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美国航天工程学家

西奥多·冯·卡门

西奥多·冯·卡门（Theodore von Kármán，原名Szol-loskislaki Kármán Tódor，1881年5月11日—1963年5月6日），出生于匈牙利布达佩斯，航天工程学家，美国国家科学院院士，美国艺术与科学院院士，生前是加州理工学院教授。西奥多·冯·卡门于1902年从布达佩斯皇家约瑟夫技术大学毕业，之后在奥匈帝国军队担任了一年炮兵学员；1903年至1906年在皇家约瑟夫技术大学担任助理；1906年进入德国哥廷根大学攻读博士学位；1908年获得哥廷根大学博士学位后留校任教4年；1913年受邀担任亚琛工业大学航空学院院长；1930年移居美国，担任加州理工学院古根海姆航空实验室主任；1936年加入美国籍；1938年当选为美国国家科学院院士；1943年兼任加州理工学院喷气推进实验室主任；1944年担任陆军航空队科学顾问组组长；1945年初夏受命以少将军衔率领美国空军顾问团赶赴德国考察纳粹德国秘密研究火箭技术的情况；1948年当选为美国艺术与科学院院士；1963年5月6日在前往亚琛的路上逝世，享年82岁。西奥多·冯·卡门开创了数学和基础科学在航空航天和其他技术领域的应用。

1906年，移居德意志帝国，进入德国哥廷根大学攻读博士学位，师从现代流体力学开拓者之一的路德维希·普朗特（Ludwig Prandtl）教授，但未及获得学位便去了巴黎大学。在法国期间与飞行家亨利·法尔芒的对话将他引上了毕生从事航空航天气动力学研究的道路。之后路德维希·普朗特邀请他到哥廷根大学去担任助手，从事教学和研究飞艇的工作，并继续攻读博士学位。

1908年，获得哥廷根大学博士学位，研究论题为《大型结构屈曲的数学模型（mathematical models for the buckling of large structures）》，之后留校任教4年。

西奥多·冯·卡门

1913年，接受邀请担任亚琛工业大学航空学院院长。

1919年，第一次世界大战结束后，携带母亲和妹妹约瑟芬回到亚琛。

1926年，受到时任加州理工学院校长罗伯特·安德鲁·密立根（Robert Millikan）的邀请，帮助该校建立航空实验室，建造风洞。

1930年，加州理工学院正式向他提供了古根海姆航空实验室主任的全职位置，同时担心德国纳粹主义的迫害，西奥多·冯·卡门与母亲和妹妹一起搬到了美国南加州洛杉矶，指导古根海姆气动力实验室和加州理工大学第一个风洞的设计和建设。

1936年，加入美国籍；同年，领导实验室开始研究导弹。

1938年，当选为美国国家科学院院士。

1943年11月，喷气推进实验室根据与美国陆军的合同在加州理工学院正式挂牌，西奥多·冯·卡门从其五年前的初创阶段起就兼任实验室主任。

1944年12月1日，陆军航空队正式成立了科学顾问组，西奥多·冯·卡门担任组长。

1945年初夏，西奥多·冯·卡门受命以少将军衔率领美国空军顾问团一行36人，赶赴德国考察纳粹德国秘密研究火箭技术的情况。返回美国后，先写出一份《我们在何处》的考察报告，对比了美国、德国在战争期间的科技发展，并指出美国已有可能研制射程达9600千米的导弹。接着，又拿出了名为《通向新地平线》的第二份报告。

1948年，当选为美国艺术与科学院院士。

1963年5月6日，在前往亚琛的路上逝世，享年82岁，之后下葬在帕萨迪娜。

主要成就

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科研成就

科研综述

西奥多·冯·卡门在哥廷根大学从事过微观的物理和力学研究。在宏观的流体力学和空气动力学，他的研究包括非弹性屈曲、环圆柱流中的非定常尾流、层流稳定性、湍流、稳定和非定常流中的翼型、边界层和超音速空气动力学理论。也涉及到其他领域，包括弹性、振动、传热和晶体学等。

1915年— 1918年，第一次世界大战期间，西奥多·冯·卡门在奥匈帝国军队服役时设计了早期的直升机Petróczy-Kármán-Žurovec 。

西奥多·冯·卡门在理论和工程应用中做了开创性的工作，他的名字也出现在许多概念中，例如：

概念或方程	概念或方程（英文）	领域	说明
冯·卡门涡街	von Kármán vortex street	流过圆柱体	1911年归纳出钝体阻力理论，即“卡门涡街”理论，它解释了1940年华盛顿州塔科马海峡大桥在大风中倒塌原因
福普尔-冯卡门方程	Föppl–von Kármán equations	弹性板的大挠度	——
玻恩-冯·卡曼边界条件	Born–von Karman boundary condition	固态物理学	——
玻恩–冯·卡门晶格模型	Born–von Kármán lattice model	晶体晶格动力学模型	——
查普利金-卡门-钱近似	Chaplygin–Kármán–Tsien approximation	势流	——
法尔科维奇-卡门方程	Falkowich–Kármán equation	跨音速流	——
冯·卡门常量	von Kármán constant	壁湍流	——
卡门线	Kármán line	空气动力学/航天	大气层和空间之间的边界
冯·卡门-加布里埃利图	von Kármán–Gabrielli diagram	交通	——
卡门-豪沃思方程	Kármán–Howarth equation	湍流	——
卡门-彭纳通量分数	Kármán–Penner flux fraction	燃烧	——
卡门-尼古拉兹校正	Kármán–Nikuradse correlation	粘性流动	——
卡门-波尔豪森参数	Kármán–Pohlhausen parameter	边界层	——
Kármán–Treffz 变换	Kármán–Treffz transform	——	——
普朗特-冯卡门定律	Prandtl–von Kármán law	明渠流中的速度	——
冯·卡门动量积分	Von Kármán momentum integral	——	——
冯·卡门·奥戈	von Kármán ogive	超音速空气动力学	——
冯·卡门应变	von Kármán strain	——	——
冯·卡门风湍流模型	von Kármán wind turbulence model	——	——
卡门-钱学森公式	von Kármán–Tsien compressibility correction	——	——
涡流脱落	Vortex shedding	——	——
冯·卡门涡流	Von Kármán swirling flow	——	——

学术交流

1922年，西奥多·冯·卡门组织了第一届世界力学家大会，主题是流体动力学和空气动力学。

人才培养

教育思想

西奥多·冯·卡门认为，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。他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。

指导学生

西奥多·冯·卡门一生培养了包括钱学森、郭永怀等中国科学家在内的诸多学术人才。根据2023年9月数学谱系项目网站数据，西奥多·冯·卡门在亚琛工业大学、加州理工学院、先后指导38名学生，具体信息如下：

毕业时间	姓名	学校
1926年	Klemperer, Wolfgang	亚琛工业大学（Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen）
1926年	Gabrielli, Giuseppe	亚琛工业大学
1927年	Scheubel, Franz	亚琛工业大学
1932年	Oswald, W.	加州理工学院
1932年	Folsom, Richard	加州理工学院
1932年	Brahtz, John	加州理工学院
1932年	Biot, Maurice	加州理工学院
1933年	Kuethe, Arnold	加州理工学院
1933年	Wattendorf, Frank	加州理工学院
1934年	Moore, Norton	加州理工学院
1934年	Sechler, Ernest	加州理工学院
1935年	Alcock, Edward	加州理工学院
1935年	Lipp, James	加州理工学院
1935年	Mills, Roscoe	加州理工学院
1936年	Ippen, Arthur	加州理工学院
1936年	Bollay, William	加州理工学院
1937年	Clauser, Francis	加州理工学院
1937年	Clauser, Milton	加州理工学院
1938年	Charters, Alexander	加州理工学院
1938年	Sears, William	加州理工学院
1938年	Tsien, Hsue-Shen（钱学森）	加州理工学院
1939年	Knoblock, F.	加州理工学院
1939年	Lombard, Albert	加州理工学院
1939年	Pai, Shih-I	加州理工学院
1939年	Schairer, Robert	加州理工学院
1940年	Stewart, Homer	加州理工学院
1940年	Malina, Frank	加州理工学院
1940年	Dunn, Louis	加州理工学院
1940年	Vanoni, Vito	加州理工学院
1942年	Yuan, S	加州理工学院
1943年	Boehnlein, Charles	加州理工学院
1944年	Kuo, Yung-Huai（郭永怀）	加州理工学院
1944年	Lin Chia-Chia（林家翘）	加州理工学院
1945年	Fejer, Andrew	加州理工学院
1947年	Hayes, Wallace	加州理工学院
1947年	Marble, Frank	加州理工学院
1949年	Puckett, Allen	加州理工学院
1950年	Chang, Chieh-Chien（张捷迁）	加州理工学院

荣誉表彰

时间	荣誉表彰	授予单位
1899年	明塔中学（Minta Gymnasium）Eötvös奖
1938年	美国国家科学院院士	美国国家科学院
1941年	美国哲学学会会士	美国哲学学会
1948年	富兰克林奖章
1948年	美国艺术与科学院院士	美国艺术与科学院
1957年	路德维希-普朗特环（第一位获得者）	德国航空航天学会（Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt）
1963年2月	美国国家科学勋章（第一枚）	美国国会
1968年	入选国际航空航天名人堂
1983年	入选俄亥俄州代顿的国家航空名人堂
2005年	阿诺德工程发展中心名誉院士	阿诺德工程发展中心（AEDC）

社会任职

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时间	担任职务
1939年	美国数学学会约西亚·威拉德·吉布斯（Josiah Willard Gibbs）讲师

个人生活

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家世背景

西奥多·冯·卡门的原名为卡门·托多尔（Kármán Tódor），他父亲莫尔·卡门（Mór Kármán）是布达佩斯彼得·派斯马克大学教育学教授，他的母亲（Helene）出身于书香门第，他是兄弟3人中最小的，还有一个妹妹约瑟芬·卡门（Josephine de Karman）。

学习历程

西奥多·冯·卡门6岁时就能对5位数的乘法略一思索报出答案，他的父亲却对他的运算的超常能力感到担忧，怕他将来变成一个畸形发展的人。不久，在父亲的干预下，他便和各种数学科目断绝来往，直到十几岁才重新开始学习数学。父亲让他读地理、历史、诗歌来代替做数学习题。父亲对冯·卡门的帮助和培养是启发他对知识的好奇心。

婚姻家庭

西奥多·冯·卡门终生未婚。

人物评价

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西奥多·冯·卡门博士在空气动力学理论方面，特别是在超音速飞行领域作出了重要贡献，他被誉为“超音速飞行之父”，同时也在航空航天技术、理论空气动力学理论和提高飞机性能的应用方面做出了重大贡献（Dr. Theodor von Kármán holds an important position among the contributors to aerodynamic theory, particularly in the area of supersonic flight. Known as “the father of supersonic flight,” he made major contributions to aviation and space technology, theoretical aerodynamics, and the application of theory to improve aircraft performance）。（美国飞行百年纪念日委员会（U.S. Centennial of Flight Commision）评）

西奥多·冯·卡门在辉煌的职业生涯中为航空航天技术、空气动力学和提高飞机性能做出了重大贡献（Theodore von Kármán made major contributions to aviation and space technology, aerodynamics, and improved aircraft performance during an illustrious career）。（美国机械工程师协会评）

后世纪念

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西奥多·冯·卡门奖

冯·卡门纪念币

1968年，美国工业与应用数学学会设立并颁发西奥多·冯·卡门奖（Theodore von Kármán Prize），旨在表彰在获奖前五到十年内数学在力学和/或工程科学中的显着应用。该奖项可以颁发给一个人的重大成就或可能由多个贡献者完成的重要工作。

1983年，国际宇航科学院设立并颁发西奥多·冯·卡门奖（Theodore von Karman Award），以表彰在任何科学分支（基础科学、工程科学、生命科学或社会科学）中取得的杰出终身成就，不分国籍，每年颁发一次。

卡门礼堂

1977年，亚琛工业大学将新建的演讲厅命名为“卡门礼堂（Kármán-Auditorium）”，以纪念西奥多·冯·卡门在亚琛工业大学航空学院的杰出研究贡献。

纪念邮票

匈牙利冯·卡门纪念邮票，背景是卡门涡街

1992年8月3日，西奥多·冯·卡门的祖国匈牙利发行了一枚纪念他的邮票。

1992年8月31日，美国也发行了一枚西奥多·冯·卡门纪念邮票。

飞机命名

2002年，Lisunov Li-2飞机（注册号HA-LIX）被命名为Kármán Tódor 。

街道命名

在加利福尼亚州尔湾市，在欧文商业中心的中心有一条五英里长的街道，以西奥多·冯·卡门的名字命名。

冯·卡门撞击坑

冯·卡门撞击坑（Von Kármán crater）位于月球背面南极艾特肯盆地中部，是整个太阳系中最古老的撞击坑，年龄大约为36亿年，其保存了原始月壳的岩石，并可能含有水。1970年被国际天文学联合会批准接受。

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