剑指苍穹:钱学森的航天传奇
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三位导师的启蒙

按照庚款留学奖学金的规定,凡选派出国的留学生,必须由学校指派导师补习一年的功课,由这些导师决定学生去美国哪所学校、专攻哪个领域。在前往美国之前,他们还要在导师的精心筹划和安排下,花一年时间预学专业知识,参加一些工程实践活动,并了解国家对其所学专业的实际需要。于是,叶企孙就为钱学森选派了由三位教授组成的导师组,对他进行具体指导。钱学森的三位导师都是中国当时顶级的航空工程专家,他们是钱昌祚、王助和王士倬教授。

钱昌祚1917年考入清华学校,1919年留学美国麻省理工学院,1926年回国在清华任教,1933年在中央军事委员会航空署工作,任机械处处长,后任航空委员会技术处处长。他多年从事中国航空技术的发展和人才培养,具有丰富的阅历和经验。1933年,他提出了航空“工程师之训练,宜于工科大学设立航空工程学系,即军官出身者,亦可送至大学训练,可利用工科大学之普通工程设备,得有良好之基础”的建议。第二年,中央航空委员会决定协助各大学设立航空工程学系,清华大学的航空专业因此而成立。

1934年10月,时任中央航空委员会委员的钱昌祚接到清华大学请他担任航空门机架组导师的邀请。11月2日,他给清华大学梅贻琦校长写了一封信,信中说:

近奉留美公费考试委员会约担任航空门机架组指导员。查此次考试,前闻拟录取航空工程门二名,现在减少一名……示知,至于录取钱君学森,将来拟建议派赴麻省工大求学,该校专任教授人数较他校多,设备及课程亦俱完善,尽可由母校通知早日办理入学手续。且为易于选课起见,似可仿照上届航空工程之生办法于五月间放洋,先入暑校习毕各项大学部未了课程,俾研究部求学时可减至一年或年半,可否之处仍祈酌核,至于钱君在国内服务之指导似不必令其远道来赣面商,请将其在校时成绩单及报考相片抄寄一份备查,俾可函介先至京杭厂实习,候有便时再约其晤谈也……

此信透露出三条信息:一是当年航空专业本来是有2个名额的,后来减少了1个名额;二是钱学森去麻省理工学院是钱昌祚建议的;三是钱学森在国内机场、工厂的参观实习活动,均是钱昌祚介绍和安排的。

1934年冬,考取了留美奖学金的钱学森被安排到杭州飞机制造厂、南昌第二航空修理厂和南京第一航空修理厂参观实习,次年6月又到上海海军制造飞机处实习,最后再到北京清华大学机械工程系刚刚设立的“航空工程组”接受导师辅导。这一段实习生活从1934年12月持续到1935年8月,钱学森从中学到了许多从未接触过的航空知识,了解了航空工业生产过程,为他去美国攻读航空专业打下了很好的基础。

笕桥

笕桥,古称“茧桥”,是一个历史积淀深厚的文化古镇,明朝年间,因盛产桑蚕而得名。由于物产充盈,尤以棉丝、药材、麻布为甚,各地商贾云集,形成了较大的居民点。后逐渐演变为“笕桥”,“笕”指的是引水的竹管,隐指市井繁华之地。

笕桥地处交通要道,历来为军事要地。清朝末年,清军八旗标马队和炮营校场就建于此,故有“大营笕桥”之称。

旧中国的航空工业十分落后,全国能参加作战的飞机加起来也不过100架,全部是进口货,所谓的航空工业,充其量就是几个设施简陋的飞机修理厂。当时,杭州笕桥和江西南昌因拥有机场和飞机修理厂而成为航空专业学子最重要的实习基地。家住杭州市区的钱学森,到距市中心11公里远的东北郊笕桥很方便。

1.中国飞行员驾驶战机抗击日寇

2.美国寇蒂斯公司生产的霍克战斗机

1931年年底,国民政府将清军炮营校场改为军用机场,并建中央航空学校,学校还建有附属工厂,这座曾与陆军黄埔军校齐名的航校在抗日战争中发挥了重要作用。1933年8月,中美合资经营的“中央杭州飞机制造厂”在此成立。工厂装配了美国道格拉斯侦察机、霍克-Ⅱ和霍克-Ⅲ战斗机、弗利特教练机、雪力克截击机和诺斯罗普轻型轰炸机等多种飞机,成为新中国成立前国内修造飞机最多和最著名的一个飞机制造厂。与此同时,它还为中国早期航空工业培训出一批素质较好、技术过硬的技术人员和技术工人。1957年,笕桥机场扩建并改为民用,可提供小型飞机的起落。1972年2月,为迎接美国尼克松总统访问杭州,机场进行了大规模改造,跑道长度从2 200米延长为3 200米,建起了候机楼,保证了尼克松总统专机波音707的停降。此后,笕桥机场成为杭州的空中门户,热闹非凡,直至2000年更加现代化的萧山机场建成后才功成身退。

钱学森在笕桥中央杭州飞机制造厂实习了6个月,这是他第一次近距离地见到飞机,那是两架法国造的布莱盖侦察轰炸机。说来也真巧,1934年国民党政府为了“剿共”,从法国购买了10架这种飞机,其中正有2架停在笕桥,这不仅使钱学森一饱眼福,还成为他最初了解飞机的宝贵实物。

钱学森来时,中央航空学校由美军的一个飞行员特遣小组管理,负责人是陆军上校朱威特,由5位教官每年负责训练50名飞行员结业。这里的设备都很新,有可容纳130人的学生宿舍、钢架搭建的大飞机库、引擎修理厂和飞机修理厂。校内还有约30架从美国运来的霍克双翼战机,当然,它们比不上最新进口的法国布莱盖侦察轰炸机。

在笕桥,钱学森见到了他的另一位导师王助。

王助,字禹朋,毕业于美国麻省理工学院航空工程系,1917年成为美国波音公司聘任的第一任总工程师,1934年6月在笕桥出任中央杭州飞机制造厂中方监理,是我国早年的航空工程师。他关于“务必重视工程技术实践和制造工艺”的教诲,给了钱学森深刻的印象。1934年12月9日钱学森在给清华大学的信中写道:

学森即到厂开始工作:初一星期在厂中各部见习以了解其全体概况,明了飞机各部机件制造程序及其分配工作办法,尤注意于合装配部,研究每一机件之功用,如是者一星期随时学习对飞机制造方法,已知其大概;第二星期即开始在各部分别详细学习,自土木部开始亦已一星期矣,王禹朋先生在暇时授学森以实际飞机设计之方法及如何阅读工程杂志及试验报告……

王助很欣赏钱学森,他曾以私人名义热心地与麻省理工学院航空工程系亨赛克(Hunsaker)教授取得联系,使麻省理工学院同意钱学森提前赴美,进入该校暑期补修班学习气动力学导论和飞机制造导论等课程,这样在秋季一开学就可入读麻省理工学院本科四年级,第二年便可读其研究生课程,以缩短攻读硕士学位的时间。钱学森为此致函清华大学申请提前出国,校方回函同意了他的请求——“准于五月中旬赴美”,并积极与教育部联系。后因教育部留学证书迟迟未办妥,此事未成,所以仍按原计划进行。

时间过得很快,转眼间到了1935年5月。此时,中国工程师学会及各专门工程学会在杭州举行联合年会,王士倬教授等人撰写的5英尺试验风洞论文被评为当年中国工程师学会论文第一奖。王士倬时任清华大学航空工程教学组教授,在他的主持下,清华大学成功设计制造了当时最新式的5英尺回流式风洞,风洞直径最小处约1.5米,最大处约3米,长约15米,风扇旋转速度可从1 400转/分降到300转/分,由于控制比较精确,风洞中的空气流速可自160公里/小时减至48~64公里/小时。这项风洞工程与麻省理工学院和加州理工学院的风洞工程相仿,当时不仅在中国,而且在世界上也是一流的。钱学森在杭州见到了王士倬教授,对他设计的风洞产生了极大的兴趣,特别想到清华亲眼看一看,而且他得知王士倬教授暑期正好在学校,可以乘机向他请教很多问题。于是,钱学森写信给学校要求北上。学校征得王士倬意见后同意了钱学森的请求,让他7月份来清华,并说梅贻琦校长也想与他见见面。

关于钱学森到清华看风洞的信函

1935年6月25日钱学森致信清华大学:

日前贵校航空工程教授王士倬先生来杭,亦曾于禹朋先生处会见,谈及风洞设置事,学森现拟北上赴贵校一观其究竟,想与学森将来研究不无帮助,禹朋先生亦以为然。且闻士倬先生暑期要留校,则更可受教不少矣,顺道又可在津办理出国护照事亦多便利处也。兹将往返旅费预算列左,仍恳贵处早日核定……

7月2日清华大学校办致函王士倬询问:

王先生七月内该工程能否进至相当程度,使钱君来观确为有益?

7月3日王士倬答复:

留美生来母校参观,倬意在原则上应予鼓励,至于风洞工程届时恐可观处仍不多也。

1935年7月4日清华大学校办回复:

希起程来平,本校校长梅先生亦极思与台端一晤也……

很快,钱学森从笕桥赴南昌,拜见了导师钱昌祚,并且到南昌第二航空修理厂参观、实习。

南昌第二航空修理厂是1935年国民政府与意大利在南昌合办的工厂,该厂汇聚了当时中国一大批留学欧美的优秀飞机设计制造专家。他们大都在国外留学多年,有着丰富的飞机制造经验。

南京的飞机修理厂比较落后,只有几间飞机库。钱学森看到当年孙中山先生领导的中国同盟会美洲总部用募集的捐款购买的6架美国制造的寇蒂斯飞机,还有五六架进口的容克战机和柯赛尔飞机停在那里,修理厂内螺旋桨、引擎到处乱丢,值得一看的东西并不多。

年轻学子的蓝色之梦

实习期间的钱学森对宇宙充满了好奇,也有着探索之心。他于1935年7月在《浙江青年》上发表过一篇文章《火箭》。文中写道:

在一个晴朗的夏夜,望着繁密的闪闪群星,有一种“可望而不可即”的失望吧!我们真的如此可怜吗?不,决不!我们必须征服宇宙!

我们有办法吗?有的,火箭!

火箭?火箭不是我们在新年玩的一种焰火吗?不是一个苇秆头上有一像火炮样的东西?当你把药线点着的时候,就是一道火花向下喷出,同时火箭也就上升,直升到火药烧完,没有火花喷出了,才慢慢地落下来。但是,这个小玩意就是征服空间、征服宇宙的开端呢!

科学家想出一个“脱壳的火箭”。就是在第一最小的火箭中,燃料以外还载有各种操纵仪器和旅客。在这个火箭外面,再套上第二个火箭,这个火箭比第一个大,只带燃料。在这个火箭外面,再套上第三个火箭。这个比第二个又大些,也是只带燃料。发射的时候,先点第三个最大的火箭,这三个东西就一齐升起,等到第三个火箭的燃料用完,驾驶员就把这个火箭和第二个火箭的联结放开,舍弃这个空火箭;同时把第二个火箭点着,继续前进。等到第二个火箭的燃料又用完了,又把它舍弃;同时将第一个火箭点着继续前进。如此就可以免去空火箭的赘累,节省不少燃料。这三个套成的火箭已够跑出地球引力范围之外了;但如果到月球旅行,还得加上一个,以备从月球回到地球用。如果到火星去呢,须加上两个……

上海海军制造飞机处原来在福建马尾,是北洋政府海军部于1917年2月在马尾船政局内设立的,着手水上飞机的制造。1918—1930年的12年间,它曾经辉煌一时,设计制造出教练机、海岸巡逻机、鱼雷轰炸机等飞机15架,成为中国早期航空工业的摇篮。1931年,该处奉命迁往上海,并入江南造船厂继续制造飞机。到钱学森前去实习时,它已日落西山,连正式的机棚也没有,只有木头、水泥和烂泥糊的几间小房子。室内有位美国工程师在指挥拼装霍克双翼战机,还有一架正在制造中的中国小型双座教练机。钱学森看到满地凌乱的钢管、帆布和木架,心中不免有些惘然。

1935年7月,钱学森来到清华大学。这次来清华参观对钱学森的影响很深,王士倬和王助两位导师不仅注意引导钱学森重视航空工程实践和制造工艺,而且非常注意引导这位即将留学海外的学生全面了解祖国的历史和灿烂的古代文明。他们在课程中穿插讲授了大量中国古代航空和火箭技术的历史,从三国的火箭兵器、唐代的火药火箭,到元代以固体黑火药为推进剂、借助反作用力发射的火箭,还讲到了明代初期利用47支火箭亲自进行飞行试验的万户的故事,他被世界公认为将火箭作为飞天运载工具的第一人。

导师的讲授使钱学森深受教育,他进一步了解了祖国古代先人在航空科学技术方面所做的开创性的努力和取得的举世瞩目的成就,认识到中华民族对人类文明所作出的巨大贡献。英国科学史专家李约瑟博士在他的《中国科学技术史》中写道:“从公元前3世纪到13世纪这一千多年中,在科学的发现、技术的发明方面,中国往往遥遥领先,而让西方望尘莫及。”钱学森感到作为中华儿女是值得自豪和骄傲的,他决心到国外学习飞机制造知识,掌握先进科学技术,回国发展民族航空事业,报效祖国。

8个月的实习结束了。钱学森办好了出国的各种手续,从杭州来到上海,准备乘船赴美。

1.1935年教育部签发的公费留学生证书

2.钱学森留学美国的护照