Magyar, akit az amerikai légierő védőszentjeként emlegetnek
A számtan volt a kedvence, testvérei ámulatára hatévesen képes volt öt- és hatjegyű számokat fejben, hibátlanul összeszorozni, de nem ezért készült róla postabélyeg.
A szuperszonikus repülés, a hiperszonikus áramlástan, valamint a rakétatechnológia és az űrhajózás úttörőjeként ismert Kármán Tódor magyar gépészmérnök, fizikus, alkalmazott matematikus, akit az amerikai légierő (USAF) védőszentjének neveznek. Annak ellenére kapott amerikai elnöki kitüntetést, hogy ugyan tudta nélkül, de a német repüléstechnika alapjainak letételével az ellenséges német légierő, a Luftwaffe kifejlesztéséhez is sokban hozzájárult.
Mint fizikusnak és alkalmazott matematikusnak jelentős szerepe volt a hidrodinamika és a modern gázdinamika, illetve az aerodinamika huszadik századi fejlődéséhez. Számos kutatóintézet, nemzeti és nemzetközi irányító bizottság alapításával, megszervezésével, irányításával bízták meg.
Szőllőskislaki Kármán Tódor, német nevén Theodore von Kármán, magyarul Kármán Tivadar Mihály 1881. május 11-én született Budapesten. Kármán Tódor egy csehországi származású budapesti zsidó család harmadik gyereke volt, mindkét szülője által számos intellektuális előddel. Felmenői között szerepel többek között Júda Löw ben Becalél tudós rabbi.
Apja, Kármán Mór, a filozófia és a neveléstan neves budapesti egyetemi tanára volt és nagy tekintélyt szerzett az egyetemi középiskolai tanárképzés alakításában. A közoktatásban végzett munkájáért elnyerte a szőllőskislaki nemesi előnevet. Édesanyja Kohn Ilka. Bátyja Kármán Elemér (1876–1927) kriminálpedagógus, pszichológus, jogász volt.
Kármán Tódor tanítása magánúton kezdődött. A számtan volt a kedvence, emlékezőtehetségét testvérei már korán felismerték, amikor ámulatukra hatéves korában képes volt öt- és hatjegyű számokat fejben hiba nélkül összeszorozni.
Apja azonban attól tartva, hogy tehetségét fia számtani mutatványok cirkuszi bemutatására fogja majd használni, humán tárgyak, művelődési tartalmak felé irányította. Iskolai oktatása kilencéves korában kezdődött a budapesti mintagimnáziumnak is nevezett M. Kir. Tanárképző Intézet Gyakorló-Főgymnasiumában.
1898-ban a Mathematikai és Physikai Társulat tanulmányi versenyén megnyerte a Báró Eötvös Első-díjat, így érettségije után külföldre készült matematikát tanulni, de apja idegösszeroppanása és anyagi okok miatt Budapesten maradt. Apja kívánságának engedve beiratkozott a Királyi József Műegyetemre, ahol a gépészmérnöki karon Bánki Donát professzor irányítása alatt tanult. 1902-ben, 22 évesen kitüntetéssel végzett.
Az osztrák–magyar hadseregben letöltött egyéves szolgálat után Bánki Donát professzor hidraulika tanársegédjeként a Műszaki Egyetemen és a Ganz gyár tanácsadójaként is dolgozott.
1906-ban Kármán a Magyar Tudományos Akadémia ösztöndíjával Németországba utazott tanulmányai folytatására a Göttingeni Egyetemen (Universität Göttingen) Ludwig Prandtl professzor felügyelete alatt a hidrodinamikával és aerodinamikával együtt határréteg-elméleten és repülőgép szárnyprofil-elméleten dolgozott.
Prandtl mellett nagy befolyással volt Kármánra David Hilbert és Felix Klein, akiknek köszönhetően nőtt a repülés elmélete iránti különös érdeklődése. 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 magyarul és németül is megjelent nyomtatásban.
A doktori diplomával együtt egy privát docens állásfelajánlást is kapott. Később a Zeppelin Léghajóépítő Társaság szélcsatornájának megépítését a Göttingeni Egyetemre bízták. 1911-ben az áramlástani tanulmányai közben figyelt fel Kármán a váltakozó irányba forgó örvény kialakulására egy lapos akadály mögött, amit róla neveztek el Kármán-örvénysornak, vagy -örvényútnak.
Ekkor Kármán Max Born fizikussal társult az atomok mozgásának tanulmányozására, a rácsdinamika Fourier egyenletek általi leírásával.
Félévet a Selmecbányai Bányászati Akadémián töltött el professzori állásban, de amikor látta, hogy ott nem kaphat elég anyagi támogatást kísérleteihez, visszatért Göttingenbe.
1913-ban elfogadta az aacheni Technische Hochschule által felajánlott és az aacheni Aeronautikai (Repüléstani) Intézet igazgatói állásával járó tanári állást a „Repüléstan és Mechanika” tanszék élén. A kutatóintézetben hamarosan erős kutatócsoport megszervezésébe kezdett a kísérleti berendezés lényeges javításával, szélcsatorna megtervezésével. 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 besorozták az osztrák–magyar hadseregbe. Idejét többnyire a Bécs melletti Aerodinamikai Laboratóriumban töltötte, ahol repülőfejlesztési kísérleti laboratóriumot rendezett be szélcsatornával. Itt Petróczy István, Zurovetz Vilmos és Asboth Oszkár közreműködésével a helikopter elvein alapuló, 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 kap fontos szerepet.
A Tanácsköztársaság idején közoktatási népbiztos-helyettesként dolgozott az Oktatásügy Minisztériumban, de később a feladatot reménytelennek ítélte. A kommün bukása után ez a pozíció nem is maradt meg, 1920 őszén Kármánt a MAeSz (Magyar Aero Szövetség) kizárta tagjai közül. Visszatért Aachenbe az Aeronautikai Intézet és az egyetem „Repüléstan és Mechanika” tanszékének vezetésére. A város melletti faluban, a holland határ túloldalán, Vaalsban lakott.
Aachenben – a német repülőgépgyárosok anyagi támogatásával – a szilárd akadályok áramló folyadékokra és gázokra való hatását, a turbulenciaelméletet, és a gázok szilárd testekre gyakorolt felhajtóerejét (repülőgép szárnyprofil) tanulmányozva intenzív alapvető kutatási programba kezdett nem sejtve, hogy ez milyen lényeges előnyt szolgál majd a modern német légierő, a Luftwaffe létrehozásához a második világháború idejére.
Az 1930-as évek elején a német nemzetiszocialista irányzat terjedésével állása bizonytalanná vált. Kármán meghívta a California Institute of Technology (Pasadena) Nobel-díjas professzora, Robert Millikan, aki 1926-ban hozzá fordult segítségért egy szélcsatorna megtervezésével kapcsolatban. 1928-ban már munkaideje felét is Amerikában töltötte, 1930-ban pedig elfogadta a Caltech által alapított Guggenheim Aeronautical Laboratory (GALCIT) igazgatói állást.
A szuperszonikus repülés elméletéhez 1932-ben azzal járult hozzá, hogy a háromdimenziós Navier–Stokes áramlási egyenleteket egyre egyszerűsítette, és az áramlás útjába helyezett akadályok különböző pontjai közelében mért fizikai adatok tanulmányozásával megoldást dolgozott ki. Ezt a szuperszonikus repülés feladataira alkalmas Kármán-Moore elméletnek nevezett elvet ma is széles körben használják.
1933-ban véglegesen az Egyesült Államokban telepedett le, 1936-ban felvette az amerikai állampolgárságot.
Kármán alapította 1933-ban az Amerikai Egyesült Államok Aeronautikai Tudományos Intézetét (US Institute of Aeronautical Sciences) és kutatást indított a folyékony anyagok mechanikája, a turbulenciaelmélet és a szuperszonikus repülés területén, valamint a matematika gépészmérnöki, repülőgép-szerkezeti valamint talajerózió területén történő alkalmazásra.
Bár a rakéták elméletével már a húszas évek óta lépést tartott, megismerve azok korai elméleteivel foglalkozó tudósokat. 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 munkái hatására erősen a rakétakutatás felé fordult, miután miután a második világháború idején megtudta, hogy a németek rakétákat fejlesztettek ki hadi célokra.
Kármán hatására felgyorsult a modern amerikai felsőfokú aerodinamikai oktatás. Ez a Caltechen a rugalmasságtannak, szerkezeti tervezésnek, üzemanyag- és szerkezeti anyag-kémiának, és a hajtómű-konstrukciónak tananyagba belefoglalásával, vagy annak kiterjesztésével a reaktív (lökhajtásos, torlósugár-hajtásos) és a szuperszonikus repülés tervezésének, előbb a startrakéták, 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 Kaliforniában megalapította aerodinamikai kísérleti laboratóriumát, mely 1944-től Jet Propulsion Laboratory (Sugárhajtás-laboratórium) néven működött. A Kármán vezette intézet később az amerikai űrkutatási programon is dolgozott.
Kármánt mint az USAF speciális tanácsadóját 1939-ben egy (a világon legelső) hatméteres 40 ezer lóerős szélcsatorna tervezésére kérték fel, ezzel a légierő hatalmas lépést 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)
A háború után alkalma volt tanulmányozni a német rakétakutatás eredményeit is, amelyeket sikeresen használt fel az amerikai sugárhajtásos és ballisztikus repülés továbbfejlesztésére. Így a rakéta üzemanyag-égetés, aerotermokémia és magnetohidrodinamika alkalmazásával a rakéta hajtóművek korszerűsítésével Kármán az amerikai műholdtervezés és űrkutatás hajtóerejévé vált.
Az egyre nehezebb és költségesebb feladatok megoldásához nemzetközi együttműködésre volt szükség, Kármán ebben is részt vállalt. A háború után megtartotta a Caltech tiszteletbeli igazgatói pozícióját és az amerikai légierővel való szoros kapcsolatát, majd a NATO-nak lett tanácsadója, 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.
Kármán Tódor 1963-ban Kennedy elnöktől megkapta a Nemzeti Tudományos Érem kitüntetést.
Nem sokkal ezután halt meg Aachenben.
Boros Jenő
Kármán Tódor
Szőllőskislaki Kármán Tódor, német nevén Theodore von Kármán, Budapesten született Kármán Tivadar Mihály 1881. május 11-én, elhunyt 1963. május 6-án Aachenben.
Szakmai kitüntetések
National Medal of Science (USA, 1963)
Franklin Gold Medal (USA, 1948)
a brit Royal Society tagja, a Prandtl-gyűrű, valamint a Gauss-, Kelvin-, Guggenheim-, Watt- és Bánki Donát érem tulajdonosa. A BME gyémánt diplomája és tiszteletbeli doktora (1962)
Számos ország tudományos akadémiájának tiszteleti tagja, egyetemek díszdoktora.
Kennedy elnök 1963-ban átadja Kármán Tódornak a Nemzeti Tudományos Érem kitüntetést
Források:
Királyi József Műegyetem[/Budapesti Műszaki Egyetem levéltára, Pedroni Emma Anna
Repülési Lexikon Akadémiai Kiadó 1991
Csanádi – Nagyváradi – Winkler, A Magyar Repülés Története.
Aerodinamika, von Kármán, T., New York : McGraw-Hill, 1954.
Összegyűjtött művek, von Kármán, T., London : Butterworths Tudományos kiadványok, 1956.
Theodore Von Kármán gyűjteménye, 1952-1963, von Kármán, T., Rhode-St-Genese, Belgium : Von Kármán Folyadékdinamikai Intézet, 1975.
A sugárhajtású meghajtórendszerek összehasonlító tanulmányozása a rakétákra és a transzonikus repülőgépekre, von Kármán.
