清华大学航空航天研究所的历史沿革
早在1934,清华大学就在工学院机械工程系成立了三个组:原动机工程组、机械制造工程组、航空工程组。航空工程集团是我国最早成立的航空工程专业,“注重飞机制造、发动机装卸、试验对比,给予全员培训”。当时学校第一次获得外部资助,建了风洞实验室和发动机实验室;并从四年级学生中选拔有志于学习航空工程的优秀学生。1935的冬天,空气动力学大师冯?卡门教授推荐并聘请了美国教授F.L.Wattendorf博士担任航空讲座。同时,他准备推动航空研究,并开始教学和研究。
从1934到1935,王世绰教授设计建造了中国第一座航空风洞。试验段的风洞直径至少为5英尺,最大约为10英尺,长度超过50英尺。1936年设计了直径为15英尺(必要时可扩大到20英尺)的大型航空风洞,由华腾多、王世绰等教授主持,当时十余名助教和第一次毕业的学生参加。风洞的设计得到了当时欧美航空界的称赞,并发表在英国一流的飞机工程杂志和《国际应用力学报告》上。1936,学校专门在老电机馆东侧建了一个航空博物馆;同年底,国立清华大学航空研究所成立,任所长,庄任副所长。在此期间,冯和着手设计和制造中国第一架滑翔机,尹文友和着手设计单翼教练机。
清华大学航空研究所成立后,其第一项任务就是派员到江西南昌建造直径为15英尺的风洞。当时国家航空委陆续补助设备经费23万元。这座号称远东最大的风洞于1937年初开工,并委托美国教授华腾多博士和张老师留在南昌监督施工。在此期间,冯?卡门教授受邀到清华大学做了两次公开讲座,还飞到江西亲自考察风洞建设。风洞的钢筋混凝土薄壳结构由南昌复兴建筑公司承包,钢结构工程由上海钟惺公司承包。风洞电机为英国汤姆逊电机厂制造的500马力电机,向万泰公司订购,试验天平从美国定制。1937 65438+2月初,所有土建工程基本完成,电机也已到港。但由于抗日战争全面爆发,南昌频繁遭到空袭,安装电机等工作无法进行,只好放弃成果。
抗日战争爆发后,清华大学航空学院于1938年4月迁至成都,即借用四川大学的部分房屋开展研究工作。造了一架滑翔机赠送给教育部,还计划重建一个小型风洞,但因为迁移而废弃。1938年,清华大学在国立西南联合大学设立航空工程系,1939年春,清华大学航空学院奉教育部之命迁至昆明。首任院长为庄,冯和王德荣继任院长。在战争的环境中,师生们以高昂的热情开展教学和研究,尽管他们频繁地四处流动,面临着研究经费不足、设备简陋、缺乏参考资料、生活条件恶劣等困难条件。
航空工程系成立前后,培养了一批优秀人才,其中许多人在国内外航空航天科教领域发挥了重要作用。系成立前,航空工程组有30名毕业生。系里成立后,从1939到1946 * * 126有8个毕业生。当时的课程设置是参照麻省理工学院航空工程系编制的,有21门课程,分为飞机工程和发动机工程两组(专业)。教师教学严格,编写十余种国外先进的空气动力学教材及其他书籍。教学实验室只有发动机、风洞、飞机模型实验室。试验段有1个直径3英尺的DC木质风洞(可惜没有安装使用好),1个德国双座单翼机和双翼机,1个我们自己设计制造的滑翔机。其间,1940年,在时任空军学院总顾问、原第14航空队陈纳德将军的建议下,还承办了试飞员培训班,历时1年。“学生必须具备高超的飞行技能,熟悉航空工程知识,才能获得试飞资格。”首期招收8名学员,都是航校的高材生,包括在昆明击落第一架日军飞机的费将军。次年第二期,“因敌侵越,昆明频遭空袭,故未续。”
清华航空航天学院是航空工程系的重要教学基地。1939航院迁址昆明后,开始在试验段修建直径5英尺的钢制回流风洞,于1940年夏天竣工;我们还与清华无线电研究所合作开发测试仪器。当时,它是中国唯一可供实验研究的风洞。承担了航空工程系空气动力学的教学实验和多项抗日战争急需的专项研究任务。从1939到1945,在师生的共同努力下,取得了一大批优秀的研究成果:在空气动力学的实验研究和理论研究方面发表了108篇论文,其中大部分发表在英美一流的航空工程杂志和国际应用力学杂志上;1939年建立高空气象站,在高空气象研究中获得大量实测数据和理论研究成果,研制出各种气象仪器供地方气象台使用;研制出初级滑翔机2架,中级滑翔机1架,1943年协办昆明航空滑翔展,观众超过65438+万人次。1940在美国首次试飞成功后不久,清华航空学院在国内首次开展了该直升机的研究设计工作。此外,还开展了飞机结构材料的研究工作。
在此期间,尤其应该提到周培源教授在湍流研究方面所做的举世闻名的工作。周培源教授1939-1952(含国立西南联合大学时期)在清华大学任教,期间利用假期在加州理工学院做研究工作。他发表在《中国物理学报》第4卷1940年第1期和《应用数学季刊》第111年第1期的两篇论文,为现代高阶湍流计算模式奠定了严格的理论基础。抗日战争胜利后,清华大学于1946迁回北京,原航空工程系在昆明建设的风洞及其附属用房由云南大学接管。航空工程系在京重建后,由王德荣教授任系主任,聘请钱学森、顾培木、宁札幌、、沈渊、涂守楷、丁、王宏基为专任教授(钱学森教授在国外未能应聘)。开设的课程有《空气动力学》、《发动机动力学》、《飞机设计》,设有流体力学实验室、新建的烟风洞和风速200英里/小时的风洞,8台美国、德国、日本制造的航空发动机。
新中国成立后,1951年5月,厦门大学、西北工学院、北洋大学航空系合并,成立清华大学航空工业学院,沈渊任校长。同时,学校新建了一座航空博物馆。后来,根据中央关于加快航空工业建设的决定和周恩来总理关于办好专业航空学院的指示,在1952年全国第二次院系调整期间,中央决定划转清华大学航空工业学院,与四川大学、北京工业大学航空系合并,新组建北京航空航天学院(现北京航空航天大学)。
此后,清华大学的许多部门继续开展了大量的航空航天研究。根据1956年制定的科技发展12计划,1957年初,在钱学森、钱伟长、郭永怀等老一辈科学家的倡议下,成立了中国科学院和清华大学合办的工程力学研究班,钱伟长教授任第一任班主任,郭永怀教授、杜清华教授任副主任。从1957到1962,举办了三期工程力学研究班,其中流体力学专业两年制研究生105人,为国家培养了大批机械骨干人才。1958,清华大学工程力学与数学系成立。电子系、精密仪器系、自动化系、计算机系等多个系,以及1998成立的清华大学航空航天研究中心,多年来在航空航天研究方面取得了丰硕的成果。