Kármán Tódor

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Kármán Tódor
Theodore von Karman - GPN-2000-001500.jpg
Előadás közben a Jet Propulsion Laboratory, (sugárhajtás laboratórium) előadótermében
Életrajzi adatok
Született 1881. május 11.
magyar 1867-1918 Budapest
Elhunyt 1963. május 6. (81 évesen)
német Aachen
Nemzetiség magyar
Állampolgárság magyar, amerikai (USA)
Gyermekek nincs leszármazott
Iskolái
Középiskola Magyar Királyi Tanárképző Intézet Gyakorló-Főgymnasiuma[m 1]
Felsőoktatási
intézmény
Királyi József Műegyetem[m 2]
Más felsőoktatási
intézmény
Universität Göttingen,
Doktorátusi tanácsadói Ludwig Prandtl, Felix Klein
Pályafutása
Szakterület gépészmérnök, fizikus, alkalmazott matematikus, szuperszonikus repülés, űrrepülés, rakétatechnológia
Aktivitási típus egyetemi tanár, elméleti és gyakorlati kutatás megszervezése és igazgatása, gyárigazgatás
Szakintézeti tagság International Council of the Aeronautical Sciences (1956); International Academy of Astronautics (1960); Von Karman Institute for Fluid Dynamics, Brüsszel (1956)
Munkahelyek
Más munkahelyek Kőniglich 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 munkái a modern repüléstechnika (szuperkritikus repülés) elméleti alapjának kifejlesztése, az amerikai rakétakutatás és űrrepülés megindítása,
Jelentős tervfeladatai szélcsatorna 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 a Gauss-, Kelvin-, Guggenheim- Watt- és Bánki Donát érem tuladonosa. A BME gyémánt diplomája és tiszteletbeli doktora (1962)
Számos ország tudományos akadémiájának tiszteleti tagja
számos műszaki és más egyetemének doktora

Hatással volt Frank Malina
Hszüe-sen Csien[m 5]
Kármán emlékére 1991-ben kiadott amerikai bélyeg

Kármán Tódor, teljes nevén Szőllőskislaki Kármán Tódor, német nevén Theodore von Kármán (Budapest, 1881. május 11.Aachen, 1963. május 6.) gépészmérnök, fizikus, alkalmazott matematikus, akit az amerikai légierő (USAF) védőszentjének becéznek, és a szuperszonikus légi közlekedés atyjaként, valamint a rakétatechnológia és hiperszonikus 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 sokban 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.

Életpályája, kutatásai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Származása, korai élete[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Kármán Tódor [m 7] apja, Kármán Mór, a filozófia és a neveléstan neves budapesti egyetemi tanára volt, nagy tekintéllyel rendelkezett az egyetemi középiskolai tanárképzés gyakorlatának alakításában, s aki Szőllőskislaki nemesi nevét a közoktatásban végzett munkájáért nyerte el. – Bátyja: Kármán Elemér (1876–1927) kriminálpedagógus, pszichológus, jogász.[1]

Tódor 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 kilenc éves korában kezdődött a budapesti mintagimnáziumnak is nevezett M. Kir. Tanárképző Intézet Gyakorló-Főgymnasiumában [2]

Amikor érettségizése évében, 1898-ban megnyerte az ország legjobb matematika és természettudomány tanulójának szánt országos Eötvös Loránd-díjat külföldre készült tiszta matematikát tanulni, de apja ezévi idegösszeroppanása és anyagi okok miatt Budapesten kellett maradnia. Így apja kívánságának engedve, aki fiát egy gyakorlati pálya felé igyekezett irányítani, Tódor a jó hírű Királyi József Műegyetemre (ma Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, röviden BME) annak gépészmérnöki karára iratkozott be, ahol a neves Bánki Donát professzor irányítása alatt tanult. Az egyetemet 1902-ben, 22 éves korában fejezte be kitüntetéssel. [m 8][3]

Munkássága[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Európa[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az egyetem elvégeztével egy egyéves sorkatonai szolgálatra hívták be az osztrák-magyar közös hadseregbe[4]. Hazatértével Bánki Donát professzor hidraulika tanársegédjeként kapott alkalmazást a Műszaki Egyetemen, de a Ganz gyár tanácsadójaként is dolgozott.[m 9]

1906-ban Kármán a Magyar Tudományos Akadémia ösztöndíjával Németországba utazott tanulmányai folytatására a göttingeni egyetemen (Universität Göttingen) [5] 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[6] mind németül [7] 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.

Kármán 1913-ban elfogadta a Technische Hochschule Aachen által felajánlott és az aacheni Aeronautikai (Repüléstani) Intézet 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 az Osztrák-Magyar hadseregbe hívták be. 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 együtt egy a helikopter elvein épült, 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 lesz valami fontos szerepe. A Tanácsköztársaság idején közoktatási népbiztos-helyettesként dolgozott az Oktatásügy Minisztériumban, de a történelmi események [m 10] felértékelésével a feladatot reménytelennek ítélte. A Tanácsköztársaság bukása után ez a pozíció nem is maradt meg és 1920 őszén a MAeSz Magyar Aero Szövetség is kizárta tagjai közül.[8] Így visszatért Aachenbe az Aeronautikai Intézet és az egyetem „Repüléstan és Mechanika” tanszékének vezetésére, és Hollandiának egyik szomszédos részén választott lakhelyet. [m 11]

Aachenben – a német repülőgépgyárosok anyagi támogatásával – a szilárd akadályok áramló folyadékokra és gázokra való hatását, a turbulencia-elméletet, 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 | forrásszöveg szerkesztése]

A 30-as évek elején a német nemzetiszocialista irányzat terjedésével[m 12] 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 nevezetesen 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 letelepedett az Egyesült Államokban 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 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 13] munkáit [9] 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 CALTEC-en 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 start-rakéták, 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 Pasadenában egy aerodinamikai kísérleti laboratóriumot, ami neve 1944 után Jet Propulsion Laboratory (Sugárhajtás-laboratórium) lett[10] 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)

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

Nemzetközi[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az egyre nehezebb és költségesebb feladatok megoldásához nemzetközi együttműködésre volt szükség és Kármán ebben is részt akart vállalni. Így a háború után ugyan megtartotta a CALTEC 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 | forrásszöveg szerkesztése]

(Forrás az angol nyelvű Wikipédia listája)

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–Horváth egyenlet (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 | forrásszöveg szerkesztése]

Kármán számos kitüntetést kapott:

  • United States National Medal of Science, vagyis Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Érme (1963) első birtokosa[11]
  • 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, úgy mint: Franciaország, a Vatikán, Németország, Görögország, Spanyolország, Hollandia és az Egyesült Királyság is.

Műveinek gyűjteményes kiadása 1956-ban jelent meg négy kötetben.

Lásd még[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. http://de.wikipedia.org/wiki/Theodore_von_K%C3%A1rm%C3%A1n
  2. A gimnáziumot édesapja szervezte meg, majd évtizedekig annak tanára és pedagógiai vezetője volt. – Ma: ELTE Trefort Ágoston Gyakorlóiskola (VIII., Trefort utca 8.)
  3. Gömbölyű végével vízszintes lapra támaszkodó súlyos pálcza mozgása. In: Mathematikai és Physikai Lapok. Budapest: Mathematikai és Physikai Társulat, 1902, 9. köt.
  4. Szolgálati helye a komáromi 'Edler von Kollarz' Nr. 6. Ungarisches Festungsartillerieregiment (Magyar Vártüzérezred) volt. Neve a Fähnriche (zászlósok) között olvasható.
  5. Űrvilág.hu
  6. A kihajlás elmélete és a hosszú rudakon végzett nyomókísérletek. In: Magyar Mérnök- és Építész-Egylet Közlönye. 1906, XI. és XII. sz.
  7. Die Knickfestigkeit gerader Stäbe (Egyenes rudak kihajlási szilárdsága). In: Physikalische Zeitschrift. 1908, 9. köt.
  8. Németh Zoltán: Kármán Tódor élete és munkássága. JETflyMagazin, 2004. november 29. (Hozzáférés: 2010. január 17.)
  9. Szentesi Gyðrgy (Haditechnika-történeti Társaság elnöke): Kármán és a rakéta technika; Fizikai Szemle, 2002/6. 180.o. [1]
  10. http://www.jpl.nasa.gov/index.cfm
  11. Átvette John F. Kennedy elnöktől, 1963. február 18-án.

Megjegyzések[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Ma: ELTE Trefort Ágoston Gyakorlóiskola (VIII., 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. Tódor egy bohémiai származású, nagy tekintélyt élvező budapesti zsidó család harmadik gyereke volt, a család mindkét ágában számos intellektuális előddel
  8. Disszertációja egy nehéz, alapján legömbölyített rúdnak egy sík lapon való mozgását kezelte, ami lényegében a magától talpra álló játék elméleti tanulmánya volt
  9. 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.
  10. 1918. november 18-án Magyarország függetlenséget kiáltott ki Ausztriától. A kisebbség ezt jó alkalomnak találta az ország jórészének elkövetelésére, amit az 1920-as trianoni békeszerződés jóváhagyott
  11. Magyarországon ezalatt 1921-től kezdve teljes repülési és repülőgépépítési tilalom kezdődött súlyos csapással az ipar dolgozóira, akik miután parancsra minden repülőanyagot meg kellett semmisíteniük munkanélküliek lettek.
  12. Ez 1933-ban a fajtisztasággal nem rendelkező professzoroknak a tanítási engedélyektől való megfosztásához vezetett
  13. 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 | forrásszöveg szerkesztése]

Ajánlott irodalom[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Aerodynamics – Selected Topics in the Light of their Historical Development, (Cornell University Press, Ithaca, 1954).
  • Collected Works, (4 Volumes), Von Karman Institute, Rhode St. Genese, 1975 (limited edition book); also Butterworth Scientific Publ, London 1956. (Many papers from vols. 1 and 2 are in German.)
  • From Low Speed Aerodynamics to Astronautics, (Pergamon Press, London, 1961).
  • (with L. Edson) The Wind and Beyond – Theodore von Kármán Pioneer in Aviation and Pathfinder in Space (Little Brown, 1967).

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Wikiquote-logo.svg
A magyar Wikidézetben további idézetek találhatóak
Kármán Tódor témában.
Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Kármán Tódor témájú médiaállományokat.