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冯·卡门对航天技术的影响到底有多大 他做出的贡献分别是什么
2022-11-22

人物影响

德国火箭科学家冯·布劳恩曾说:“冯·卡门是航空和航天领域最杰出的一位元老,远见卓识、敏于创造、精于组织……正是他独具的特色。”鉴于冯·卡门在科学、技术及教育事业等方面的卓著贡献,美国国会授予他第一枚“国家科学勋章”。1963年2月18日上午,白宫玫瑰园名人聚集,宾客如云,授勋仪式即将举行。当年迈的冯·卡门走下台阶时,他因患有严重的关节炎而步履不稳,险些摔倒。年轻的约翰·肯尼迪总统赶紧走上前,一把将他扶住。老人抬头报以感激的微笑,继而轻轻推开总统伸出的手,淡淡地说:“总统先生,下坡而行者无须搀扶,惟独举足高攀者才求一臂之力。” 一枚最高荣誉的勋章,一句含义双关的俏皮话,便是他那具有传奇色彩的人生写照:勋章标志着他在科技事业中的伟大功勋,而俏皮话则刻画了他那丰富多彩的个性品质及对科学事业的殷殷关切之心。 20世纪科学技术得到了迅猛发展,然而像冯·卡门那样在航天技术中独领风骚的人物则凤毛麟角,几近绝迹。因而他被后人誉为“航空航天时代的科学奇才”。

科学成就的大小往往与科学家本人的个性品质相联系。卡门的成功一部分得益于他那开朗幽默、独立民主的性情。 作为一名伟人,显贵、阔佬、军政领袖都竭力想与他交朋友,卡门也乐意与他们交往,他是属于上流社会的。然而,卡门并不是个势利 小人,他会毫不迟疑地把一个花匠介绍给达官显贵们,并且一视同仁。他曾说过,爱因斯坦诚恳而善良的灵魂正是他所毕生追求的。 卡门幽默风趣,爽朗而又健谈。他乐于谈论风流韵事,且会出其不意地说些稀奇古怪的片断。他那诙谐的腔调常逗得那些严肃古板的人都捧腹大笑。卡门还善于把享乐和事业结合起来。他有一种特 殊能力,表面上从事某种活动,脑海里却进行着自己的科学思考。他常会在聚会中溜走一两个小时,去推导一个方程或拟写一篇论文,然后再若无其事地回来,重拾他的话题。 卡门这种开朗奔放.无拘无束的性格也反映在他的教书育人上。他认为,师生之间没有贵贱之分,只是贡献和学历上的差别,而且教与学是相长的。在教学方法上,他主张采用简单直观的方式,略去次要细节,抓住本质,采用形象的比拟和直观的图解,并要根据学生的平均水平进行讲解。

据说,卡门在推导公式时,常会先陷进自己故意设置的死胡同,然后再以高度技巧从困境中摆脱出来。学生们时而屏息无声,时而惊呼叫绝。在学生看来,他就像在耍木偶,把死东西玩儿活了。卡门就是在这种活泼紧张的气氛中把知识传授给了学生,此外,卡门还倡导自由讨论的民主学风,鼓励自由创造。人们围坐在一起,下棋,聊天,更重要的是交流学术思想,洁白的桌布上往往写满了数学方程式,而许多创造性的思想也就在这种无拘无束的氛围中孕育而成、卡门倡导的这种学术讨论,不仅开阔了学生的思路,也激发了学生的创造热情。卡门的教学方法在他1929年出任GALCIT(航空研究实验室的简称)主任时得到了淋漓尽致的发挥,并收到了极好的效果。 有人曾把他和文艺复兴时期的达·芬奇相提并论,认为达·芬奇创造了新奇的机件,而卡门则培育出大批杰出的人才。他的学生遍及五大洲,人称之为“卡门科班”,他为教育事业作出了杰出的贡献。冯·卡门无疑是位名副其实的科学奇才。

他在航空事业上的卓越成就是无可辩驳的。航空学和航天学上一些最光辉的理论、概念都是以他的名字命名,月球上也有一个名为冯·卡门的陨石坑。而航空史上令人瞩目的里程碑,如齐柏林飞艇、风洞,滑翔机和火箭…… 可以说20世纪的一切实际飞行和模拟飞行的成功都与他有密切的关系。他在航天技术中乘风扶摇,大展才略,掀开了航天史上一页页 的新篇章。卡门事业上的成功令人崇拜,而他的思想个性和为人处世一样为人们所敬仰。晚年的他虽有些虚荣,但他并不专横,也不老朽。在年过七旬之后仍然频繁地周游列国,为世界和人类的进步而工作着。 而他培养的“卡门科班”也会让世人永远谨记。如今,这位一代风流式的人物已离我们远去。然而,那蓝天白云里的飞行物体将会铭刻着那个名字——西奥多·冯·卡门。

人物贡献

特别的贡献包括非弹性弯曲,环筒流的非定常尾迹,层流稳定性,紊流,定常和非定常流中的翼型,边界层以及超音速空气动力学。在其他领域他也有贡献,包括弹性,振动,传热和结晶学。他的名字至少出现在下面这些概念中:

Föppl-von Kármán equations (弹性片的大偏差)

Born-von Kármán lattice model (结晶学)

Chaplygin-Kármán-Tsien approximation (位势流)

Falkowich-Kármán equation (跨音速流)

von Kármán constant ( 壁面紊流)

Kármán line (航空动力学/宇航科学)

Kármán-Howarth equation (紊流)

Kármán-Nikuradse correlation (粘性流;coauthored by Johann Nikuradse)

Kármán-Pohlhausen parameter (边界层)

Kármán-Treffz transformation (机翼理论)

Prandtl-von Kármán law (明槽流中的速度)

von Kármán integral equation (边界层)

von Kármán ogive (超音速空气动力学)

von Kármán vortex street (绕筒流)

von Kármán-Tsien compressibility correction.

人物纪念

为了纪念冯·卡门,他的祖国匈牙利在1992年8月3日发行了一枚纪念他的邮票;1992年8月31日,美国也发行了一枚冯·卡门的纪念邮票。后孙是冯翰琦