第八章 学术兴趣转向航空工程研究
长期以来形成的观点认为：1934年钱学森考取清华大学留美公费生是他走上航空航天之路的发端。近年来的研究显示，钱学森的航空航天之路实则始于大学时代。但令人疑惑的是，交通大学是在1934年钱学森毕业之后的秋学期才在机械工程学院内设置“飞机组”专业，1942年才设置航空工程专业。那么，钱学森在交通大学时已经拥有哪些航空知识？又是通过何种途径获得的？这些问题的回答，将有助于了解钱学森如何完成学术兴趣的转向。
钱学森发表的航空文章
钱学森留学美国之前到底发表了多少关于航空方面的文章，无法得到准确的数字。笔者经过多年搜索，大体上统计出钱学森发表的论文共计有六篇：
《美国大飞船失事及美国建筑飞船的原因》，《空军》1933年第24期
《航空用蒸汽发动机》，《空军》1933年第34期
《最近飞机炮之发展》，《空军》1934年第67期
《飞行的印刷所》，《世界知识》1934年第7期
《气船与飞机之比较及气船将来发展之途径》，《航空杂志》1935年第1期
《火箭》，《浙江青年》1935年第9期
其中，前三篇发表于交通大学求学之际，后三篇发表于考取清华大学留美公费生后在南昌、杭州、南京等地实习之际。同时，有必要对这六篇论文的主要内容做一番介绍。
1933年钱学森第一篇关于航空知识的文章是《美国大飞船失事及美国建筑飞船的原因》，发表于《空军》（1933年第24期）。文章的主要内容是对美国Akron飞船（一种充氦气的硬壳飞艇，隶属于美国海军。1933年4月4日在美国新泽西州海岸附近失事，飞艇上76人中有73人死亡，仅有3人生还）的构造和失事一事进行了详细分析，但是文章的落脚点在英美各国为何会对耗费如此之大的航空工程感兴趣。钱学森在分析完飞船失事原因后，笔锋一转：“说完了这件事，我们不得不问一问，为什么英国和美国都用了数千万元来建筑这么大的飞船？它们在军事上，究竟有什么用处？我们知道用飞船来轰炸敌国的时期已经过了，因为它易为飞机所攻击。现在的飞船，都是用来做侦察任务的。但是海军在洋面上侦察，用巡洋舰或飞机似乎都可以的。他们为什么要用飞船？”接下来，钱学森通过对“飞船和巡洋舰”“飞船和飞机”，在观察能力、耗费、防御能力以及搭载量等方面进行综合比较，认为飞船都具有优势。最后钱学森还指出，对于中国而言，完全无须建造飞船，其原因有三：
（一）中国海军无殖民地，且非攻击侵略的国家，所以无长距离飞行的必要。何况中国的敌人日本，其全部土地皆在长距离的轰炸机飞行能力之内，所以更无须能一气飞行一万里的飞船。
（二）飞机的制造费较小，一机所费不过十数万元，而飞船则须数千万元，相差一千倍。而且飞机制作较易，无须十分特殊的技术，所用材料也较易采置。飞船则须十分专门的技术，就如美国那样高度技术的国家，也还得请教德国的工程师，所以在现在情况之下，中国实无制造飞船的能力。
（三）中国海军根本薄弱，也当然无制造飞船这特殊武器的必要。因为健全的军力，必须是平衡的，各方皆备的组织。
就在钱学森发表此文不到四个月，当年的第34期的《空军》又刊登了他的《航空用蒸汽发动机》一文。文章首先回顾了蒸汽机用在飞机上的历史事例，然后从航空用蒸汽发动机的特点、现状以及成功的实验案例三个方面，对蒸汽机用在飞机上的可行性做了评估。最后，钱学森认为：“蒸汽发动机在理论上有胜于汽油机处，并且实验的结果又证实了它的特长，所以在不远的将来，我们将见到今日独霸航空界的汽油发动机为蒸汽发动机所代替。”文章还说，正是由于蒸汽发动机的优点，“大型飞机制造上的难关，一大部分可以打破，结果必有空前的大军用机出现”。钱学森在文中还提出颇为“环保”的观点：“我们必须知道的，就是蒸汽机不用汽油，其他燃料如煤、炭等等无不可用。因此对于不产汽油的国家如我国，尤有莫大的价值。这也是今日我国高唱航空救国时，所应注意的。”
钱学森毕业之前三个月，又在当年《空军》第67期上发表《最近飞机炮之发展》。这篇文章的主要内容是综述飞机上安装重型炮的历史、特长、发展及使用。文章中所引用的实验案例，是英国空军将三七毫米口径重炮安装在飞机上的案例，认为这种飞机炮在空中、海面及陆地上都有极强的威力。“由此看来，这种新式飞机炮比起实验初期的产物，真不知道，有多少的阻步，也就是英国空军不断努力的结果了。”
钱学森发表的三篇文章，都是刊登在《空军》上。那么，这个刊物是什么性质的呢？《空军》创刊于1932年11月12日，由中央航空学校《空军》周刊社出版，每周一期，1937年8月停刊，先后共出版241期。应当说，《空军》面对的读者群主要是在校学生，以宣传航空救国和介绍航空知识为主要内容，并非学术刊物。可以肯定，交通大学图书馆订购了此刊。笔者在上海图书馆借阅此刊时，发现封面上都有“交通大学图书馆藏”字样，是因新中国成立后院系调整移交上海图书馆的。
1934年钱学森考取清华大学留美公费生，随后由清华大学安排为期一年的专业实习。此间，他又发表了《飞行的印刷所》《气船与飞机之比较及气船将来发展之途径》《火箭》等三篇文章。
《飞行的印刷所》发表在1934年12月16日的《世界知识》（第1卷第7期）上，主要内容是对当时苏联最大的飞机“马克辛·高尔基”号的介绍。这架飞机的主要功能是搭载了印刷机，是苏联用来宣传的工具。它每小时可以印出8000多张宣传单，并且还有照片冲印室，以及配置了16架电话机、广播系统、可作为浴室或厨房的房间、书籍陈列室。显然，这样的文章属于知识介绍性的，所以它刊登在“小智识”栏目里。
《气船与飞机之比较及气船将来发展之途径》发表在1935年1月31日出版的《航空杂志》（1935年第5卷第1期）上。该期刊为月刊，由航空署编辑委员会编辑出版。钱学森在文章中主要对气船与飞机的性能做了对比分析，并提出气船的改进途径和发展前景。当时，气船是科技进步和国家实力的象征，但20世纪20年代至30年代，飞机性能日益提高，气船的军事价值逐渐被飞机取代，人们对气船的发展前景产生怀疑。钱学森的论文针对这一观点提出：“气船之历史过短，吾人所制之气船过少，尚不能断言其果能否致诸实用”，应“以正确之目光，比较其长短，然后更研究其改进之途径”。文章通过飞行效率、最经济吨位与旅客舒适度，对气船与飞机的长短优势进行了比较后认为：（1）气船改进之余地尚多，而尤以大气船为有希望，飞机则在吨位方面似已达一限度；（2）气船作长途飞行，其安全性必不亚于飞机；（3）吾人终在不远之将来，见世界航空线上，满布伟大之气船。有意思的是，钱学森在此文中的“见世界航空线上，满布伟大之气船”的判断，被后来航空发展的实际状况及自己所从事的航空航天事业所否定，但这从另一方面说明钱学森的创新思维能力。
《火箭》发表在1935年7月出版的《浙江青年》（1935年第1卷第9期）上。该刊为月刊，由浙江省教育厅编印。首先，钱学森从《东南日报》一则新闻谈起，谈及人类征服太空的工具，即火箭。其次，钱学森用生活中的案例说明火箭上升的原理，即牛顿第三定律。谈到火药问题时，钱学森用列表的形式指出各爆炸混合物的排出速度和动量，分析了混合物的沸点和存贮条件后，认为液体氧和汽油是理想的燃料。随后，钱学森分析了到星球去的火箭的构造。为了增加火箭的推力，需使用三级火箭，但如果到月球上需要再加上一个，到火星上去需要加两个；并认为火箭飞机不是做梦也不是神话，而是可以实现的。最后，钱学森呼吁：“全世界都热心于火箭了，工程学家或科学家都动员了，他们努力地，忍耐地，一步一步地走向征服宇宙的路。朋友，他们每一步都是坚实的！”钱学森的这篇文章颇具科幻色彩，反映出他对未知领域的强烈的探索精神。
综观钱学森发表的文章，其所涉及的航空领域包括：飞机、飞船、火箭、航空用发动机以及飞机炮（武器）等。这些领域背后又囊括了以下的知识内容，即空气动力学、蒸汽机、飞机机翼气动力学、火箭燃料，并且提出多级火箭概念及星际旅行设想。由此可见，钱学森在大学时期就已经形成了初步的航空知识体系。
交通大学的航空工程教育
交通大学在1942年成立航空系，但其实早在1929年便已着手建立航空专业，到1934年秋学期设立“飞机组”专业。据《交通大学日刊》（1929年3月29日）报道：
本校现因亟谋扩充建设起见，除于组设扩充设计委员会外，随时聘请专家名人参观指导。兹悉程秘书长，日前特邀现任铁道部技正卢维溥先生到校参观，查卢先生毕业于美国麻省理工大学，专习航空与造船二科，均有特别研究，兴味特浓，且卢先生对于本校，感情素厚，此番到校参观之后，益信本校之办理较为认真。本校当局欲搜罗人才计，并拟添设航空一项，苦无相当人才与计划。现悉卢先生精于此技，特恳允为本校设计一切，闻经商量结果，卢先生已有允意。(1)
但当年筹划航空科的计划，因种种原因未能落实。随后交通大学开始在机械工程学院内开设“航空工程”选修课，作为大学四年级学生的选修课。钱学森在大三时就发表过航空文章，因此当然不会错过四年级的航空工程选修课；并且，他的考试成绩在当年的14名选修生中名列第一。通过查看交通大学在二十年度至二十三年度所做的教员、课务以及课本调查表，可以清晰地梳理出此段时间担任航空工程选修课的教师及其使用的教科书（见下表）。
交通大学航空工程选修课一览表
（资料来源：上海交通大学档案馆所藏《二十年度第一学期机械工程学院教员课务课本一览表》《二十年度第二学期机械工程学院教员课务课本一览表》《二十一年度第一学期机械工程学院教员课务教科书调查表》《二十一年度第二学期机械工程学院教员课务书籍调查表》《二十二年度第一学期机械工程学院教员课务书籍调查表》《二十二年度第二学期机械工程学院课务书籍调查表》《二十三年度第一学期机械工程学院教员课务书籍调查表》《二十三年度第二学期机械工程学院教员课务书籍调查表》）
钱学森选修航空工程的授课老师是曾桐。其实除航空工程选修课外，交通大学机械工程学院的课程设置也为钱学森获取航空知识提供了条件，这主要是由于航空工程课程得益于机械工程学院基础课程的训练。例如，清华大学、浙江大学、中央大学最初设立航空专业时，都是在机械工程学院内选拔学生进行航空知识方面的训练。钱学森的同学陈更新后来回忆说：
我们学校的课程，电机和机械在一二年级的时候都是一样的。所学的东西，大都是中学里有点根底的，虽然材料丰富很多，但是像吃包饭菜一样，味道总不见得新鲜。一旦升了候补老爷——三年级，那么机械和电机的同学就不免要洒泪而别，个人向着他们高奥的路上走了。现在单就机械门的一方面说，一钻进了三年级，就像吃的是大三元的大菜，家乡风味，分外可口。因为所学的都是入了机械门的课程，所以门门新鲜，科科有趣。……除了上述的学科，还有两科可以选读，航空工程和航海工程，这两科都另有很专门的学问，选读的不过是知点大概就是了，若然想精细研究，跨过了太平洋或者可以满足你的欲望了。(2)
课程之外的知识积累
当然，仅仅有课程内设置的航空工程，实际上还不足以支撑钱学森在六篇文章中所体现出的知识结构，必定有其他途径。图书馆中的藏书为钱学森获得更多的航空知识提供了条件。多年后钱学森说：
我是学机械工程的，常去找有关内燃机的书，特别是找讲狄赛尔发动机的书来读，因为它热效高。后来我的专业是铁道机械工程，四年级的毕业设计是蒸汽机车。但是到图书馆借读的书绝不限于此，讲飞艇、飞机和航空理论的书都读，讲美国火箭创始人戈达德的书也借来看。我记得还借过一本英国格洛尔写的专讲飞机机翼气动力学理论的书来读，当时虽没有完全读懂，但总算入了气动力学理论的门，这是我后来从事的一个主要专业。
由此看出，广泛的阅读使得钱学森不仅了解科学的发展前沿，了解别人的最新成果，而且能够从中得到启发，发现别人没有研究过的课题。正因如此，钱学森大学四年级时便已经完成航空工程研究的学术兴趣转向，所以大学毕业之后毅然放弃交通部安排的就业实习，等待留美公费生的考试。而他在考取名额后，仅仅实习两个星期便对飞机的设计、制造“知其大概”，没有充分的航空知识做预备是不可能做到这些的，钱学森的这些航空知识预备在交通大学求学之际便已形成。
另外，不得不提的是钱学森的堂弟钱学榘。他与钱学森的求学经历有着惊人的相似之处：同样考入交通大学机械工程学院，同样以第一名成绩毕业，同样考取清华大学留美公费生，同样进入麻省理工学院航空系。更巧的是，他在交通大学的四年时间里也发表了5篇论文和翻译了1篇航空知识方面的论文：
《飞箭》，《交大学生》1934年第1期
《相似原理应用于航空机薄层结构之计算》，《交大周刊》1934年第2期
《关于飞箭的话》，《航空杂志》1934年第11期
《同温层飞行之工程问题》，《航空杂志》1934年第11期
《旋翼航空机之讨论》，《航空杂志》1935年第3期
《二行程式航空发动机之讨论（上）》（钱学榘翻译），《航空杂志》1936年第8期
《二行程式航空发动机之讨论（下）》（钱学榘翻译），《航空杂志》1936年第9期
不难发现，钱学榘发表《飞箭》一文要比钱学森的《火箭》还早一年。1935年，钱学榘本科毕业论文的题目为《航空器动力问题之检讨》，这是他后来从事科研工作的主要领域。可以肯定，兄弟两人在交通大学读书之际曾对航空工程研究有过深入讨论交流。
客观地讲，当时的航空科学是新兴的热门学科。钱学森发表文章的《空军》《航空杂志》《浙江青年》等杂志，属于以传播科学知识为宗旨的普及性刊物，并非专业学术期刊。例如，《美国大飞船失事及美国建筑飞船的原因》一文就被《小世界：图画半月刊》杂志节选，以《美国大飞船失事》为题刊登在1933年第28期上，其受众主要是在校中小学学生。但不能忽视的是，正是钱学森在交通大学求学之际对航空工程研究的最初探索，开启了他的航空航天科学研究之门。
(1) 《本校筹划航空科——拟聘专门人才设计》，《交通大学日刊》1929年3月29日。
(2) 陈更新：《机械工程学院三四年级课程概况》，《南针》1933年第5期。
