Wikipédia

Kármán Tódor

(1881–1963) gépészmérnök, fizikus

Szőllőskislaki Kármán Tódor, német nevén Theodore von Kármán, született Kármán Tivadar Mihály (Budapest, 1881. május 11.[1] – Aachen, 1963. május 6.) magyar gépészmérnök, fizikus, alkalmazott matematikus, akit az amerikai légierő (USAF) védőszentjének becéznek, és a szuperszonikus repülés, a hiperszonikus áramlástan, valamint a rakétatechnológia és az űrhajózás egyik úttörőjeként is ismernek. Tudta nélkül a német repüléstechnika alapjainak letételével a német légierő, a Luftwaffe kifejlesztéséhez is sokban hozzájárult.[m 6] Mint fizikus és alkalmazott matematikus nagyban hozzájárult a hidrodinamika és a modern gázdinamika, illetve az aerodinamika huszadik századbeli fejlődéséhez. Számos kutatóintézet, valamint nemzeti és nemzetközi irányító bizottság megteremtésével, megszervezésével vagy irányításával bízták meg. Segítségét számos ország nagyra becsüli.

Kármán Tódor
Előadás közben a Jet Propulsion Laboratory (sugárhajtás laboratórium) előadótermében
Előadás közben a Jet Propulsion Laboratory (sugárhajtás laboratórium) előadótermében
Életrajzi adatok
Született1881. május 11.
Budapest
Elhunyt1963. május 6. (81 évesen)
Aachen
SírhelyHollywood Forever Cemetery
Születési neveKármán Tivadar Mihály
Ismeretes mint
Nemzetiségmagyar
Állampolgárságmagyar, amerikai (USA)
SzüleiHelene Konn
Kármán Mór
Gyermekeknincs leszármazott
Iskolái
Iskolái
KözépiskolaMagyar Királyi Tanárképző Intézet Gyakorló-Főgymnasiuma[m 1]
Felsőoktatási
intézmény		Királyi József Műegyetem[m 2]
Más felsőoktatási
intézmény		Göttingeni Egyetem (Universität Göttingen)
Doktorátusi tanácsadóiLudwig Prandtl, Felix Klein
Pályafutása
Szakterületgépészmérnök, fizikus, alkalmazott matematikus, szuperszonikus repülés, űrrepülés, rakétatechnológia
Tudományos fokozat
  • nem ismert (1902, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, gépészmérnöki tudomány)
  • PhD (1908, Ludwig Prandtl, Göttingeni Egyetem, Studies on buckling strength)
Aktivitási típusegyetemi tanár, elméleti és gyakorlati kutatás megszervezése és igazgatása, gyárigazgatás
Szakintézeti tagságInternational Council of the Aeronautical Sciences (1956); International Academy of Astronautics (1960); Von Karman Institute for Fluid Dynamics, Brüsszel (1956)
Munkahelyek
Más munkahelyekKőniglich Rheinisch-Westphälische Polytechnische Schule[m 3] (professzor)
Institut von Aerodynamik, Aachen (igazgató)
Guggenheim Aeronautical Laboratory (GALCIT) (igazgató)
Jet Propulsion Laboratory (JPL)[m 4](alapító szervező és első igazgató)
Jelentős munkáia modern repüléstechnika (szuperkritikus repülés) elméleti alapjának kifejlesztése, az amerikai rakétakutatás és űrrepülés megindítása,
Jelentős tervfeladataiszélcsatorna tervezés Németországban és az USA-ban, számos hozzájárulás a fizika tudományához, különösen az elméleti aerodinamika ill. gázdinamika alapjainak letételéhez
Szakmai kitüntetések
National Medal of Science (USA, 1963) Franklin Gold Medal (USA, 1948) a brit Royal Society tagja, a Prandtl-gyűrű, valamint a Gauss-, Kelvin-, Guggenheim-, Watt- és Bánki Donát érem tulajdonosa. A BME gyémánt diplomája és tiszteletbeli doktora (1962)
Számos ország tudományos akadémiájának tiszteleti tagja
számos műszaki és más egyetemének doktora
Hatással voltFrank Malina
Hszüe-sen Csien[m 5]
A Wikimédia Commons tartalmaz Kármán Tódor témájú médiaállományokat.
Kennedy elnök 1963-ban átadja Kármán Tódornak a Nemzeti Tudományos Érem kitüntetést
Kennedy elnök 1963-ban átadja Kármán Tódornak a Nemzeti Tudományos Érem kitüntetést
Kármán emlékére 1991-ben kiadott amerikai bélyeg
Kármán emlékére 1991-ben
kiadott amerikai bélyeg

Életpályája, kutatásai szerkesztés

Származása, pályakezdése szerkesztés

Kármán Tódor egy csehországi származású budapesti zsidó család harmadik gyereke volt, a család mindkét ágában számos intellektuális előddel. Felmenői között szerepel többek között Júda Löw ben Becalél[2] tudós rabbi is. Apja, Kármán Mór, a filozófia és a neveléstan neves budapesti egyetemi tanára volt, és nagy tekintélyt szerzett az egyetemi középiskolai tanárképzés gyakorlatának alakításában. A közoktatásban végzett munkájáért elnyerte a szőllőskislaki nemesi elönevet. Édesanyja Kohn Ilka. Bátyja Kármán Elemér (1876–1927) kriminálpedagógus, pszichológus, jogász volt.

Oktatása magánúton kezdődött. A számtan volt a kedvence, és emlékezőtehetségét testvérei már korán felismerték, amikor ámulatukra hatéves korában képes volt öt- és hatjegyű számokat fejben hiba nélkül összeszorozni. Apja azonban attól tartva, hogy fia a tehetségét számtani mutatványok cirkuszi bemutatására fogja majd használni, azt kívánta, hogy humán tárgyakkal, művelődési tartalmakkal is foglalkozzék. Iskolai oktatása kilencéves korában kezdődött a budapesti mintagimnáziumnak is nevezett M. Kir. Tanárképző Intézet Gyakorló-Főgymnasiumában.[3]

1898-ban megnyerte az ország legjobb matematika és természettudomány tanulójának szánt országos Eötvös József-díjat,[4] és érettségije után külföldre készült tiszta matematikát tanulni, de apja idegösszeroppanása, valamint anyagi okok miatt Budapesten kellett maradnia. Így apja kívánságának engedve, aki fiát egy gyakorlati pálya felé igyekezett irányítani, A jóhírű Királyi József Műegyetemre iratkozott be, ahol a neves Bánki Donát professzor irányítása alatt tanult, az egyetem gépészmérnöki karán. Az egyetemet 1902-ben, 22 éves korában fejezte be, kitüntetéssel.[m 7][5]

Munkássága szerkesztés

Európa szerkesztés

Az egyetem végeztével egyéves sorkatonai szolgálatra hívták be az osztrák–magyar közös hadseregbe.[6] Hazatértével Bánki Donát professzor hidraulika tanársegédjeként kapott alkalmazást a Műszaki Egyetemen, de a Ganz gyár tanácsadójaként is dolgozott.[m 8]

1906-ban Kármán a Magyar Tudományos Akadémia ösztöndíjával Németországba utazott tanulmányai folytatására a Göttingeni Egyetemen (Universität Göttingen)[7] ahol a neves Ludwig Prandtl professzor felügyelete alatt a hidrodinamikával és aerodinamikával együtt a határréteg-elméleten és a repülőgép szárnyprofil-elméletén dolgozott. Nagy befolyással volt rá Prandtl mellett David Hilbert és Felix Klein is; ez növesztette a repülés elmélete iránti különös érdeklődését. Így amikor a repülők alkatrészei szilárdságának a problémája merült fel és a Krupp gyár egy hidraulikus prést ajánlott fel nagy fémszerkezetek nyomás alatti eltorzulásának tanulmányozására, amihez matematikai modellezést is csatolt, ezt a témát választotta doktorátusi értekezésére, ami mind magyarul[8] mind németül[9] megjelent nyomtatásban. A doktori diplomával együtt egy „privát docens” állásfelajánlást is kapott. Később a Zeppelin Léghajóépítő Társaságnak lett egy szélcsatorna használatára szüksége, aminek megépítését a Göttingeni Egyetemre bízták. Kármán a szélcsatorna használatával végrehajtott tanulmányai közben figyelt fel 1911-ben egy váltakozó irányba forgó örvény kialakulására egy lapos akadály mögött, amit róla neveztek el Kármán-örvénysornak, vagy -örvényútnak; ez utóbbi elnevezés az örvények váltakozó irányát az utcák váltakozó oldali megvilágításához hasonlítja. Ez idő alatt Kármán Max Born fizikussal is társult az atomok mozgásának tanulmányozására, a rácsdinamika Fourier egyenletek általi leírásával. Egy rövid félévet a Selmecbányai Bányászati Akadémián töltött el professzori állásban, de amikor látta, hogy ott nem kaphat elég anyagi támogatást kísérleti munkára visszatért Göttingenbe.

1913-ban elfogadta az aacheni Technische Hochschule(wd) által felajánlott és az aacheni Aeronautikai (Repüléstani) Intézet(wd) igazgatói állásával járó tanári állást a „Repüléstan és Mechanika” tanszék élén. A kutatóintézetben hamarosan egy erős kutatócsoport megszervezésébe kezdett a kísérleti berendezés lényeges megjavításával, egy szélcsatorna megtervezésével is. Hugo Junkers közeli segítőtársa lett a Junkers J-1 szállító-repülőgép aerodinamikai megtervezésében. Ennek az első konzolos tartású szárnnyal ellátott, kizárólag fémfelépítésű repülőnek a szárnyprofilterveit diákjai értékelték ki az egyetem szélcsatornáján.

Az első világháború kitörésével 1914-ben ismét besorozták az osztrák–magyar hadseregbe. Idejét nagyrészt a Bécs melletti Aerodinamikai Laboratóriumban töltötte, ahol késedelem nélkül egy repülőfejlesztési kísérleti laboratóriumot rendezett be szélcsatornával. Itt Petróczy István, Zurovetz Vilmos és Asboth Oszkár közreműködésével egy a helikopter elvein alapuló, de csak egy helyben lebegő kötött tüzérségi megfigyelőeszközt terveztek, építettek és üzemeltettek, amit később PKZ néven szabadalmaztattak. A háború végén 1918-ban visszatért Magyarországra arra számítva, hogy talán a magyar tudományos oktatási rendszer alapvető modernizálásában kap fontos szerepet. A Tanácsköztársaság idején közoktatási népbiztos-helyettesként dolgozott az Oktatásügy Minisztériumban, de később a feladatot reménytelennek ítélte. A kommün bukása után ez a pozíció nem is maradt meg, és 1920 őszén Kármánt a MAeSz (Magyar Aero Szövetség) is kizárta tagjai közül.[10] Így visszatért Aachenbe az Aeronautikai Intézet és az egyetem „Repüléstan és Mechanika” tanszékének vezetésére. A város melletti faluban, a holland határ túloldalán, Vaalsban(wd) lakott.[m 9]

Aachenben – a német repülőgépgyárosok anyagi támogatásával – a szilárd akadályok áramló folyadékokra és gázokra való hatását, a turbulenciaelméletet, és a gázok szilárd testekre gyakorolt emelőerejét (repülőgép szárnyprofil) tanulmányozva intenzív alapvető kutatási programba kezdett nem is sejtve, hogy ez milyen lényeges előnyt szolgáltat majd a modern német légierő, a Luftwaffe létrehozásához a második világháború idejére.

Amerika szerkesztés

Az 1930-as évek elején a német nemzetiszocialista irányzat terjedésével[m 10] állása bizonytalanná vált. Mivel Kármán már volt Amerikában, amikor a California Institute of Technology (Pasadena) Nobel-díjas professzora, Robert Millikan 1926-ban hozzá fordult segítségért egy szélcsatorna megtervezésével kapcsolatban, és meghívta intézetéhez, majd 1928-ra munkaideje felét már egyébként is Amerikában töltötte, 1930-ban a Caltech kezdeményezésére tervezett Guggenheim Aeronautical Laboratory (GALCIT) által felajánlott igazgatói állást nem tudta elutasítani.

A szuperszonikus repülés elméletéhez 1932-ben azzal járult hozzá, hogy a háromdimenziós Navier–Stokes áramlási egyenleteket egyetlen egyenletre egyszerűsítette, és az áramlás útjába helyezett akadályok különböző pontjai közelében mért fizikai adatok tanulmányozásával arra megoldást javasolt. Ezt a szuperszonikus repülés feladataira alkalmas Kármán-Moore elméletnek nevezett megoldást ma is széles körben használják.

1933-ban véglegesen az Egyesült Államokban telepedett le, és 1936-ban az amerikai állampolgárságot is felvette.

Kármán alapította meg 1933-ban az Amerikai Egyesült Államok Aeronautikai Tudományának Intézetét (US Institute of Aeronautical Sciences) és kutatást indított a folyékony anyagok mechanikája (angolul: fluid mechanics) a turbulenciaelmélet és a szuperszonikus repülés területén, valamint a matematikának a gépészmérnöki, repülőgép-szerkezeti és talajerózió területén való alkalmazásával is.

Bár a rakéták elméletével már a húszas évek óta lépést tartott, jól ismerve azok korai elméleteivel foglalkozó tudósait, az orosz Konsztantyin Eduardovics Ciolkovszkij, a francia Robert Esnault-Pelterie, az amerikai Robert Goddard, az erdélyi születésű német Hermann Oberth valamint a német származású lettországi szovjet Fridrih Cander[m 11] munkáit[11] érdeklődése rövidesen erősen a rakétakutatás felé hajlott, mihelyt a második világháború idején megtudta, hogy a németek rakétákat fejlesztettek ki hadi célokra. Ezt az érdeklődést az Angliának a rakétafegyverekkel (angolul doodlebugs) való bombázása felőli hír is továbbserkentette.

Kármán hatására a modern amerikai felsőfokú aerodinamikai oktatás fejlődése is lényegesen felgyorsult. Ez a Caltechen a rugalmasságtannak, a szerkezeti tervezésnek, az üzemanyag- és szerkezeti anyag-kémiának, és a hajtómű-konstrukciónak a tananyagba belefoglalásával, vagy annak kiterjesztésével a reaktív (lökhajtásos, torlósugár-hajtásos) és a szuperszonikus repülés tervezésének, előbb a startrakéták, majd a nagyobb, ballisztikus rakéták tervezésének oktatásához is vezetett. Ezúton az atomfizika bevándorolt tudósai (Szilárd Leó, Albert Einstein, Enrico Fermi, majd Robert Oppenheimer) szaktudásaihoz hasonlóan a második világháború végére Kármán modern aerodinamikája és szervezőképessége is az Egyesült Államok nagyhatalmi eszközévé vált.

Az amerikai állam anyagi támogatásával Kármán alapított meg Kaliforniában egy aerodinamikai kísérleti laboratóriumot, melynek neve 1944 után Jet Propulsion Laboratory (Sugárhajtás-laboratórium) lett[12] és amely élére Kármánt jelölték ki. Ez az intézet később jelesen szolgálta az amerikai űrkutatási programot is.

Kármánt mint az USAF speciális tanácsadóját 1939-ben egy (a világon legelső) hatméteres 40 000 lóerős szélcsatorna tervezésére kérték fel, aminek segítségével a légierő hatalmas lépéseket tett a repüléskutatásban. Az amerikai hadi, honvédelmi hatóságokkal való szoros együttműködés szolgálatára az USA hadügyminisztériumának főtanácsadójára való kinevezése után Kármán állította fel az Amerikai Légierő Tudományos Tanácsadói Elnökségét (USAF Scientific Advisory Board)

A háború után alkalma volt tanulmányozni a német rakétakutatás eredményeit is, amelyeket sikeresen használt fel az amerikai sugárhajtásos és ballisztikus repülés továbbfejlesztésére. Így a rakéta üzemanyag-égetés, aerotermokémia és magnetohidrodinamika alkalmazásával a rakéta hajtóművek modernizálása útján Kármán az amerikai műholdtervezés és űrkutatás hajtóerejévé vált.

Nemzetközi szerkesztés

Az egyre nehezebb és költségesebb feladatok megoldásához nemzetközi együttműködésre volt szükség, és Kármán ebben is részt akart vállalni. Így a háború után ugyan megtartva a Caltech tiszteletbeli igazgatói pozícióját és az amerikai légierővel való szoros kapcsolatát, előbb a NATO-nak lett tanácsadója, majd 1949-ben lemondott igazgatói pozícióiról, és Párizsba költözött. A NATO Repüléstani Kutatás és Fejlesztés Csoportjának (Advisory Group for Aeronautical Research and Development, AGARD) és később a Nemzetközi Repüléstudományi Tanácsnak (International Council of the Aeronautical Sciences, ICAS) és az Asztronautikai Világszövetségnek (International Astronautical Federation) keretében folytatott tevékenysége folyamán kitartó szervezőmunkával 1960-ra létrehozta az űrkutatók nemzetközi fórumát, a Nemzetközi Asztronautikai Akadémiát (International Academy of Astronautics) aminek Kármán támogatásával, legutolsó 1962-i őszi szülővárosába tett látogatása után 1963-ban Magyarország is tagja lett. Ebben az évben halt meg Aachenben.

Tudományos tevékenységének összefoglalója szerkesztés

Ismereteinket a következő tudományágakban terjesztette ki:

Speciális közreműködés :

Nevéhez fűződnek :

  • Föppl–Kármán egyenletek (rugalmas lemezek elhajlása)
  • Born–von Kármán határ-állapot, Kármán rácsmodell (kristálytan)
  • Chaplygin–Kármán–Tsien megközelítés (potenciális áramlás)
  • Falkowich–Kármán egyenlet (transzonikus áramlás)
  • Von Kármán konstans (fal-turbulencia)
  • Kármán-vonal (aerodinamika és asztrodinamika)
  • Kármán–Howarth egyenlet(wd) (turbulencia)
  • Kármán–Nikuradze korreláció (nagy viszkozitású folyadékok áramlása)
  • Kármán–Pohlhausen paraméter (határrétegek)
  • Kármán–Treffz transzformáció (szárnyprofil elmélet)
  • Kármán–Prandtl törvény (áramlási sebesség fedetlen csatornákban)
  • Kármán integrálegyenlet (határréteg elmélet)
  • Repülő orrkúp-tervezés Haack-széria, Kármán féle csúcsív, vagy boltív (szuperszonikus aerodinamika)
  • Kármán örvénysor (áramlás henger alakú tárgy mögött)

Kitüntetései és emlékezete szerkesztés

Kármán számos kitüntetést kapott:

  • United States National Medal of Science, vagyis Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Érme (1963) első birtokosa[13]
  • Franklin Gold Medal, aranyérem (1948)
  • Member of the Royal Society (az angol királyi társaság tagja)
  • A Prandtl-gyűrű, a Gauss-érem, Kelvin-érem, Guggenheim-érem és Watt-érem tulajdonosa.
  • A Budapesti Műszaki Egyetem gyémántdiplomáját a tiszteletbeli doktori címmel együtt 1962-ben kapta meg. Ugyanebben az évben kapta a Bánki Donát-érem kitüntetést is.

Tevékenységét több más ország is nagyra értékelte, úgymint: Franciaország, a Vatikán, Németország, Görögország, Spanyolország, Hollandia és az Egyesült Királyság is.

Műveinek gyűjteményes kiadása 1956-ban jelent meg négy kötetben.

Magyarul megjelent művei szerkesztés

  • Kármán Tódor–Maurice A. Biot: Matematikai módszerek műszaki feladatok megoldására; ford. Rózsa Pál; Műszaki Kiadó, Bp., 1963
  • Kármán Tódor–Lee Edson: Örvények és repülők. Kármán Tódor élete és munkássága; ford. Jereb Gábor; Akadémiai, Bp., 1994

Hivatkozások szerkesztés

  1. ↑ A pesti neológ izr. hitközség születési anyakönyve, 713/1881. folyószám.
  2. ↑ S. Goldstein: Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, 1966
  3. ↑ A gimnáziumot édesapja szervezte meg, majd évtizedekig annak tanára és pedagógiai vezetője volt. Az iskola ma az ELTE Trefort Ágoston Gyakorlóiskola nevet viseli.
  4. ↑ Ez a díj, természetesen, nem azonos a mai Eötvös József-díjjal.
  5. ↑ Gömbölyű végével vízszintes lapra támaszkodó súlyos pálcza mozgása. In: Mathematikai és Physikai Lapok. Budapest: Mathematikai és Physikai Társulat, 1902, 9. köt.
  6. ↑ Szolgálati helye a komáromi 'Edler von Kollarz' Nr. 6. Ungarisches Festungsartillerieregiment (Magyar Vártüzérezred) volt. Neve a Fähnriche (alhadnagyok) között olvasható.
  7. ↑ Űrvilág.hu
  8. ↑ A kihajlás elmélete és a hosszú rudakon végzett nyomókísérletek. In: Magyar Mérnök- és Építész-Egylet Közlönye. 1906, XI. és XII. sz.
  9. ↑ Die Knickfestigkeit gerader Stäbe (Egyenes rudak kihajlási szilárdsága). In: Physikalische Zeitschrift. 1908, 9. köt.
  10. ↑ Németh Zoltán: Kármán Tódor élete és munkássága. JETflyMagazin, 2004. november 29. (Hozzáférés: 2010. január 17.)
  11. ↑ Szentesi György (Haditechnika-történeti Társaság elnöke): Kármán és a rakéta technika; Fizikai Szemle, 2002/6. 180. o. [1]
  12. ↑ Archivált másolat. [2014. április 4-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2010. január 2.)
  13. ↑ Átvette John F. Kennedy elnöktől, 1963. február 18-án.

Jegyzetek szerkesztés

  1. ↑ Ma: ELTE Trefort Ágoston Gyakorlóiskola (Budapest VIII. ker., Trefort utca 8.)
  2. ↑ Ma: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, röviden: BME
  3. ↑ Ma: Rheinisch-Westphälische Technische Hochschule, röviden RWTH, Aachen
  4. ↑ először a California Institute of Technology, röviden CALTACH, ma a National Aeronatical and Space Adminstration (NASA) irányítása alatt
  5. ↑ a kínai interkontinentális és űrrakéta program vezetője lett
  6. ↑ Nem csoda, hogy a német wikipédia német nemzetiséget is tulajdonít neki
  7. ↑ Disszertációja egy nehéz, alapján legömbölyített rúdnak egy sík lapon való mozgását kezelte, ami lényegében a magától talpra álló játék (keljfeljancsi) elméleti tanulmánya volt
  8. ↑ Életének ezt a fejezetét így írja le „Az egyetemet 1902-ben mit Auszeihen (kitüntetéssel) elvégeztem és behívtak az osztrák–magyar közös hadseregbe. […] Szolgálati évemet a tüzérségnél olyan kellemesen töltöttem, amennyire csak lehetett, majd visszatértem Budapestre, hogy a Műegyetemen Bánki professzor tanársegédje legyek.” Lásd: Kármán-Edson: Örvények és repülők... (Budapest, 1994) 26. old.
  9. ↑ Magyarországon ezalatt, Trianon után, 1921-től kezdve teljes repülési és repülőgépépítési tilalom kezdődött, súlyos csapással az ipar dolgozóira, akik miután parancsra minden repülőanyagot meg kellett semmisíteniük, munkanélküliek lettek.
  10. ↑ Ez 1933-ban a „fajtisztasággal” nem rendelkező professzoroknak a tanítási engedélyektől való megfosztásához vezetett
  11. ↑ az orosz wikipédiáról (Цандер, Фридрих Артурович) oroszul Fridrih Arturovics Cander. A név egyéb nyelveken írt változatait lásd a Fridrih Cander cikk Más nyelveken listáján

Források szerkesztés

További információk szerkesztés

 
A magyar Wikidézetben további idézetek találhatóak Kármán Tódor témában.

Kapcsolódó szócikkek szerkesztés

A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Kármán_Tódor&oldid=26682144”