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钱学森对我国航天工业真正的贡献(2)

这是航天兔详述中国航天发展史的第四章,在这一章中,我们主要解读钱学森院士与众不同的“战略思维”,看看他是如何在众多高新技术起步之初前路未卜的情况下,正确领导新中国的航天事业及其他关键科学领域向前发展的。

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航天兔曾在前文中提到,钱学森院士非常强调在航天工作中“预先研究”的重要性;而预先研究的关键;就是要有长远的科学眼光和独特的战略性思维,这样才能正确判断未来科学技术的发展方向,而钱学森院士的战略性思维,可以说高人一等。

航天奇才

早在在二战末期,钱学森院士在执笔《迈向新高度》的时候,就表现出了他超人的战略眼光。

▲《迈向新高度》是二战末期,美国国防部科学咨询考察团赴德考察的总结性报告,该报告共分13卷,钱学森院士共参与了其中的3、4、5、7、8卷共584页内容,并亲自撰写了约182页内容,共涉及德、瑞等国空气动力学进展、高速空气动力学原理、飞机动力科学原理、飞机燃料及推进剂、超声速导弹弹道计算等七部分内容。

钱学森院士在这份考察报告里,对高速空气动力学的现状和发展都进行了翔实的论述,内容涵盖脉冲式喷气发动机、冲压式喷气发动机、固体与液体推进剂火箭、超音速导弹、核能作为飞行动力的可能性等诸多方面,并对这些技术已有的研究成果、当时存在的问题和未来的发展前景,进行了科学和理性的评估。

▲钱学森院士出席美国国防部科学咨询团第一次全体会议

《迈向新高度》后来受到美国国防部和军方的高度肯定,成为美国日后火箭、导弹、飞机长远发展计划的重要蓝图,为美国空军未来50年的发展指明了方向,从根本上改变了未来战争的形态,也为美国在日后取代德国,成为世界航空和火箭强国奠定了理论基础。

后来,钱学森院士又为美国航空兵主持编写了一部名为《喷气推进》的专著。

▲钱学森与古根海姆空气动力学实验室的同事们

这本由加州理工学院喷气推进实验室和古根海姆空气动力学实验室诸多教授撰写,钱学森院士主编的空气动力学著作,涵盖了钱学森院士及其他编写人员的讲义文件,以及1943年-1944年钱学森院士所写的论文。

在这本书里,钱学森院士对液体推进剂火箭、固体推进剂火箭、喷射辅助起飞、热动力学、气体动力学等诸多方面,都作了科学、详细的论述。

后来这部专著在1946年,被美国军方列为航空兵工程师必学教材,并在多年后一直都是美国喷气推进技术研究领域的最具权威性著作。

与此同时,钱学森院士还对未来航空/天新动力,提出了大胆的设想;

1946年,钱学森院士在美国《航空科学》杂志第13卷171-180页上,发表了一篇题为《原子能》的学术论文,主要介绍了原子能作为飞行器动力这个研究领域的基础知识和动态,并且讲解了原子能作为动力应用的工程途径。

在这篇论文里;钱学森院士计算出了原子弹释放的能量,约为火箭、飞机传统燃料的100万倍。

他在文章中具体写道;

“热能如此大幅度增加后,工程实际应用上,燃料损耗将缩减到可忽视的程度,靠核能推进的飞机航程几乎是无限远。”

由此,钱学森院士提出:“如果能把核能用于喷气飞机和火箭飞行,前景将不可限量。”

在此基础上,1947年5月13日-15日的美国核反应堆材料应用研讨会上,钱学森院士又作了题为《使用核能的火箭和其他热喷气推进》的学术报告,研究讨论了采用核动力火箭及其他喷气推进中出现的一些基本问题;相对论效应,优化设计等,估算了核动力火箭的重量和性能,对减小临界尺寸的可能性与采用多孔材料作为堆体的优点等提出了建议。

后来,钱学森院士在1962年出版的《星际航行概论》中,对核能火箭又作了更加详细的论述。

▲《星际航行概论》是以1961年9月至1962年1月期间,钱学森院士在中国科技大学近代力学系开设的火箭技术概论课程讲义整理而成,书中详细介绍了用于星际航行的各个技术问题。

作为中国首本高等院校航天基础教材,《星际航行概论》几乎包括了所有现代科学技术的最新成就,在这本书里,钱学森院士对星际航行所需的各类问题,都提出了相关的解决思路,其中包括核火箭、电火箭、重复利用火箭、太阳帆、天地往返系统等。

由于书中有关星际航行的设想过于超前,除了少部分内容;例如可重复利用火箭、天地往返系统外,书中的诸多设想,目前都还没能实现。

▲书中有关人造重力飞船的设计草图。

这里值得一提的是,我们如今津津乐道的钱学森弹道,只是钱学森院士在美期间,有关航空/天的众多伟大学术理论之一,远不能代表钱学森院士的学术成就。

▲曾担任过钱学森秘书的王寿云,在1991年受钱永刚教授的委托,组织中科院力学研究所,翻译了钱学森院士在1938-1956年期间,发表出版在各学术刊物上的英文论文共51篇,其所涉及的领域;包括空气动力学、结构力学、动力和推进、火箭导弹飞行理论等多方面,而钱学森弹道只是这些伟大理论的创造性成果之一。

远见卓识

如果以上还属于钱学森院士对航天事业的畅想的话,那么新中国在1956年所制定的《十二年科学技术发展规划》则让钱学森院士的战略思维,拓展到了新的高度。

1956年2月22日,也就是《建立我国的国防航空工业的意见书》提交不久,钱学森院士就被委任为《1956-1967年科学技术发展远景规划》的科学规划综合组组长,负责对相关规划项目进行评价、选择和推荐,并综合各方面建议,提交中央进行决策。

▲《1956-1967年科学技术发展远景规划》简称“12年科学规划”,是由毛主席提议、周恩来总理亲自主持的新中国第一个中长期综科学规划,该规划始于1956年1月25日的最高国务会议第六次会议,当时毛主席在会上说道:“我国人民应该有一个远大的规划,要在几十年内努力改变我国在经济上和科学文化上的落后状况,迅速达到世界的先进水平”

紧接着1956年1月30日,周总理在全国政协二届二次会议上,发出了“向现代科学技术大进军”的号召。随后在周总理的亲自组织下,国家计划委员会、中国科学院以及相关部门经讨论后决定:“制定从1956年到1967年的12年科学技术发展远景规划”。

1956年3月14日,国务院成立了“由陈毅元帅担任主任、李富春、郭沫若、薄一波、李四光任副主任,中国科学院常务副院长张劲夫任秘书长的“科学技术委员会”,以中科院各学部为基础,召集全国最著名、最杰出的600多位科学家和科技工作者共同商讨制定12年科学规划。

▲主持12年科学发展规划的部分新中国领导人

由于这是新中国第一个大型科学发展规划,所以这个规划涉及到了新中国发展的方方面面,参与的人员也非常多,除了钱学森院士外,像钱伟长、钱三强、竺可桢、王淦昌、王大衍等这些我们所熟知的老一辈科学家,在当时几乎都有参与。

在经过数个月的激烈讨论后,与会的专家学者们共提出了新中国需缺的社会生活、经济建设、国防军事等57项重要科学任务和616个中心研究课题,其中有6项被确定为新中国急需的项目。

这6个急需的项目是:原子能、导弹、电子计算机、半导体、无线电电子学和自动化技术(其中原子弹和导弹因为保密的原因,对外并未公布)

其中钱学森院士亲自参与了导弹项目的制定,并与王弼、沈元、任新民等人合作,完成了第37项《喷气和火箭技术的建立》项目书的撰写,将喷气技术和火箭导弹技术纳入了国家科学技术发展远景规划。

在《喷气和火箭技术的建立》项目的说明书中,他们明确指出;

“喷气和火箭技术是现代国防事业的两个主要方面:一方面是喷气式飞机,一方面是导弹。没有这两种技术,就没有现代的航空,就没有现代的国防。建立了喷气和火箭技术,民用航空方面的科学技术就不难解决了。”

该项目规划的目标是;

“本任务的预期结果是建立并发展喷气和火箭技术,以便在12年内使我国喷气和火箭技术走上独立发展的道路,并接近世界的先进技术水平,以满足国防的需要。”

“1963-1967年在本国研究工作的指导下,独立进行设计和制造国防上需要的达到当时先进性能指标的导弹。”

后来在我国导弹的具体研制过程中,证明该规划目标是合理且符合我国国情的。

时任中科院院长的郭沫若,在看到《喷气与火箭技术的建立》后十分兴奋,当即挥毫赋诗一首赠钱学森院士;

大火无心云外流,登楼几见月当头。

太平洋上风涛险,西子湖中景色幽。

突破藩篱归故国,参加规划献宏猷。

从兹十二年间事,跨箭相期星际游。

力排众议

值得一提的是,由于当时许多人对导弹并不熟悉,更有甚者都不知道导弹具体是怎么回事,所以相对于更为熟悉的飞机,在这个项目确立时,引起了比较激烈的争论,其中争论的焦点就是:我们国家要不要搞导弹?以及导弹和飞机具体是什么关系?

对此,钱学森院士在发言中强调;

“飞机的重要性自不待言,而导弹确是一种新的有巨大威胁力的武器,其作用在第二次世界大战末期已初现端倪,希特勒德国就使用了V-1、V—2火箭。飞机与导弹各有优、缺点,在战争中是相辅相成、缺一不可的。飞机的机动性好,但导弹的优点是它的速度快,这在战争中无论是从攻击还是从防御的角度看,都是一个重要的战术技术性能指标。”

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