第八章　學術興趣轉向航空工程研究

長期以來形成的觀點認為：1934年錢學森考取清華大學留美公費生是他走上航空航天之路的發(fā)端。近年來的研究顯示，錢學森的航空航天之路實則始于大學時代。但令人疑惑的是，交通大學是在1934年錢學森畢業(yè)之后的秋學期才在機械工程學院內設置“飛機組”專業(yè)，1942年才設置航空工程專業(yè)。那么，錢學森在交通大學時已經擁有哪些航空知識？又是通過何種途徑獲得的？這些問題的回答，將有助于了解錢學森如何完成學術興趣的轉向。

錢學森發(fā)表的航空文章

錢學森留學美國之前到底發(fā)表了多少關于航空方面的文章，無法得到準確的數字。筆者經過多年搜索，大體上統(tǒng)計出錢學森發(fā)表的論文共計有六篇：

《美國大飛船失事及美國建筑飛船的原因》，《空軍》1933年第24期

《航空用蒸汽發(fā)動機》，《空軍》1933年第34期

《最近飛機炮之發(fā)展》，《空軍》1934年第67期

《飛行的印刷所》，《世界知識》1934年第7期

《氣船與飛機之比較及氣船將來發(fā)展之途徑》，《航空雜志》1935年第1期

《火箭》，《浙江青年》1935年第9期

其中，前三篇發(fā)表于交通大學求學之際，后三篇發(fā)表于考取清華大學留美公費生后在南昌、杭州、南京等地實習之際。同時，有必要對這六篇論文的主要內容做一番介紹。

1933年錢學森第一篇關于航空知識的文章是《美國大飛船失事及美國建筑飛船的原因》，發(fā)表于《空軍》（1933年第24期）。文章的主要內容是對美國Akron飛船（一種充氦氣的硬殼飛艇，隸屬于美國海軍。1933年4月4日在美國新澤西州海岸附近失事，飛艇上76人中有73人死亡，僅有3人生還）的構造和失事一事進行了詳細分析，但是文章的落腳點在英美各國為何會對耗費如此之大的航空工程感興趣。錢學森在分析完飛船失事原因后，筆鋒一轉：“說完了這件事，我們不得不問一問，為什么英國和美國都用了數千萬元來建筑這么大的飛船？它們在軍事上，究竟有什么用處？我們知道用飛船來轟炸敵國的時期已經過了，因為它易為飛機所攻擊。現在的飛船，都是用來做偵察任務的。但是海軍在洋面上偵察，用巡洋艦或飛機似乎都可以的。他們?yōu)槭裁匆蔑w船？”接下來，錢學森通過對“飛船和巡洋艦”“飛船和飛機”，在觀察能力、耗費、防御能力以及搭載量等方面進行綜合比較，認為飛船都具有優(yōu)勢。最后錢學森還指出，對于中國而言，完全無須建造飛船，其原因有三：

（一）中國海軍無殖民地，且非攻擊侵略的國家，所以無長距離飛行的必要。何況中國的敵人日本，其全部土地皆在長距離的轟炸機飛行能力之內，所以更無須能一氣飛行一萬里的飛船。

（二）飛機的制造費較小，一機所費不過十數萬元，而飛船則須數千萬元，相差一千倍。而且飛機制作較易，無須十分特殊的技術，所用材料也較易采置。飛船則須十分專門的技術，就如美國那樣高度技術的國家，也還得請教德國的工程師，所以在現在情況之下，中國實無制造飛船的能力。

（三）中國海軍根本薄弱，也當然無制造飛船這特殊武器的必要。因為健全的軍力，必須是平衡的，各方皆備的組織。

就在錢學森發(fā)表此文不到四個月，當年的第34期的《空軍》又刊登了他的《航空用蒸汽發(fā)動機》一文。文章首先回顧了蒸汽機用在飛機上的歷史事例，然后從航空用蒸汽發(fā)動機的特點、現狀以及成功的實驗案例三個方面，對蒸汽機用在飛機上的可行性做了評估。最后，錢學森認為：“蒸汽發(fā)動機在理論上有勝于汽油機處，并且實驗的結果又證實了它的特長，所以在不遠的將來，我們將見到今日獨霸航空界的汽油發(fā)動機為蒸汽發(fā)動機所代替?！蔽恼逻€說，正是由于蒸汽發(fā)動機的優(yōu)點，“大型飛機制造上的難關，一大部分可以打破，結果必有空前的大軍用機出現”。錢學森在文中還提出頗為“環(huán)?！钡挠^點：“我們必須知道的，就是蒸汽機不用汽油，其他燃料如煤、炭等等無不可用。因此對于不產汽油的國家如我國，尤有莫大的價值。這也是今日我國高唱航空救國時，所應注意的?！?/p>

錢學森畢業(yè)之前三個月，又在當年《空軍》第67期上發(fā)表《最近飛機炮之發(fā)展》。這篇文章的主要內容是綜述飛機上安裝重型炮的歷史、特長、發(fā)展及使用。文章中所引用的實驗案例，是英國空軍將三七毫米口徑重炮安裝在飛機上的案例，認為這種飛機炮在空中、海面及陸地上都有極強的威力?！坝纱丝磥恚@種新式飛機炮比起實驗初期的產物，真不知道，有多少的阻步，也就是英國空軍不斷努力的結果了。”

錢學森發(fā)表的三篇文章，都是刊登在《空軍》上。那么，這個刊物是什么性質的呢？《空軍》創(chuàng)刊于1932年11月12日，由中央航空學?！犊哲姟分芸绯霭?，每周一期，1937年8月?？?，先后共出版241期。應當說，《空軍》面對的讀者群主要是在校學生，以宣傳航空救國和介紹航空知識為主要內容，并非學術刊物?？梢钥隙ǎ煌ù髮W圖書館訂購了此刊。筆者在上海圖書館借閱此刊時，發(fā)現封面上都有“交通大學圖書館藏”字樣，是因新中國成立后院系調整移交上海圖書館的。

1934年錢學森考取清華大學留美公費生，隨后由清華大學安排為期一年的專業(yè)實習。此間，他又發(fā)表了《飛行的印刷所》《氣船與飛機之比較及氣船將來發(fā)展之途徑》《火箭》等三篇文章。

《飛行的印刷所》發(fā)表在1934年12月16日的《世界知識》（第1卷第7期）上，主要內容是對當時蘇聯最大的飛機“馬克辛·高爾基”號的介紹。這架飛機的主要功能是搭載了印刷機，是蘇聯用來宣傳的工具。它每小時可以印出8000多張宣傳單，并且還有照片沖印室，以及配置了16架電話機、廣播系統(tǒng)、可作為浴室或廚房的房間、書籍陳列室。顯然，這樣的文章屬于知識介紹性的，所以它刊登在“小智識”欄目里。

《氣船與飛機之比較及氣船將來發(fā)展之途徑》發(fā)表在1935年1月31日出版的《航空雜志》（1935年第5卷第1期）上。該期刊為月刊，由航空署編輯委員會編輯出版。錢學森在文章中主要對氣船與飛機的性能做了對比分析，并提出氣船的改進途徑和發(fā)展前景。當時，氣船是科技進步和國家實力的象征，但20世紀20年代至30年代，飛機性能日益提高，氣船的軍事價值逐漸被飛機取代，人們對氣船的發(fā)展前景產生懷疑。錢學森的論文針對這一觀點提出：“氣船之歷史過短，吾人所制之氣船過少，尚不能斷言其果能否致諸實用”，應“以正確之目光，比較其長短，然后更研究其改進之途徑”。文章通過飛行效率、最經濟噸位與旅客舒適度，對氣船與飛機的長短優(yōu)勢進行了比較后認為：（1）氣船改進之余地尚多，而尤以大氣船為有希望，飛機則在噸位方面似已達一限度；（2）氣船作長途飛行，其安全性必不亞于飛機；（3）吾人終在不遠之將來，見世界航空線上，滿布偉大之氣船。有意思的是，錢學森在此文中的“見世界航空線上，滿布偉大之氣船”的判斷，被后來航空發(fā)展的實際狀況及自己所從事的航空航天事業(yè)所否定，但這從另一方面說明錢學森的創(chuàng)新思維能力。

《火箭》發(fā)表在1935年7月出版的《浙江青年》（1935年第1卷第9期）上。該刊為月刊，由浙江省教育廳編印。首先，錢學森從《東南日報》一則新聞談起，談及人類征服太空的工具，即火箭。其次，錢學森用生活中的案例說明火箭上升的原理，即牛頓第三定律。談到火藥問題時，錢學森用列表的形式指出各爆炸混合物的排出速度和動量，分析了混合物的沸點和存貯條件后，認為液體氧和汽油是理想的燃料。隨后，錢學森分析了到星球去的火箭的構造。為了增加火箭的推力，需使用三級火箭，但如果到月球上需要再加上一個，到火星上去需要加兩個；并認為火箭飛機不是做夢也不是神話，而是可以實現的。最后，錢學森呼吁：“全世界都熱心于火箭了，工程學家或科學家都動員了，他們努力地，忍耐地，一步一步地走向征服宇宙的路。朋友，他們每一步都是堅實的！”錢學森的這篇文章頗具科幻色彩，反映出他對未知領域的強烈的探索精神。

綜觀錢學森發(fā)表的文章，其所涉及的航空領域包括：飛機、飛船、火箭、航空用發(fā)動機以及飛機炮（武器）等。這些領域背后又囊括了以下的知識內容，即空氣動力學、蒸汽機、飛機機翼氣動力學、火箭燃料，并且提出多級火箭概念及星際旅行設想。由此可見，錢學森在大學時期就已經形成了初步的航空知識體系。

交通大學的航空工程教育

交通大學在1942年成立航空系，但其實早在1929年便已著手建立航空專業(yè)，到1934年秋學期設立“飛機組”專業(yè)。據《交通大學日刊》（1929年3月29日）報道：

本?，F因亟謀擴充建設起見，除于組設擴充設計委員會外，隨時聘請專家名人參觀指導。茲悉程秘書長，日前特邀現任鐵道部技正盧維溥先生到校參觀，查盧先生畢業(yè)于美國麻省理工大學，專習航空與造船二科，均有特別研究，興味特濃，且盧先生對于本校，感情素厚，此番到校參觀之后，益信本校之辦理較為認真。本校當局欲搜羅人才計，并擬添設航空一項，苦無相當人才與計劃。現悉盧先生精于此技，特懇允為本校設計一切，聞經商量結果，盧先生已有允意。⁽¹⁾

但當年籌劃航空科的計劃，因種種原因未能落實。隨后交通大學開始在機械工程學院內開設“航空工程”選修課，作為大學四年級學生的選修課。錢學森在大三時就發(fā)表過航空文章，因此當然不會錯過四年級的航空工程選修課；并且，他的考試成績在當年的14名選修生中名列第一。通過查看交通大學在二十年度至二十三年度所做的教員、課務以及課本調查表，可以清晰地梳理出此段時間擔任航空工程選修課的教師及其使用的教科書（見下表）。

交通大學航空工程選修課一覽表

（資料來源：上海交通大學檔案館所藏《二十年度第一學期機械工程學院教員課務課本一覽表》《二十年度第二學期機械工程學院教員課務課本一覽表》《二十一年度第一學期機械工程學院教員課務教科書調查表》《二十一年度第二學期機械工程學院教員課務書籍調查表》《二十二年度第一學期機械工程學院教員課務書籍調查表》《二十二年度第二學期機械工程學院課務書籍調查表》《二十三年度第一學期機械工程學院教員課務書籍調查表》《二十三年度第二學期機械工程學院教員課務書籍調查表》）

錢學森選修航空工程的授課老師是曾桐。其實除航空工程選修課外，交通大學機械工程學院的課程設置也為錢學森獲取航空知識提供了條件，這主要是由于航空工程課程得益于機械工程學院基礎課程的訓練。例如，清華大學、浙江大學、中央大學最初設立航空專業(yè)時，都是在機械工程學院內選拔學生進行航空知識方面的訓練。錢學森的同學陳更新后來回憶說：

我們學校的課程，電機和機械在一二年級的時候都是一樣的。所學的東西，大都是中學里有點根底的，雖然材料豐富很多，但是像吃包飯菜一樣，味道總不見得新鮮。一旦升了候補老爺——三年級，那么機械和電機的同學就不免要灑淚而別，個人向著他們高奧的路上走了。現在單就機械門的一方面說，一鉆進了三年級，就像吃的是大三元的大菜，家鄉(xiāng)風味，分外可口。因為所學的都是入了機械門的課程，所以門門新鮮，科科有趣?！松鲜龅膶W科，還有兩科可以選讀，航空工程和航海工程，這兩科都另有很專門的學問，選讀的不過是知點大概就是了，若然想精細研究，跨過了太平洋或者可以滿足你的欲望了。⁽²⁾

課程之外的知識積累

當然，僅僅有課程內設置的航空工程，實際上還不足以支撐錢學森在六篇文章中所體現出的知識結構，必定有其他途徑。圖書館中的藏書為錢學森獲得更多的航空知識提供了條件。多年后錢學森說：

我是學機械工程的，常去找有關內燃機的書，特別是找講狄賽爾發(fā)動機的書來讀，因為它熱效高。后來我的專業(yè)是鐵道機械工程，四年級的畢業(yè)設計是蒸汽機車。但是到圖書館借讀的書絕不限于此，講飛艇、飛機和航空理論的書都讀，講美國火箭創(chuàng)始人戈達德的書也借來看。我記得還借過一本英國格洛爾寫的專講飛機機翼氣動力學理論的書來讀，當時雖沒有完全讀懂，但總算入了氣動力學理論的門，這是我后來從事的一個主要專業(yè)。

由此看出，廣泛的閱讀使得錢學森不僅了解科學的發(fā)展前沿，了解別人的最新成果，而且能夠從中得到啟發(fā)，發(fā)現別人沒有研究過的課題。正因如此，錢學森大學四年級時便已經完成航空工程研究的學術興趣轉向，所以大學畢業(yè)之后毅然放棄交通部安排的就業(yè)實習，等待留美公費生的考試。而他在考取名額后，僅僅實習兩個星期便對飛機的設計、制造“知其大概”，沒有充分的航空知識做預備是不可能做到這些的，錢學森的這些航空知識預備在交通大學求學之際便已形成。

另外，不得不提的是錢學森的堂弟錢學榘。他與錢學森的求學經歷有著驚人的相似之處：同樣考入交通大學機械工程學院，同樣以第一名成績畢業(yè)，同樣考取清華大學留美公費生，同樣進入麻省理工學院航空系。更巧的是，他在交通大學的四年時間里也發(fā)表了5篇論文和翻譯了1篇航空知識方面的論文：

《飛箭》，《交大學生》1934年第1期

《相似原理應用于航空機薄層結構之計算》，《交大周刊》1934年第2期

《關于飛箭的話》，《航空雜志》1934年第11期

《同溫層飛行之工程問題》，《航空雜志》1934年第11期

《旋翼航空機之討論》，《航空雜志》1935年第3期

《二行程式航空發(fā)動機之討論（上）》（錢學榘翻譯），《航空雜志》1936年第8期

《二行程式航空發(fā)動機之討論（下）》（錢學榘翻譯），《航空雜志》1936年第9期

不難發(fā)現，錢學榘發(fā)表《飛箭》一文要比錢學森的《火箭》還早一年。1935年，錢學榘本科畢業(yè)論文的題目為《航空器動力問題之檢討》，這是他后來從事科研工作的主要領域?？梢钥隙ǎ值軆扇嗽诮煌ù髮W讀書之際曾對航空工程研究有過深入討論交流。

客觀地講，當時的航空科學是新興的熱門學科。錢學森發(fā)表文章的《空軍》《航空雜志》《浙江青年》等雜志，屬于以傳播科學知識為宗旨的普及性刊物，并非專業(yè)學術期刊。例如，《美國大飛船失事及美國建筑飛船的原因》一文就被《小世界：圖畫半月刊》雜志節(jié)選，以《美國大飛船失事》為題刊登在1933年第28期上，其受眾主要是在校中小學學生。但不能忽視的是，正是錢學森在交通大學求學之際對航空工程研究的最初探索，開啟了他的航空航天科學研究之門。

(1)　《本?；I劃航空科——擬聘專門人才設計》，《交通大學日刊》1929年3月29日。

(2)　陳更新：《機械工程學院三四年級課程概況》，《南針》1933年第5期。