تيودور فون كارمان

ثيودور فون كارمان ( بالهنغارية : ( szőllőskislaki ) كارمان تودور [ (søːløːʃkiʃlɒki) ˈkaːrmaːn ˈtoːdor ] ، 11 مايو 1881 - 6 مايو 1963) كان عالم رياضيات ومهندس طيران وفيزيائيًا مجريًا أمريكيًا ، عمل في مجالي الطيران والفضاء . وقد أسهم في تطويرات حاسمة في الديناميكا الهوائية ، لا سيما في تحديد خصائص تدفق الهواء فوق الصوتي وفوق الصوتي . ويُطلق على الحد الفاصل المحدد للفضاء الخارجي اسم " خط كارمان " تقديرًا لإسهاماته. ^{[ 3 ]} يُعتبر كارمان من أبرز منظري الديناميكا الهوائية في القرن العشرين. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} 

وُلد ثيودور فون كارمان لعائلة يهودية في بودابست ، التي كانت آنذاك جزءًا من الإمبراطورية النمساوية المجرية ، باسم كارمان تودور، وهو ابن هيلين (كون أو كوهن، باللغة المجرية : كوهن إيلكا ) ومور كارمان . ^{[ 1 ]} كان من بين أسلافه الحاخام يهودا ليف بن بتسلئيل ، الذي يُقال إنه خالق غولم براغ ، والحاخام موسى كونيتز ، الذي كتب عن كتاب الزوهار . ^{[ 1 ]} كان والده، مور، مربيًا معروفًا، قام بإصلاح نظام التعليم المجري وأسس مدرسة مينتا الثانوية في بودابست. أصبح شخصية مؤثرة وشغل منصب مفوض في وزارة التعليم، ^{[ 7 ]} وكان مسؤولاً عن "تخطيط تعليم أرشيدوق شاب، ابن عم الإمبراطور". في عام 1907، تم تكريم مور كارمان، ووصفه ثيودور لاحقًا: ^{[ 8 ]}

لكي ينال والدي لقبًا نبيلًا، كان عليه أن يمتلك أرضًا. ولحسن حظه، كان يملك كرمًا صغيرًا قرب بودابست، فمنحه الإمبراطور لقب "فون سولوسكيسلاكي" (العنب الصغير). وقد اختصرته إلى "فون"، لأنه حتى بالنسبة لي، كمجري، يكاد يكون من المستحيل نطق اللقب كاملًا. ^{[ 8 ]}

كان لثيودور ثلاثة إخوة (من بينهم إليمير كارمان ) وأخت واحدة، جوزفين . في سن السادسة، كان قادرًا على إجراء عمليات حسابية ذهنية معقدة، ^{[ 9 ]} مثل ضرب الأعداد المكونة من ستة أرقام. ^{[ 8 ]} ثبط والده تعليم ثيودور في الرياضيات، خوفًا من أن يكون ابنه عبقريًا فذًا. ^{[ 9 ]} تلقى ثيودور دروسًا خصوصية على يد والده وأحد طلاب والده السابقين؛ ثم التحق بمدرسة مينتا الثانوية في بودابست. فاز بجائزة إيوتفوس "لأفضل طالب في الرياضيات والعلوم في المجر" في سنته الأخيرة في مينتا. ^{[ 9 ] [ أ ]}

درس الهندسة في جامعة بودابست التقنية الملكية ( جامعة بودابست للتكنولوجيا والاقتصاد ). تخرج عام ١٩٠٢ بشهادة في الهندسة الميكانيكية، وكانت أطروحته بعنوان "حركة قضيب ثقيل مدعوم من طرفه المستدير بسطح أفقي". ثم خدم لمدة عام كطالب مدفعية في الجيش النمساوي المجري. ^{[ ٩ ]} في الفترة من ١٩٠٣ إلى ١٩٠٦، عمل مساعدًا في جامعة بودابست التقنية الملكية. في عام ١٩٠٦، انتقل إلى الإمبراطورية الألمانية وانضم إلى لودفيج براندتل في جامعة غوتنغن ، حيث حصل على درجة الدكتوراه عام ١٩٠٨، عن بحثه حول "النماذج الرياضية لانبعاج الهياكل الكبيرة". ^{[ ٩ ]} درّس في غوتنغن لمدة أربع سنوات. في عام ١٩١٣، قبل منصب مدير معهد الطيران في جامعة آخن التقنية الملكية ، وهي جامعة ألمانية رائدة. انقطعت فترة وجوده في جامعة RWTH آخن بسبب خدمته في الجيش النمساوي المجري من عام 1915 إلى عام 1918، خلال الحرب العالمية الأولى ، حيث صمم طائرة Petróczy-Kármán-Žurovec ، وهي طائرة هليكوبتر مبكرة . ^{[ 9 ]}

بعد الحرب، في عام 1919، عاد إلى آخن مع والدته وشقيقته جوزفين. أبدى بعض طلابه اهتمامًا بالطيران الشراعي ، ورأوا في مسابقات جمعية رون روسيتن فرصةً للتقدم في مجال الطيران. استعان كارمان بفولفغانغ كليمبرر لتصميم طائرة شراعية تنافسية. ^{[ 11 ]}

شجعت جوزفين شقيقها ثيودور على توسيع نطاق علمه ليشمل مجالات أخرى خارج حدود الوطن. ونظما أول مؤتمر دولي في الميكانيكا عُقد في سبتمبر 1922 في إنسبروك . ونُظمت المؤتمرات اللاحقة تحت مسمى الاتحاد الدولي للميكانيكا النظرية والتطبيقية . ^{[ 12 ]}

في عام 1926، تلقى فون كارمان أول دعوة له إلى الولايات المتحدة من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا لبناء نفق هوائي . ^{[ 13 ] [ 9 ]} وفي عام 1930، دُعي لشغل منصب مدير متفرغ لمختبر غوغنهايم للملاحة الجوية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ( GALCIT )؛ وانتقلت والدته وشقيقته جوزفين أيضًا إلى كاليفورنيا. ^{[ 9 ]}

انطلاقاً من قلقه إزاء التطورات المتعلقة بالنازية في أوروبا ، قبل كارمان عام 1930 منصب مدير مختبر غوغنهايم للملاحة الجوية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (GALCIT). ^{[ 13 ]} وتضمن المنصب تعيين مساعد باحث ، فاختار فرانك واتندورف ، وهو أمريكي كان يدرس لمدة ثلاث سنوات في آخن. ^{[ 14 ]}

قام طالب آخر، هو إرنست إدوين سيشلر، بمعالجة مشكلة صنع هياكل طائرات موثوقة، وبدعم من فون كارمان، طور فهمًا لعلم المرونة الهوائية .

أراد سلاح الجو الأمريكي أن يقوم معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك) بتصنيع صواريخ JATO، لكن المعهد لم يكن مهتمًا بالعمل في هذا المجال. في عام 1936، استعان فون كارمان بالخدمات القانونية لأندرو جي. هالي لتأسيس شركة إيروجيت ، بالتعاون مع طالبه فرانك مالينا وزميليه في مجال الصواريخ التجريبية جاك بارسونز وإدوارد فورمان، بهدف تصنيع محركات صواريخ JATO . حصل فون كارمان لاحقًا على الجنسية الأمريكية.

في عام ١٩٤٠، اختار جون إم. كارمودي ، مدير وكالة الأشغال الفيدرالية، فون كارمان لعضوية مجلس المهندسين المكلف بالتحقيق في انهيار جسر تاكوما ناروز خارج مدينة تاكوما بولاية واشنطن في ٧ نوفمبر ١٩٤٠. وكانت خبرته حاسمة في اكتشاف تأثير القوى الديناميكية الهوائية على الجسر، مما تسبب في سلوكه غير المعتاد الذي يشبه "الركض" وانهياره في نهاية المطاف. وبالتعاون مع المهندسين المدنيين أوتمار أمان وجلين ب. وودروف ، نشر تقريرًا بعنوان "انهيار جسر تاكوما ناروز" ^{[ ١٥ ]} في ٢٨ مارس ١٩٤١.

أدى النشاط الألماني خلال الحرب العالمية الثانية إلى زيادة اهتمام الجيش الأمريكي بأبحاث الصواريخ. في أوائل عام 1943، أحال قسم الهندسة التجريبية التابع لقيادة المواد في القوات الجوية الأمريكية إلى فون كارمان تقارير من مصادر استخباراتية بريطانية تصف صواريخ ألمانية قادرة على قطع مسافة تزيد عن 160 كيلومترًا  . وفي رسالة مؤرخة في 2 أغسطس 1943، قدم فون كارمان للجيش تحليله وتعليقاته على البرنامج الألماني. ^{[ 16 ]}

في عام 1944، أسس مع آخرين منتسبين إلى معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (GALCIT) مختبر الدفع النفاث (JPL)، وهو الآن مركز أبحاث وتطوير ممول اتحاديًا تديره وتشغله شركة كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) بموجب عقد مع وكالة ناسا . وفي عام 1946، أصبح أول رئيس للمجموعة الاستشارية العلمية التي درست تقنيات الطيران لصالح القوات الجوية للجيش الأمريكي. كما ساهم في تأسيس مجموعة الإشراف على أبحاث الديناميكا الهوائية التابعة لحلف الناتو ( AGARD ) عام 1951، والمجلس الدولي لعلوم الطيران عام 1956، والأكاديمية الدولية للملاحة الفضائية عام 1960، ومعهد فون كارمان لديناميكا الموائع في سينت جينيسيوس رود ، جنوب بروكسل عام 1956.

وفي نهاية المطاف أصبح شخصية مهمة في مجال الحركة فوق الصوتية، مشيرًا في ورقة بحثية رائدة إلى أن مهندسي الطيران كانوا "يطرقون بشدة الباب المغلق المؤدي إلى مجال الحركة فوق الصوتية". ^{[ 17 ]}

في يونيو 1944، خضع فون كارمان لعملية جراحية لعلاج سرطان الأمعاء في مدينة نيويورك. تسببت الجراحة في فتقين ، وكان تعافيه بطيئًا. في أوائل سبتمبر، وبينما كان لا يزال في نيويورك، التقى بالجنرال هنري هـ. أرنولد، قائد القوات الجوية للجيش الأمريكي، على مدرج مطار لاغوارديا ، واقترح أرنولد حينها أن ينتقل فون كارمان إلى واشنطن العاصمة، ليتولى قيادة المجموعة الاستشارية العلمية ويصبح مستشارًا للتخطيط الاستراتيجي للجيش. عاد فون كارمان إلى باسادينا في منتصف سبتمبر تقريبًا، وعُيّن في منصب المجموعة الاستشارية العلمية في 23 أكتوبر 1944، وغادر معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك) في ديسمبر 1944. ^{[ 18 ]}

في سن الحادية والثمانين، حصل فون كارمان على أول وسام وطني للعلوم ، والذي منحه إياه الرئيس جون إف. كينيدي في حفل أقيم بالبيت الأبيض . وقد تم تكريمه "لقيادته في العلوم والهندسة الأساسية لعلم الطيران؛ ولتدريسه الفعال ومساهماته ذات الصلة في العديد من مجالات الميكانيكا، ولنصائحه المتميزة للقوات المسلحة، ولتعزيزه التعاون الدولي في العلوم والهندسة". ^{[ 19 ]}

لم يتزوج فون كارمان قط. توفي في رحلة إلى آخن، ألمانيا الغربية ، عام 1963، قبل خمسة أيام من بلوغه الثانية والثمانين من عمره، ^{[ 20 ]} وأُعيد جثمانه إلى الولايات المتحدة ليدفن في ضريح بيت أولام في ما يُعرف الآن بمقبرة هوليوود فورإيفر . ^{[ 21 ]} وقد وُصف أحيانًا بأنه أحد المريخيين . ^{[ 22 ]}

اشتهر فون كارمان باستخدامه للأدوات الرياضية لدراسة تدفق الموائع ، ^{[ 23 ]} وتفسير تلك النتائج لتوجيه التصاميم العملية. وكان له دورٌ محوري في إدراك أهمية الأجنحة المائلة للخلف المنتشرة في الطائرات النفاثة الحديثة .

تشمل إسهاماته المحددة نظريات الانبعاج غير المرن، والدوامات غير المستقرة في التدفق المحيط بالأسطوانة ، واستقرار التدفق الصفائحي ، والاضطراب ، والأجنحة الهوائية في التدفق المستقر وغير المستقر، والطبقات الحدية ، وديناميكا الهواء فوق الصوتية. كما قدم إسهامات إضافية في مجالات أخرى، منها المرونة، والاهتزاز، وانتقال الحرارة، وعلم البلورات . ويظهر اسمه أيضًا في عدد من المفاهيم، على سبيل المثال:

• تم انتخاب فون كارمان لعضوية الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة عام 1938، ^{[ 30 ]} والجمعية الفلسفية الأمريكية عام 1941، ^{[ 31 ]} والأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم عام 1948. ^{[ 32 ]}
• منذ عام 1960، تمنح الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين ميدالية ثيودور فون كارمان كل عام لشخص واحد ، "تقديراً للإنجاز المتميز في ميكانيكا الهندسة". ^{[ 33 ]}
• تم تأسيس جائزة ثيودور فون كارمان في عام 1968، وقد منحتها جمعية الرياضيات الصناعية والتطبيقية تقديراً للتطبيق المتميز للرياضيات في الميكانيكا أو الهندسة.
• في عام 1968، تم إدخال فون كارمان إلى قاعة مشاهير الطيران والفضاء الدولية . ^{[ 34 ]}
• تأسست جائزة تيودور فون كارمان عام 1983، وتمنح سنوياً من قبل الأكاديمية الدولية للملاحة الفضائية تقديراً للإنجازات المتميزة مدى الحياة في أي فرع من فروع العلوم دون أي قيود على الجنسية أو الجنس. ^{[ 35 ]}
• في عام 2005، مُنح فون كارمان لقب زميل فخري في مركز أرنولد لتطوير الهندسة (AEDC). ويُعرف زملاء مركز أرنولد لتطوير الهندسة بأنهم "أشخاص قدموا إسهامات متميزة بشكل استثنائي في مهمة المركز لاختبار الطيران". ^{[ 36 ]}
• تم تسمية الفوهات الموجودة على سطح المريخ والقمر تكريماً له.
• يُطلق على الحد الفاصل بين الغلاف الجوي والفضاء اسم خط كارمان .
• في مدينة إرفاين بولاية كاليفورنيا، يوجد شارع بطول خمسة أميال في قلب المركز التجاري لمدينة إرفاين يحمل اسمه.
• في عام 1977، أطلقت جامعة RWTH آخن اسم "قاعة كارمان" على مجمع قاعات المحاضرات الرئيسية الذي تم إنشاؤه حديثًا تخليدًا لذكرى مساهمات فون كارمان البحثية المتميزة في معهد الطيران التابع للجامعة.
• تم تسمية قاعة محاضرات في مختبر الدفع النفاث باسم فون كارمان، ^{[ 37 ]} وكذلك سلسلة من المحاضرات الشهرية التي تعقد هناك منذ عام 2007. ^{[ 38 ]}
• تمت تسمية قاعة في AFRL على اسم أرنولد وفون كارمان.
• تمكنت الأستاذة شيرلي توماس من جامعة جنوب كاليفورنيا (بعد ما يقرب من عقدين من تقديم الالتماسات) من إصدار طابع بريدي تكريماً له. ^{[ 39 ]}
• في عام 1963، منح الرئيس كينيدي فون كارمان الميدالية الوطنية للعلوم : "دكتور فون كارمان، إنه لمن دواعي سروري أن أختارك كأول من يحصل على الميدالية الوطنية للعلوم. لا أعرف أحداً آخر يمثل بشكل أكمل جميع المجالات التي تهتم بها هذه الجائزة على نحو مناسب - العلوم والهندسة والتعليم." ^{[ 40 ]}
• في عام 1957، أصبح فون كارمان أول من حصل على جائزة Ludwig-Prandtl-Ring من Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (الجمعية الألمانية للملاحة الجوية والفضائية) "لمساهمته البارزة في مجال هندسة الطيران".
• في عام 1956 أسس فون كارمان معهدًا بحثيًا في سينت جينيسيوس رود ، بلجيكا، والذي سمي الآن باسمه: معهد فون كارمان لديناميكيات الموائع .
• في عام 1950، حصل فون كارمان على جائزة محاضرة ثورستون من الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين وألقى أول محاضرة ثورستون من الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين بعد الحرب ^{[ 41 ].}
• في عام 1948 حصل فون كارمان على وسام فرانكلين . ^{[ 42 ]}
• اختارت الجمعية الرياضية الأمريكية فون كارمان ليكون محاضر جوزيا ويلارد جيبس ​​لعام 1939. ^{[ 43 ] [ 44 ]}
• يُقام حفل توزيع جوائز فون كارمان الدولية للأجنحة سنوياً . ^{[ 45 ]}
• الطائرة الوحيدة التي لا تزال صالحة للطيران ليسونوف لي-2 ( رقم التسجيل HA-LIX) سُميت كارمان تودور في ^{عام 2002 .}
• في عام 1983، تم إدخاله إلى قاعة مشاهير الطيران الوطنية في دايتون، أوهايو. ^{[ 47 ]}

• المريخيون (العلماء)
• معهد فون كارمان لديناميكيات الموائع
• انبعاج يوشيمورا

• أنتمان، ستيوارت س. (2006). "ثيودور فون كارمان" . بانوراما للرياضيات المجرية في القرن العشرين، الجزء الأول . دراسات جمعية بولياي الرياضية. المجلد  14. الصفحات 373-382 . doi : 10.1007/978-3-540-30721-1_11 . ISBN  978-3-540-28945-6تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 يونيو 2023 .
• آي. تشانغ ، خيط دودة القز . دار نشر بيرسيوس (1995). رقم ISBN 0-465-08716-7.
• درايدن، هيو ل. (1965). ثيودور فون كارمان: سيرة ذاتية (ملف PDF) . واشنطن العاصمة: الأكاديمية الوطنية للعلوم . تاريخ الاسترجاع: 4 يونيو 2023 .
• غابرييلي، "ثيودور فون كارمان"، عطي عقاد. الخيال العلمي. تورينو كل. الخيال العلمي. فيس. حصيرة. طبيعة. 98 (1963/1964)، 471-485.
• MH Gorn, The Universal Man: Theodore von Kármann's Life in Aeronautics (Smithsonian Institution Press, Washington, 1992).
• غرينبيرغ، جون ل.؛ غودستين، جوديث ر. (23 ديسمبر 1983). "ثيودور فون كارمان والرياضيات التطبيقية في أمريكا" . مجلة ساينس . 222 (4630): 1300-1304 . رمز Bibcode : 1983Sci...222.1300G . doi : 10.1126/science.222.4630.1300 . JSTOR 1691641. PMID 17773321. S2CID 19738034 .   
• دي إس هالاسي جونيور، أبو الطيران الأسرع من الصوت: ثيودور فون كارمان (1965).
• RC Hall, “Shaping the course of eronautics, rocketry, and astronoutics: Theodore von Kármán, 1881–1963,” J. Astronaut. Sci. 26 (4) (1978), 369–386.
• بينر، إس إس؛ ويليامز، إف إيه؛ ليبي، بي إيه؛ نعمت ناصر، إس. (1 يناير 2009). "أعمال فون كارمان: السنوات الأخيرة (1952 إلى 1963) وإرثه" . المراجعة السنوية لميكانيكا الموائع . 41 (1): 1-15 . doi : 10.1146/annurev.fluid.010908.165156 . تاريخ الاسترجاع: 4 يونيو 2023 .
• J. Polásek، “ثيودور فون كارمان والرياضيات التطبيقية” (التشيكية)، Pokroky Mat. فيز. عالم الفلك. 28 (6) (1983)، 301-310.
• واتندورف، فلوريدا (1956). “ثيودور فون كارمان، عالم دولي”. Z. فلوجويس . 4 : 163 - 165.
• واتندورف، فلوريدا؛ مالينا، ف.ج. (1964). “ثيودور فون كارمان، 1881-1963”. رائد الفضاء اكتا . 10 : 81.

• أعمال من تأليف أو عن تيودور فون كارمان في أرشيف الإنترنت
• جوديث ر. جودستين وكارولين كوب (1981) دليل مجموعات فون كارمان ، أرشيفات المعهد، مكتبة روبرت أ. ميليكان، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، باسادينا، كاليفورنيا.
• مدير مختبر الدفع النفاث 1938-1944
• معهد فون كارمان لديناميكا الموائع في بلجيكا
• ثيودور فون كارمان من السيرة الذاتية الوطنية الأمريكية
• تسجيل فيديو لمحاضرة ن. بيترز حول حياة وأعمال تيودور فون كارمان
• ثيودور فون كارمان في العثور على قبر