Sir Charles Edward Inglis , OBE , FRS ( / ˈɪŋɡəlz / ; [ 1] 31 de julio de 1875 - 19 de abril de 1952) fue un ingeniero civil británico. Hijo de un médico, se educó en el Cheltenham College y ganó una beca para el King's College, Cambridge , donde más tarde forjaría una carrera como académico. Inglis pasó un período de dos años en la empresa de ingeniería dirigida por John Wolfe-Barry antes de regresar al King's College como profesor. Trabajando con los profesores James Alfred Ewing y Bertram Hopkinson , realizó varios estudios importantes sobre los efectos de la vibración en las estructuras y los defectos en la resistencia de las placas de acero.
Inglis sirvió en los Royal Engineers durante la Primera Guerra Mundial e inventó el puente Inglis, un sistema de puentes de acero reutilizables, precursor del más famoso puente Bailey de la Segunda Guerra Mundial. En 1916 fue puesto a cargo del diseño y suministro de puentes en el Ministerio de Guerra y, junto con Giffard Le Quesne Martel , fue pionero en el uso de puentes temporales con tanques. Inglis se retiró del servicio militar en 1919 y fue nombrado Oficial de la Orden del Imperio Británico . Regresó a la Universidad de Cambridge después de la guerra como profesor y director del Departamento de Ingeniería . Bajo su liderazgo, el departamento se convirtió en el más grande de la universidad y una de las escuelas de ingeniería mejor consideradas del mundo. Inglis se retiró del departamento en 1943.
Inglis estuvo asociado con la Institution of Naval Architects , Institution of Civil Engineers , Institution of Mechanical Engineers , Institution of Structural Engineers , Institution of Waterworks Engineers y British Waterworks Association; formó parte de varios de sus consejos y fue elegido presidente de la Institution of Civil Engineers para la sesión de 1941-42. También fue miembro de la Royal Society . Inglis formó parte de la junta de investigación que investigó la pérdida del dirigible R101 y fue presidente de un comité de modernización ferroviaria del Ministerio de Transporte de Guerra en 1946. Nombrado caballero en 1945, pasó sus últimos años desarrollando sus teorías sobre la educación de los ingenieros y escribió un libro de texto sobre mecánica aplicada . Ha sido descrito como el mayor profesor de ingeniería de su tiempo y tiene un edificio nombrado en su honor en la Universidad de Cambridge.
Charles Inglis fue el segundo hijo del Dr. Alexander Inglis ( médico general en Worcester ) y su primera esposa, Florence, hija del propietario del periódico John Frederick Feeney . [2] Su hermano mayor fue el historiador John Alexander Inglis FRSE [3] Su padre, Alexander Inglis, nació en Escocia en una familia respetable: su abuelo, John Inglis , fue almirante de la Marina Real y había capitaneado el HMS Belliqueux en la batalla de Camperdown en 1797. [4]
Charles Inglis nació el 31 de julio de 1875. No se esperaba que sobreviviera y fue bautizado apresuradamente en el salón de su padre; su madre murió por complicaciones once días después. [4] Su familia se mudó a Cheltenham e Inglis fue educado en el Cheltenham College de 1889 a 1894. En su último año, fue elegido delegado y recibió una beca para estudiar el examen final de matemáticas en el King's College, Cambridge . [5] [6] Inglis fue el 22º vaquero [nb 1] cuando recibió su licenciatura en Artes en 1897; permaneció allí durante un cuarto año, logrando honores de primera clase en Ciencias Mecánicas. [6] [8] Inglis era un deportista entusiasta y disfrutaba de las carreras de larga distancia, la caminata, el montañismo y la navegación. En Cambridge, casi logró un azul para carreras de larga distancia, pero se vio obligado a retirarse de una carrera importante debido a un tirón muscular. [5] También era seguidor del equipo de rugby de la Universidad de Cambridge y veía sus partidos en Grange Road . [9]
Después de graduarse, Inglis comenzó a trabajar como aprendiz para la firma de ingeniería civil John Wolfe-Barry & Partners . [2] [5] Trabajó como dibujante en la oficina de dibujo durante varios meses antes de ser asignado a Alexander Gibb , quien actuaba como ingeniero residente en una extensión del Metropolitan District Railway entre Whitechapel y Bow . [2] [5] Inglis fue responsable del diseño y la supervisión de los trece puentes de la ruta. [2] [8] [10] Fue durante este tiempo que comenzó su estudio de por vida de la vibración y sus efectos sobre los materiales, particularmente los puentes. [2]
En 1901, Inglis fue nombrado miembro del King's College después de escribir una tesis titulada The Balancing of Engines (El equilibrio de los motores ) , el primer tratamiento general del tema , que se estaba volviendo cada vez más importante debido a las crecientes velocidades de las locomotoras. [2] [10] En el mismo año, recibió su título de Máster en Artes y fue aceptado como miembro asociado de la Institución de Ingenieros Civiles (ICE) después de ganar el Premio Miller de la institución por su trabajo estudiantil sobre Los métodos geométricos en la investigación de problemas mecánicos . [2] [6] [11] Inglis dejó su empleo en Wolfe-Barry, después de haber completado dos años de su aprendizaje de cinco años, para regresar al King's College y convertirse en asistente de James Alfred Ewing , profesor de mecanismo y mecánica aplicada. [2] [6] [12] Inglis mantuvo su interés en el equilibrio de motores y presentó una patente estadounidense el 16 de abril de 1902 para un motor mejorado con los cilindros montados de extremo a extremo para equilibrar las fuerzas que actúan entre ellos. [13]
El profesor Ewing dejó la universidad en 1903 para convertirse en el primer Director de Educación Naval en el Almirantazgo , pero Inglis permaneció; fue nombrado demostrador universitario en mecanismos por el profesor Bertram Hopkinson , sucesor de Ewing, y trabajó con él para estudiar los efectos de la vibración. [2] [6] [10] Inglis fue ascendido a profesor de ingeniería mecánica en 1908. [6] Hopkinson reconoció las habilidades académicas de Inglis y le asignó la carga docente más pesada de todo el personal, cubriendo estática, dinámica, teoría de ingeniería estructural, ingeniería de materiales, dibujo, equilibrio de motores y diseño de vigas de acero y hormigón armado. [8] Inglis recordó más tarde que si deseaba aprender más sobre un tema, se ofrecía voluntario para enseñar un curso sobre él. [14] A partir de 1911, Inglis se involucró en la ingeniería hidráulica y sirvió en la junta directiva de la Cambridge University and Town Waterworks Company , desempeñándose como vicepresidente de 1924 a 1928 y presidente de 1928 a 1952. [15]
Inglis realizó investigaciones sobre el problema de la fractura en las placas metálicas de los cascos de los barcos y notó que los agujeros de los remaches a lo largo del camino de una grieta a menudo se deformaban en una forma elíptica. [16] Este fenómeno lo llevó a investigar la magnificación de la tensión causada en los bordes de un defecto elíptico; en 1913 publicó un artículo de sus teorías que ha sido descrito como su contribución más importante a la ingeniería y el primer trabajo moderno serio sobre la fractura de materiales. [17] [18] [19] Alan Arnold Griffith más tarde se basó en el artículo de Inglis para su trabajo sobre la aparente discrepancia entre las resistencias calculadas y reales de los materiales . [2] El artículo de Inglis de 1913 ha sido citado por alrededor de 1.200 trabajos posteriores. [20]
Inglis se había casado con Eleanor Moffat, hija del teniente coronel Herbert Moffat de los South Wales Borderers , en 1901, habiéndose conocido durante unas vacaciones en Suiza. [10] Vivieron en Maitland House, Cambridge , hasta 1904, cuando Inglis construyó una casa a la que llamó Balls Grove en la cercana Grantchester , donde nacieron sus dos hijas y la familia residió hasta 1925. [2] [10] Más tarde se mudaron a 10 Latham Road, que Inglis rebautizó como Niddrys en honor a la primera dirección conocida de sus antepasados en Edimburgo. [10]
Inglis participó en el Cuerpo de Entrenamiento de Oficiales de la Universidad de Cambridge (CUOTC), siendo nombrado segundo teniente el 24 de mayo de 1909. [21] Sirvió con el destacamento de ingeniería del CUOTC y notó que cuando la unidad se desplegaba en días de campo con el resto de la fuerza, a menudo tenía poco que hacer. [8] Para remediar esto, Inglis diseñó un puente de acero reutilizable, con la intención de que la unidad pudiera erigirlo y desmantelarlo en una sola tarde. [8] Un general del ejército que estaba inspeccionando la unidad notó su diseño y le ofreció un consejo: "Si estás haciendo algo para el ejército, hazlo simple, sin artilugios complicados". [2] [8] Tras el estallido de la Primera Guerra Mundial en 1914, Inglis se ofreció como voluntario para el servicio activo en el ejército británico y fue incluido oficialmente como instructor asistente en la Escuela de Ingeniería Militar , con el rango temporal de teniente . [22] El ejército expresó interés en el diseño del puente de Inglis; Fue aprobado para su uso por un panel de oficiales del ejército que incluía al general que había comentado por primera vez el diseño, a quien Inglis le dijo: "Espero, señor, que encuentre que he aprovechado su consejo". [8] El diseño permaneció en servicio en el ejército británico hasta que se introdujo el puente Bailey de mayor capacidad durante la Segunda Guerra Mundial . [23] [24]
El puente Inglis fue diseñado para que todos sus componentes pudieran ser movidos solo por mano de obra; además, podía erigirse con pocas herramientas en un corto período de tiempo: una tropa de 40 zapadores podía erigir un puente de 60 pies (18 m) en 12 horas. [24] El diseño estaba compuesto por una serie de bahías de celosía Warren de 15 pies (4,6 m) hechas de secciones de acero tubular, con una longitud máxima de seis bahías (90 pies o 27 metros). [24] El diseño pasó por tres revisiones, con el Mark II reemplazando los tubos de longitud variable del diseño original con otros de longitud idéntica y, durante la Segunda Guerra Mundial, el Mark III usando acero de mayor resistencia pero diámetros de tubo más pequeños, aumentando la capacidad de carga a 26 toneladas largas (26 t). [23] [24] Además de su diseño de puente, durante el curso de la guerra desarrolló la similar Torre de Observación Tubular Inglis. [11] Inglis recibió una patente estadounidense para su puente el 25 de abril de 1916 y para el tipo de juntas utilizadas en él el 26 de junio de 1917. [25] [26]
En 1916, Inglis fue puesto a cargo del diseño y suministro de puentes en el Ministerio de Guerra , en cuyo papel fue un defensor del mayor uso de puentes de vigas en aplicaciones militares. [17] [27] [28] Fue Inglis el primero en demostrar al ejército que los componentes pesados esenciales para los puentes de vigas no impedían su rápido montaje en condiciones de campo. [17] Esto condujo al mayor uso de tales puentes, particularmente el Puente Inglis, para tanques más tarde en la guerra. [17] Recibió el ascenso al rango de capitán en la Lista General de Oficiales el 6 de mayo de 1916 y se convirtió en capitán de personal adscrito al Ministerio de Guerra el 26 de junio de 1917. [29] [30] Fue ascendido al rango brevet de mayor como parte de los Honores del Cumpleaños del Rey el 3 de junio de 1918 y más tarde ese año trabajó con Giffard Le Quesne Martel para desarrollar algunos de los primeros tanques de tendido de puentes . [31] [32] Inglis se retiró del ejército el 9 de marzo de 1919, habiendo sido recompensado por su servicio militar con un nombramiento como Oficial de la Orden del Imperio Británico . [2] [33]
Inglis regresó a Cambridge en 1918 y fue nombrado profesor de Mecanismo y Mecánica Aplicada (rebautizado como Ciencias Mecánicas en 1934). [2] [34] El 25 de marzo de 1919, fue seleccionado para dirigir el Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge como sucesor de Hopkinson, quien había muerto en un accidente aéreo el año anterior. [2] Aunque no realizó cambios radicales, como los que habían ocurrido bajo sus predecesores, bajo la supervisión de Inglis el departamento se convirtió en el más grande de la universidad y una de las mejores escuelas de ingeniería del mundo. [2] Fue responsable de expandir el departamento para satisfacer la creciente demanda de ingenieros de la posguerra y de la mudanza de su sede tradicional en Free School Lane . [35] Inglis adquirió la Casa Scroope de 4 acres (1,6 ha) en Trumpington Street para el departamento y construyó un laboratorio de 50.000 pies cuadrados (4.600 m 2 ) en el sitio en 1923, seguido en 1931 por una estructura que contenía salas de conferencias y una oficina de dibujo. [15]
En Cambridge, los estudiantes de Inglis incluyeron a Sir Frank Whittle (desarrollador del motor a reacción ), James N. Goodier (ingeniero mecánico y académico), Sir Morien Morgan (llamado el "Padre del Concorde ") y Beryl Platt, baronesa Platt (noble conservadora). [36] [37] [38] También estuvo en contacto con el ingeniero ferroviario ruso Yury Lomonosov y dio conferencias al bioquímico Albert Chibnall . [39] [40] A pesar de ser mentor de algunos de los mejores ingenieros de su generación, Inglis era realista sobre las intenciones reales de muchos de sus estudiantes en ese momento. En cierta ocasión, dijo a una nueva clase: «Sus padres, señores, los han enviado a Cambridge para que se eduquen, no para convertirse en ingenieros. Sin embargo, creen que estudiar ingeniería es una muy buena manera de educarse. Sin embargo, en diez años, el 90% de ustedes se habrán convertido en gerentes, ya sea de diseño, fabricación, ventas, investigación o incluso departamentos de contabilidad en la industria. El 10% restante de ustedes se habrán convertido en abogados de éxito, novelistas y cosas por el estilo». [41] Sin desanimarse, Inglis trató de dar a sus estudiantes la educación en ingeniería más amplia posible, que cubriera todos los campos para evitar que se vieran «atrapados por una especialización prematura». [15]
Inglis tenía estrechos contactos con la industria y pudo establecer una cátedra de ingeniería aeronáutica y vínculos con una estación de vuelo experimental cercana del Ministerio del Aire. [42] También tuvo éxito en organizar con el Ministerio de Guerra que los oficiales de Ingenieros Reales estudiaran los exámenes finales de ingeniería en la universidad. [35] La universidad recibió elogios por la calidad de su enseñanza durante el mandato de Inglis, aunque su departamento ha sido criticado por su "comparativo descuido de la investigación original". [42] A partir de 1923, se involucró en el análisis de la vibración y sus efectos en los puentes ferroviarios, incluido un período que pasó trabajando con Christopher Hinton durante el último año de este último como estudiante en Cambridge. [34] [43] Inglis fue designado para un subcomité del Comité de Estrés de Puentes del Departamento de Investigación Científica e Industrial del gobierno británico por Ewing, quien era presidente, y se convirtió en responsable de casi todas las matemáticas de la investigación. [34] Inglis derivó una teoría que permitió la evaluación precisa de las vibraciones causadas por la fuerza del golpe de martillo impartida al puente por las locomotoras, y el informe del comité de 1928 incluyó recomendaciones de que la fuerza del golpe de martillo se incluyera en los cálculos de diseño de puentes en el futuro. [34] Durante el curso de este trabajo, Inglis pudo demostrar que la mayor oscilación de los puentes a velocidades del tren superiores a las que correspondían con la frecuencia natural del puente se debía a la influencia de la suspensión de la locomotora, la primera vez que se explicaba este fenómeno. [44] El trabajo de Inglis sobre la vibración del puente ha sido descrito como su investigación más importante de posguerra. [34] Continuó el trabajo utilizando una serie armónica y el método de Macaulay para aproximar la vibración de vigas de distribución de masa no uniforme o módulo de flexión . [45] Este trabajo está relacionado con el método posterior utilizado por Myklestad y Prohl en el campo de la rotordinámica . [45]
Inglis fue elegido miembro de la Institución de Ingenieros Civiles en 1923 y se convirtió en miembro de su consejo en 1928. [11] Fue muy activo profesionalmente y también sirvió en los consejos de la Institución de Arquitectos Navales , la Institución de Ingenieros Estructurales y la Institución de Ingenieros de Obras Hidráulicas; fue miembro honorario de la Institución de Ingenieros Mecánicos . [6] [15] [46] Inglis también fue un escritor prolífico, publicando 25 libros y artículos académicos sobre una amplia gama de temas de ingeniería. [9] Recibió la Medalla Telford del ICE en 1924 por un artículo titulado La teoría de las oscilaciones transversales en vigas y su relación con la carga viva y la tolerancia de impacto . [6] En 1926, fue designado para una Comisión Real que consideraba el tráfico transfluvial en Londres con especial referencia a los puentes de Waterloo y St Paul . [47] Inglis fundó la Asociación de Ingenieros de Cambridge para promover actividades sociales en la Universidad, y vio a Sir Charles Parsons designado como su primer presidente en 1929. [36] Ese mismo año, la Universidad de Edimburgo le concedió el título honorario de Doctor en Derecho . [2] [11]
En 1930, Inglis fue nombrado miembro de la junta de investigación que investigó el accidente del dirigible R101 , y ese mismo año fue nombrado miembro de la Royal Society . [6] [15] Fue miembro del Comité Asesor de Investigación Científica del Ferrocarril de Londres, Midland y Escocia de 1931 a 1947 y realizó numerosos experimentos en su nombre en los laboratorios de Cambridge. [44] Pudo demostrar los factores detrás de la oscilación de caza , una oscilación violenta de los vagones de ferrocarril, y desarrolló equipos de prueba para aproximarse al desgaste de las vías y las ruedas del ferrocarril en el campo. [44]
Inglis publicó el libro A Mathematical Treatise on Vibrations in Railway Bridges en 1934, que fue descrito por un crítico como "un recurso valioso tanto para el matemático como para el ingeniero", y también presentó varios artículos sobre el tema a la Institution of Civil Engineers (ICE). [44] [48] Inglis pronunció la conferencia conmemorativa Trevithick para la ICE en 1933 y fue elegido presidente de la British Waterworks Association en 1935. [6] [49] En esa época, fue nombrado miembro del consejo de gobierno del Cheltenham College, del que siguió siendo miembro durante el resto de su vida. [2] Inglis fue el presidente del Congreso Internacional de Mecánica Teórica y Aplicada de 1934 celebrado en Cambridge, uno de los congresos que dieron origen a la IUTAM . [50] [51] Fue uno de los proponentes de la beca de la Royal Society para Andrew Robertson , el ingeniero mecánico, en 1936. [52]
Inglis debía retirarse de la universidad en 1940, pero fue persuadido de permanecer otros tres años para que John Baker pudiera ser nombrado en su lugar. [27] El interés en el puente del ejército de Inglis se reavivó en la Segunda Guerra Mundial y el diseño Mark III se introdujo en 1940. [53] Inglis solicitó una patente de los Estados Unidos para el tipo particular de cerchas triangulares utilizadas en su puente en 1940; que fue aprobada y concedida en 1943. [54] Las pruebas de un prototipo del Mark III revelaron una debilidad en la cuerda superior de la cercha y el rediseño posterior complicó el proceso de producción. [53] Si bien el puente se produjo en cantidades limitadas a partir de 1940, fue reemplazado en gran parte por el puente Bailey , introducido en 1941, un hecho que decepcionó a Inglis. [17] [23] [53] El diseño de Inglis permaneció en servicio durante algún tiempo debido a la falta de recursos para la producción del puente Bailey y estuvo en servicio en áreas de retaguardia y con la 1.ª División de Infantería Canadiense . [55]
Inglis fue elegido presidente del ICE para la sesión de 1941-42, tras haber sido vicepresidente en 1938, y pronunció un discurso inaugural sobre la educación de los ingenieros que fue juzgado como uno de los mejores jamás dados. [11] [46] [49] En su discurso, afirmó que "el alma y el espíritu de la educación es ese hábito mental que permanece cuando un estudiante ha olvidado por completo todo lo que le han enseñado", una cita que desde entonces ha sido utilizada por varias organizaciones para describir la importancia de una educación en ingeniería. [56] [57] [58] Pronunció la Conferencia Thomas Hawksley sobre "Principios y aplicaciones giroscópicas" para la Institución de Ingenieros Mecánicos en 1943 y la quincuagésima conferencia James Forrest del ICE sobre "Vibraciones mecánicas, su causa y prevención" en 1944, siendo galardonado con la medalla Charles Parsons del ICE el mismo año. [6] [11] [59] En 1945, dio la Conferencia Parsons Memorial en la Institución de Ingenieros y Constructores Navales de la Costa Noreste, en la que presentó su Método de Función Básica, una alternativa al uso de series de Fourier para el análisis de vibraciones en vigas. [45]
Tras su jubilación como jefe de departamento, Inglis sirvió como vicerrector del King's College de 1943 a 1947. [6] Recibió el título de caballero en los honores del cumpleaños del rey en 1945, y en 1946 fue designado presidente del comité encargado de asesorar al Ministro de Transporte de Guerra sobre la modernización ferroviaria. [15] [60] Inglis continuó desarrollando sus teorías sobre la enseñanza de la ingeniería y escribió en las Actas de la Institución de Ingenieros Mecánicos en 1947 sobre la enseñanza de las matemáticas de ingeniería: "Las matemáticas [requeridas por los ingenieros], aunque deben ser sólidas e incisivas en la medida de lo posible, no necesitan ser de esa calidad artística y exaltada que exige la mentalidad del verdadero matemático. Se las puede denominar matemáticas de la variedad de la apertura de latas, y en contraste con los verdaderos matemáticos, los ingenieros están más interesados en el contenido de la lata que en la elegancia del abrelatas empleado". [61] Publicó el libro de texto Mecánica Aplicada para Ingenieros en 1951, tras lo cual pasó tres meses como profesor visitante en la Universidad de Witwatersrand en Sudáfrica. [2] [9] Su esposa, Lady Eleanor Inglis, murió el 1 de abril de 1952, y Charles murió dieciocho días después en Southwold , Suffolk. [2] [9] El edificio Inglis del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge lleva su nombre en su honor. [36] Inglis ha sido descrito como el mayor profesor de ingeniería de su tiempo. [62] [63]