Szőllőskislaki Kármán Tódor, német nevén Theodore von Kármán, született Kármán Tivadar Mihály (Budapest, 1881. május 11.A pesti neológ izr. hitközség születési anyakönyve, 713/1881. folyószám. – Aachen, 1963. május 6.) magyar gépészmérnök, fizikus, alkalmazott matematikus, akit az amerikai légierő (USAF) védőszentjének becéznek, és a szuperszonikus repülés, a hiperszonikus áramlástan, valamint a rakétatechnológia és az űrhajózás egyik úttörőjeként is ismernek. Tudta nélkül a német repüléstechnika alapjainak letételével a német légierő, a Luftwaffe kifejlesztéséhez is sokban hozzájárult.Nem csoda, hogy a német wikipédia német nemzetiséget is tulajdonít neki Mint fizikus és alkalmazott matematikus nagyban hozzájárult a hidrodinamika és a modern gázdinamika, illetve az aerodinamika huszadik századbeli fejlődéséhez. Számos kutatóintézet, valamint nemzeti és nemzetközi irányító bizottság megteremtésével, megszervezésével vagy irányításával bízták meg. Segítségét számos ország nagyra becsüli.
Életpályája, kutatásai Származása, pályakezdése Kármán Tódor egy csehországi származású budapesti zsidó család harmadik gyereke volt, a család mindkét ágában számos intellektuális előddel. Felmenői között szerepel többek között Júda Löw ben Becalél tudós rabbi is. Apja, Kármán Mór, a filozófia és a neveléstan neves budapesti egyetemi tanára volt, és nagy tekintélyt szerzett az egyetemi középiskolai tanárképzés gyakorlatának alakításában. A közoktatásban végzett munkájáért elnyerte a szőllőskislaki nemesi elönevet. Édesanyja Kohn Ilka. Névváltozatok: Ilona, Helena, Ilka Bátyja Kármán Elemér (1876–1927) kriminálpedagógus, pszichológus, jogász volt.
Oktatása magánúton kezdődött. A számtan volt a kedvence, és emlékezőtehetségét testvérei már korán felismerték, amikor ámulatukra hatéves korában képes volt öt- és hatjegyű számokat fejben hiba nélkül összeszorozni. Apja azonban attól tartva, hogy fia a tehetségét számtani mutatványok cirkuszi bemutatására fogja majd használni, azt kívánta, hogy humán tárgyakkal, művelődési tartalmakkal is foglalkozzék. Iskolai oktatása kilencéves korában kezdődött a budapesti mintagimnáziumnak is nevezett M. Kir. Tanárképző Intézet Gyakorló-Főgymnasiumában.A gimnáziumot édesapja szervezte meg, majd évtizedekig annak tanára és pedagógiai vezetője volt. Az iskola ma az ELTE Trefort Ágoston Gyakorlóiskola nevet viseli.
1898-ban a Mathematikai és Physikai Társulat tanulmányi versenyén megnyerte a Báró Eötvös Első-díjat,Ez a verseny volt a mai Eötvös-verseny és a mai Kürschák József Matematikai Tanulóverseny közös elődje. Lásd Radnai Gyula: Az Eötvös-verseny centenáriumán, Fizikai Szemle 1994/11 szám → A cikk és érettségije után külföldre készült tiszta matematikát tanulni, de apja idegösszeroppanása, valamint anyagi okok miatt Budapesten kellett maradnia. Így apja kívánságának engedve, aki fiát egy gyakorlati pálya felé igyekezett irányítani, a Királyi József Műegyetemre iratkozott be. Itt a gépészmérnöki karon Bánki Donát professzor irányítása alatt tanult. Az egyetemet 1902-ben, 22 éves korában fejezte be, kitüntetéssel.Disszertációja egy nehéz, alapján legömbölyített rúdnak egy sík lapon való mozgását kezelte, ami lényegében a magától talpra álló játék (keljfeljancsi) elméleti tanulmánya voltGömbölyű végével vízszintes lapra támaszkodó súlyos pálcza mozgása. In: Mathematikai és Physikai Lapok. Budapest: Mathematikai és Physikai Társulat, 1902, 9. köt.
Munkássága Európa Az egyetem végeztével egyéves sorkatonai szolgálatra hívták be az osztrák–magyar közös hadseregbe.Szolgálati helye a komáromi 'Edler von Kollarz' Nr. 6. Ungarisches Festungsartillerieregiment (Magyar Vártüzérezred) volt. Neve a Fähnriche (alhadnagyok) között olvasható. Hazatértével Bánki Donát professzor hidraulika tanársegédjeként kapott alkalmazást a Műszaki Egyetemen, de a Ganz gyár tanácsadójaként is dolgozott.Életének ezt a fejezetét így írja le „Az egyetemet 1902-ben mit Auszeichnung (kitüntetéssel) elvégeztem és behívtak az osztrák–magyar közös hadseregbe. […] Szolgálati évemet a tüzérségnél olyan kellemesen töltöttem, amennyire csak lehetett, majd visszatértem Budapestre, hogy a Műegyetemen Bánki professzor tanársegédje legyek.” Lásd: Kármán-Edson: Örvények és repülők... (Budapest, 1994) 26. old.
1906-ban Kármán a Magyar Tudományos Akadémia ösztöndíjával Németországba utazott tanulmányai folytatására a Göttingeni Egyetemen (Universität Göttingen)Űrvilág.hu ahol a neves Ludwig Prandtl professzor felügyelete alatt a hidrodinamikával és aerodinamikával együtt a határréteg-elméleten és a repülőgép szárnyprofil-elméletén dolgozott. Nagy befolyással volt rá Prandtl mellett David Hilbert és Felix Klein is; ez növesztette a repülés elmélete iránti különös érdeklődését. 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 mind magyarulA kihajlás elmélete és a hosszú rudakon végzett nyomókísérletek. In: Magyar Mérnök- és Építész-Egylet Közlönye. 1906, XI. és XII. sz. mind németülDie Knickfestigkeit gerader Stäbe (Egyenes rudak kihajlási szilárdsága). In: Physikalische Zeitschrift. 1908, 9. köt. megjelent nyomtatásban. A doktori diplomával együtt egy „privát docens” állásfelajánlást is kapott. Később a Zeppelin Léghajóépítő Társaságnak lett egy szélcsatorna használatára szüksége, aminek megépítését a Göttingeni Egyetemre bízták. Kármán a szélcsatorna használatával végrehajtott tanulmányai közben figyelt fel 1911-ben egy váltakozó irányba forgó örvény kialakulására egy lapos akadály mögött, amit róla neveztek el Kármán-örvénysornak, vagy -örvényútnak; ez utóbbi elnevezés az örvények váltakozó irányát az utcák váltakozó oldali megvilágításához hasonlítja. Ez idő alatt Kármán Max Born fizikussal is társult az atomok mozgásának tanulmányozására, a rácsdinamika Fourier egyenletek általi leírásával. Egy rövid félévet a Selmecbányai Bányászati Akadémián töltött el professzori állásban, de amikor látta, hogy ott nem kaphat elég anyagi támogatást kísérleti munkára 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 egy erős kutatócsoport megszervezésébe kezdett a kísérleti berendezés lényeges megjavításával, egy szélcsatorna megtervezésével is. 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 nagyrészt a Bécs melletti Aerodinamikai Laboratóriumban töltötte, ahol késedelem nélkül egy repülőfejlesztési kísérleti laboratóriumot rendezett be szélcsatornával. Itt Petróczy István, Zurovetz Vilmos és Asboth Oszkár közreműködésével egy 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, és 1920 őszén Kármánt a MAeSz (Magyar Aero Szövetség) is kizárta tagjai közül. Így visszatért Aachenbe az Aeronautikai Intézet és az egyetem „Repüléstan és Mechanika” tanszékének vezetésére. A város melletti faluban, a holland határ túloldalán, Vaalsban lakott.Magyarországon ezalatt, Trianon után, 1921-től kezdve teljes repülési és repülőgépépítési tilalom kezdődött, súlyos csapással az ipar dolgozóira, akik miután parancsra minden repülőanyagot meg kellett semmisíteniük, munkanélküliek lettek.
Aachenben – a német repülőgépgyárosok anyagi támogatásával – a szilárd akadályok áramló folyadékokra és gázokra való hatását, a turbulenciaelméletet, és a gázok szilárd testekre gyakorolt emelőerejét (repülőgép szárnyprofil) tanulmányozva intenzív alapvető kutatási programba kezdett nem is sejtve, hogy ez milyen lényeges előnyt szolgáltat majd a modern német légierő, a Luftwaffe létrehozásához a második világháború idejére.
Amerika
Az 1930-as évek elején a német nemzetiszocialista irányzat terjedésévelEz 1933-ban a „fajtisztasággal” nem rendelkező professzoroknak a tanítási engedélyektől való megfosztásához vezetett állása bizonytalanná vált. Mivel Kármán már volt Amerikában, amikor a California Institute of Technology (Pasadena) Nobel-díjas professzora, Robert Millikan 1926-ban hozzá fordult segítségért egy szélcsatorna megtervezésével kapcsolatban, és meghívta intézetéhez, majd 1928-ra munkaideje felét már egyébként is Amerikában töltötte, 1930-ban a Caltech kezdeményezésére tervezett Guggenheim Aeronautical Laboratory (GALCIT) által felajánlott igazgatói állást nem tudta elutasítani.
A szuperszonikus repülés elméletéhez 1932-ben azzal járult hozzá, hogy a háromdimenziós Navier–Stokes áramlási egyenleteket egyetlen egyenletre egyszerűsítette, és az áramlás útjába helyezett akadályok különböző pontjai közelében mért fizikai adatok tanulmányozásával arra megoldást javasolt. Ezt a szuperszonikus repülés feladataira alkalmas Kármán-Moore elméletnek nevezett megoldást ma is széles körben használják.
1933-ban véglegesen az Egyesült Államokban telepedett le, és 1936-ban az amerikai állampolgárságot is felvette.
Kármán alapította meg 1933-ban az Amerikai Egyesült Államok Aeronautikai Tudományának Intézetét (US Institute of Aeronautical Sciences) és kutatást indított a folyékony anyagok mechanikája (angolul: fluid mechanics) a turbulenciaelmélet és a szuperszonikus repülés területén, valamint a matematikának a gépészmérnöki, repülőgép-szerkezeti és talajerózió területén való alkalmazásával is.
Bár a rakéták elméletével már a húszas évek óta lépést tartott, jól ismerve azok korai elméleteivel foglalkozó tudósait, 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 Canderaz orosz wikipédiáról (Цандер, Фридрих Артурович) oroszul Fridrih Arturovics Cander. A név egyéb nyelveken írt változatait lásd a Fridrih Cander cikk Más nyelveken listáján munkáitSzentesi György (Haditechnika-történeti Társaság elnöke): Kármán és a rakéta technika; Fizikai Szemle, 2002/6. 180. o. érdeklődése rövidesen erősen a rakétakutatás felé hajlott, mihelyt a második világháború idején megtudta, hogy a németek rakétákat fejlesztettek ki hadi célokra. Ezt az érdeklődést az Angliának a rakétafegyverekkel (angolul doodlebugs) való bombázása felőli hír is továbbserkentette.
Kármán hatására a modern amerikai felsőfokú aerodinamikai oktatás fejlődése is lényegesen felgyorsult. Ez a Caltechen a rugalmasságtannak, a szerkezeti tervezésnek, az üzemanyag- és szerkezeti anyag-kémiának, és a hajtómű-konstrukciónak a 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.