stringtranslate.com

Теодор фон Карман

Теодор фон Карман ( венгерский : ( szőllőskislaki ) Карман Тодор [(søːløːʃkiʃlɒki) ˈkaːrmaːn ˈtoːdor] , 11 мая 1881 — 6 мая 1963) был венгерско-американским математиком , аэрокосмическим инженером и физиком , который работал в области аэронавтики и астронавтики . Он был ответственен за важнейшие достижения в аэродинамике, характеризующие сверхзвуковые и гиперзвуковые потоки воздуха. Определенный человеком порог открытого космоса назван « линией Кармана » в знак признания его работы. [3] Карман считается выдающимся теоретиком аэродинамики 20-го века. [4] [5] [6]

Ранний период жизни

Теодор фон Карман родился в еврейской семье в Будапеште , Австро-Венгрия , как Карман Тодор, сын Элен (Конн или Кон, венгерский : Kohn Ilka ) и Мора Кармана  [eo] . [1] Среди его предков были раввин Иуда Лёв бен Бецалель , который, как говорили, был создателем Голема в Праге , и раввин Моисей бен Менахем Мендель Куниц  [hu; he] , который писал о Зоаре . [1] Его отец, Мор, был известным педагогом, который реформировал венгерскую школьную систему и основал гимназию Минта в Будапеште. Он стал влиятельной фигурой и стал комиссаром Министерства образования, [7] и был ответственным за «планирование образования молодого эрцгерцога, кузена императора». В 1907 году Мор Карман был возведен в дворянское достоинство, Теодор позже описал это так: [8]

Чтобы получить дворянский титул, моему отцу нужно было иметь землю. К счастью, он владел небольшим виноградником недалеко от Будапешта, поэтому император даровал ему титул «von Szőllőskislaki» (маленький виноград). Я сократил его до von, потому что даже для меня, венгра, полный титул почти непроизносим. [8]

У Теодора было три брата (среди них Элемер Карман  [eo] ) и одна сестра, Жозефина . В возрасте шести лет он мог «выполнять большие устные вычисления», [9] например, умножение шестизначных чисел. [8] Отец не одобрял математическое образование Теодора, он боялся, что его сын станет вундеркиндом и уродом. [9] Его репетиторами были его отец и бывший ученик отца; позже он поступил в гимназию Минта в Будапеште. Он выиграл премию Этвеша «как лучший ученик по математике и естественным наукам во всей Венгрии» в последний год обучения в Минте. [9] [a]

Он изучал инженерное дело в Королевском техническом университете имени Иосифа ( Будапештский университет технологий и экономики ). Он окончил его в 1902 году со степенью в области машиностроения, его диссертация была «Движение тяжелого стержня, поддерживаемого на своем закругленном конце горизонтальной плоскостью». Затем он год служил артиллерийским кадетом в австро-венгерской армии. [9] В 1903-1906 годах он работал ассистентом в Королевском техническом университете имени Иосифа. В 1906 году он переехал в Германскую империю и присоединился к Людвигу Прандтлю в Геттингенском университете , где в 1908 году получил докторскую степень за свои исследования по «математическим моделям для выпучивания больших конструкций». [9] Он преподавал в Геттингене в течение четырех лет. В 1913 году он принял должность директора Авиационного института в Рейнско-Вестфальском техническом университете Ахена , ведущем немецком университете. Его работа в Рейнско-Венгерском техническом университете Ахена была прервана службой в австро-венгерской армии с 1915 по 1918 год во время Первой мировой войны , когда он спроектировал Петроци-Карман-Журовец , один из первых вертолетов . [9]

После войны, в 1919 году, он вернулся в Аахен со своей матерью и сестрой Жозефиной. Некоторые из его учеников заинтересовались планеризмом и увидели в соревнованиях Rhön-Rossitten Gesellschaft возможность продвинуться в аэронавтике. Карман нанял Вольфганга Клемперера для разработки конкурентоспособного планера. [11]

Жозефина поощряла своего брата Теодора расширять 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 . [12]

В 1926 году Карман был впервые приглашен в США Калифорнийским технологическим институтом для строительства аэродинамической трубы . [13] [9] В 1930 году его пригласили на должность штатного директора Авиационной лаборатории Калифорнийского технологического института; его мать и сестра Жозефина также переехали в Калифорнию. [9]

Эмиграция и JPL

Рисунок Теодора фон Кармана 1931 года.
Фон Карман (в центре) во время работы в Лаборатории реактивного движения в 1940 году.

Опасаясь событий в Европе, связанных с нацизмом , в 1930 году Карман принял пост директора Авиационной лаборатории Гуггенхайма в Калифорнийском технологическом институте (GALCIT). [13] Должность директора включала положение о научном ассистенте , и он выбрал Фрэнка Ваттендорфа , американца, который в течение трех лет учился в Ахене. [14]

Другой студент Эрнест Эдвин Сехлер занялся проблемой создания надежных планеров для самолетов и при поддержке Кармана развил понимание аэроупругости .

В 1936 году Карман воспользовался услугами юристов Эндрю Г. Хейли , чтобы основать Aerojet Corporation, вместе со своим аспирантом Фрэнком Малиной и их коллегами по экспериментальной ракетной технике Джеком Парсонсом и Эдвардом Форманом , для производства ракетных двигателей JATO . Позднее Карман стал натурализованным гражданином Соединенных Штатов.

В 1940 году Карман был выбран Джоном М. Кармоди , администратором Федерального агентства по работам, для работы в Совете инженеров, которому было поручено расследование 7 ноября 1940 года крушения моста Такома-Нэрроус за пределами Такомы, штат Вашингтон . Его экспертные знания сыграли решающую роль в обнаружении эффекта аэродинамических сил на мост, вызвавших его необычное «галопирующее» поведение и в конечном итоге крушение. Вместе с инженерами-строителями Отмаром Амманом и Гленном Б. Вудраффом он опубликовал отчет «Крушение моста Такома-Нэрроус» [15] 28 марта 1941 года.

Немецкая активность во время Второй мировой войны увеличила интерес американских военных к ракетным исследованиям. В начале 1943 года Экспериментальный инженерный отдел Командования материального обеспечения ВВС США направил Карману отчеты из британских разведывательных источников, описывающие немецкие ракеты, способные преодолевать расстояние более 100 миль (160 км). В письме от 2 августа 1943 года Карман предоставил армии свой анализ и комментарии по немецкой программе. [16]

В 1944 году он и другие, связанные с GALCIT, основали Лабораторию реактивного движения (JPL), которая в настоящее время является научно-исследовательским центром, финансируемым из федерального бюджета , которым управляет и управляет Калтех по контракту с НАСА . В 1946 году он стал первым председателем Научно-консультативной группы , которая изучала авиационные технологии для ВВС США. Он также помог основать AGARD , группу НАТО по надзору за аэродинамическими исследованиями (1951), Международный совет по авиационным наукам (1956), Международную академию астронавтики (1960) и Институт фон Кармана по гидродинамике в Синт-Генезиус-Роде , к югу от Брюсселя (1956).

В конечном итоге он стал важной фигурой в области сверхзвукового движения, отметив в основополагающей статье, что авиационные инженеры «упорно бьют в закрытую дверь, ведущую в область сверхзвукового движения». [17]

Последние годы

В июне 1944 года фон Карман перенес операцию по удалению рака кишечника в Нью-Йорке. Операция вызвала две грыжи , и выздоровление Кармана было медленным. В начале сентября, еще находясь в Нью-Йорке, он встретился с командующим ВВС США генералом Генри Х. Арнольдом на взлетно-посадочной полосе аэропорта Ла-Гуардия , и Арнольд затем предложил Карману переехать в Вашингтон, округ Колумбия, чтобы возглавить Научно-консультативную группу и стать консультантом по долгосрочному планированию для военных. Карман вернулся в Пасадену примерно в середине сентября, был назначен на должность SAG 23 октября 1944 года и покинул Калтех в декабре 1944 года. [18]

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 технике, лежащих в основе аэронавтики; за его эффективное преподавание и сопутствующие вклады во многих областях механики, за его выдающийся совет вооруженным силам и за его содействие международному сотрудничеству в области науки и техники». [19]

Карман никогда не был женат. Он умер во время поездки в Ахен, Западная Германия , в 1963 году, за пять дней до своего 82-го дня рождения, [20] и его тело было возвращено в Соединенные Штаты, чтобы быть погребенным в мавзолее Бет Олам на том месте, где сейчас находится кладбище Hollywood Forever . [21] Иногда его называли одним из марсиан . [22]

Известность Кармана была связана с использованием математических инструментов для изучения потока жидкости , [23] и интерпретацией этих результатов для руководства практическими проектами. Он сыграл важную роль в признании важности стреловидных крыльев, повсеместно распространенных в современных реактивных самолетах .

Избранные вклады

Теодор фон Карман (слева) вместе с представителями ВВС и НАСА осматривает две модели, используемые в высокоскоростных высотных аэродинамических трубах на авиабазе Арнольд , 1959 год. Ракеты — Agard-B и Atlas Series B.

Конкретные вклады включают теории неупругого выпучивания, нестационарных следов в потоке вокруг цилиндра , устойчивости ламинарного потока , турбулентности , аэродинамических профилей в стационарном и нестационарном потоке, пограничных слоев и сверхзвуковой аэродинамики. Он внес дополнительный вклад в другие области, включая упругость, вибрацию, теплопередачу и кристаллографию . Его имя также появляется в ряде концепций, например:

Избранные произведения

Книги

Автобиография

Через четыре года после смерти Кармана его автобиография «Ветер и дальше» была опубликована Ли Эдсоном с Little, Brown and Company . Затем семь крупных академических журналов последовали за рецензиями на книгу известных авторов: Поскольку книга была нетехнической, написанной для широкого круга читателей, Томас П. Хьюз [24] назвал это проблематичным, учитывая технический контекст работы Кармана. Хьюз признал, что Карман «продемонстрировал гениальность в поиске упрощающих предположений, которые сделали возможным математический анализ». Признавая дары Кармана как прикладного математика и учителя, Стэнли Коррсин отмечает, что автобиография — это «брак между человеком и его эго». В более поздний период своей жизни Карман был «планировщиком всемирных симпозиумов и обществ» и «консультантом высших эшелонов корпуса Пентагона». [25]

О творчестве Карман писал: «Самая прекрасная творческая мысль рождается не в организованных командах, а в тишине собственного мира». [11] : 307  В своем обзоре [26] И. Б. Холли отметил «проницательное понимание творческого процесса, его составляющих, воспитания и эксплуатации». По словам Холли, Карман был склонен к «веселому пьянству и общению с красивыми женщинами».

Восторженный обзор Дж. Кестина [27] посоветовал читателям купить и изучить книгу, а также ценить ее как справочник. С другой стороны, Чарльз Зюскинд [28] обвиняет Кармана в его презрении к общепринятому (gaminarie). Зюскинд ожидал, что книга покажет некоторую реакцию на приезд Вернера фон Брауна в Америку и некоторое разъяснение дела Сюэ-шэнь Цзяня , а не «впадет в общие места». Зюскинд также называет Кармана милитаристом : «прямолинейным инженером, который совершенно не смущается своей пожизненной связи с военными властями в любой стране, где ему довелось жить в то время».

Сидней Голдштейн , который также написал мемуары для Королевского общества о Кармане, проанализировал автобиографию [29] и вспомнил «выдающегося инженера и ученого, добросердечного и остроумного, много путешествовавшего, хорошо известного многим, преданного международному сотрудничеству, который, по его собственным словам, как ученый считал военных «наиболее комфортной группой для общения»».

Почести и наследие

Вручение Национальной медали науки Теодору фон Карману президентом Кеннеди.

Смотрите также

Пояснительные записки

  1. ^ Собственные воспоминания фон Кармана о премии и конкурсе: «Избранных студентов держали в закрытой комнате и давали им сложные математические задачи, которые требовали творческого и даже смелого мышления. Учитель ученика, который выигрывал премию, получал большое признание, поэтому конкуренция была острой, и учителя упорно трудились, чтобы подготовить своих лучших учеников. Я пробовался на эту премию с учениками с большими достижениями, и к своей радости мне удалось победить. Теперь я отмечаю, что более половины всех известных венгерских ученых-эмигрантов и почти все известные в Соединенных Штатах получили эту премию». [10]

Ссылки

  1. ^ abc Goldstein, S. (1966). «Теодор фон Карман 1881–1963». Биографические мемуары членов Королевского общества . 12 : 334–365. doi :10.1098/rsbm.1966.0016. S2CID  72977857.
  2. ^ аб Теодор фон Карман в проекте «Математическая генеалогия»
  3. ^ "Линия Кармана | Определение и факты". Encyclopedia Britannica . Получено 17 июля 2024 г. .
  4. ↑ Чанг, Айрис , Нить шелкопряда , Basic Books, 1996, страницы 47–60.
  5. ^ Гринберг, Дж. Л.; Гудстейн, Дж. Р. (1983). «Теодор фон Карман и прикладная математика в Америке». Science . 222 (4630): 1300–1304. Bibcode :1983Sci...222.1300G. doi :10.1126/science.222.4630.1300. PMID  17773321. S2CID  19738034.
  6. ^ Sears, WR (1965). «Некоторые воспоминания о Теодоре фон Кармане». Журнал Общества промышленной и прикладной математики . 13 : 175–183. doi :10.1137/0113011.
  7. ^ "Теодор фон Карман | Аэрокосмический инженер, физик и математик | Britannica". www.britannica.com . 7 мая 2023 г. . Получено 6 июня 2023 г. .
  8. ^ abc Rhodes, Richard (18 сентября 2012 г.). Создание атомной бомбы. Simon and Schuster. стр. 104–108. ISBN 978-1-4391-2622-6. Получено 5 июня 2023 г. .
  9. ^ abcdefgh О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. , «Теодор фон Карман», Архив истории математики MacTutor , Университет Сент-Эндрюс
  10. ^ Нарай-Сабо, Габор; Дж. Палло (2012), Образовательный опыт венгерских гимназий и его влияние на глобальную смену власти, Глобальный форум науки и технологий, ISBN 9780615573106, получено 6 июня 2023 г.
  11. ^ ab Теодор фон Карман с Ли Эдсоном (1967) Ветер и дальше , стр. 98
  12. ^ Alkemade, Dr. Ir. Fons (2010). "История IUTAM". Амстердам, Нидерланды: Международный союз теоретической и прикладной механики. Архивировано из оригинала 17 июля 2011 г. Получено 29 декабря 2010 г.
  13. ^ ab Sears, William R. ; Sears, Mabel R. (январь 1979). "Годы Кармана в Галците". Annual Review of Fluid Mechanics . 11 (1): 1–11. Bibcode :1979AnRFM..11....1S. doi : 10.1146/annurev.fl.11.010179.000245 . ISSN  0066-4189.
  14. ^ Томас, Ширли (1991). «Теодор фон Карман: непревзойденный педагог». Леонардо . 24 (4): 419–426. дои : 10.2307/1575519. ISSN  0024-094X. JSTOR  1575519. S2CID  146916763.
  15. ^ Отмар Х. Амман, Теодор фон Карман и Гленн Б. Вудрафф. Провал моста Такома-Нэрроус, отчет администратору. Отчет Федеральному агентству по работам, Вашингтон, 1941 г.
  16. ^ "Развитие Капрала: зародыш армейской ракетной программы, т. 1" (PDF) . Армейское агентство по баллистическим ракетам. стр. 26. Архивировано из оригинала (PDF) 26 марта 2009 г.
  17. ^ Дик, Стивен Дж., ред. (2010). «Глава 10: NACA, NASA и сверхзвуковой-гиперзвуковой рубеж». NASA's First 50 Years Historical Perspectives (PDF) . NASA . стр. 223–274. ISBN 978-0-16-084965-7. LCCN  2009015085. SP-2010-4704. Архивировано (PDF) из оригинала 7 июня 2023 г. Получено 6 июня 2023 г.
  18. ^ Блут, Джон (15 июля 1994 г.). «Фон Карман, Малина заложили основу для будущей JPL». Лаборатория реактивного движения UNIVERSE . 24 (14).
  19. ^ «Национальная медаль президента в области науки: сведения о получателе». NSF.
  20. ^ Физика сегодня
  21. ^ Легенды Голливуда Кладбище Навсегда
  22. ^ Легендарный марслакок - Дьёрдь Маркс
  23. ^ Sears, WR (1986). "Фон Карман: Гидродинамика и другие вещи". Physics Today . 39 (1): 34. Bibcode : 1986PhT....39a..34S. doi : 10.1063/1.881063.
  24. ^ Томас П. Хьюз (1968) The American Historical Review
  25. ^ Стэнли Коррсин (1968) Isis 59(2)
  26. ^ IB Holley (1968) Science v 159 #3814
  27. ^ Дж. Кестин (1969) Журнал прикладной механики 36 (1)
  28. ^ Чарльз Зюскинд (1968) Технология и культура
  29. ^ Сидней Голдстейн (1968) Журнал механики жидкости 33(2) doi :10.1017/S0022112068221390
  30. ^ "Теодор фон Карман". www.nasonline.org . Получено 28 апреля 2023 г. .
  31. ^ "История члена APS". search.amphilsoc.org . Получено 28 апреля 2023 г. .
  32. ^ "Теодор фон Карман". Американская академия искусств и наук . 9 февраля 2023 г. Получено 28 апреля 2023 г.
  33. ^ "Медаль Теодора фон Кармана". ASCE. Архивировано из оригинала 30 сентября 2007 г.
  34. ^ Шпрекельмейер, Линда, редактор. These We Honor: The International Aerospace Hall of Fame . Donning Co. Publishers, 2006. ISBN 978-1-57864-397-4 . 
  35. ^ "Премия фон Кармана". Международная академия астронавтики . Архивировано из оригинала 15 декабря 2009 года . Получено 10 апреля 2019 года .
  36. ^ "AEDC Fellows". База ВВС Арнольд.
  37. ^ Билгер, Буркхард (22 апреля 2013 г.) «Марсианские хронисты», The New Yorker . Проверено 23 апреля 2013 г.
  38. ^ "Серия лекций фон Кармана" . Лаборатория реактивного движения .
  39. ^ "1992 29¢ Теодор фон Карман Стэмпс Скотт #2699". Марки «Исследование космоса».
  40. ↑ Кеннеди, Джон Ф. (18 февраля 1963 г.) «Замечания при вручении Национальной научной медали Теодору фон Карману» Архивировано 20 февраля 2015 г. на Wayback Machine . Проект американского президентства.
  41. ^ "Теодор фон Карман". Институт Франклина . 15 января 2014 г. Получено 23 сентября 2022 г.
  42. ^ Лекции Джозайи Уилларда Гиббса. Американское математическое общество
  43. ^ фон Карман, Теодор (1940). «Инженер борется с нелинейными проблемами». Bull. Amer. Math. Soc . 46 (8): 615–683. doi : 10.1090/s0002-9904-1940-07266-0 . MR  0003131.
  44. ^ "Международная премия фон Кармана "Крылья"". Caltech . Получено 23 февраля 2023 г.
  45. ↑ Fontos események li-2.hu, получено 10 июня 2019 г.
  46. ^ "Enshrinee Theodore Karman". nationalaviation.org . Национальный зал славы авиации . Получено 28 февраля 2023 г. .

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Теодором фон Карманом .
В Wikiquote есть цитаты, связанные с Теодором фон Карманом .