高三物理 1.4《反冲运动》素材 粤教版选修3-5

用心 爱心 专心 1 钱学森在交大时期对航空与火箭的探索钱学森在交大时期对航空与火箭的探索 钱学森是我国航天科技事业的奠基人 也是世界航天事业的重要开拓者之一 那么 他 何时开始涉足航天领域呢 一般认为 1937 年钱学森在加州理工学院加入 F 马林纳等人组 织的火箭研究小组 后来还担任火箭小组的理论研究工作 学术界也将此视为钱学森从事火 箭等航天活动的起点 笔者最新的研究表明 钱学森航空航天之路始于交通大学 最直接的 证据是他在从交大毕业到出国留学这段时间内发表了两篇关于航空 火箭的论文 本文以介 绍这两篇文章的内容来展现钱学森在交大求学时期对航空 火箭的探索活动 并探讨他转移 专业方向的心路历程与内外因素 一 两篇论文的主要内容一 两篇论文的主要内容 钱学森 1934 年以优异的成绩从交大毕业 并考取第二届庚款留美公费生 专业为航空 工程 1935 年 8 月东渡北美深造 在出国前不久 他发表了 气船与飞机之比较及气船将来 发展之途径 1 与 火箭 2 两文 鉴于这两篇论文鲜为人知 笔者对两文内容作扼要介绍 1 1 气船与飞机之比较及气船将来发展之途径气船与飞机之比较及气船将来发展之途径 一文一文 该文于 1935 年 1 月发表于航空委员会主办的 航空杂志 第 5 卷第 1 期 主要对飞艇 和飞机的性能做了分析比较 并讨论了飞艇的改进途径与未来发展前景 这里的 气船 即 飞艇 飞艇是一种轻于空气 自身带有推进及操作系统的飞行器 主要由艇体 尾翼 短舱 组成 它是比飞机整整早了半个世纪的人类智慧的结晶 1852 年 法国人吉法尔试飞成功人 类第一艘具有动力设备的实验氢气载人飞艇 1900 年 德国人齐柏林设计和研制成功全世界 第一艘可实用的硬式军用飞艇 一战中 德国军队多次利用飞艇空袭英国 一战后 飞艇曾 一度成为科技进步和国家实力的象征 但到了 1920 30 年代 飞机性能日益提高 飞艇 已为飞机所制 而失去其军事上之价值 另外 世界上发生了几次损失惨重的飞艇飞行 事故 这一切使人们对飞艇的发展前景产生了怀疑 认为飞艇在航空上的地位将渐渐式微 飞机将取而代之 面对这种观点 非常关注航空事业的钱学森却很冷静 说 飞艇之历史 过短 吾人所制之气船过少 尚不能断言其果否能致诸实用 应 以正确制目光 比较其 长短 然后更研究其改进之途径 如其所言 他在这篇文章中对飞机与飞艇的长短优劣做 了比较 并对飞艇的改进提出了一些方向性设想 关于飞机与飞艇的长短优劣 钱学森从飞行效率 最经济的吨位与旅客的舒适程度三方 面做了分析对比 飞行器飞行速度的决定因素在于 L D 升力与阻力之比 L D 愈大 飞行 效率愈高 当时 如不计入机身的阻力 飞机各种翼面的 L D 平均最大值不过 20 而飞艇的 L D 值与其速度和排空量有关 飞艇愈大 效率愈高 在研究中 他发现 以效率而论 则气船直于大型 必三百吨以上 始能见其长 故今日所造气船 决不能为优劣之评判 关于最经济的吨位 他认为 飞机之总重如大于廿吨即不经济 其最有效之限度为十吨以 下 故今日飞机在吨位上 已与其限度不远 而飞艇最高效率当在 300 2000 吨之间 故 发展未可限量 然后 他还从飞机与飞艇的客舱大小 增大客舱的方法 以及二者在左右摆 动 俯仰运动 升降运动 震动对旅客舒适程度的影响等方面做了对比 认为大飞艇胜于飞 机 但是 飞艇自身也存在很多问题 为了提高性能 他认为应从两大方面对飞艇加以改进 一是减轻艇身重量 即从结构上加以改进 二是节省动力 即改进飞行效率 飞行效率的改 进 即增加 L D 值 这可以通过增加升力或减小阻力的方式来实现 而当时飞艇的外形已接 近理想中的流线形 在减小阻力方面希望渺茫 所以 改进飞行效率的唯一方法只有增加飞 艇的升力 可以采用的方法有利用飞艇的速度所产生的升力 或加热气袋中的气体以减小比 用心 爱心 专心 2 重 或利用氢气来增加升力 当时 除著名的齐柏林式之外 飞艇还有英国的 R100 式与 R101 式 德国的 Graf Zepplin 式及美国的 Akron 式四种类似结构 他比较了这四种结构的 特点 发现美式结构最佳 主张飞艇在结构上应向此途发展 而在材料方面 他认为主要部 分可仿英国式 应用不锈钢以免锈蚀 至于次要部分 因其负力不大 用坚铝为宜 他还预 测 随着冶金技术日新月异 将来会有更多的新材料如镁合金等用于飞艇零件的制造 以减 轻重量 通过综合分析 作者认为 飞艇改进的余地尚多 而又以大飞艇为有希望 飞机则在 吨位方面似已达一限度 气艇作长途飞行 其安全性必不亚于飞机 吾人终在不远之将 来 见世界航空线上 满布伟大之气船 毫无疑问 这个结论被后来航空事业发展的事实 否定 不过 作者在文中所选用的数据均来自当时的科技文献 分析方法也是科学严谨 周 全细致的 他的结论正是当时航空工业基本状况的反映 道出了飞机设计中的瓶颈问题 当 时 飞艇发展已较为成熟 而由于缺乏科学理论的支持 飞机设计主要靠经验 性能的提升 受到很大限制 后来 应用力学飞速发展 使飞机的设计水平与性能突飞猛进 飞机取代飞 艇 成为战争中举足轻重的武器和重要的交通工具 具有戏剧性的是 钱学森正是凭藉在应 用力学领域的杰出成就而成为著名力学家 而应用力学却是为他并不看好的飞机提供指导技 术设计的科学理论 从这个角度来说 早年对航空的关注和研究为他后来转向这个领域奠定 了兴趣与知识基础 此文可谓钱学森探索航空科学的学步之作 2 2 火箭火箭 一文一文 火箭 一文于同年 7 月发表在 浙江青年 第 1 卷第 9 期 它是一篇介绍火箭的原理 性能 用途与构造的文章 火箭是中国人发明的 远在 11 世纪的北宋就已将火箭做成燃烧 弹用于战争 即利用火药燃烧产生的气体反作用力发射箭头 不过 作为人类迈向太空的运 载工具的火箭却是近代科学昌明以后的产物 19 世纪末 俄国人齐奥尔科夫斯基研究了星际 航行的种种问题 提出以流质为燃烧原动力的优点 并于 1903 年发表论文讨论喷射推进机 关的问题 这在航天史上具有开创性意义 然而 因工程技术上力不能及 大多数人放弃了 对火箭的探索 钱学森当年看到的火箭只是节日里燃放的焰火火箭 但他看出这个事物的发 展前景 道出了一句惊人之语 这个小玩意是征服空间 征服宇宙的开端 作者在这篇文章中首先以焰火火箭为例 从作用力与反作用力原理出发介绍了火箭上升 的道理 其次 讨论了火箭推进剂 他从当时几十种混合物中选出最有可能用作推进剂的液 体臭氧 液氢 液体臭氧 汽油 液氧 液氢和液氧 汽油这四种混合物 认为只有后两种 适宜作推进剂 接着 他对二者的性能 技术与经济性做了对比 考虑到当时对液氢的化学 性质了解还太少 而且液氢沸点太低 不易保存 以它作推进剂 技术难度太大 认为 将来交通工具的大火箭 必是用液体氧和汽油来推动的 实际上 早期火箭使用的液体 推进剂是液氧与酒精 如 V 2 导弹等 由于技术进步 液氢与液氧后来也大量用作推进剂 再次 作者讨论了多级火箭 他设计了一种能飞往星球的大火箭 这个火箭包括驾驶室 燃料室 膨胀管 控制尾翼等部分 绘有纵向剖面图 并解释了它的工作原理 限于当时的 认识水平 他提出让驾驶室里的驾驶员通过操纵火箭尾翼来控制火箭的飞行方向 而不是通 过地面控制设施自动完成这样的操作 接着 他设想了一个三级火箭的方案 第一级重 4480 吨 第二级 560 吨 第三级 70 吨 搭载量 10 吨 总重 5120 吨 如果再加上一级 这个四 级火箭总重将达到 40960 吨 作者看到 要一下子把这个庞然大物送到太空还不具备条件 说 现在我们就去作如此大规模试验未免太性急了 而且因为经验毫无 也必失败 我们 必须从小的地方慢慢做起来 我们可以先把火箭应用到飞机上去 接着 他探讨了火箭用 作飞机动力的问题 他认为 火箭比其它任何动力装置都简单 它不像汽油机和蒸汽机那样 有转动的部分 所以重量轻 制造容易 而且热效率高 可达 70 左右 而当时飞机上汽油 用心 爱心 专心 3 机的效率至多不过 20 火箭飞机在离地面 55 公里的高空飞行 可得到每秒 3744 米的速度 以当时的技术 可以造出一口气飞 5000 公里的火箭飞机 平均速度每秒 1000 米 1 小时 23 分钟就可飞完全程 于是 他以超越诗人的浪漫主义遐想到 这样大的速度令把我们的世 界变成什么样子呢 我们的地图会缩得多小呢 麦哲伦用了辰个可怕的岁月才渡了太平洋 但是火箭飞机呵 一点半钟 这才是真正的 现实的缩地法 这不是做梦 不是神话 不过 他也很务实地考虑到 把理论上东西 实现出来 是要一步一步的 在未造到月 球上去的火箭前 我们必要先试验火箭飞机 在未造火箭飞机之前 我们还试验火箭的性能 操作方法 最后 作者热心地呼吁道 朋友 全世界都热心于火箭了 工程家和科学家 都动员了 他们努力的 忍耐的 一步一步的走向征服宇宙的路 朋友 他们每一步都是坚 实的 可见 钱学森对火箭的发展趋势作出了令人惊异的准确预测 极具科学性和前瞻性 综观全文 文章主要介绍火箭基本知识 并无什么发明 属于科普层次 况且 浙江 青年 也只是一份以中等文化素质人群为对象的通俗杂志 但是 这篇文章在钱学森科学生 涯中却具有非同寻常的意义 一方面 它是钱学森研究火箭的起点 后来火箭成为他毕生从 事的一个重要领域 另一方面 它彰显了作者强烈的探索与创新欲望 这种创新精神使他在 航天领域提出了一个个开创性设想 1949 年 钱学森提出了火箭旅客飞机的设想 成为航天 飞机的雏形 1956 年 他再次谈到火箭飞机 他指出 将当时已研制成功的远程火箭加上翼 面 就成为有翼远程火箭 其飞行距离可达到 18000 公里 而地球表面上最远的距离也不过 20000 公里 这种有翼远程火箭差不多能 一口气 从地面上一点飞到任何另一点 他还说 这种有翼的远程火箭是可以载人的 这样我们就可以创造出一种超高速的运输工具 它从 北京到莫斯科只用半小时 由于飞弹的发展 我们相信在十年内 完全有条件实现这种革命 性的运输工具 3 对照前后两文 二者在科学想象力与创造力上如出一辙 前文所彰显出 的浪漫主义风格与开拓创新精神塑造了作者的学术风格 影响了后来的科学道路 二 钱学森选择航空 火箭的主客观因素二 钱学森选择航空 火箭的主客观因素 1929 年 钱学森以全校第三名的成绩考取交大 入机械工程学院专攻铁道机械 即将成 为一名铁道工程师的钱学森为何放弃前景光明而体面的事业 另起炉灶选择与他几乎不相干 的专业呢 这是个非常值得探讨的问题 结合钱学森成长的时代环境 他个人回忆以及散见 于各处的零星材料 笔者认为下列条件与因素促成钱学森转换专业 走上航空航天之路 1 1 社会环境与国家需要影响钱学森学术兴趣的转移 社会环境与国家需要影响钱学森学术兴趣的转移 钱学森一生涉足过多个科学领域 每次学术兴趣的转移都折射出他的人生价值取向 1929 年 他在北师大附中毕业时放弃近在咫尺 声誉日隆的清华大学 毅然选择交通大学 这直接表露出他的价值观 因为 在其父亲钱均夫先生的引导下 钱学森自幼年起就接受了 以现代科学为基础的新式教育 形成了 实业救国 的价值取向 当时的交大被誉为 全国 造就建设人才最高学府 对于追求实业救国的青年来说 进入交大深造自然是最好不过的 选择 1930 年代初 中日关系日趋紧张 九一八 一二八事件接踵而至 日寇狭现代武器长驱 直入 国土沦丧 生灵涂炭 民族生存面临危机 激起了民族自觉自救的怒潮 科学界有志 之士积极呼吁重视国防科技 制造利器以御外敌 高等教育界也积极提倡理工等实用科学的 建设 鉴于飞机是维护和平的有效武器 一时间航空救国 飞机救国成为科学界 高等教育 界讨论的热门话题 各大学纷纷着手筹备航空科学的教学与研究 在留学生选派方面 各留 学生考选机构也增加了实用科学人才的派遣学额 以应国需 这些措施为有志于献身国防建 设的理工科学生打开了报效祖国的方便之门 激发了他们的热情和兴趣 在交大求学的钱学森时刻关心国家民族的命运 他参加过爱国学生组织的游行运动 对 用心 爱心 专心 4 国家民族的危机具有清醒的认识 特别是在一二八事件中 他目睹日寇轰炸机给上海造成的 惨重损失 意识到飞机与制空权在现代战争中的重要意义 而当时中国空军还处于草创阶段 与日寇相比 显得不堪一击 无法担起守土卫国的重任 在民族处于生死存亡的紧要关头 爱国学生不可能袖手旁观 都在苦苦思索报国之路 钱学森没有投笔从戎 而是寻求用自己 的知识为国家 为抗战效力的道路 他认识到空中力量将是决定一国军事力量强弱的关键 而且政府和教育界正积极提倡发展航空 于是 他将国家需要和个人兴趣结合 利用富余时 间研读航空科学 以求能为国防建设贡献绵薄之力 1934 年 他考取庚款留美生 就在次年 8 月赴美前夕 同学亲友纷纷留言相赠 如 学森兄 祖国待君 森弟 赴美以求深 造 攻航空学 他日学成归来 于祖国防空政策自必有伟大之贡献 数年来屡闻人言森 乃一不可限量者 此次因事来津相处数日 见君纯厚质朴 果一有为之青年 且不日即将出 国深造 将来学成归国后于吾国航空事业自必有所建设也 4 等 这些饱含深情的赠言流露 出祖国和同胞对他的殷切期待 总之 是社会潮流与国家需要将钱学森吸引到航空科学 2 2 交大的培养模式为钱学森奠定从事工程科学的基础交大的培养模式为钱学森奠定从事工程科学的基础 个人兴趣与选择固然重要 不过专业方向的转换是需要一定的科学知识与学术思想作基 础的 如果不具备这些基础 即使有美好的愿望 也是不可能实现的 那么 交大究竟给钱 学森提供了什么样的科学训练 使其能够成功地转向航空科学呢 在 1930 年代 交大以 研究高深学术 养成交通建设人才为宗旨 而机械工程学院 以造就各项机械工程专门人才 适应国内交通及实业等建设之需要为宗旨 学院一 二 三年级不分专业 四年级分铁道机械 工业机械 自动机械组 其中的铁道机械组 注重铁 道机务人才之训练如铁道设备机车计划车辆设计等 5 在课程设置上 一年级多半为自然 科学内容 二年级属工程学基本训练 三年级注重机械工程专业课程如热力工程 机械设计 热工试验 高级金工等 四年级铁道机械门注重铁道设备 机车计划 车辆设计等 课程内 容强调 学理与手艺并进 要求多做实验 多做实习参观 试验 实习和设计 计划课程 约占全部课程的 40 6 这种课程模式是借鉴美国麻省理工等校经验的结果 一改此前国内 工科院校热衷于传授工程实践知识 不重视基础理论和数学的作法 在当时属于一种先进的 工程师培养方案 对此 钱学森说 他 1935 年秋到麻省理工学院航空工程系学习 发现 上海交大的课程安排全部师抄此校的 连实验课的实验内容也都是一样的 上海交大是把 此校搬到中国来了 因此也可以说上海交大在当时的大学本科教学是世界先进水平的 因 为 麻省理工学院的工科教育安排是本世纪初的模式 对培养一种成型的工程技术的工程 师是有效的 7 在具体的教学实践中 交大又贯彻了一种什么样的培养理念与培养模式呢 首先 自然科学课程的训练非常严格 当时 一些基础课程教授的学术思想很先进 顺 应了科技与工业互动发展的潮流 其中 最有代表性的是科学学院院长 物理学教授裘维裕 他认为 大学的使命 不是教学生一种吃饭的本领 或者解决学生的出路问题 而是 要 养成学生一种健全的人格 训练一种相当的科学思想 有了这种训练 毕业以后 无论什么 工作 就都可以担负 都可以胜任 倘使工科大学毕业生具有正确思想的能力 他就能够 随时随地获得各种需要的工程学识 倘使他没有发展他科学习惯的思想 无论他有多少工程 知识与经验 他遇到实际问题 也无法解决 裘氏非常推崇美国一学者关于工科教育中数学 的用途的观点 即数学在工程上的应用不仅限于用公式来做简便计算方法和应用数学观念来 读工程科学里的基本公式 更重要的是利用数学来帮助发展思想的能力 把数学做一种真 确思想的工具 把基本物理原理来解决工程上的问题 他主张 大学课程的修改 要养成 学生有科学习惯的思想 这种思想 可以用数学 物理及力学的基本原理解决各种问题来训 练 8 总之 在他们看来 纯粹科学是一切应用科学的基础与源泉 是学习任何工程的基 础 基础科学功底宽厚 任何工程均不难学习 这些思想成为交大基础课程教学改革的指导 用心 爱心 专心 5 方针 交大参考麻省理工等院校教学经验 结合我国实际 对基础科学课程作了重大调整 当 时 在其它工科大学 高等数学 物理 化学等基础课一般只读一年 二年级就读其它课程 而在交大均为两年 裘维裕把普通物理原一学年的课程改为两学年 每周四节 并且把理论 讲授和实验分开设课 加强了实验 实验也是两学年 每周三节 共安排了 60 个实验 各 系科都相同 这在当时国内是仅有的 在交大普通物理课中 力 热 声 光 电各部分课 时分量很重 二年级还开设应用力学和材料力学 这是对物理学中的力学和物性学用于工程 上的部分作进一步的介绍和研究 交大之所以对物理要求特别高 因为他们认识到工程学本 身是物理学在工业上的应用 物理学是工程技术基础的先驱 裘维裕 周铭等有名望 有学识的教授都亲临第一线担任理论讲授或指导实验 为了适 应教学改革的需要 他们自编英文教材 大学物理纲要 An Outline of College Physics 在教学方法上 他们认为授课不是一种灌输工作 而是培养学生对知识 对学术 对真理的兴趣 不仅仅要使学生理解基本上的知识 会做习题 记住公式 而要学生 学 会分析 综合 归纳 演绎 概括 判断 推理和论证等科学逻辑思维能力 扩大自己的思 想认识领域 培养独立思考能力 亦即举一反三 触类旁通 手脑并用 能够解决新的实际 问题 由此 要求学生在平时多做练习 认真做好实验 养成良好的习惯 一年级学生 通过裘维裕先生物理课的循循善诱和严格要求 培养了理工科知识的自学能力和独立思考 能力 出现了 初登知识殿堂 的良好感觉 从而使学习后继专业基础课和专业课更加自觉 和努力 9 裘维裕的授课还富有想象力 密切联系高等数学的应用 使同学们惊奇地发现 高等数学并不是纸上谈兵 而是一种能解决科技问题的锐利武器 大开了眼界 在物理实验 方面也有突出的特点 周铭教授设计的物理实验 数目多 要求严 重视实际操作 另外 数学课程微分方程 专授各种最普遍之常微分方程与偏微分方程式 而尤侧重于物理与工程 方面之应用 在教学上 也是既重视基础理论又重视结合工程学科的应用 这些严谨而灵 活的教学方式在钱学森身上得到了恰如其分的体现 使得冯 卡门也对他的数学 物理能力 赞叹不已 他说 他跟我一起研究一些数学问题 我发觉他想象力非常丰富 既富有数学 才华 又具备将自然现象化为物理模型的高超能力 并且能把两者有效地结合起来 他还是 个年青学生时 已经在不少艰深的命题上协助我廓清了一些概念 我感到这种天资是少见的 10 其次 在专业基础课程方面 以钟兆琳 陈石英教授的教学最具代表性 他们认为 向 学生传授思想方法比具体讲授机器的设计与制造更重要 反对单纯凭经验搞工程技术 而是 教会学生行之有效的技术原则 陈石英教授热力工程 机械工程实验 热力工程讲授汽体及 蒸汽热力学 各种实用循环及对于汽压机 制冰机 内燃机 蒸气机 汽轮机的应用 蒸汽 表及蒸汽图的用法 热动机的实际情况 马达的各种损失及其减缩损失寻常所用的方法等 在试验技术和实践环节上 机械学院各专业的学生要读两年的机械工程实验 由陈石英教授 开出相应的 60 多个试验 他对学生做实验要求严格 带领学生做性能试验时 往往一次四 个小时还不够 他仍坚守岗位 一直要等到按规定符合所有要求和所得数据齐全 合理 方 准下课 不许改期补做 对实验报告也有规定 这些实践环节 紧张认真程度 并不亚于 课堂的理论学习及随后的严格考试 11 钱学森的一份热机试验报告 长达百页 内容完善 且具创见 获得满分 100 分 一直传为佳话 电机工程钟兆琳教授以循循善诱 形象生动 引人入胜的启发式教学方法 对基础理论和课程要点反复阐明 化难为易 把学生自然地导 入境界 深受学生欢迎 正如他的学生所说 他先把一个基本概念 特别是较难理解的概 念 不厌其烦地详细而反复地讲清楚 当同学们确实理解后 他才提纲挈领地对书本上其它 内容作简要的指导 随即布置大家去自学 令人信服的是 每当先弄清基本概念后再去消化 书本上的知识 会发觉既清楚又易懂 而且领会深 记得牢 经过融汇贯通 便可以触类 用心 爱心 专心 6 旁通 他还重视理论与实践的结合 主张把教育和生产实际紧密结合起来 把科学和教育的 发展作为工业发展的前导 并实行双向互动 12 对于这两位教授的教学方法 钱学森回忆说 专业基础课中给我教育最深的是陈石英先生 他讲工程热力学严肃认真而又结合实际 对 我们这些未来工程师是一堂深刻的课 电机工程的钟兆琳先生对我的教育 我也是十分感谢 的 师恩永志于心 7 两位教授重视培养学生的理论根底 注意把严密的科学理论与 工程实际结合起来的方法 使钱学森领会了理论必须为工程技术服务的原则 此外 钱学森 还在教授的指导下学习做研究 培养了独立分析问题和解决问题的能力 总之 钱学森在交大受到名师的熏陶和指点 获得了从事工程科学所必备的知识与思想 基础 使得转学航空乃至火箭等航天科学有了可能 3 3 交大的专业训练与钱学森的刻苦自学为其奠定转行航空的知识与能力交大的专业训练与钱学森的刻苦自学为其奠定转行航空的知识与能力 钱学森在交大求学期间交大还没有航空专业 交大 1935 年才在机械学院四年级自动机 械组设立飞机组 1942 年才正式成立航空系 但这并不能证明 钱学森在交大未受过航空科 学方面的训练 因为 航空学本属于机械工程学的一个专门领域 它的基本知识与机械工程 学大多是相通的 早期航空专业多从机械工程学中产生 如国内在航空教学与研究方面走在 最前列的清华大学便是如此 1934 年清华大学在机械工程系设立 航空讲座 在四年级添 设航空工程组 1935 年冬聘请美国华顿德博士担任航空讲座 同时筹备航空研究事业 该系 一年级课程 半属自然科学 二年级课程 系工程学基本训练 三年级注重机械工程学普 通科学 四年级航空工程组 注重飞机之制造 于发动机之装卸 试验及比较等 均施与 充分之训练 13 笔者对照交大机械学院与清华机械系的课程设置 交大数学 物理 化学 课程的份量比清华重 物理 化学交大有两年 清华仅一年 数学交大有两年 清华只有一 年半 在专业课程上 二者相近 也就是说 学习铁道机械工程的钱学森与清华航空工程专 业的学生 前三年所受的训练大体相同 但自然科学的训练更为宽厚 在四年级 钱学森所 读课程与清华航空组差别较大 不过 学习航空工程所必备的专业基础课程钱学森均已修习 过 且成绩优异 清华航空组开设的课程有理论空气力学 飞机工程 飞机机架设计 飞机 原动机设计 飞机机架实验 热工试验 飞机结构学 航空工程实验 螺旋桨 内燃机实验 等 仔细核对钱学森的成绩表 除航空工程 热工实验 内燃机实验科目外 其余课程钱学 森均未在交大修习过 不过 理论空气力学的先修课程 水力学 材料力学 飞机工程 飞机机架设计 飞机原动机设计的先修课程 内燃机 飞机机架试验的先修课程 热工实 验 飞机结构学先修课程 材料力学 等 钱学森均在交大学习过 甚至如 水力学 内燃机 热力工程 等课程与清华使用同样的外文教材 可以说 钱学森在交大受到的 专业训练为转学航空准备了扎实的基础 另外 据 1956 年 2 月 27 日钱学森在北京航空学院 的报告 他说 20 年前 在我的母校 上海交通大学 只有在机械工程系里有一门航 空工程的课 记得那班中不过 10 多个学生 实际上 1931 年下半年交大机械学院就开设 了航空工程课程 由外籍教师 H E Wessman 讲授 14 钱学森在四年级选修了航空工程 两 学期平均成绩为 90 列选修该课程的 14 人之首 这是他在交大受过航空科学训练的有力证 据 钱学森在交大刻苦攻读 成绩出众 1932 年平均成绩为 90 44 名列前茅 1934 年各科 平均成绩最优 毕业时总平均成绩 89 10 15 名列学院第一 为此黎照寰校长发给他奖状 表彰他 潜心研攻 学有专长 特授奖状 以资鼓励 他还善于自学 曾教授过钱学森水 力学的金悫教授说 他接受能力强 反应快 总是在图书馆里钻研 攻读 掌握了课 堂上没讲过的知识 他深懂学海无涯 攫取知识务求渊博 16 更重要的是 他重点专攻航 空科学 1957 年 钱学森的大学同学王建绪在致钱学森信中说 当有人问起他钱学森何以取 报告全文见文献 3 正式发表时此句被删掉 这里参考的是报告原稿 用心 爱心 专心 7 得如此之大的成就时 他说 据我所知 他在学校时代 课外时间已专攻航空工业了 他 不但聪明 而且术业有专攻 再加钻研和有恒劲 可能是他成功的秘密罢 17 另据钱学森 自己回忆 他在交大 对图书 特别是科技书 那真是如饥似渴 什幺科目的书都看 我 是学机械工程的 常去找有关内燃机的书 特别是讲狄塞尔 Diesel 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 R Goddard 的书也借来看 我记得还借过一本英国格洛尔 H Glauert 写的专讲飞机机 翼气动力学的书来读 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 18 格格尔的书即空气动力学名著The Elements of Aerofoil and Airscrew Theory 机翼与螺旋桨原理基础 该书 1926 年出版 后来多次重印 再版 它以浅显的方式向还不具备水力学知识的读者介绍机翼与螺旋桨原理 前 5 章简要介绍学习 机翼理论所必备的水力学知识 6 至 14 章讨论在二维空间上翼面的升力 空气粘性作用及其 对翼面的影响 有限跨度翼面原理 最后 3 章讨论螺旋桨原理 19 正是这本著名的入门书将 钱学森引入空气动力学的门槛 综上所述 钱学森在交大受到的训练及其个人刻苦自学 使他具备从事航空研究的知识 能力和思想基