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最初是学生，逐渐成为得意门生；
接着，钱学森成了冯·卡门的助手；
最后，钱学森成了冯·卡门在科学研究中的最密切的合作者，甚至创立了用两人的姓氏命名的“卡门…钱近似”公式。
冯·卡门当时是世界空气动力学的权威。钱学森在冯·卡门的指引下，闯进空气动力学这片正待开发的密林。
空气动力学是力学的一个分支，是航空工程的基础理论。航空要解决的首要问题是如何获得飞行器所需要的举力、减小飞行器的阻力和提高它的飞行速度，这正是空气动力学需要研究和解决的课题。
钱学森进入空气动力学研究领域的时候，恰恰赶上世界航空工业大转折的时代：从老式的螺旋桨飞机向喷气式飞机发展，飞机正处于追赶甚至超过音速的时代。
声音在空气中的传播速度，在一个标准大气压条件下大约为340米／秒，亦即1 224千米/时。这叫音速，也叫声速。音速，仿佛成了划分飞机飞行速度的里程碑。
早年的老式螺旋桨飞机，用*式发动机推动，飞行的速度远远低于音速。当时能够到达时速750千米，算是很不错的了。
要想提高飞机的速度，必须采用崭新的发动机。20世纪20年代末，英国空军教官弗兰克·惠特尔提出了喷气发动机的设想。但是在当时这一设想如同科学幻想，还很遥远。直到1935年，惠特尔得到银行家的资助，得以成立“动力喷气有限公司”，这才终于制成第一台涡轮喷气发动机。
与惠特尔同时，德国的冯·奥亨也在研制涡轮喷气发动机。1939年8月27日，冯·奥亨研制的世界上第一架喷气式飞机试飞成功，成为世界航空史上划时代的事件。
涡轮喷气发动机大大提高了飞机的飞行速度，使飞机接近声音的速度，称为“亚音速”飞机。后来，喷气式飞机的飞行速度甚至超过了声音的速度，称为“超音速”飞机。
往日，科学家们所研究的只是低速飞行动力学。如今，飞机在“亚音速”或“超音速”飞行，空气动力学规律与低速飞行全然不同。要想提高喷气式飞机的速度，必须解决两大科学难题：其一，当飞机的飞行速度提高到亚音速时，气体的可压缩性对飞行器的性能到底有什么影响，它们之间的定量关系是怎样的？其二，如果想再把飞机的飞行速度进一步提高到超音速时，应该采用什么样的最富有成效的理论指导和技术设计才能实现？
冯·卡门要求钱学森把这两大难题作为他的博士论文的研究课题，从而建立崭新的“亚音速”空气动力学和“超音速”空气动力学。
在冯·卡门的指导下，钱学森花费三年的时间，终于成功地攻克这两大难题。钱学森曾说：“我在做空气动力学博士论文的时候，把关于空气动力学方面英文的、法文的、德文的、意大利文的200多篇文献，全都看过，而且还进行了仔细的分析，以求理清空气动力学的来龙去脉。”1939年，钱学森完成了《高速气体动力学问题的研究》等四篇博士论文，第一次显示了他在科学研究上的惊人才华。钱学森因此获得加州理工学院航空、数学博士学位。
钱学森博士论文中的重大成果是“热障”理论和“卡门…钱近似”公式。
所谓“热障”理论，是指“飞机在高速飞行时，其表面气流温度很高，会使金属外层强度降低，甚至熔化。因此在设计高速飞机时，必须对飞机表面采取有效的防热或冷却的措施，才能持续高速飞行”。
所谓“卡门…钱近似”公式，是“一种计算高速飞行着的飞机机翼表面压力分布情况的科学公式，后来被世界各国广泛应用于超声速飞机设计与制造”。
钱学森的博士论文，奠定了他在空气动力学上的地位。
冯·卡门这么说起钱学森：“我发现他非常富有想象力，他具有天赋的数学才智。”“钱的这种天资是我不常遇到的。”
从此，钱学森成为冯·卡门的亲密合作者，他被加州理工学院古根海姆航空实验室聘为研究人员，继续为突破飞机在高速飞行下的“声障”和“热障”作出贡献。
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加盟“火箭俱乐部”（1）
就当钱学森在航空理论—空气动力学上屡建奇功的时候，他的研究方向又一次开始转移，转向了火箭。
1938年秋，加州理工学院院长米立肯和冯·卡门一起飞往华盛顿，出席美国科学院所属的空军研究委员会召开的会议。在会上，美国军方拿出五个亟待解决的军事难题，请几个参加会议的大学代表挑选，然后军方拨给研究经费。课题之一，是为重型轰炸机设计一种助推火箭，以使重型轰炸机能够在很短的跑道上或从航空母舰上迅速起飞。
出席会议的麻省理工学院航空系主任汉萨克不愿接受这个课题，以为难度太高，因为麻省理工学院对火箭没有什么研究。他挑了“制造飞机挡风玻璃的除冰装置”这个课题。
当时，加州理工学院可以挑选一个课题。冯·卡门认为这个课题富有挑战性，建议米立肯院长选择这一课题。于是，试制这种火箭的任务，就落在加州理工学院冯·卡门教授头上。为了保密，这项研制计划的代号为“JATO”。
没有金刚钻，不揽瓷器活。冯·卡门敢于揽下“JATO”这个事关美国国防的任务，不仅因为他对火箭有着多年的研究，而且他手下有那么一个“火箭俱乐部”。
在冯·卡门的门生之中，最早对火箭发生兴趣的是马林纳。他来自波兰，比钱学森小一岁，是航空工程研究生。马林纳的兴趣广泛，大约是从小读了法国科学幻想作家儒勒·凡尔纳的小说《从地球到月球》，对火箭情有独钟。马林纳也酷爱绘画。马林纳还是美国共产党党员。后来为了避免在美国受到*，移民到法国，干脆放弃航空工程专业，当起现代派画家来了。1981年11月9日，马林纳在巴黎病逝。
1936年初，在实验室例行的周末学术讨论会上，冯·卡门的助手史密斯作了一场关于火箭推进飞机可能性的报告，报告主要引用奥地利工程师的欧根·桑格尔所做的研究。当地帕萨迪纳的报纸发表的冯·卡门的另一位助手维廉·玻雷的文章，很快吸引了两位“火箭迷”帕森和福尔曼。他们找到了冯·卡门的实验室，结识了“火箭迷”马林纳和史密斯。
在马林纳的提议下，1936年2月这四位“火箭迷”组成了“火箭俱乐部”，又叫火箭社、火箭小组，马林纳成了头儿。
火箭俱乐部中的四个“火箭迷”，各有所长，马林纳和史密斯是航空工程研究生，负责总体设计，化学专业的帕森负责制造火箭燃料，而福尔曼则擅长机械制造。
钱学森来到加州理工学院之后，分配到一间小实验室，这间实验室是他跟史密斯共用。史密斯知道钱学森的数学功底很好，就把他也拉进了火箭俱乐部。于是，火箭俱乐部的成员从四个发展到五个。
钱学森后来回忆说：“马林纳这个人很聪明，小组的其他几个人动手能力很强，但他们在理论上不怎么行，于是找到我，要我帮助他们解决一些理论和计算问题。”
这个火箭俱乐部，是这么几个学生自发组织起来的研究火箭的小组。更准确地说，是研制火箭的小组。可是，研制火箭需要资金，而火箭俱乐部的五个小伙子都是热情有余，财力不足。
到了1937年1月，气象系的研究生阿诺德成为火箭俱乐部“编外成员”，才使资金问题有了着落。所谓“编外成员”，是因为阿诺德的气象专业跟火箭没有什么关系，他对这个俱乐部产生兴趣是因为在校园里听了马林纳的一次演讲，知道他们缺乏资金，而他在募捐方面有“办法”，便承诺为这个俱乐部募集一千美元——在当时，是一笔不小的数字。阿诺德提出了他的“条件”，他是一个摄影爱好者，希望在火箭发射时能够让他拍下壮观的画面。书包 网 。 想看书来
加盟“火箭俱乐部”（2）
火箭俱乐部在很爽快地答应阿诺德的“条件”的同时，也对他心存疑虑：这家伙别是吹牛专家吧！
阿诺德倒是说到做到。过了些日子，他真的把一包用报纸包裹着的美元送到马林纳手中。马林纳打开一看，整整一千美元，只是其中有不少是一元一张的美元，这恰恰表明阿诺德是辛辛苦苦募捐而得。马林纳差一点被感动得掉下眼泪！
火箭俱乐部自从有了这一笔启动资金之后，五个小伙子真的开始设计、制造火箭了。他们从附近工厂的废料库、垃圾场里挑拣一些五金材料，回来敲敲打打，制造火箭模型。钱学森依然是理论家的角色。他在紧张地做他的关于空气动力学的博士论文的同时，在1937年5月29日为火箭俱乐部写出了论文，论文虽说不算很长，那题目却很长：《喷嘴发散角度变化对火箭推力的影响；火箭引擎的理想周期；理想效率与理想推力；考虑分子解离效应之燃烧室温度计算》。这篇论文成为钱学森从事火箭研究的开山之作。
从事火箭研究毕竟是业余的工作。那时候，钱学森常常在吃过晚饭之后，夹着计算尺和笔记本到马林纳家中，从事火箭参数的计算。
从1936年10月29日到1937年1月，火箭俱乐部进行了多次试验。
火箭俱乐部由于得到冯·卡门教授的宝贵支持，从1937年被“收编”，从原本是几个学生自发的“草根”小组，成为加州理工学院古根海姆航空实验室属下的一个课题组，冯·卡门教授允许他们利用古根海姆航空实验室的设备开展研究工作。
然而，火箭俱乐部出师不利，在最初的日子里接连发生了两起事故：
一次是在试验时不慎把一瓶四氯化碳打翻了，古怪的气味在校园里漫延，一下子就招来诸多指责；
另一次是他们把做成的一只8英寸长的小火箭吊在实验室的屋顶上进行试验。他们把四氯化碳跟酒精混合作为火箭燃料，火箭喷出红褐色的气体和泡沫，把实验室弄得一片狼藉。
这两起事故，轰动了全校。同学们笑称火箭俱乐部是“自杀俱乐部”。
然而，接着发生的另两起事件，却又使火箭俱乐部咸鱼翻身：
一是1938年1月，为了迎接在纽约召开的第六届全美航空科学协会年会，火箭俱乐部由马林纳和史密斯执笔，写出了论文《探究火箭的飞行分析》。经过钱学森的计算，论文指出，从理论上证明火箭的飞行高度可以达到10万英尺。冯·卡门十分欣赏这篇论文，给了马林纳200美元作为路费，让他乘火车前往纽约出席会议。这篇论文在年会上一炮打响，美国许多报纸报道了加州理工学院的火箭俱乐部。马林纳从纽约归来，成了加州理工学院校园里的新闻人物。
二是1938年秋天，冯·卡门和加州理工学院院长米立肯从美国科学院所属的空军研究委员会带回为重型轰炸机研制火箭的“JATO”计划。于是，已经把阿诺德捐赠的一千美元花得差不多的火箭俱乐部，一下子有了来自军方的研究任务，尽管马林纳本人极其不愿意把火箭用于军事目的，用他的话来说，那就是“不做军火商”。不过，毕竟军方的研究课目，会使火箭俱乐部得到可贵的资金。
1938年初冬，马林纳前往华盛顿，跟美国科学院空军研究委员会就“JATO”计划作了具体商谈，写出初步研究规划。1939年1月，美国科学院空军研究委员会给加州理工学院拨款一千美元，作为“JATO”计划的启动资金。
美国国防部的一位名字也叫阿诺德的将军来到加州理工学院，他非常看重火箭俱乐部的研究工作。后来，美国军方拨给火箭俱乐部的研究经费，增加到一万美元。
冯·卡门教授亲自主持了火箭俱乐部每周一次的研讨会，来自不同专业的这五个小伙子分别报告自己一周来的新设想，大家互相补充，冯·卡门给予指点。这样，一个个技术难题迎刃而解。
小伙子们急于进行试验。在1939年3月的一次试验中，闯了大祸，火箭爆炸了！一块金属碎片飞向马林纳平常坐的椅子，幸亏那时他没有坐在那里。
爆炸声惊动全校，火箭俱乐部真的成了“自杀俱乐部”。校方为了安全，从此明令禁止火箭俱乐部在校园里进行这种危险的试验。
火箭俱乐部被逐出加州理工学院校园之后，把试验基地设在离开学校几千米外的荒凉的阿洛约·塞科山谷，那里有一块干涸的河床。他们在那里竖立起火箭发射架和火箭。他们获得了第一次的成功——一枚火箭在点火之后窜向碧空，稳稳地飞行了一分钟！尽管那是一支小小的探究火箭，毕竟那是迈向胜利的第一步。
这个“民间组织”�