嫦娥号着陆点情缘之“导弹之父”钱老恩师：美国航天奇才冯卡门

首先简单介绍一下冯·卡门的相关信息：

大家好，我是西昆仑Bruce。

今天，我们来聊一聊“中国导弹之父”钱学森院士的恩师：西奥多·冯·卡门。

如果你不是天文领域爱好者，也许对于这个名字不是太熟悉，可是和他相关的人和事，大多你应该耳熟能详。

中国嫦娥四号在寻找着陆点的时候，当时，考虑到诸多问题：

从嫦娥一号的全月图来看，整个背面大面积的平坦月海只有两个，最后选择了南极--艾特肯盆地中的冯--卡门坑。

这个盆地直径超过2500公里，面积约为490万平方公里，是太阳系內已知的最大的盆地，冯--卡门大家可能比较陌生，可是他有一个大家熟悉的亲传弟子：“中国导弹之父”钱学森院士！冯--卡门被誉为是“航空航天时代的科学奇才”，所以这次选择以他名字命名的陨石坑作为着陆地点，似乎冥冥之中自有缘分。

西奥多·冯·卡门，1881年出生在匈牙利的一个犹太家庭里，毕业于哥廷根大学，一战时，为奥匈帝国服务四年；1933年任清华大学顾问，1936年加入美国国籍。他是20世纪最伟大的航天工程学家，开创了数学和基础科学在航空航天和其他基础领域的应用，被誉为“航空航天时代的科学奇才”。

冯·卡门和钱学森的故事：

1936年的一天，在美国加州理工学院任教的冯·卡门，接待了一位刚刚从麻省理工学院毕业的中国学生。根据冯·卡门回忆：“这个个子不高、仪表严肃的年轻人，异常准确地回答了我的所有问题。他敏捷的思维和富有智慧顿时给我留下了深刻印象。我建议他转到加州理工学院来继续深造。”

这个中国学生，就是钱学森。

钱学森到了学院之后，冯·卡门是他最信任和尊重的人，他平时称冯·卡门为“尊敬的老师”。而钱学森也是冯·卡门最喜欢的学生之一，后来在他的回忆录里面，唯一一个用单独章节来记录的学生，就是钱学森。

初到加州理工不久，钱学森就和几个志同道合的小伙伴，搞起了火箭研究。起初他们的研究得到了冯·卡门的支持，可以利用学校的实验室设备进行试验，但是随后的试验多次失败，并给学校造成许多灾难性的损失，全校师生称他们为“自杀俱乐部”，他们被赶出校园，搬到郊外干枯河床上进行试验，这个地方，成为了以后美国火箭的摇篮，后来发展成全球著名的“喷气推进实验室”。

1938年的秋天，冯·卡门参加一个军方会议，军方希望发明一种火箭，能够助推重型轰炸机。冯·卡门回到学校后，立即找“自杀小组”商讨火箭推进办法，在冯·卡门的支持下，钱学森等人经过理论与实践反复验证，终于在1941年8月，火箭试飞取得成功。这种火箭助飞器很快就在二战时的美国空军得到战场应用。

喷气推进实验室刚成立时，冯·卡门是第一任主任，钱学森是研究分析组组长，冯·卡门的另一些学生、我国著名的科学家钱伟长、郭永怀等，年轻时都曾在这里工作过。

与此同时，冯·卡门要求钱学森把两大命题作为博士论文的研究课题，从而建立崭新的亚音速空气动力学和超音速空气动力学，而其中一个命题就是后来著名的卡门--钱公式，这个公式是由冯·卡门提出命题，钱学森做出结果。

1950年钱学森计划回国，他和夫人在港口准备乘船时，被美国官员拦住，将其关押进监狱。冯·卡门和加州理工学院院长杜布里奇得知这一消息，立刻为钱学森筹款一万五千美元，将钱学森保释出来。

1955年，钱学森终于获准离开美国，在回国前夕向老师告别时，冯·卡门翻看了他的新著《工程控制论》，然后说道：“你现在在学术上已经超过我了，我为你感到骄傲。”他送给钱学森自己的近照，并签名留念：不久再见！

然而，这对师生，从此再也没有见过面。

冯·卡门提出“卡门涡街”

冯·卡门之所以被称为航空航天的科学奇才，并不无道理。要知道现在全世界航空和航天学上一些最光辉的理论、概念都是以他的名字命名。而航空史上令人瞩目的里程碑，如齐柏林飞艇、风洞，滑翔机和火箭等等，差不多20世纪的一切实际飞行和模拟飞行的成功都与他有密切的关系。

下面着重讲一下他著名的领域成就——“卡门涡街”。

卡门涡街其实是流体力学中重要且普遍的现象，在自然界中很常见。不过就如同冯·卡门自己在自传写道的那样，他不是第一个发现这种现象的，不过他是第一个对现象背后机理做出详细且成功研究的人。

简单来说，如水流过桥墩，风吹过高层楼厦、电视塔、烟囱、电线等都会形成卡门涡街。卡门涡街的图片十分漂亮，有时可当作为艺术品来欣赏。

这些都是现实中典型的卡门涡街现象，对人们生活带来了严重的威胁，不过也并非全无用处，现在工业中常用的卡门涡街流量计，就是利用了这一现象，可用于测量液体、气体等的流量，精准度可达±1%，且可靠、耐用。

卡门涡街，用最普通的解释就是，当风、水流等通过一些高层建筑或者物体时，物体两边会周期性脱落出两排漩涡，然后经过非线性作用而形成。

许多人认为，只有流体绕流圆柱体时才会产生卡门涡街，而事实上，只要发生边界层脱离，就可能出现卡门涡街，因此，有些设施，例如水下的建筑或者航空设备都做成流线型，以避免卡门涡街的破坏作用。当初的上海东方明珠塔也是经过反复实验和论证之后才建成的。

1963年，82岁的冯·卡门因病去世，为了纪念冯·卡门，他的祖国匈牙利在1992年8月3日发行了一枚纪念他的邮票；1992年8月31日，美国也发行了一枚冯·卡门的纪念邮票。

“科学家们主要是揭示和发现现有世界，而工程师们能够创造从未有过的新世界。”

这是他的一句在科学界广为流传的名言，他对于科学的态度和品质，让无数人愿意投其门下，他的学生遍布世界，不分国籍，被称为“卡门科班”。虽然他已经离开我们许久，可是如今的桃李满天下，会让人们永远铭记他。