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第三章

1911年,29歲的戈達德在克拉克大學獲理學博士學位,並在這所大學開始了火箭研製工作。

剛開始時,戈達德做理論研究工作,探討火箭作高空大氣研究的價值和達到月球的可能性。1919年,他發表了題為《達到超高空的方法》全文隻有69頁,是他理論研究的結果。

小冊子發表了,但沒有引起人們的絲毫注意。其實,10年前俄國物理學家齊奧爾可夫斯基也曾做過類似的研究,寫過相似的論文,但也沒有引起世人的注意。

戈達德在理論研究後,決定進行實踐操作,想用成功的事實來證明他的理論的正確性和可行性。

1922年,戈達德開始了用汽油和液氧做燃料的火箭引擎試驗。

1926年冬天,在馬薩諸塞州的田野上,戈達德發射了自己製作的第一枚火箭。這枚火箭高約1.2米,直徑約15厘米。火箭裏的汽油和液氧混合燃料耗盡後,它仍在繼續上升,上升高度是60米,時速100公裏左右。

火箭技術的研究可以追溯到中國。發明火藥的中國人在13世紀就發明了“飛火箭”,並運用於戰爭。還有印度人、阿拉伯人、波蘭人等也曾研究過火箭技術。但戈達德是第一位設想用火箭或許能載人飛向天外的人。

1929年7月,又一枚火箭在戈達德的家鄉飛向天空。它飛得更高,而且載有氣壓表、溫度計,拍攝氣壓表和溫度計的小型照相機。

試驗剛剛結束,警察居然找到戈達德,命令他以後不許在馬薩諸塞州做試驗。

戈達德隻好到新墨西哥州一塊荒涼的土地上開始新的試驗。經過許多努力,他得到一位慈善家饋贈的一筆錢,他的試驗才得以維持。

在這裏,戈達德製作更大型更成功的火箭。他的火箭有燃燒室,因用汽油和超高壓的液氧作燃料,燃燒室的壁能保持冷卻。戈達德還發明了控製火箭飛行方向的轉問裝置,使火箭沿正確方向飛行的陀羅儀等。

1930年到1935年的時間裏,戈達德發射了數枚火箭,火箭的速度最高達到超音速,飛行高度達到2.5公裏。

但遺憾的是戈達德的研究沒有得到美國政府的關注和支持。隻給過他一小筆預算,讓他設計飛機在航空母艦起飛時用的一種小型火箭。

戈達德在默默無聞中,靠自己的毅力和勤奮發明創造了火箭,是美國第一枚火箭的宇宙時代的開創者。

戈達德雖在美國沒有受到重視,在德國卻有一批推崇者。他們用戈達德的原理製成了V2火箭,並在第二次世界大戰中發揮了威力。

二戰結束後,美國科學家向德國科學家請教火,箭製造的技術,德國科學家目瞪口呆,“你們不知道戈達德嗎?我們是用他的原理研究和製造火箭。他是我們的老師。”

美國科學家震驚後再去尋找戈達德時,一切都晚了。1945年8月10日,戈達德已經離開了人世。馮·卡門

1881年5月11日,馮·卡門在匈牙利出生。孩提時代的馮·卡門,就顯露出天賦。他6歲能心算五位與六位數字的乘法,9歲入明達中學。17歲時,馮·卡門以中學優等生資格進入約瑟夫皇家工業大學。一個偶然的機會,他發現有一種發動機在運轉達到某一速度時,便顫動,噪音很大。經過觀察與研究,他很快把這一現象提煉成一個數學表達公式,並推導出解決辦法,受到機械學教授彭基的高度評價。

大學畢業後,馮·卡門在軍隊服務一年,接著便成了彭基教授的助手。期間,他精確化了“歐拉壓杆”這一當時著名的難題。25歲時,他獲得匈牙利科學院獎學金,到了世界科學聖地——哥廷根,投師於哥廷根大學的路德維希·普朗特門下。在普朗特的指導下,馮·卡門對非彈性杆彎曲現象作了一係列研究。1908年,他獲得博士學位。之後,去巴黎考察。不久,普朗特來信,請他去哥廷根大學做助手。他愉快地接受了邀請,開始了他航空科學家的生涯。

當時,普朗特正在從事流體邊界層分離現象的研究。馮·卡門到哥廷根大學後,對這一現象非常重視。判明流體在圓柱後麵形成的兩排交叉的渦旋是穩定的。他就此寫了兩篇出色的論文。由於有人把這一現象戲稱為“卡門渦街”。這一發現成為流體力學中的一次重大發現。

在哥廷根呆了4年之後,馮·卡門回匈牙利一所礦業學院當上了教授。不久,他來到亞琛工學院。第一次世界大戰後,他曾在匈牙利蘇維埃共和國教育部工作過一段時間,其後10年時間主要是在亞琛工學院任教授。1912—1929年,他擔任德國亞琛航空學院院長。

馮·卡門的聲望扶搖直上。1922年至1926年,他主持召開了三次國際應用力學會議。期間,通過他的努力,至今仍被人們稱作流體力學中最大難題的“湍流”問題獲得了第一次重大進展。在1922年的會議上,馮·卡門首次提出“湍流”概念,並初步闡明了它的理論基礎。在1924年的會議上,普朗特把氣體分子運動論的觀點移用到這一問題上,馮·卡門又從更加普遍的角度對普朗特的研究進行深入探討,提出了新的理論概念。在1926年的會議上,馮·卡門作了題為“湍流中的力學相似”的報告,獲得很大成功。

1926年,美國加州理工學院決定把原來的航空小組擴大為航空研究生院,並興建一個實驗室(簡稱GALCIT)。1929年,具有猶太血統的馮·卡門前往美國,出任GALCIT的主任。兩年後,美國航空科學院創建。

1930年到1942年,馮·卡門在流體力學、湍流理論、超聲速飛行、工程數學、飛機結構和土壤風蝕等方麵,都有重要貢獻,他的有關流體力學的出版物幾乎統治了整個流體力學領域,GALCIT因此成為國際流體力學的研究中心。他為GALCIT培養的學生,遍布五大洲。

1936年,當科學界對火箭推進技術普遍表示懷疑時,馮·卡門卻支持他的學生研究這個課題。1940年,他和馬利納研製出飛機起飛助推火箭的樣機。這種火箭也是美國“北極星”、“民兵”和“海神”遠程導彈上固體火箭的原型。

1936年,馮·卡門加入美國籍。1941年,他與中國力學家錢學森合作,解決了圓柱薄殼結構在軸向壓力作用下的大撓度失穩問題。到1944年,他已在火箭技術領域取得了許多重大成果,如固體和液體起飛助推火箭、火箭發動機飛機、自然點火液體推進劑。

1944年6月,馮·卡門接到阿諾德將軍的電話,要求他去機場商談。會議的內容是製定今後20至50年的美國空軍的發展計劃。馮·卡門欣然接受,不久便組織了一個由36位專家組成的科學顧問團。

二戰結束前夕,阿諾德將軍授予馮·卡門“少將”軍銜,要他率領一批專家去德國進行接收工作。馮·卡門等來到隱蔽在不倫瑞克附近一片鬆林中的德國空軍秘密研究所,審訊了近千名研究人員,察看了研究設備,分析了300多萬份重達1500多噸的研究報告。接著,又去審訊了德國設在佩內明德的V一2火箭基地的400名逃往慕尼黑的技術人員。

1945年12月,馮·卡門向美國當局遞交了一份題為《朝著新水平前進》的報告。報告被譽為“美國空軍的藍圖”,對美國空軍的建設產生了十分深刻的影響。馮·卡門成為美國空軍的首要智囊人物。

1949年4月,北約組織成立。馮·卡門想利用北約設立一個國際合作的試驗工廠,這個設想被最高當局采納。接著,他又設立了發展國際航空研究的谘詢小組,並在比利時籌建了氣動力學訓練中心,後來改名為“馮·卡門中心”。50年代,馮·卡門主持了在巴黎和哥本哈根召開的兩次國際航空會議,並創建了國際宇航科學協會。

馮·卡門對中國的航空事業也有幫助。1929年,他來到中國,建議在清華大學開設航空課程。1931年,他派遣他的養子沃登道夫來華擔任清華大學航空係科學顧問。1938年6月,他再次來到中國,在南昌觀看了即將竣工的大型風洞。在加州理工學院時期,馮·卡門培養了一批出色的中國科學家,其中有錢學森、郭永懷、錢偉長等。

1963年2月18日,美國給馮·卡門頒發第一枚“國家科學勳章”。兩個月後,馮·卡門逝世,享年82歲。

馮·卡門是現代航空大師、美國空軍的首要智囊人物。他的智慧和阿諾德將軍的膽識相結合,對美國空軍的建設起了十分重要的作用。馮如

1912年8月25日,廣州郊區燕塘操場上熱鬧非常,人們如海水一般地湧向這裏。隻見一個人站在飛機上在向人們演講,並向人們介紹飛機的性能。他在一片歡呼聲中爬進了飛機駕駛艙,然後駕駛著這架飛機飛向了藍天。

他駕駛著飛機在藍天上表演了許多人們從未見過的高難度動作,大家全都看呆了。飛機降落的時候,幾個孩子突然跑上了跑道,為了孩子的安全,飛行員隻好猛拉操縱杆,讓飛機上升,可是鏽損的機件卻失靈了,飛機失去了平衡而墜落地麵,當人們趕去營救時,飛行員倒在了血泊之中。這個飛行員就是我國卓越的航空學家——馮如,那一年他隻有二十九歲。

馮如小時候家裏很窮,他的四個哥哥因為生病沒錢醫治而先後去世。隻有馮如得以幸存。父母都認為家裏就剩下這一棵獨苗了,怎麼也要讓他學點本事才行,於是老兩口便省吃儉用,從牙縫裏擠出了一點錢來讓馮如上了小學。馮如聰明好學,老師非常喜歡他。12歲那一年,因為遇到了自然災害,馮如家裏更困難了,馮如也因此上不起學。正在這時,在美國的舅舅來到他家,他見馮如這麼聰明,而家裏又沒有錢讓他上學時,便跟馮如的父母商量,要帶馮如去美國。馮如的父母親雖不舍得讓他走,但為了兒子的前途,就答應了。

馮如跟著舅舅來到了美國的西部的舊金山(當時叫做三藩市),找到了一個打雜的活兒。馮如白天工作完以後,便利用晚上的時間到校裏去學習英語。一年以後,馮如已經學會了一口流利的英語。馮如不僅能說英文,同時還會看英文,他經常買一些書刊來看,他逐漸認識到美國之所以富強,是因為他們有先進的技術。這讓馮如想到了自己貧窮落後的祖國,他想:中國要富強,要發展工業技術才行。為了擴大視野,他獨自一人來到了紐約一家工廠當工人。他很節儉,想省下更多的錢來買書。馮如常常一邊看書一邊動手製作一些東西,他根據書上的知識製造出了抽水機、打樁機、並且還製造出一台能收發的無線電報機。他這一舉動讓許多美國青年佩服不已。

一天,馮如看報時,一個醒目的標題吸引了他——美國萊特兄弟製造飛機成功!馮如平時對飛機這個名詞也有所了解,他知道這項發明,不僅對美國人是一件了不起的事情,而且對全世界來說都是一件非常了不起的事。

有一年,日本侵略中國,侵占了東北地區,對此清政府毫無辦法。馮如想,要是中國有了飛機,可以用飛機來做武器,這樣就可以打敗日本了。為了製造飛機,馮如來到舊金山,找舅舅幫忙。舅舅很支持馮如的想法,但是舅舅也不是很富有,後來,舅舅從很多愛國華僑那裏籌集了一筆錢給馮如。

得到這些資金以後,馮如便在簡易的工棚裏開始了工作,經過八個月的艱苦奮戰,馮如和他的助手們終於製造出了第一架樣機,然後馮如親自冒著危險駕駛飛機飛向了天空,不料飛機剛起飛就掉了下來,馮如險些丟掉了性命。禍不單行,沒多久廠房又失火了。麵對這麼大的困難,馮如沒有退縮,而是繼續幹下去。舅舅被外甥的決心感動了,於是再次組織華僑集資籌款。可是正在馮如重新開始的時候,父母親卻來了一封信,讓他回家去。原因是父母親年歲已高,恐怕今後難得見上兒子一麵了。馮如理解父母的心情,可是他報國心切,他寫信告訴父母他一定要為祖國製造出一架飛機來才回國。

馮如總結了失敗的原因,1909年9月,他的第三架試驗飛機終於製造出來了,助手為了他的安全,都爭著要去完成這個任務,最後還是由馮如親自駕駛著飛機飛向奧克蘭市的上空,飛機大約飛行了805米,打破了萊特兄弟在1903年創造的259米的記錄。