现代航空大师

西奥多·冯·卡门于 1881 年 5 月 11 日出生于匈牙利。父亲莫里斯·卡门是布达佩斯大学的教育学教授，为匈牙利的教育事业作出了不朽的贡献， 因此，受到皇帝的爵封，为他增添了封姓“冯”。

父亲把自己长期实践所形成的一套教育理论，应用到对儿子的教育中。当儿子还在母腹中的时候，就给他讲故事、听音乐，实行胎教。后来，又对儿子进行了一系列的超前教育。

良好的教育，极大地开发了小卡门的智力，六岁的时候，他就能够进行五位与六位数字乘法的心算，他还完全掌握了百分比的运算。

小卡门的数学天赋使父亲惊叹不已，同时，为了对孩子进行全面教育， 父亲又让他多接触一些人文科学方面的知识，以陶冶他的情操，升华他的灵魂。

冯·卡门 9 岁的时候，就进入了当时匈牙利的国家级重点中学——明达中学，这里人才辈出，群星灿烂。

冯·卡门的父亲又开始有意识地对他进行挫折教育，带领他到艰苦的环境中去生活一段时间，在物质上，也不是有求必应，故意给他制造一些挫折， 以磨他的意志，培养他具有百折不挠，屡挫屡奋的性格特征。

而这种性格，使冯·卡门在今后的追求和探索中，能够一而再、再而三地跌倒了又爬起来，终于成为一代科学巨匠。

冯·卡门在 17 岁的那一年，以优异的学习成绩从中学毕业，进入了约瑟夫皇家工艺大学，在这里他如鱼得水，如饥似渴地吮吸着知识的琼浆玉液。有一天，冯·卡门在工厂见习的时候，忽然发现一种引擎，在高速运转

到一定的速度时，便不要命地颤动起来，并发出刺耳的噪音。

冯·卡门便静下心来，认真地对这一现象进行了观察和研究，终于找到了原因。原来是阀门的开关与引擎的转速之间产生了共振。

卡门便立即把这一现象提炼成一个数学表达公式，并根据这个公式推导出解决的办法。卡门的这一工作，受到了他的老师的高度评价，这位老师把他破格提拔为自己的助教。

25 岁那一年，冯·卡门以自己刻苦的学习和辛勤的努力，争取到了匈牙利科学院的奖学金，前往当时科学圣地——哥廷根。

哥廷根是当时无数学者都向往已久的神圣的殿堂，是当时世界理论科学的研究中心，这里曾经培养了无数的学界名流，如数学大师希尔伯特、量于论的奠基人普朗克等。

被誉为“空气动力学之父”的路德维希·普朗特也在这里执掌教鞭，冯·卡门来到哥廷根后，就投师于他的门下。

普朗特不愧为大师级的教授，他主张从复杂的扑朔迷离的问题中，寻找出最基本的物理过程，然后再运用简化了的数学方法加以分析，从而把理论与设计结合起来。

在普朗特的精心指导下，卡门利用学校里良好的实验条件，对一系列机械工程问题，特别是非弹性杆弯曲现象进行了系统的研究。

1908 年，冯·卡门顺利通过了博士论文答辩，并获得了博士学位，然后， 他就赴巴黎学习考察。

一个星期天，冯·卡门和几个朋友一起，到巴黎郊外去秋游，正好遇上了来自美国的莱特兄弟，正在进行飞机滑翔表演，尽管飞机的飞行距离不足两公里，但这次飞行，给冯·卡门留下了终生难忘的印象，并促使他从此献身于人类的航空航天事业。

那一天回去以后，冯·卡门激动得彻夜未眠，他为人类终于飞上了天空而感到激动，同时，他又想自己应该如何为这一壮丽的事业添上绚丽的一笔。

第二大，他就收到了导师普朗特从哥廷根寄来的邀请函。当时，普朗特正在筹建人类航空史上第一个风洞，并且正在设计“齐柏林号”飞艇。普朗特盛情邀请冯·卡门回去做他的助手，冯·卡门觉得这是一个千载难逢的好机会，便愉快地踏上了归途。

冯·卡门从此开始了他作为航空科学家的生涯，1911 年到 1912 年间， 普朗特止在研究边界层分离现象。他让自己的一位弟子设计了一个小水槽， 用以观察流体流经圆柱体后产生的分离现象。

但是，在好几次的实验中，都出乎意料地发现水槽里的水流不断发生摆动。普朗特起初没有觉得有什么不对劲，他只是认为水槽做得不够对称。

然而，无论怎么样调整实验装置，还是没有办法消除这种摆动的现象。冯·卡门看到这种情况后，把它当作一回事来看待，他经过长期的观察

研究后，终于判明，流体在圆柱后面形成两排交叉的涡旋，而且这种涡旋是稳定的。

冯·卡门把这种现象上升到了理论高度，并对此进行了数学分析，完成了两篇出色的论文，这一发现成为流体力学中一次重大发现。

由于流体在经过障碍物的时候，在它后面留下两排交叉的涡旋，而这两排交叉的涡旋又好像是大街两旁的两排街灯，于是，后世便把这一现象叫做“卡门涡街”。

风吹高压输电线所发出的嗡嗡的声响，潜水艇潜望镜对水流产生的激烈振动，飞行体受到空气阻力等自然现象，都是由于“卡门涡街”的结果。

冯·卡门后来应聘前往亚琛任教，这时他已经成为世界上流体力学方面的理论权威。不久，在一位数学大师的极力举荐下，卡门来到亚琛工学院， 担任了空气动力研究所的所长，并主持召开了三次国际应用力学会议。

一次世界大战后，他曾经在匈牙利国家教育部任职。1912～1929 年，卡门担任了亚探航空学院院长。

冯·卡门把自己的一生都献给了科学事业，未曾婚娶，他的住房也就成

了科学家们聚会的地方。

这一时期，经过卡门和他的老师普朗特的精心研究，至今依旧困惑着人类的“湍流”问题，终于获得了重大的进展。

他们第一次提出了“湍流”概念，把气体分子运动论的观点移用在这个问题上，并初步阐明了它的理论基础。冯·卡门还在 1926 年召开的一次国际性学术会议上，作了题为《湍流中的力学相似》的报告，获得了极大的成功。

卡门和普朗特的这一成果，直到今天，仍然是工程湍流计算中的重要依据，成为流体力学的经典理论。

1926 年，冯·卡门应美国加州理工学院的邀请，前往美国西海岸的海滨城市帕萨迪纳，就任该院的航空研究生院实验室主任。

从 1930 年到 1942 年，卡门所领导的加州理工学院航空实验室，成为国际流体力学研究中心。卡门在流体力学、湍流理论、超音速飞行、工程数学、飞机结构等方面，都作出了卓越的贡献，为航空技术奠定了扎实的科学基础。

1936 年，卡门和他的学生们一起，对火箭推进技术这一课题进行了深入的研究。

为了研究用火箭来尽可能地提高和扩大飞机的性能，尤其是如何更有效地缩短从地面或航空母舰上起飞的距离，卡门和他的学生马利纳一起研制出飞机起飞助推火箭的样机。

1935 年，卡门前往罗马，参加国际高声飞行会议，和全世界许多著名的空气动力学家一道，探讨超音速飞行的可能性。

卡门很清楚地看到了超高速飞行的重大意义，以及对美国空军的重大意义。回到美国以后，他便向美国政府建议，立即建造大型风洞，加快向高速飞行迈进的步伐。当时的美国政府没有采纳卡门的这一建议。

与此同时，德国和意大利先后建立了高速大型风洞，并投入大量资金和人力，全力发展涡轮喷气技术，并成功地制造出了喷气式飞机，这对美国空军构成了重大的威胁。

在这种状况下，美国政府才勉强同意建造四万马力大风洞和美国最大的工业风洞。后来的事实证明，卡门的这一建议对于美国空军的建设起了多么大的作用。