钱学森与布劳恩,携手改变人类命运的火箭之王

#二战风云#

二战,一个经常回望但却不希望重现的名词,在那个充满血与火的年代里,人类动用一切手段在自己的历史上涂抹伤痛的记忆,但其实,我们在改写自己历史的同时,也在改写自己的未来;

1937年5月中旬,当钱学森博士接受马林纳的邀请,加入加州理工学院“火箭俱乐部”负责理论设计的时候,他不会想到他们在阿洛约.塞科山谷实验用的那块干枯河床,多年以后会成为“NASA喷气推进实验室”的所在地,更加不会想到,他在未来会和一个名叫冯.布劳恩的年轻人,共同改写了人类的宇航探索史……

▲在阿罗约.塞山河谷中实验的加州理工学院火箭小组成员(图中左二为钱学森博士)

1937年,当火箭小组的成员们,还在被简易推进装置炸得焦头烂额的时候,在大洋彼岸的德国,一个叫“佩内明德”的地方,冯.布劳恩博士正德国军方的资助下,领导着当时世界上最先进的火箭项目——“A-4”火箭的研发。

作为当时世界上最庞大的火箭项目,佩内明德集中了当时德国一批最顶尖的科学家:航天先驱赫尔曼.奥伯特博士、首席设计师瓦尔特.里德尔博士、天才工程师瓦尔特.泰尔博士……

在些人的努力下,A-4项目先后解决了低温液体推进剂、大型火箭引擎、惯性导航技术等一系列技术难题,但是在超声速空气动力学的理论上,佩内明德的众人遭遇到了困难。

由于在1935年之前,德国的超声速理论几乎完全空白,不得已,德军在佩内明德专门修建了一座4.4马赫的超声速风洞。

而作为技术负责人的冯.布劳恩博士,在1936年1月,还专门聘请了亚琛工业大学的鲁道夫.赫尔曼教授,测算A-4火箭在超声速情况下合理的外形和尾翼尺寸。

1939年6月,在加州理工学院攻读航空、数学学位的钱学森博士,发表了四篇博士论文,其中一篇《可压缩流体边界层问题》第一次向人类揭示了飞机高速飞行时所遇到的“热障”问题,这让当时在佩内明德负责超声速理论设计的赫尔曼教授如获至宝,其后又通过研究钱学森博士发表的《超音速气流中的锥体压力分布》一文,验证了A-4火箭在超声速下箭体表面的压力分布。

这是钱学森博士第一次与布劳恩博有了交集。

▲1942年10月3日,在佩内明德P-7试验台,当一枚编号为4004-的A-4火箭拔地而起时,佩内明德研发中心负责人的罗伯特.多恩伯格博士,转身对身旁的布劳恩博士说道;

“10月份的第3天,这个日子永远值得纪念,人类从此进入了太空时代。”

多恩伯格的这句话并不夸张,从6000年前伊朗马特拉谷地岩壁上的星空算起,人类对星空的渴望已经有了数千年的历史,可直到1942年第一枚A-4火箭的诞生,才让人类摸到了宇航探索的大门,而也正是这枚火箭的诞生,让东西方两位火箭之王,有了相遇的契机。

A-4是一枚伟大的火箭,这枚火箭奠定了人类宇航的基础,只可惜它诞生的不是时候,正如《三体》中描写的那样;

“一切科学技术的最终舞台,都是军事上的应用”

在战争背景下诞生的A-4火箭也不例外。

1944年9月8日,A-4火箭如它的新名字那样“Vergeltung”(德文“报复”),带着一身的怒火冲向了伦敦的泰晤士河畔。

2883千米/小时的命中速度,加上1吨重的'阿玛托'高爆弹头,V-2的杀伤力是巨大的,战后根据英国的统计;

从1944年9月8日至1945年3月27日,德国仅向英国本土就发射了1115枚V-2导弹,共炸死2742人、炸伤6467人,其中1945年3月8日命中伦敦法灵顿市场的V-2导弹,当场就造成了380人死亡。

战后布劳恩博士不止一次地说道;

“我设计的火箭运行完美,只不过它落到了错误的星球上。”

其实V-2并没有错,错的只是那些错误利用它的人……

当德国人用V-2对英国人狂轰滥炸的时候,已经是加州理工学院教授的钱学森博士,也在为美军研制自己的火箭;

1943年夏天,美国陆军航空部给钱学森导师冯.卡门博士,寄去了几张在法国北部地区航拍的绝密照片,冯.卡门博士在经过与火箭小组成员的研究后确定,那几张照片上如同混凝土滑雪跳台的奇怪建筑,就是发射火箭所用的发射平台。

如此巨大的火箭发射平台,揭示了德国人正在大规模建造火箭的秘密,美国军方立刻邀请火箭小组马林纳与钱学森博士,撰写一份评估美国火箭引擎推动长程火箭能力的评估报告。

1944年1月,美国军方通知冯.卡门博士组建一个长程火箭研发项目组,用以研发ORDCIT火箭(军械部与加州理工学院的合同”Ordnance Contract to the California Institute of Technology的首字母缩写),而这个项目,就是日后美国两大导弹开端之一的列兵A(private A)导弹,(另一个开端则是布劳恩博士的V-2)

▲根据军械部与加州理工学院的合同,加州理工学院将以军衔为名,由小到大、由近至远,最终研制一枚推进剂重量不小于1000磅(454公斤),射程为75~100英里(120-160公里),最大射程的弹着点误差不超过2%的大型火箭,图中是参与这个项目的马林纳博士和其中之一的“WAC下士”火箭。

而在这个项目的四个小组中(弹道、材料、推进、结构),钱学森博士是推进小组的负责人,并担任弹道小组的领导成员。

▲1944年12月参加列兵A火箭实验工作的钱学森博士(右二)

不得不说这个世界就是这样的神奇,当年钱学森博士的论文帮助布劳恩博士研制出了V-2导弹,而V-2导弹又催使钱学森博士为美国研制导弹,而这两种导弹在日后又有过一段“合作”

1945年,当德国纳粹开始显露败相后,美国人准备去德国亲眼考察一下德国的军事技术。

1945年3月,美军陆军航空兵司令阿诺德将军,要求冯.卡门博士组建一个由顶尖科学家组成科学考察顾问团,奔赴德国以及临近的瑞士、瑞典等国,搜集有关德国火箭、航空等方面的情报。

而作为冯.卡门博士的爱徒、美国最顶尖的火箭科学家,钱学森博士理所当然的成为了这个科学考察团的成员。

多年后,冯.卡门博士在他的口述自传中是这样形容这一段历史的;

我的朋友钱学森,是我向美国陆军航空兵(空军)推荐的科学顾问团专家之一。钱是加州理工学院的火箭小组元老,二次世界大战中为美国的火箭研制做出过重大贡献。他36岁时已是一位公认的天才,他的研究工作大大地推动了高速空气动力学和喷气推进技术的发展,有鉴于此,我举荐他为陆军航空兵(空军)科学顾问团成员。

1945年4月底,钱学森以美军上校军官的身份,跟随冯.卡门为首的美军科学考察团奔赴德国。

在先后考察了位于德国布伦瑞克的空气动力研究所和亚琛的空军基地后,他们又在哥廷根审讯了冯.卡门博士的导师;近代流体力学奠基人、空气动力学之父普朗特,并留下了那张著名的照片。

▲中美德三代空气动力学家,难得一遇的会面。

而也就是在这次科学考察团访德之际,1945年5月2日,布劳恩博士的火箭团队,在德国诺德豪森附近向盟军投降,面对如此意外的收获,考察团迅速意识到这是深入了解德国火箭进展的关键机会,随即科学考察团便奔赴诺德豪森审问了布劳恩博士这位德国火箭之王。

▲刚刚向美军投降的布劳恩博士(图中左臂打石膏者)

由于美国至今都没有公开这次审讯的影像资料,钱学森与布劳恩博士也对此讳莫如深,所以我们很难了解,当两位神交已久的东西方火箭之王在第一次碰面时,双方到底怀揣着怎样的心情。

但从事后来看,这次会面大大推动了美国甚至人类的火箭进程。

会面结束后,布劳恩博士详细总结了德国的火箭研制情况,并起草了一份名为《德国液态火箭研究与展望》的报告。

而他本人以及700多名德国科学家、工程师,也在随后,被转移到了美国,负责了美国第一个弹道导弹项目“红石”的研制工作。

▲部分赴美德国科学家合影

而钱学森博士则在这次考察结束后,与考察团的成员们一起起草了一份名为《迈向新高度》的考察报告,在这份考察报告里,钱学森博士对高速空气动力学的现状和发展都进行了翔实的论述,其内容涵盖了脉冲式喷气发动机、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一系列关键火箭技术,并对这些技术已有的研究成果、当时存在的问题和未来发弹展的前景,进行了科学的和理性的评估。

这份考察报告受到美国国防部和军方高度赞誉,成为了美国在战后火箭、导弹、飞机长远发展计划的重要蓝图,既为美国空军未来50年的发展指明了方向,也从根本上改变了未来战争的形态,对日后美国迅速取代德国,成为世界航空强国和火箭强国奠定了理论基础。

后来美国著名专栏作家密尔顿·维奥斯特,在一篇评价钱学森的文章里,这样评价道;

“在第二次世界大战期间,在钱学森的帮助下,使大大落后于德国的非常原始的美国火箭事业过渡到相当成熟的阶段。他对建造美国第一批导弹起过关键的作用。他穿上军装随同盟国军队进入德国去研究由希特勒的工程师们设计的可怕的空袭武器。4年以后,他就成为使美国空军从螺旋桨式飞机向喷气式飞机过渡,并最后向遨游太空的无人航天器过渡的长远规划的关键人物。钱学森的贡献的价值,一次又一次地得到美国官方的赞扬和确认。钱学森是帮助美国成为世界第一流军事强国的科学家,银河中一颗明亮的星。”

而布劳恩博士的V-2火箭,在美国又与钱学森博士的ORDCIT火箭,一起开创了人类火箭历史的新篇章。

▲1948年5月13日,格林尼治标准时间13:43分(当地时间6:43分)在白沙靶场的LC33发射工位,美国陆军利用一枚V-2火箭作为第一级、一枚WAC火箭作为第二级,实验了世界上第一枚成功的二级火箭。

尽管这枚火箭的最高点仅有127.2千米,只是刚刚飞过“卡门线”,但却验证了多级火箭的构想,把航天先驱齐奥尔科夫斯基的“火箭列车”,从理论变成了现实。

如果说1942年V-2导弹原型A-4火箭的首飞,标志着人类摸到了宇航探索的大门,那么这次二级结合实验的成功,则让人类推开了这扇探索的大门。

后来这两人分别主持着东西方两个大国的航天事业,处在在地球的两端的他们,都在人类的宇航史上留下了浓墨重彩的一笔。

当多年后我们回顾历史,会发现在二战这一人类最痛苦的时代里,还有两位年轻的科学家,通过自己的努力,将毁灭人类的武器,转变成了为人类探索宇宙的工具,人类的未来还很漫长、我们对宇宙的探索还有无限的可能,希望我们以后都能把这些可能变成美好的记忆。

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