Kármán Tódor, az amerikai légierő szentje

„A természettudomány azt írja le, hogy mi van.

A technika azt is megcsinálja, ami még nincs.” (K. T.)

A német légierő, a Luftwaffe kiépítésére próbálta rávenni Hermann Göring német repülésügyi miniszter a zsidó származású Kármán Tódort, még 1933-ban is. „Nézze meg a profilomat!” – mondta neki Kármán, utalva származására. „Hogy ki a zsidó és ki nem, azt nekem van jogom eldönteni!” – hangzott el ekkor Göringtől a hírhedtté vált mondat, amelyen Kármán csak nevetett, és nemet mondott. Már négy éve az USA-ban, Pasadenában élt, de még utoljára visszalátogatott Aachenbe, az általa világszínvonalúvá tett repülésügyi intézetbe, amelyet a német (légi)ipar első számú üzleti partnerévé tett, olyan szereplőkkel, mint a Krupp, az Opel vagy a Zeppelin. Ugyanezt tette később az USA-ban is, ahol a Kaliforniai Egyetemen egyedül ő látta meg a lehetőséget három hallgatóban, akik űrrakétát akartak fejleszteni. A tanárukként klubot alapított velük, és addig építette a kapcsolatot az amerikai hadsereggel, amíg e téren egyedüli beszállítójává nem vált az egyetem, mindenki mást maga mögé utasítva. Egykori egyetemi műhelyük nem sokkal később már a NASA-ban működött és működik a mai napig, Jet Propulsory Laboratory (Sugárhajtási Laboratórium) néven.

Ma a világon bárhol, ha valaki hivatásos pilóta szeretne lenni, vagy csak hobbiból repülne, az első dolog, amit megtanítanak neki, az aerodinamika – azaz a levegő mozgása tudományának – alapjai. Néhány alapfogalom után pedig rögtön az a törvényszerűség következik, hogy miért nem lehet egy hosszú pálcát a vízben egyenesen és gyorsan húzni. Azért, mert bizonyos sebesség felett a pálca a mozgás síkjára merőlegesen szabályos hullámokat rajzol a felszínre. Ez a leszakadó örvények sorozata, amely mozgást a térbeli áramlások egyik jellemző alapmodellje okozza, prizmatikus vagy hengeres testek mögött kialakulva.

nasa1

Erős szélben ezért zúgnak a magas oszlopok, rezonálnak a villanyvezetékek. Ez a Kármán-féle örvénysor, amelynek felfedezője Kármán Tódor magyar gépészmérnök, fizikus volt.

“Századunk egyik tudósának sem volt akkora befolyása valamely katonai ágazatra, mint Kármánnak a II. világháborút közvetlenül megelőző, a háború alatti, majd a háborút követő években az Egyesült Államok légierejére” – írja az életéről megjelent Örvények és repülők című könyv. Nemcsak a szilárdságtan, aerodinamika, hanem az asztronautika egyik úttörője is volt, ezért Ciolkovszkij, Oberth, Goddard, von Braun és Koroljov neve mellett Kármán Tódornak is helye van az űrhajózás történetében. Ez is az egyik oka, hogy az amerikai légierő, az USAF “szentjének” tekintik Amerikában. Amíg a Wright-fivérek műszaki szempontból tekintettek a repülésre, Ludwig Prandtl, az aerodinamika atyja pedig csak elméleti szempontból, addig Kármán volt az, aki végül ötvözni tudta a kettőt, és megépítette a hidat az aerodinamika elmélete és a repülőgép-mérnöki szakma között.

Magyarország és a Ganz Művek

Apja, a nyelvész, filológus Kármán Mór pedagógus volt, a kiegyezés után a Nemzeti Oktatásügyi Tanács főtitkára, akit a hazai oktatás egyik úttörőjeként tartanak számon. A császár Albrecht főherceg nevelésével bízta meg, és nemesi címet kapott. Így lett a fia is Szőllőskislaki Kármán Tódor, illetve később Theodore von Kármán, ahogy például a NASA is írja a mai napig, ékezettel.

Már kisgyerekként fejben szorzott hatjegyű számokat, akárcsak később Neumann János, azonban apja bűvészmutatványnak tartotta a számolást. Három évig humán tárgyakat tanult, de később nem bánta meg: úgy gondolta, ez segítette a gyakorlatiasságát, főleg, hogy az elméleti szakemberekkel elismertethette az alkalmazott tudományok jelentőségét. Apja munkásságának része volt a középiskolai tehetséggondozás, ennek egyik eredménye lett a Trefort utcai Mintagimnázium, ide került Kármán is (ahogy Teller), és végre rávethette magát a matekra. Innen került a Műegyetemre, apja tanácsára szintén nem az elméletet, hanem a mérnöki tanulmányokat választva. Bánki Donát mellett dolgozott a Műegyetemen tanársegédként, és a Ganz Művek működésébe is belelátott, ahol tanácsadó lett.

Göttingen és Párizs

Apja kérésére pályázott meg egy kétéves ösztöndíjat Göttingenben 1906-ban, ahol Ludwig Prandtl, az aerodinamika megalapozója mellett kezdett dolgozni, Max Bornnal együtt. Itt írta meg disszertációját is. Ösztöndíja lejárta után barátjával, Vészi Gyulával Párizsba mentek, ahol a Sorbonne-on többek között Marie Curie előadásait hallgatták.

Gyula nővére, Vészi Margit jelent meg egy nap azzal, hogy másnap először lesz két kilométeres repülés Európában, és ő fog tudósítani róla. Rávette Kármánt, hogy hajnali ötre kivigye a Párizs melletti katonai gyakorlótérre. Kármán már tudott a Wright-fivérek által korábban a Kitty Hawk motoros géppel végrehajtott felszállásról, és a brazil Alberto Santos Dumont 1906-ban Európában végzett első nyilvános útjáról. Mégis Henry Farman bátorsága nyűgözte le leginkább, aki nemrég megtette az egy kilométeres távot, és ezt duplázta most meg. Kármán számára ez sorsdöntő pillanat volt. 1908-ban Ludwig Prandtl újra Göttingenbe hívta, hogy a Zeppelin-programon dolgozzanak a német kormány megbízásából. Itt véglegesítette a már említett Kármán-féle örvénysort, amely kimutathatón okozója volt később a Tacoma-híd 1940-es összeomlásának is.

Az Aacheni Aerodinamikai Intézet

Göttingen utná egy ideig Selmecbányán tanított, majd 1913-ban kinevezték az Aacheni Aerodinamikai Intézet igazgatójának, amely címet 16 éven át megtartotta. Az intézetet ő fejlesztette repülésügyi központtá, főleg szervezőkészségének köszönhetően: több nagy gyártóval is szerződést kötöttek, és végül ezen a téren lehagyták Göttingent is. Kármán személyes jóbarátai voltak többek között Junkers, Fokker, Opel és Zeppelin, de látogatta az óráit a későbbi repülőgép tervező Messerschmidt is.

Az első világháborúban Kármánt Bécsbe hívták be, ahol az önálló Osztrák-Magyar Légierő kiépítésében vett részt: Asbóth Oszkárral és más kollégáival kísérleteztek egy helyből felszállni képes, lebegő megfigyelőeszközön, amelyet PKZ néven szabadalmaztattak (Petróczy-Kármán-Zurovec nevek alapján). A háború után visszatért Magyarországra, de itthon repülésüggyel nem tudott már foglalkozni: a vereség után előírás volt, hogy a hadsereg keretében működő repülőgépeket pusztítsák el, amelyekből még múzeumba sem kerülhetett egy-egy darab. Kármán apja nyomdokaiba lépve közoktatási népbiztos-helyettes lett, a függetlenné vált Magyar Köztársaságban. Ő vezette be a modern biológia, a pszichoanalízis és atomfizika tanítását. A politikai helyzet közben megváltozott, Károlyi Mihály lemondott, és kezdetét vette a Tanácsköztársaság, amelynek bukása után a Magyar Aero Szövetség is kizárta soraiból, és ő visszament Aachenbe. (Pedig Eötvös Loránd halála után őt jelölték utódául a Tudományegyetemen.)

Az USA

Az USA sokáig nem tulajdonított kiemelt jelentőséget a légierő fejlesztésének. Daniel és Harry Guggenheim voltak, akik felismerték ezt a hibát, és létrehozták alapítványukat, amely 2,5 millió dollárral támogatta a Cal Tech, a Kaliforniai Egyetem aeronautikai laboratóriumát, a GALCIT-ot. Az egyetem fizikusa, Robert Millikan hívta meg végül Kármánt vezetőnek, aki nehezen hagyta el Aachent. Mindez 1929-ben történt, addigra a Németországban egyre romló politikai helyzet is arra ösztönözte a zsidó származású Kármánt, hogy az USA-ba költözzenek. Németország főként Kármánnak köszönheti a repülésügy terén elért sikereit, amelyre később a német hadsereg is támaszkodott. Légierejük nem lett volna olyan fejlett, ha Kármán munkássága nem alapozza meg, bár ő nem sejthette akkor még, milyen célokat fog szolgálni később az általa világszínvonalúvá tett intézet. Ugyanakkor Kármán itt ismerte fel a hadsereg jelentőségét: még disszertációjához a fegyvergyáros Krupp nyújtott támogatást neki.

Ezután még kétszer ment vissza Aachenbe, ahonnan először csak szabadságot vett ki, de 1933-ban, miután lezajlott az említett beszélgetés Göringgel, végleg lemondott ottani intézetvezetői címéről.

Startup történet?

Kármán szervezőkészsége az USA-ban is megmutatkozott: a világ legjelentősebb repülésügyi központjává fejlesztette az intézetet. Kis túlzással startuppereket fedezett fel, amikor lelkes egyetemi hallgatók rakétakutatásait kezdte támogatni. A történet úgy kezdődött, hogy megkereste az egyetemről három hallgató, hogy segítsen nekik űrrakétát építeni. Addigra szinte mindenki elutasította őket, de Kármán nem. Létrehozta a Rocket Research Group-ot, ahol szilárd és folyékony hajtóanyagú rakéta-hajtóművek elméletét kezdték kidolgozni. Csak „öngyilkosok klubjának” hívták, mert előfordult, hogy felrobbant, amivel épp kísérleteztek. Egy idő után ezért az egyetemtől távolabb eső, üres területen folytatták munkájukat. A vezetője Frank Malina, Kármán tanítványa lett, de itt kezdte karrierjét a kínai Hszüe-sen Csien is, aki később a Kínai Népköztársaság interkontinentális és űrrakéta programjának vezetője lett.

Ebből nőtte ki magát egy vállalkozás, amikor a háború miatt az amerikai hadsereg invesztálni kezdett a rakétákkal hajtott repülőkkel kapcsolatos kísérletekbe: 1939-től már egyre több megrendelést kapott az egyetem, amely egyedüli szereplő lett a piacon, köszönhetően Kármánnak, hiszen a többi amerikai egyetem nem ismerte fel időben a lehetőséget.

Rakétakísérletek

1943-ban Kármán felhívta a figyelmet a ballisztikus rakétakísérletek szükségességére, amikor a németek először vetették be a V2-t. Ekkor vált a Kármán és Malina alapította Jet Propulsion Laboratory (Sugárhajtási Laboratórium) a nagy hatótávolságú ballisztikus rakétafegyverek, valamint az űrhajózási hordozórakéták kifejlesztésének, és az űrkísérleteknek első amerikai központjává. Nem sokkal később a NASA-hoz került (ma is ez a neve). Kármán kapcsolata az amerikai hadsereggel ekkor kezdett erősödni.

Ahogy Alan Turing érdemeit elismerve gyakran elhangzik, hogy két évvel rövidítette meg a világháborút a német Enigma kódjának feltörésével, ugyanígy amerikai történészek úgy becsülik, Kármán munkássága is egy év időbeli csökkenést jelenthetett, szintén milliók életét megmentve.

1945-ben, a II. világháború végén Németországba látogatott, vezérőrnagyként, és kihallgatta az ottani kutatókat, Ludwig Prandtl, egykori főnöke irodájában. Még Ludwig Prandtl-t is. Bár jelentésében azt írta, egy tudósnak sem volt jelentős kapcsolata a német sereggel. Több mérnököt, köztük von Braunt is ekkor vitték az USA-ba, onnantól a segítségükkel zajlott tovább a rakétafejlesztés. Haláláig megmaradt formális kapcsolata a hadsereggel, annak ellenére, hogy sokáig küzdött annak rövidlátásával. A katonai vezetők nem hittek például a műholdak felbocsátásának lehetőségében sem. Ezért maradt le az USA a szovjetek mögött az űrkutatásban. Mégis ő nevezhető az amerikai űrkutatás és műholdtervezés hajtóerejének.

A NASA Jet Propulsion Laboratory a mai napig vezető szerepet tölt be az űrrepülésben: többek között a Naprendszer bolygóit, például legutóbb a Plútót feltérképező űrszondákat is ez az intézet fejleszti.

A Concorde sztori

Kutatásai adtak teret a szuperszonikus repülésnek, így később a Concorde gépek üzembe állításának is, ő tervezte a szuperszonikus gép szárnyát, és leírta a hangsebességnél a gépre ható erőket. Tisztázta a gépre a felszálláskor és forduláskor ható erőket is, számos balesetveszélyes helyzetet és magát a repülést biztonságosabbá téve. Dolgozott a Douglas gyárnak és a Boeing-nek is. Nevéhez fűződik a Nemzetközi Asztronautikai Akadémia létrehozása is, párizsi székhellyel, amelynek ő lett az elnöke. Szintén vezette a NATO ugyanitt létrejövő Aeronautikai Kutatási-Fejlesztési Tanácsadó Bizottságát, amely 2000. óta adományoz Kármán Tódor-díjat kutatóknak.

Búcsú Magyarországtól

Utoljára 1962-ben, egy évvel halála előtt járt Magyarországon: itt is kiadták tankönyvét, amelyben eredetileg amerikai diákoknak magyarázta el a repülésben felmerülő műszaki problémák gyakorlatias, matematikai megoldását, de magyar nyelvű megjelenését már nem érhette meg, egy évre rá meghalt Aachenben, ahová egy ideje tért vissza. Száznál több könyvet és tanulmányt írt, közülük jó néhány a repüléstechnika alapművének számít.

Neki adták először a National Medal of Science érmet, hét egyetemen volt egyetemi doktor, kilenc helyen a tudomány doktora és kilenc egyetem avatta díszdoktorrá. Tanítani mindig is szeretett, apai örökségének érezte: 1963-ban az év Nemzetközi Tanára lett. Végrendeletében 30 ezer dollárt hagyott az Amerikai-Magyar Kapcsolatok Intézetére, hogy kiadják angolul apja, Kármán Mór írásait.

Koporsóját Aachenből az amerikai légierő szállította el, a hollywoodi Memorial temetőben nyugszik.

Képek és forrás: NASA, http://monsooninfo.blog.hu/2015/06/28/karman_todor_az_amerikai_legiero_szentje, Marx György: A marslakók érkezése, Akadémiai Kiadó, 2000., http://www.jpl.nasa.gov/jplhistory/learnmore/lm-vonkarman.php

Advertisements