Теодор фон Карман ( венгерский : ( Szőlőskislaki ) Карман Тодор [(søːløːʃkiʃlɒki) ˈkaːrmaːn ˈtoːdor] ; 11 мая 1881 г. - 6 мая 1963 г.) был венгерско-американским математиком , аэрокосмическим инженером и физиком, который работал в основном в области воздухоплавания и космонавтики . Он отвечал за многие ключевые достижения в аэродинамике , особенно в области определения характеристик сверхзвуковых и гиперзвуковых потоков воздуха. Он считается выдающимся теоретиком аэродинамики ХХ века. [3] [4] [5] [6]
Теодор фон Карман | |
---|---|
Родившийся | |
Умер | 6 мая 1963 г. | (81 год)
Национальность | венгерский язык |
Гражданство | Венгрия США |
Альма-матер | |
Известен | Вихревая улица Кармана постоянная Кармана фон Кармана закрученный поток фон Кармана интеграл импульса Линия Кармана Уравнение Кармана – Ховарта Сверхзвуковые и гиперзвуковые характеристики воздушного потока; |
Награды | Медаль ASME (1941) Медаль Джона Фрица (1948) Мемориальный трофей братьев Райт (1954) Медаль Даниэля Гуггенхайма (1955) Медаль Тимошенко (1958) Национальная медаль науки (1962) Медаль Вильгельма Экснера (1962) Иностранный член Королевского общества [1 ] |
Научная карьера | |
Поля | Аэрокосмическая техника |
Учреждения | Геттингенский университет , RWTH Aachen , Калифорнийский технологический институт , Институт динамики жидкости фон Кармана |
Тезис | Исследования прочности на изгиб (1908 г.) |
Докторант | Людвиг Прандтль [2] |
Докторанты | Джузеппе Габриелли (1926) Вольфганг Клемперер (1926) Ричард Г. Фолсом (1932) Морис Энтони Био (1932) Франк Ваттендорф (1933) Эрнест Зехлер (1934) Артур Т. Иппен (1936) Цянь Сюэсен (1938) Луи Данн (1940) Фрэнк Малина (1940) Гомер Дж. Стюарт (1940) Го Юнхуай (1944) Чиа-Чиао Линь (1944) Соль Пеннер (1946) Уоллес Д. Хейс (1947) Фрэнк Э. Марбл (1947) [2] |
Под влиянием | Грегорио Миллан |
Ранний период жизни
Карман родился в еврейской семье в Будапеште , Австро-Венгрия, как Карман Тодор, сын Хелен (Кон, венгерский : Kohn Ilka [7] ) и Мор Карман. [8] Одним из его предков был раввин Иуда Лоев бен Бецалель . [1] Он изучал инженерное дело в городском Королевском техническом университете Джозефа, известном сегодня как Будапештский технологический и экономический университет . После получения диплома в 1902 году он переехал в Германскую империю и присоединился к Людвигу Прандтлю в Геттингенском университете , где он получил докторскую степень в 1908 году. Он преподавал в Геттингене в течение четырех лет. В 1912 году он стал директором Аэронавигационного института в RWTH Aachen University , ведущем немецком университете. Его время в RWTH Aachen было прервано службой в австро-венгерской армии с 1915 по 1918 год, когда он сконструировал один из первых вертолетов Petróczy-Kármán-urovec .
После войны он вернулся в Аахен со своей матерью и сестрой Жозефиной де Карман . Некоторые из его учеников интересовались планеризмом и рассматривали соревнования Rhön-Rossitten Gesellschaft как возможность продвинуться в воздухоплавании. Карман нанял Вольфганга Клемперера для разработки конкурентоспособного планера. [9]
Жозефина призвала своего брата Теодора расширить свою науку за пределы национальных границ. Они организовали первую международную конференцию по механике, состоявшуюся в сентябре 1922 года в Инсбруке . Последующие конференции были организованы как Международный союз теоретической и прикладной механики . [10] Карман оставил свой пост в RWTH Aachen в 1930 году.
Эмиграция и JPL
Опасаясь развития событий в Европе, в 1930 году Карман принял руководство авиационной лабораторией Гуггенхайма в Калифорнийском технологическом институте (GALCIT). Дирекция включала ассистента-исследователя , и он выбрал Фрэнка Ваттендорфа , американца, который три года учился в Аахене.
Другой студент, Эрнест Эдвин Зехлер, занялся проблемой создания надежных планеров для самолетов и при поддержке Кармана развил понимание аэроупругости .
В 1936 году Карман привлек к юридическим услугам Эндрю Г. Хейли, чтобы вместе со своим аспирантом Фрэнком Малиной и их коллегой по экспериментальной ракетной технике Джеком Парсонсом создать Aerojet Corporation для производства ракетных двигателей JATO . Позже он стал натурализованным гражданином США.
Деятельность Германии во время Второй мировой войны повысила интерес американских военных к ракетным исследованиям. В начале 1943 года Отдел экспериментальной инженерии материального командования ВВС США направил Карману отчеты из британской разведки с описанием немецких ракет, способных преодолевать расстояние более 100 миль (160 км). В письме от 2 августа 1943 года Карман предоставил армии свой анализ и комментарии по немецкой программе. [11]
В 1944 году он и другие сотрудники GALCIT основали Лабораторию реактивного движения (JPL), которая в настоящее время является научно-исследовательским центром, финансируемым из федерального бюджета , который управляется и управляется Калтех по контракту с НАСА . В 1946 году он стал первым председателем Научно-консультативной группы, изучавшей авиационные технологии для ВВС США. Он также помог основать AGARD , группу по надзору за аэродинамическими исследованиями НАТО (1951 г.), Международный совет авиационных наук (1956 г.), Международную академию астронавтики (1960 г.) и Институт динамики жидкости фон Кармана в Синт-Генезиус-Роде. , к югу от Брюсселя (1956).
В конце концов он стал важной фигурой в сверхзвуковом движении, отметив в основополагающей статье, что авиационные инженеры «сильно стучали в закрытую дверь, ведущую в область сверхзвукового движения». [12]
Последние годы
В июне 1944 года Карман перенес операцию по поводу рака кишечника в Нью-Йорке. Операция вызвала две грыжи , и Карман выздоровел медленно. В начале сентября, еще находясь в Нью-Йорке, он встретил командующего ВВС США генерала Генри Х. Арнольда на взлетно-посадочной полосе в аэропорту Ла-Гуардия , и Арнольд затем предложил Карману переехать в Вашингтон, округ Колумбия, чтобы возглавить Научную консультативную группу и стать Консультант по долгосрочному планированию для военных. Карман вернулся в Пасадену примерно в середине сентября, был назначен на должность SAG 23 октября 1944 года и покинул Калифорнийский технологический институт в декабре 1944 года [13].
В возрасте 81 года Карман был удостоен первой Национальной медали науки , врученной на церемонии в Белом доме президентом Джоном Ф. Кеннеди . Он был отмечен "за его лидерство в науке и проектировании, основанном на аэронавтике; за его эффективное преподавание и связанный с этим вклад во многих областях механики, за его выдающийся советник Вооруженных сил и за его содействие международному сотрудничеству в науке и технике. " [14]
Карман никогда не был женат. Он умер во время поездки в Аахен, Германия, в 1963 году, за пять дней до своего 82-го дня рождения [15], и его тело было возвращено в Соединенные Штаты для захоронения в мавзолее Бет Олам на том месте, где сейчас находится кладбище Hollywood Forever. . [16] Его иногда называют одним из марсиан . [17]
Слава Карманы была в использовании математических инструментов для изучения потока жидкости , [18] и интерпретации этих результатов для руководства практических конструкций. Он сыграл важную роль в признании важности стреловидных крыльев, повсеместно используемых в современных реактивных самолетах .
Избранные взносы
Конкретный вклад включает теории неупругого изгиба, нестационарного следа в циркулирующем цилиндре , устойчивости ламинарного потока , турбулентности , аэродинамических поверхностей в установившемся и нестационарном потоке, пограничных слоев и сверхзвуковой аэродинамики. Он внес дополнительный вклад в другие области, включая упругость, вибрацию, теплопередачу и кристаллографию . Его имя также фигурирует в ряде понятий, например:
- Уравнения Феппля – фон Кармана (большой прогиб упругих пластин)
- Граничное условие Борна – фон Кармана (в физике твердого тела)
- Модель решетки Борна – фон Кармана (модель динамики решетки кристалла)
- Приближение Чаплыгина – Кармана – Цзяня (потенциальный поток)
- Уравнение Фальковича – Кармана (трансзвуковое течение)
- постоянная фон Кармана (пристенная турбулентность)
- Линия Кармана (аэродинамика / космонавтика)
- Диаграмма фон Кармана – Габриэлли (транспорт)
- Уравнение Кармана – Ховарта (турбулентность)
- k функция
- Доля флюса Кармана – Пеннера (горение)
- Корреляция Кармана – Никурадсе (вязкое течение; в соавторстве с Иоганном Никурадсе )
- Параметр Кармана – Польхаузена (пограничные слои)
- Преобразование Кармана – Треффца (теория профиля)
- Закон Прандтля – фон Кармана (скорость в открытом канале)
- Интегральное уравнение фон Кармана (пограничные слои)
- фон Карман огив (сверхзвуковая аэродинамика)
- вихревая улица фон Кармана (обтекание цилиндра)
- Поправка Кармана – Цзяна на сжимаемость
- Вихревой сброс
- Вихревой поток фон Кармана
Избранные произведения
Книги
- фон Карман, Теодор; Бюргерс, JM (1924). Общая аэродинамическая теория . 2 тома, Юлиус Спрингер .
- фон Карман, Теодор; Биот, Массачусетс (1940). Математические методы в инженерии; Введение в математическую обработку инженерных задач . Макгроу-Хилл. С. 505 . ASIN B0006AOTLK .
- фон Карман, Теодор; Биот, Массачусетс (2004). Аэродинамика: избранные темы в свете их исторического развития . Дуврские книги по авиационной технике. Dover Publications. п. 224. ISBN 978-0486434858.
- фон Карман, Теодор (1956). Собрание сочинений доктора Т. фон Кармана (1902–1951) . 4 тома, Научные публикации Баттерворта.
- фон Карман, Теодор (1961). От аэродинамики малых скоростей до космонавтики . Pergamon Press. ASIN B000H4OVPO .
- фон Карман, Теодор; Эдсон, Л. (1967). Ветер и дальше - Т. фон Карман Пионер авиации и следопыт в космосе . Маленький Браун. п. 376. ISBN. 978-0316907538.
Автобиография
Через четыре года после смерти Кармана его автобиография «Ветер и дальше» была опубликована Ли Эдсоном совместно с Little, Brown and Company . Затем последовали семь крупных академических журналов с обзорами книг известных авторов: поскольку книга была нетехнической и написана для широкого читателя, Томас П. Хьюз [19] назвал это проблематичным с учетом технического контекста работы Кармана. Хьюз признал, что Карман «проявил гений в поиске упрощающих допущений, сделавших возможным математический анализ». Признавая дар Кармана как прикладного математика и учителя, Стэнли Коррсин отмечает, что автобиография - это «брак между человеком и его эго». Позднее Карман был «организатором глобальных симпозиумов и обществ» и «консультантом высших эшелонов корпуса Пентагона». [20]
О творчестве Карман писал: «Лучшая творческая мысль рождается не из организованных команд, а из тишины собственного мира». [9] : 307 В своем обзоре [21] И.Б. Холли отметил «глубокое понимание творческого процесса, его составляющих, воспитания и использования». По словам Холли, Карман был склонен к «дружеской выпивке и компании красивых женщин».
Восторженный обзор Дж. Кестина [22] посоветовал читателям купить и изучить книгу и ценить ее как справочную. С другой стороны, Чарльз Зюскинд [23] обвиняет Кармана в его презрении к общепринятому (gaminarie). Зюскинд ожидал, что книга скорее покажет некоторую реакцию на приезд Вернера фон Брауна в Америку и некоторое прояснение дела Сюэ-шен Цзяня , а не «впадает в общие положения». Зюскинд также называет Кармана милитаристом : «откровенным инженером, который совершенно не стесняется своего пожизненного общения с военными властями той страны, в которой он проживал в то время».
Сидней Гольдштейн , который также написал мемуары Королевского общества для Кармана, проанализировал автобиографию [24] и вспомнил «выдающегося инженера и ученого, сердечного и остроумного, много путешествовавшего, хорошо известного многим, преданного международному сотрудничеству, который: по его собственным словам, как ученый, считал, что военные «наиболее удобная группа, с которой можно иметь дело» ».
Почести и наследие
- Каждый год, начиная с 1960 года, Американское общество инженеров-строителей награждает медалью Теодора фон Кармана «в знак признания выдающихся достижений в области инженерной механики». [25]
- Премия Теодора фон Кармана, учрежденная в 1968 году, была присуждена Обществом промышленной и прикладной математики в знак признания выдающегося применения математики в механике или машиностроении.
- В 1968 году Карман был занесен в Международный зал славы авиации и космонавтики . [26]
- Премия Теодора фон Кармана, учрежденная в 1983 году, ежегодно присуждается Международной академией астронавтики для признания выдающихся достижений на протяжении всей жизни в любой области науки, независимо от национальности или пола. [27]
- В 2005 году Карман был назначен почетным членом Центра инженерных разработок Арнольда (AEDC). Стипендиаты AEDC признаны «людьми, внесшими исключительно выдающийся вклад в полетные испытания центра». [28]
- В его честь названы кратеры на Марсе и Луне .
- Граница между атмосферой и космосом называется линией Кармана .
- В Ирвине, Калифорния, в самом сердце делового центра Ирвина есть улица длиной в пять миль, названная его именем.
- В 1977 году университет RWTH Ахена назвал свой недавно построенный комплекс лекционных залов «Kármán-Auditorium» в память о выдающемся вкладе Кармана в исследования Аэронавигационного института при университете.
- Аудитория JPL названа в честь Кармана [29], как и серия ежемесячных лекций, проводимых там с 2007 года [30].
- Зрительный зал AFRL назван в честь Арнольда и Кармана.
- Профессор Университета Южной Калифорнии Ширли Томас (после почти двух десятилетий подачи петиций) смогла создать почтовую марку в его честь. [31]
- В 1963 году президент Кеннеди наградил Кармана Национальной медалью науки: «Доктор фон Карман, для меня большое удовольствие выбрать вас в качестве первого лауреата Национальной медали науки. Я не знаю никого, кто бы более полно представлял все из областей, к которым эта награда должным образом относится, - науки, техники и образования ». [32]
- В 1957 году Карман стал первым обладателем награды Людвига-Прандтля от Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (Немецкое общество аэронавтики и астронавтики) за «выдающийся вклад в области аэрокосмической техники».
- В 1956 году Карман основал исследовательский институт в Синт-Генезиус-Роде , Бельгия, который теперь носит его имя: Институт динамики жидкости фон Кармана .
- В 1948 году Карман был награжден медалью Франклина .
- Американское математическое общество выбрана Кармана в качестве Гиббс преподаватель по 1939 г. [33] [34]
- Международная Кармана Wings Award Банкет является ежегодным делом. [35]
- Единственный еще годный к полетам самолет Лисунов Ли-2 ( рег. HA-LIX) получил имя Карман Тодор в 2002 году [36].
Смотрите также
- Марсиане (ученые)
- Линия Кармана
дальнейшее чтение
- И. Чанг , Нить шелкопряда . Книжная группа Персей (1995). ISBN 0-465-08716-7 .
- DS Halacy, младший, отец сверхзвукового полета: Теодор фон Карман (1965).
- М. Х. Горн, Универсальный человек: жизнь Теодора фон Кармана в аэронавтике (Smithsonian Institution Press, Вашингтон, 1992).
- Г. Габриэлли, "Теодор фон Карман", Atti Accad. Sci. Torino Cl. Sci. Fis. Мат. Natur. 98 (1963/1964), 471–485.
- Дж. Л. Гринберг и Дж. Р. Гудштейн , «Теодор фон Карман и прикладная математика в Америке», Век математики в Америке II (Провиденс, Род-Айленд, 1989), 467–477.
- RC Hall, «Формируя курс воздухоплавания, ракетной техники и космонавтики: Теодор фон Карман, 1881–1963», J. Astronaut. Sci. 26 (4) (1978), 369–386.
- Й. Поласек, «Теодор фон Карман и прикладная математика» (чешский), Pokroky Mat. Fyz. Астроном. 28 (6) (1983), 301–310.
- Ваттендорф, Флорида (1956). "Теодор фон Карман, ученый-международник". З. Флюгвисс . 4 : 163–165.
- Ваттендорф, Флорида; Малина, FJ (1964). «Теодор фон Карман, 1881–1963». Astronautica Acta . 10 : 81.
Рекомендации
- ^ а б Гольдштейн, С. (1966). «Теодор фон Карман 1881–1963» . Биографические воспоминания членов Королевского общества . 12 : 334–365. DOI : 10,1098 / rsbm.1966.0016 .
- ^ a b Теодор фон Карман в проекте « Математическая генеалогия»
- ^ Чанг, Ирис , Нить тутового шелкопряда , Basic Books, 1996, страницы 47-60
- ^ Гринберг, Дж. Л.; Гудштейн, младший (1983). «Теодор фон Карман и прикладная математика в Америке». Наука . 222 (4630): 1300–1304. Bibcode : 1983Sci ... 222.1300G . DOI : 10.1126 / science.222.4630.1300 . PMID 17773321 . S2CID 19738034 .
- ^ О'Коннор, Джон Дж .; Робертсон, Эдмунд Ф. , "Теодор фон Карман" , архив истории математики MacTutor , Сент-Эндрюсский университет.
- ^ Sears, WR (1965). «Воспоминания о Теодоре фон Кармане». Журнал Общества промышленной и прикладной математики . 13 : 175–183. DOI : 10.1137 / 0113011 .
- ^ Örvények és Repülők-Karmon Тодор далить és Munkássága, AKADEMIAI Kiadó, Будапешт, 1994 Ли Эдсон, с.12., ISBN 9630567644 - венгерское издание Теодора фон Кармана с Ли Эдсоном (1967) The Wind and Beyond
- ^ "Теодор фон Карман - ученый-ракетчик" . Резонанс . Август 2005 г.
- ^ a b Теодор фон Карман с Ли Эдсоном (1967) Ветер и дальше , стр.98
- ^ Alkemade, д-р Ир. Фонс (2010). «ИУТАМ | История» . Амстердам, Нидерланды: Международный союз теоретической и прикладной механики. Архивировано из оригинала 17 июля 2011 года . Проверено 29 декабря 2010 года .
- ^ «Разработка Капрала: зародыш армейской ракетной программы, т. 1» (PDF) . Армейское агентство по баллистическим ракетам. п. 26. Архивировано из оригинального (PDF) 26 марта 2009 года.
- ^ Холлион, Ричард П. «NACA, НАСА и сверхзвуковой-гиперзвуковой рубеж». НАСА . Сервер технических отчетов НАСА. ЛВП : 2060/20100025896 .
- ^ Блут, Джон (15 июля 1994 г.). «Фон Карман, Малина заложили основу для будущей Лаборатории реактивного движения» . Лаборатория реактивного движения ВСЕЛЕННАЯ . 24 (14).
- ^ «Национальная медаль президента за науку: сведения о получателе» . NSF.
- ^ Физика сегодня
- ^ Легенды Голливуда навсегда кладбище
- ^ A marslakók legendája - Дьёрдь Маркс
- ^ Sears, WR (1986). "Фон Карман: гидродинамика и другие вещи". Физика сегодня . 39 (1): 34. Bibcode : 1986PhT .... 39a..34S . DOI : 10.1063 / 1.881063 .
- ^ Томас П. Хьюз (1968) Американский исторический обзор
- ^ Станли Коррсин (1968) Isis 59 (2)
- ^ IB Holley (1968) Наука v 159 # 3814
- ^ Дж. Кестин (1969) Журнал прикладной механики 36 (1)
- ^ Чарльз Зюскинд (1968) Технология и культура
- ^ Сидней Голдштейн (1968) Журнал гидромеханики 33 (2) DOI : 10.1017 / S0022112068221390
- ^ "Медаль Теодора фон Кармана" . ASCE. Архивировано из оригинала на 2007-09-30.
- ^ Sprekelmeyer, Линда, редактор. Мы чтим: Международный зал аэрокосмической славы . Издательство Доннинг Ко., 2006 г. ISBN 978-1-57864-397-4 .
- ^ "Премия фон Кармана" . Международная академия космонавтики .
- ^ «Стипендиаты AEDC» . База ВВС Арнольд.
- ^ Bilger Буркхард (22 апреля 2013) "Марсианские летописцы" , The New Yorker . Проверено 23 апреля 2013.
- ^ «Серия лекций фон Кармана» .
- ^ «1992 29 ¢ Теодор фон Карман штампует Скотт № 2699» . Изучение космических марок.
- ↑ Кеннеди, Джон Ф. (18 февраля 1963 г.) «Замечания по вручению Национальной медали науки Теодору фон Карману» . Проект американского президентства.
- ^ Лекции Джозайя Уилларда Гиббса . Американское математическое общество
- ^ фон Карман, Теодор (1940). «Инженер решает нелинейные задачи» . Бык. Амер. Математика. Soc . 46 (8): 615–683. DOI : 10.1090 / s0002-9904-1940-07266-0 . Руководство по ремонту 0003131 .
- ^ http://galcit.caltech.edu/ahs/index.html
- ^ Важная események li-2.hu, получен 10 июня 2019.
Внешние ссылки
- Работы Теодора фон Кармана или о нем в Internet Archive
- Джудит Р. Гудштейн и Кэролайн Копп (1981) Путеводитель по коллекциям фон Кармана , Архив Института, Библиотека Роберта А. Милликена, Калифорнийский технологический институт, Пасадена, Калифорния.
- О'Коннор, Джон Дж .; Робертсон, Эдмунд Ф. , "Теодор фон Карман" , архив истории математики MacTutor , Сент-Эндрюсский университет.
- Директор реактивного движения 1938-44 из Лаборатории реактивного движения.
- Институт динамики жидкости фон Кармана в Бельгии
- Теодор фон Карман из американской национальной биографии
- Видеозапись лекции Н. Петерса о жизни и творчестве Теодора фон Кармана
- Теодор фон Карман в « Найти могилу»