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1、“超聲速時代之父”——美國空軍科技奠基石馮·卡門

2、作者：佚名 轉貼自：本站原創(chuàng) 點擊數：268

3、西奧多·馮·卡門是20世紀最偉大的科學家之一。我國著名科學家錢學森博士是他的學生，并尊稱馮·卡門是“全世界聞名的工程力學和航空技術權威”。馮·卡門在一生艱苦研究的基礎上，對航空航天技術的發(fā)展有過很多重要的預見，后來都一一成為現實，例如超聲速飛行、遠程導彈、全天候飛行、衛(wèi)星……

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5、馮·卡門

6、馮·卡門1881年5月11日出生在匈牙利的布達佩斯，兄弟3人中他是最小的，還有一個妹妹。 馮·卡門他們的祖父是很有名望的猶太人，父親是布達佩斯大學的教授，對馮·卡門的成長有很好的影響。1902年，馮·卡門在布達佩斯皇家理工綜合大學完成了他的研究科目，獲得碩士學位。1903—1906年，他在理工大學任職，而且是匈牙利一家發(fā)動機制造廠的顧問，在航空器結構和材料強度方面進行了一些有價值的工作。這段時間，他還到德國格丁根大學讀博士學位，師從現代流體力學開拓者之一的路德維希·普朗特教授，1908年獲得博士學位。

7、20世紀頭十年，飛機剛發(fā)明不久，萊特兄弟試飛成功的消息傳到歐洲，在歐洲特別是法國掀起一股“飛行熱”，涌現出一批不屈不撓的航空先驅，法爾芒就是其中的一位。1908年的一天，馮·卡門親眼目睹了法爾芒又一次打破記錄的飛行。飛行結束后，馮·卡門從人群中擠過去，與飛行家之間有過一段精彩的對話。

8、馮·卡門問法爾芒：“我是研究科學的。有一位偉大的科學家用他的定律證明了比空氣重的東西是絕對飛不起來的，怎么……”。法爾芒幽默地回答：“是那個研究蘋果落地的人嗎？幸好我沒有讀過他的書，不然，今天就不會得到這次飛行的獎金了。我只是個畫家、賽車手，現在又成了飛行員。至于飛機為什么會飛起來，不關我的事，您作為教授，應該研究它。祝您成功，再見！”在回家的路上，馮·卡門坐在疾駛的車里久久地沉思。他對陪他一起來的一位記者說：“看來偉人的話也不一定都對?，F在我終于決定我今后的一生該研究什么了?！瘪T·卡門拉住記者的手伸出車窗外，立刻有一股風吹過手面，他說：“我要不惜一切努力去研究風以及在風中飛行的全部奧秘?？傆幸惶煳視蚍柮⒅v清楚他的飛機為什么能上天的道理的?！闭沁@次參觀把馮·卡門引上了畢生從事航空航天氣動力學研究的道路。

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10、不久，他的老師普朗特邀請馮·卡門到格丁根大學去做他的助手，從事教學和研究工作。1912年，馮·卡門成為阿亨大學氣動力研究所所長。他在那里工作了14年，在氣動力學方面有許多重要突破，還為一些企業(yè)研制飛艇、全金屬運輸機、火箭擔任顧問。

11、1926年，馮·卡門移居美國，指導古根海姆氣動力實驗室和加州理工大學第一個風洞的設計和建設。在任實驗室主任期間，他歸納出鈍體阻力理論，即著名的“卡門渦街”理論。這個理論大大改變了當時公認的氣動力原則。他還提出了附面層控制的理論，1935年又提出了未來的超聲速阻力的原則。1938年，馮·卡門指導美國進行第一次超聲速風洞試驗，發(fā)明了噴氣助推起飛，使美國成為第一個在飛機上使用火箭助推器的國家。在他的指導下，加州理工大學一批航空工程師，包括他心愛的中國弟子錢學森開始搞噴氣推進和液體燃料火箭，導致后來成立了噴氣推進實驗室。該實驗室是美國政府第一個從事遠程導彈、空間探索的研究單位，有很多重要的研究成果。

12、馮·卡門對人類實現超聲速飛行的貢獻是十分巨大的。1932年以后他發(fā)表了很多篇有關超聲速飛行的論文和研究成果，首次用小擾動線化理論計算一個三元流場中細長體的超聲速阻力，提出超聲速流中的激波阻力概念和減小相對厚度可減少激波阻力的重要觀點。1941年還發(fā)表了著名的高速飛行中機翼壓力分布的計算公式——“卡門錢學森公式”，即馮·卡門應用錢學森1939年一篇論文的觀點做出的亞聲速氣流中空氣壓縮性對翼型壓強分布的修正公式。1946年，馮·卡門提出跨聲速相似律，它與普朗特的亞聲速相似律、錢學森的高超聲速相似律和阿克萊的超聲速相似律合起來為可壓縮空氣動力學形成一個完整的基礎理論體系。同年，他在第10屆萊特兄弟紀念演講會上作了題為《超聲速空氣動力學的理論和應用》的重要演講，向人們宣告了超聲速時代即將到來。1947年10月14日，根據馮·卡門的構思而設計的X1火箭飛機終于首次突破了聲障，把人類帶入超聲速飛行的時代。

13、第二次世界大戰(zhàn)行將結束時，美國陸軍航空隊（美空軍前身）司令阿諾德將軍請教馮·卡門教授，要他評價美國航空技術發(fā)展的現狀，預測未來20年、30年甚至50年的發(fā)展，并就如何確保美國空軍未來的領先地位提出建議。1944年12月1日陸軍航空隊正式成立了科學顧問組，由馮·卡門任組長。它的任務是評價航空研究和發(fā)展的趨勢，為空軍準備有關科學技術事務的特別報告。

14、1945年初夏，馮·卡門受命，以少將軍銜率領美國空軍顧問團一行36人，趕赴德國考察納粹德國秘密研究火箭技術的情況。通過這次調查，馮·卡門摸清了德國火箭技術的水平，返回美國后，先寫出一份《我們在何處》的考察報告，對比了美、德兩國在戰(zhàn)爭期間的科技發(fā)展，并指出美國已有可能研制射程達9 600千米的導彈。

15、接著，馮·卡門又拿出了名為《通向新地平線》的第二份報告。該報告包括25位作者的32份分報告，主題涉及從空氣動力、飛機設計到炸藥、末端彈道等?！锻ㄏ蛐碌仄骄€》報告的主要觀點是“科學是掌握制空權的基礎”。報告強調，要成為航空大國，沒有一勞永逸的解決辦法，只有不斷地加強研究和發(fā)展，才能確保國家安全。報告預測，新的作戰(zhàn)能力肯定會陸續(xù)出現，超聲速飛行是可能的，衛(wèi)星和有相當精度的遠程導彈將研制出來，渦輪噴氣和渦輪螺槳發(fā)動機將取得重大進展。

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17、1950年馮·卡門獲美國空軍協會大獎

18、報告中的各項建議在美國空軍都得到了很好的貫徹，如組建了航空研究和發(fā)展司令部，后來改組為空軍系統(tǒng)司令部，獨立負責全空軍的研究和發(fā)展工作。

19、馮·卡門1963年5月7日去世。在美國空軍成立50周年紀念文集中，很多人認為，在阿諾德對美國空軍未來發(fā)展所做出的所有貢獻中，最重要的是他依靠馮·卡門為美國空軍打下了科技建軍的堅實基礎。多虧有了不斷創(chuàng)新的技術，美國空軍才能一路乘風破浪，包括美國空軍在1991年海灣戰(zhàn)爭中大獲全勝都是阿諾德和馮·卡門開創(chuàng)的技術進步結出的碩果。

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