Theodore von Karmán

Theodore von Kármán (húngaro: (szőllőskislaki) Kármán Tódor [(søːløːʃkiʃlɒki) ˈkaːrmaːn ˈtoːdor], nacido Tivadar Mihály Kármán, 11 de mayo de 1881 - 6 de mayo 1963), fue un matemático, ingeniero aeroespacial y físico húngaro-estadounidense que trabajó en aeronáutica y astronáutica. Fue responsable de avances cruciales en aerodinámica que caracterizan el flujo de aire supersónico e hipersónico. El umbral del espacio exterior definido por los humanos se denomina "línea Kármán" en reconocimiento a su trabajo. Kármán es considerado un destacado teórico de la aerodinámica del siglo XX.

Primeros años

Theodore von Kármán nació en una familia judía en Budapest, Austria-Hungría, como Kármán Tódor, hijo de Helen (Kohn, húngaro: Kohn Ilka) y Mór Kármán. Uno de sus antepasados fue el rabino Judah Loew ben Bezalel. Estudió ingeniería en la Universidad Técnica Royal Joseph de la ciudad (Universidad de Tecnología y Economía de Budapest). Después de graduarse en 1902, se mudó al Imperio Alemán y se unió a Ludwig Prandtl en la Universidad de Göttingen, donde recibió su doctorado en 1908. Enseñó en Göttingen durante cuatro años. En 1912 aceptó un puesto como director del Instituto Aeronáutico de la Universidad RWTH Aachen, una de las principales universidades alemanas. Su tiempo en RWTH Aachen fue interrumpido por el servicio en el ejército austrohúngaro de 1915 a 1918, cuando diseñó el Petróczy-Kármán-Žurovec, uno de los primeros helicópteros.

Después de la guerra, regresó a Aquisgrán con su madre y su hermana Josephine de Karman. Algunos de sus alumnos se interesaron por el vuelo a vela y vieron en las competiciones de la Rhön-Rossitten Gesellschaft una oportunidad para avanzar en la aeronáutica. Kármán contrató a Wolfgang Klemperer para diseñar un planeador competitivo.

Josephine alentó a su hermano Theodore a expandir su ciencia más allá de las fronteras nacionales. Organizaron la primera conferencia internacional de mecánica celebrada en septiembre de 1922 en Innsbruck. Las conferencias posteriores se organizaron como la Unión Internacional de Mecánica Teórica y Aplicada. Kármán dejó su puesto en RWTH Aachen en 1930.

Emigración y JPL

1931 dibujo de Theodore von Kármán

Von Kármán (centro) durante su trabajo en el Laboratorio de Propulsión Jet en 1940

Temeroso de los desarrollos en Europa con respecto al nazismo, en 1930 Kármán aceptó la dirección del Laboratorio Aeronáutico Guggenheim en el Instituto de Tecnología de California (GALCIT). La dirección incluía la provisión de un asistente de investigación y seleccionó a Frank Wattendorf, un estadounidense que había estado estudiando durante tres años en Aquisgrán.

Otro estudiante, Ernest Edwin Sechler, asumió el problema de fabricar fuselajes confiables para aeronaves y, con el apoyo de Kármán, desarrolló una comprensión de la aeroelasticidad.

En 1936, Kármán contrató los servicios legales de Andrew G. Haley para formar Aerojet Corporation, con su estudiante graduado Frank Malina y su colaborador en cohetería experimental Jack Parsons, para fabricar motores de cohetes JATO. Más tarde se convirtió en ciudadano naturalizado de los Estados Unidos.

La actividad alemana durante la Segunda Guerra Mundial aumentó el interés militar estadounidense en la investigación de cohetes. A principios de 1943, la División de Ingeniería Experimental del Comando de Material de las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos envió a Kármán informes de fuentes de inteligencia británicas que describían cohetes alemanes capaces de viajar más de 100 millas (160 km). En una carta fechada el 2 de agosto de 1943, Kármán proporcionó al Ejército su análisis y comentarios sobre el programa alemán.

En 1944, él y otros afiliados a GALCIT fundaron el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL), que ahora es un centro de investigación y desarrollo financiado con fondos federales, administrado y operado por Caltech bajo un contrato de la NASA. En 1946 se convirtió en el primer presidente del Grupo Asesor Científico que estudió tecnologías aeronáuticas para las Fuerzas Aéreas del Ejército de los Estados Unidos. También ayudó a fundar AGARD, el grupo de supervisión de investigación aerodinámica de la OTAN (1951), el Consejo Internacional de Ciencias Aeronáuticas (1956), la Academia Internacional de Astronáutica (1960) y el Instituto Von Karman de Dinámica de Fluidos en Sint-Genesius-Rode., al sur de Bruselas (1956).

Con el tiempo se convirtió en una figura importante en el movimiento supersónico, señalando en un artículo seminal que los ingenieros aeronáuticos estaban "golpeando con fuerza la puerta cerrada que conducía al campo del movimiento supersónico".

Últimos años

The Kármán-Auditorium at the RWTH Aachen University in Germany

En junio de 1944, von Kármán se sometió a una cirugía por cáncer intestinal en la ciudad de Nueva York. La cirugía le provocó dos hernias y la recuperación de Kármán fue lenta. A principios de septiembre, cuando todavía estaba en Nueva York, se reunió con el Comandante General de las Fuerzas Aéreas del Ejército de los EE. consultor de planificación a largo plazo para las fuerzas armadas. Kármán regresó a Pasadena a mediados de septiembre, fue designado para el cargo de SAG el 23 de octubre de 1944 y dejó Caltech en diciembre de 1944.

A la edad de 81 años, Kármán recibió la primera Medalla Nacional de Ciencias, otorgada en una ceremonia en la Casa Blanca por el presidente John F. Kennedy. Fue reconocido, "Por su liderazgo en la ciencia y la ingeniería básicas para la aeronáutica; por su enseñanza efectiva y contribuciones relacionadas en muchos campos de la mecánica, por su distinguido consejo a las Fuerzas Armadas y por su promoción de la cooperación internacional en ciencia e ingeniería."

Kármán nunca se casó. Murió en un viaje a Aquisgrán, Alemania Occidental, en 1963, cinco días antes de cumplir 82 años, y su cuerpo fue devuelto a los Estados Unidos para ser sepultado en el mausoleo Beth Olam en lo que ahora es el cementerio Hollywood Forever. A veces se le ha descrito como uno de los marcianos.

La fama de Kármán radica en el uso de herramientas matemáticas para estudiar el flujo de fluidos y la interpretación de esos resultados para guiar diseños prácticos. Jugó un papel decisivo en el reconocimiento de la importancia de las alas en flecha hacia atrás omnipresentes en los aviones a reacción modernos.

Contribuciones seleccionadas

Las contribuciones específicas incluyen teorías de pandeo no elástico, estelas inestables en flujo circuncilíndrico, estabilidad de flujo laminar, turbulencia, perfiles aerodinámicos en flujo constante e inestable, capas límite y aerodinámica supersónica. Hizo contribuciones adicionales en otros campos, como la elasticidad, la vibración, la transferencia de calor y la cristalografía. Su nombre también aparece en una serie de conceptos, por ejemplo:

• Ecuaciones Föppl–von Kármán (desflexión grande de las placas elásticas)
• Condición límite de Born-von Karman (en física de estado sólido)
• Nacido-von Kármán modelo de celo (modelo para la dinámica de la celosía de un cristal)
• Chaplygin–Kármán–Tsien aproximación (flujo potencial)
• Falkowich–Kármán ecuación (flujo transónico)
• Von Kármán constante (Turbulencia de pared)
• Línea Kármán (aerodinámica/astronáutica)
• von Kármán–Gabrielli diagrama (transportación)
• Ecuación de Kármán-Cuarto (turbulencia)
• Kármán-Penner fracciones de flujo (combustión)
• correlación de Kármán–Nikuradse (flujo viscoso; coautor de Johann Nikuradse)
• Parámetro Kármán-Pohlhausen (capas de límites)
• Kármán-Treffz transform
• Prandtl–von Kármán Law (velocity in open channel flow)
• Von Kármán impulso integral
• Von Kármán ogive (aerodinámica supersónica)
• Von Kármán tensión
• calle Von Kármán vortex (bombas pasadas)
• Von Kármán modelo de turbulencia
• Corrección de compresión von Kármán-Tsien
• Recubrimiento de vórtex
• Von Kármán swirling flow

Escritos seleccionados

Libros

• von Kármán, Theodore; Burgers, J. M. (1924). General Aerodynamic Teoría2 vols., Julius Springer.
• von Kármán, Theodore; Biot, M. A. (1940). Métodos matemáticos en Ingeniería; Introducción al tratamiento matemático de problemas de ingenieríaMcGraw-Hill. pp. 505. ASIN B0006AOTLK.
• von Kármán, Theodore; Biot, M. A. (2004). Aerodinámica: Temas seleccionados en la luz de su desarrollo histórico. Dover Books on Aeronautical Engineering. Dover Publications. p. 224. ISBN 978-0486434858.
• von Kármán, Theodore (1956). Obras Coleccionadas del Dr. T. von Kármán (1902-1951)4 vols., Butterworth Scientific Publications.
• von Kármán, Theodore (1961). Desde Aerodinámica de bajo tamaño hasta Astronáutica. Pergamon Press. ASIN B000H4OVPO.
• von Kármán, Theodore; Edson, L. (1967). El viento y más allá —T. von Kármán Pioneer en Aviación y Pathfinder en el espacio. Little Brown. p. 376. ISBN 978-0316907538.

Autobiografía

Cuatro años después de la muerte de Kármán, su autobiografía The Wind and Beyond fue publicada por Lee Edson con Little, Brown and Company. Siete importantes revistas académicas siguieron luego con reseñas de libros de autores destacados: como el libro no era técnico, estaba escrito para el lector general, Thomas P. Hughes lo citó como problemático dado el contexto técnico del trabajo de Kármán. Hughes admitió que Kármán "mostró un genio para encontrar los supuestos simplificadores que hicieron posible el análisis matemático". Si bien reconoce los dones de Kármán como matemático aplicado y maestro, Stanley Corrsin señala que la autobiografía es 'el matrimonio entre un hombre y su ego'. En la última parte de su vida, Kármán fue un "planificador de simposios y sociedades globales" y un "consultor de los escalones superiores del cuerpo del Pentágono."

Sobre la creatividad, Kármán escribió "el mejor pensamiento creativo no surge de equipos organizados sino de la tranquilidad del propio mundo de uno". En su reseña, I. B. Holley destacó "percepciones penetrantes sobre el proceso creativo, sus ingredientes, crianza y explotación". Según Holley, a Kármán le gustaba "la bebida agradable y la compañía de mujeres hermosas".

Una crítica entusiasta de J. Kestin aconsejó a los lectores que compraran y estudiaran el libro, y que lo apreciaran como referencia. Por otro lado, Charles Süsskind reprocha a Kármán su desprecio por lo convencional (gaminarie). Süsskind esperaba que el libro mostrara alguna reacción a la llegada de Wernher von Braun a Estados Unidos y alguna aclaración del asunto Hsue-shen Tsien, en lugar de 'caídas en generalidades'. Süsskind también etiqueta a Kármán como un militarista: un "ingeniero directo que no se avergüenza de su asociación de por vida con las autoridades militares en cualquier país en el que residiera en ese momento".

Sydney Goldstein, quien también escribió las memorias de la Royal Society para Kármán, revisó la autobiografía y recordó a 'un eminente ingeniero y científico, afectuoso e ingenioso, muy viajado, conocido por muchos, dedicado a la colaboración internacional, quien, en sus propias palabras, como científico encontró en los militares 'el grupo más cómodo para tratar'".

Honores y legado

Presidente Kennedy honra Theodore von Kármán.

• Kármán fue elegido para la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos en 1938, la Sociedad Filosófica Americana en 1941, y la Academia Americana de Artes y Ciencias en 1948.
• Cada año desde 1960 la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles ha otorgado a un individuo la Medalla Theodore von Karman, "en reconocimiento de logros distinguidos en la mecánica de ingeniería".
• Fundada en 1968, el Premio Theodore von Kármán ha sido otorgado por la Sociedad de Matemáticas Industriales y Aplicadas para reconocer la aplicación sobresaliente de las matemáticas en mecánica o ingeniería.
• En 1968, Kármán fue inducido al Salón Internacional del Aire de la Fama.
• Fundada en 1983, el Premio Theodore von Kármán ha sido otorgado anualmente por la Academia Internacional de Astronáutica para reconocer los logros vitales pendientes en cualquier rama de la ciencia sin límite de nacionalidad o sexo.
• En 2005 Kármán fue nombrado miembro honorario del Centro de Desarrollo de Ingeniería de Arnoldo (AEDC). Los miembros del AEDC son reconocidos como "personas que han hecho contribuciones excepcionalmente distinguidas a la misión de pruebas de vuelo del centro".
• Los cazadores de Marte y la Luna son nombrados en su honor.
• El límite entre la atmósfera y el espacio se llama la línea Kármán.
• En Irvine, CA hay una calle de cinco millas en el corazón del centro de negocios de Irvine llamado por él.
• En 1977, RWTH Aachen University nombró a su nuevo complejo de salón de conferencias "Kármán-Auditorium" en memoria de las destacadas contribuciones de investigación de Kármán en el Instituto Aeronáutico de la universidad.
• Un auditorio de JPL es nombrado después de Kármán, al igual que una serie de conferencias mensuales celebradas allí desde 2007.
• Un auditorio en AFRL es nombrado por Arnold y Kármán.
• El profesor de la Universidad del Sur de California Shirley Thomas (después de casi dos décadas de petición) pudo crear un sello postal en su honor.
• En 1963 el presidente Kennedy otorgó a Kármán la Medalla Nacional de la Ciencia: "Dr. von Karman, es un gran placer para mí seleccionarlo como primer receptor de la Medalla Nacional de la Ciencia. No conozco a nadie más que represente más por completo todas las áreas con las que este premio se preocupa adecuadamente: ciencia, ingeniería y educación".
• En 1957, Kármán se convirtió en el primer receptor de la Ludwig-Prandtl-Ring de Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (Sociedad alemana para la aeronáutica y la Astronáutica) por "una contribución destacada en el campo de la ingeniería aeroespacial".
• En 1956 Kármán fundó un instituto de investigación en Sint-Genesius-Rode, Bélgica, que ahora es nombrado por él: el Instituto von Karman de Dinámica Fluida.
• En 1948 Kármán fue galardonado con la medalla Franklin.
• La Sociedad Americana de Matemáticas eligió a Kármán como su profesor Josiah Willard Gibbs para 1939.
• El Banquete del Premio Internacional von Kármán Wings es un asunto anual.
• El único avión Lisunov Li-2 que aún tiene aire (reg. HA-LIX) ha sido nombrado Kármán Tódor en 2002.
• En 1983, fue inducido al Salón Nacional de Aviación de la Fama en Dayton, Ohio.