校の設立に尽力した。地上学校のカリキュラムには航空機制御、飛行理論、科学、気象学が含まれていた。^[2]

デュランが初めて飛行機に乗ったのは1917年のことである。その年、イタリア政府はジェノバ市で製造された大型三葉機を米国政府関係者に販売目的で展示していた。4、5人の政府関係者の一行がラングレー飛行場からワシントンD.C.まで120マイル、1時間以上かけて旅をした。 ^[2]

1917年、デュラン、冶金学者のヘンリー・M・ハウ博士、アメリカ電話電信会社の主任技術者ジョン・J・カーティ博士が米国科学アカデミーに選出され、アカデミーの工学部門の中核を形成した。^[2]

1917 年秋、デュランは航空機用ターボ過給機の開発に着手した。NACA は、フランス人エンジニアのオーギュスト・ラトーがターボ駆動の空気圧縮機を使用して高高度用のエンジンを開発しようとしているという不完全な報告を受け取っていた。ジェネラル・エレクトリックのガスタービン部門でキャリアを始める 20 年前にコーネル大学でガス駆動ターボエンジンに取り組んだサンフォード・A・モスという大学院生を思い出し、デュランは GE の社長 EW ライス氏にモス博士の協力を要請する手紙を書いた。この後、ターボ過給機はモスのライフワークとなった。^[2]

1918年5月11日、ウッドロウ・ウィルソン大統領は、全米科学アカデミーの実務部門である全米研究会議を設立する大統領令に署名した。 ^[11]デュランドは工学部門の責任者に任命された。NACAとNRCはどちらもワシントンのマンジー・トラスト・ビルに2階ずつ離れたオフィスを持っていた。デュランドは1日に何度も階段を上ったりエレベーターに乗ったりして両者の間を行き来した。^[2]

1917年12月、デュランは主任助手カール・T・コンプトンと他の2名を伴ってパリに赴き、科学の戦争への応用の発展について継続的かつ緊密な連絡を保った。到着後、デュランは米国大使館の科学担当官の肩書を与えられたが、大使ウィリアム・グレイブス・シャープとは独立して活動した。彼は大使館の外交バッグを利用してワシントンに報告書を送った。^[2]

1918年3月、デュランはドイツのパリ砲によるパリ砲撃を経験した。早朝の空襲警報が鳴った後、デュランは空襲を目撃するためにコンコルド広場まで歩いた。オベリスクに到着すると爆発音が聞こえたが、飛行機は見えなかった。空を探していると、別の爆発が起こった。砲撃は一日中続き、15分から20分ごとに砲弾が着弾した。1発はデュランのすぐ近くに着弾し、チュイルリー庭園を襲った。^[2]

1918年6月、デュランはパリからロンドンへ旅し、王立航空協会の毎年恒例のウィルバー・ライトとオービル・ライトの記念講演を行った。2000人の聴衆を前に、デュランは戦争遂行の要素としての航空機の設計、製造、運用の問題について講演した。この講演を機に、デュランは協会の会員に選出された。^[2]

1918年11月11日の休戦により第一次世界大戦は終結した。デュランドは1919年2月22日にスタンフォード大学に戻り、教職に復帰した。^[2]

1924年、デュランドはスタンフォード大学の定年退職年齢である65歳に達し、名誉教授となった。デュランドは1915年にNACAの下で開始された模型飛行機のプロペラの研究を継続した。^[2]

1924年秋、デュランドは1925年から1926年までの1年間の任期でアメリカ機械学会の会長に選出された。デュランドは1883年にUSSテネシーに乗船中に入会して以来、同学会の継続的な会員であった。学会本部の近くに住むため、デュランドは在任中はニューヨーク州ブルックリンに住んでいた。 ^[2]

1924年9月10日、ハーバート・フーバー商務長官はデュランドに 標準局の訪問委員会のメンバーになるよう依頼した。委員会は1年間に数回標準局を訪問し、局長と協議して助言し、標準局と外部団体とのパイプ役を務めた。デュランドは数年間委員会のメンバーを務めた。^[2]

1925年春、デュランドはカルビン・クーリッジ大統領からアメリカ海軍兵学校の訪問委員会に任命された。委員会は学校を訪問し、授業に出席したり、訓練や演習を観察したり、学校の全体的なパフォーマンスを観察したりした。^[2]

1925年9月3日、アメリカ海軍の飛行船 シェナンドー がオハイオ州南東部で墜落した。アメリカ陸軍のビリー・ミッチェル将軍は、陸軍省と海軍省が「刑事過失」によって事故を起こしたと非難した。陸軍はミッチェル将軍を軍法会議にかけた。世論の圧力により、クーリッジ大統領はドワイト・モローを委員長とする航空調査委員会を設置した。^[12]

1925年9月11日、デュランドはラジオでクーリッジ大統領が彼を委員会に任命したことを知った。委員会の任務は、国家防衛に関連した航空学を研究し、戦時における航空機開発の政策について大統領に助言することであった。委員会は、モローが委員長、アーサー・C・デニソン米判事が副委員長、デュランドが書記、ハイラム・ビンガム、ジェームズ・S・パーカー、カール・ヴィンソン、ジェームズ・G・ハーバード少将（退役）、フランク・F・フレッチャー少将（退役）、ハワード・E・コフィンで構成されていた。^[13]

委員会の最初の会議はホワイトハウスで開催され、デュランドが委員会の書記に選ばれた。数週間にわたる会議で専門家の証言を聴取し協議した後、委員会は大統領に報告書を提出し、軍用機と海軍機の短期開発計画を勧告した。報告書はさらに、陸軍省と海軍省内に軍事担当次官と海軍機担当次官のオフィスを設けることを勧告した。^[2]

1926年か1927年に、デュランはダニエル・グッゲンハイムから航空学振興のためのダニエル・グッゲンハイム基金の評議員会に参加するよう招かれた。評議員会はデュランに、航空学の百科事典を作成するという提案について勧告するよう依頼した。デュランは、航空学の分野全体がまだ急速に発展しており、百科事典的な概観は急速に時代遅れになるとすぐに判断した。彼は代わりに、流体力学の理論とその航空学への応用は、百科事典になるほど成熟し安定していると勧告した。評議員会は同意し、デュランにその取り組みの指揮と監督を任せた。デュランはその後6年間、フルタイムで百科事典の作成に取り組んだ。彼はヨーロッパに渡り、最も適任の著者を探すためアーヘン大学のセオドア・フォン・カルマンと会った。25人の著者が6巻20課を執筆し、合計2200ページになった。アメリカの出版社は、販売数への懸念から、この百科事典の印刷には応じなかった。 ベルリンのシュプリンガー社が英語版の出版に同意した。^[14]

最終巻は1936年に出版された。^[2]

第二次世界大戦中、この百科事典の需要が再び高まり、カリフォルニア工科大学でオフセット印刷による第2版が印刷された。^[2]

1926年にデュランドとEPレスリーは、風洞と自由飛行でのプロペラ 効率の比較について報告しました。 ^{[15]レスリーは}VE-7で7つのプロペラをテストしました。デュランドの風洞モデルはレスリーの測定値と同様の効率を示しましたが、推力の発生と吸収電力では6%から10%遅れていました。

1927年、デュランドはアメリカ合衆国内務省労働長官顧問団の一員となった。同委員会はコロラド川を調査し、毎年の洪水、沈泥、水力発電の開発、灌漑やカリフォルニア州ロサンゼルスなどの都市による水利用に対する解決策を見つける任務を負った。^[2]

1935年2月12日、米海軍の硬式飛行船 USS メイコンがカリフォルニア州ポイントサー沖で嵐に遭い墜落した。調査は海軍調査委員会と科学検討委員会によって行われた。 ^{[16]科学諮問委員会の委員長}カール・T・コンプトンが海軍長官クロード・スワンソンの要請により飛行船特別委員会を任命した。委員会のメンバーはカリフォルニア工科大学のロバート・A・ミリカンとセオドア・フォン・カルマン、 MITのウィリアム・ホフガード、スタンフォード大学のデュランドとスティーブン・ティモシェンコ、ベル電話研究所のフランク・B・ジューエット、ゼネラルモーターズのチャールズ・F・ケタリングで、委員長はデュランドであった。^[17]

米国海軍省の要請により、全米科学アカデミーは、船舶の横揺れ防止装置を調査するため、デュランドを委員長とする委員会を設立した。航空母艦などの船舶を安定させる能力は、航空機の着陸時に非常に役立つであろう。委員会はブルックリン海軍工廠に実験室を設立した。^[2]ニコラス・ミノルスキー博士は、1934年から1940年まで海軍の船舶の横揺れ安定化に取り組み、1938年には5トンの模型船にアクティブタンク安定化システムを設計した。^[18] このシステムの実物大バージョンはUSS ハミルトンでテストされたが、操縦安定性の問題が生じた。非常に有望な結果が出始めたが、第二次世界大戦の勃発により、ハミルトンが現役に召集され、5トンの模型は保管されたため、それ以上の開発は中断された。^{[2] [18]}

1941年3月、NACAのヴァネヴァー・ブッシュ会長は当時82歳だったデュランに、航空機用ジェット推進の研究と開発を行う委員会の委員長を務めるよう依頼した。委員会はゼネラル・エレクトリック、ウェスティングハウス、アリス・チャルマーズのメンバーで構成されていた。委員会は、設計の多様性を促進するために、3社が別々にジェットエンジンの開発に取り組むことに早い段階で合意した。^[2]

航空隊長ヘンリー・H・アーノルドはイギリスからホイットルのジェットエンジンを入手し、テストとコピーのためにマサチューセッツ州リンにあるGEのガスタービン部門に引き渡した。ゼネラル・エレクトリックはこれをJ31に開発した。デュランドは1942年7月13日、マサチューセッツ州リンでサンフォード・A・モスとともにエンジンの静的テストに立ち会った。モスは第一次世界大戦中にゼネラル・エレクトリックにターボスーパーチャージャーの開発を依頼していた技術者である。モスはGEを退職していたが、ジェットエンジンのコンサルタントとして働いていた。施設のマネージャーが会話を録音しているように、デュランドとモスはターボスーパーチャージャーの初期の開発について話し合った。1941年10月2日、デュランドはムロック陸軍飛行場（現在のエドワーズ空軍基地）でJ31を搭載したベルP-59エアラコメットの公式初飛行に立ち会った。デュランは1941年4月2日から1945年7月7日までジェットエンジンの開発を指揮したが、その時点でデュランは86歳であった^[2]

また、1941年春の初めから、デュランドは全米研究会議の工学部門の議長を務めた。デュランドは勤務日を分け、午前はNACA、午後はNRCで勤務した。デュランドはブラウン大学のNRC部門事務局長ウィリアム・H・ケナーソンの多大な支援を受けた。^[2]

• ダム、設計と建設に関する文書、1903-1956（3フィート）は、スタンフォード大学図書館の特別コレクションおよび大学アーカイブ部門に保管されています。
• ウィリアム・F・デュランド文書、1893-1979年（1.25フィート）は、スタンフォード大学図書館の特別コレクションおよび大学アーカイブ部門に保管されています。

• 米国科学アカデミー伝記
• ウィリアム・フレデリック・デュランド USS メイフラワー号の航海実習日誌、1879 MS 348、米国海軍兵学校のニミッツ図書館特別コレクションおよびアーカイブに所蔵
• Find a Graveのウィリアム・フレデリック・デュランド