编者按：2021年12月11日是钱学森先生诞辰110周年纪念日。应《力学园地》编辑部的约稿，力学所徐复研究员依据自身的经历撰写了纪念文字，特此发布，以飨读者。 

 

从钱所长为我审稿的事情想起

徐复

一、珍贵的审稿意见书

　　2017年秋，我在整理家中故旧资料时，发现了一张泛黄的纸页（如下图），边角已经破损，但其中的清秀字迹依然清晰可读。 

钱学森为《力学学报》撰写的审稿意见书

　　这是钱所长对我一篇文章的评审意见！当时的情景顿时浮现眼前：1961年5月下旬，我收到钱所长的这份审稿意见，感到十分激动。原来，我曾于1960年5月30日给《力学学报》投送了一篇文稿，题目是《二元水翼理论总结》。此文原是力学所的一个内部资料，所里已经铅印发布，共计35页。1961年5月14日，钱所长写出了评审意见。这份有着钱所长签名的审稿意见书内容如下： 

　　看着这份珍贵的审稿意见书，我不由得回忆起从事水翼船研究的桩桩往事。 

 

二、力学所三室的成立背景 

　　大约是1958年9、10月份，根据所领导在7月6日的颐和园会议上所确定的力学所发展方向“上天，入地，下海，为工农业服务"，全所划分为四个研究室，即一室、二室、三室和四室，分别对应于上述四项任务。 

　　我是1958年底结束“三峡百万千万水轮机探索研究课题”以后，于1959年元旦参加三室工作的，开始“下海”项目的研究，直到1960年秋季。在三室工作期间，我被任命为水翼船课题组的组长。三室还有一个课题组（水洞课题组）负责实验设备水洞的设计、建造以及以后的实验工作。 

　　我作为水翼船组的课题组长，主要工作是水翼船的研究和设计。此外，还有一些教学工作，如：1959年秋，和潘良儒先生一起，给中国科技大学二年级同学讲授高等数学课（内容有复变函数，常微分方程，线性代数等）；1960年春季学期，给清华大学第二届工程力学研究班同学讲授《水动力学》课程，以及辅导这几位同学完成203专题报告，《三元水翼的水计算》等，完成时间1960年2月。 

　　应该说明一下，工程力学研究班是力学所和清华大学合办的，学员是清华大学和其他工科院校高年级同学，学制两年，目的是培养研究生水平的工程力学人才。研究班一共办了三届。第一届研究班的水动力学课程是钱所长自己讲授的，使用的教材也是钱所长所著[1]。由于钱所长工作太忙，第二、三届研究班的课程改为由我讲授，第三届研究班的水动力学课程授课时间，是1961年秋季学期。 

　　力学所自1956年建所以后，开展了众多学科和交叉学科的研究。相比之下，1958年建立的三室，主攻学科是高速水动力学。水动力学学科又称液体动力学，是研究水或液体的运动规律及其与边界相互作用的学科。人类很早就开始研究水的静止和运动的规律。20世纪以来，随着航海、水能、采油等部门的发展，带动了水动力学学科的发展。其中，高速水动力学是指水或液体与物体之间相对速度很高的水动力学学科领域。 

　　记得在四个研究室中，三室的人数最少，基础薄弱，而且没有一位高级研究人员和从国外回国的科学家。因此，对于三室来说，除了大力开展科学研究，迅速推动高速水动力学的学科发展以外，还有一项任务，就是培养水动力学研究人才。  

 

三、水翼船的发展 

　　与高速水动力学学科相关的水翼船，对于大多数人来说，是陌生的。人类使用水面船舶作为交通工具，历史上已有很长时期，一直到今天。为什么水面船舶速度很低？参加水翼船研究以后，逐渐明白，主要原因是水的密度比空气密度要大800倍，从而摩擦阻力也增大。但是水翼船在航行时，其水下部分只有水翼，整个船体是在水上空气中，与水接触的船舶面积小，这是一项创新。创新在于：一是不同于水面船舶，它不依靠静力学的浮力来支撑船舶重量，而是依靠航行时水下水翼的升力；二是船身在空气中不在水中，减少了航行时的阻力。水翼尺寸不需要太大（与飞机相比），由于水的密度大，相应的水翼升力也比较大。与水面船舶比较，水翼船可称作是高速船舶。 

　　1958年，中国开始水翼艇的研究和建造，共有两艘水翼艇分别在北京和上海成功建造。北京的交通部船设计院设计的小型水翼艇可乘坐6人，1958年秋在密云水库试航，取得了初步成功。上海交通大学于1958年秋成功设计了一型水翼艇，由芜湖造船厂建造，为铝质水翼客船，可乘坐40人，最大功率1200马力，1959年试航取得成功，航速为60公里/小时。 　  

 

四、水翼船组的工作回顾 

　　钱所长对于水翼船研究的指导思想不是从理论到理论，而是首先安排我们深入实践。所以我们水翼组的主要工作，是在学习水翼理论的基础上，先和交通部船舶设计院共同设计一条小型水翼船，然后在此基础上，进而开展对于水翼理论以及相关问题的深入研究，或者说是探索高速水动力学的发展方向。 

　　我在水翼船组的工作时间是1959年初至1960年秋。大体分为三个阶段：第一个阶段1959年3月至5月，准备阶段；第二个阶段1959年6月至8月，合作设计小型水翼船阶段；第三个阶段1959年9月至1960年秋，理论研究阶段，包括提出以后研究课题。 

　　第一个阶段的工作目标是快速掌握水翼理论的基础知识，准备下一步水翼船的设计。对于我们学习过流体力学，熟悉低速二维机翼理论的科研人员来说，第一步是找出水翼理论与机翼理论的差别，并且学习水翼理论的不同之处。首先是问题提法和物理模型的差别。水翼是在水下运动的机翼，它在水面下，深度为 h 的地方作水平等速运动。由于有重力作用，如果把坐标取在水翼上，那么，在水翼后面的水面上将形成波浪。这给水翼航行造成兴波阻力。在物理模型上，和机翼理论一样，假定不可压缩流体做定常的无旋运动。而与机翼理论不同，存在一个自由水面，水下水深 h 的地方是水翼的位置，有重力作用。已知水翼前方的参数，即水的来流速度、压力和密度，要求求出水翼外压力场、速度场，以及水翼后方的水波。从而可以计算水翼表面压力分布、升力、阻力，包括兴波阻力。在流体力学的无量纲参数中，与机翼理论相比，水翼理论多了两个参数，即重力加速度 g 和吃水深度 h，因此多了两个无量纲参数，即 

　　弗劳德数 Fr（Froude number）=  U²/gl  或 U²/gh， 

　　相对吃水深度= h/l, 

　　其中U 为来流速度，l 是水翼剖面的弦长。我们当时的弗劳德数，定义有点不同，即取 

　　弗劳德数 

　　第一届工程力学研究班同学刚刚毕业，陈九锡、吴民权等同学分配到三室工作。第二届研究班同学尚在学习，南永极、杜震凡等同学（203专题组）参与水翼船组的工作和学习，并完成203课题的研究报告。 

　　第二个阶段主要是合作设计小型水翼船。小型水翼船的参数是载重量（排水量）为1吨，发动机功率为80马力。参数是如何确定的？在我的记忆中，可能是先有了一台发动机80马力，然后确定其他参数。这条水翼船确实是从资料上看到的最小的水翼船。记得，当时还准备了培养水翼船的驾驶员，可见水翼船是准备加工的。但是由于国内的经济处于低谷，1959年至1961年是中国的三年困难时期，上级确定了八字方针“调整，巩固，充实，提高”，从而水翼船没有加工。在1962年5月，力学所也撤销了三室。小型水翼船的设计是交通部船舶设计院（位于交道口）和三室水翼船组合作完成的，我们负责水翼部分，其余部分均由船舶设计院负责。我们根据己经掌握的水翼水动力学，设计了水翼，包括前后水翼的尺寸、形状以及支架等。小型水翼船设计图纸和水动力学计算资料已保存[2]。这次设计工作对于我们科研人员来说，更为重要的是了解水翼船航行时存在的各种问题，作为今后深入开展科研工作时的思考。 

　　第三阶段是从事理论研究阶段。完成了两项工作。一是完成《二元水翼理论总结》[3]一文，二是在我辅导下第二届工程力学研究班同学完成的《三元水翼的水动力计算》[4]。在《二元水翼理论总结》[3]一文中，总结了1959年年初以来查询到的所有论文资料。首先，根据几篇综述性的论文，叙述了水翼船的发明、水翼船的技术和水翼理论的发展史。现在知道：水翼船是1891年法国人拉贝尔特发明的，而1898-1905年意大利人Forlanini成功制造出来第一艘水翼船。1917年，Havelock提出水翼的水动力学理论。到1936年前后，中等吃水深度的二元水翼理论问题己经解决。本文收集的实验结果给出中等吃水深度时的水动力学数据。吃水深度大时可以忽略自由水面的影响，而在吃水深度小时，尤其是航速高时，汽蚀将会出现。英文cavitation当时译作汽蚀或气蚀，今天的译名是“空化"。该文总结了中等吃水深度的二元水翼理论。其次，叙述了水翼水动力学问题的数学提法。接着，叙述了两种准确解法：科钦方法（1936）和西山哲男方法（1958）；介绍了两种近似方法：薄翼理论和点涡近似方法。西山哲男既讨论了正问题，即给定水翼剖面和冲角、 和 F_h 来计算水翼压力分布和升力、阻力问题；也讨论了反问题，即给定剖面压力分布和 F_h 来求解剖面形状问题。此外，此文将收集到的实验数据和理论计算结果进行对比，指出其中的精确度。最后，此文还总结了目前取得的成果、存在的问题以及进一步应该研究的课题等。在专题报告《三元水翼的水动力计算》[4]中，包括了两部分工作。第一部分是三元水翼的升力线理论。升力线理论来自机翼理论研究，1913-1918年德国科学学家普朗特提出了有限翼展的升力线理论，这是对于二元机翼理论的一项创新。现在，这个理论移植到水翼船的水翼。文中引用了西山哲男1957-1958年的工作。第二部分是203专题小组自己的工作，根据机翼的双翼理论，推导了简单的水翼理论关系式。具体做法是：将水翼用涡线代替，然后在其对称位置上放一个强度相同、方向相同的涡线，这样，在其对称面上水平诱导速度就互相抵消了，从而满足了自由液面上的边界条件。双翼理论计算结果与前人工作进行了比较，即吴耀祖（1954）和孟克的研究工作。第三阶段除上述研究工作外，还提出水翼船高速水动力学的未来研究课题。一般情况下，科研人员在有了研究课题以后，首先是查询前人在这个课题所做过的工作，进行总结。其次，更为重要的是在此基础上确定应该进行研究的若干课题。最后，是选定一个课题并开展研究。 

　　在《二元水翼理论总结》最后的结语中，将水翼理论与机翼理论作了比较。说明水翼理论中两个无量纲参数 和 F_h 的变化，使得水翼与机翼的水动力学性能定性地有何变化。例如，二者比较后得出结论，当冲角、来流速度不变，而h增大时，升力增大等。同时提出二元水翼理论的研究方向是要为水翼设计提供最好的水翼剖面，即高的升力系数、低的阻力系数以及良好的汽蚀（应为空化，即cavitation。目前空蚀的译名是Cavitation damage 或 erosion)性能。需要解决的问题包括：速度高、吃水浅的水翼水动力学问题以及空化问题；完全汽蚀（空化）的水翼问题等。完全空化的水翼后来称作是超空泡水翼。这些是水翼船高速水动力学的研究方向。 

　　这个阶段的工作，对于下一步的研究课题的影响，还应该补充下面一点。 

　　和船舶设计院工程师谈话给我的启发。在小型水翼船设计时，有机会和工程师们交谈，了解船舶设计的情况。一位工程师谈到设计水面船舶时的稳定性问题。他说，船舶用于内河航行时，需要了解这条河流的气候情况，四季最大风力是多少。为了船舶旅客的安全，设计时要考虑船舶遇到这么大的横向风力时，船舶稳定不会倾覆。此外，也要考虑当所有旅客都拥挤到船舶一侧时，船舶仍然保持稳定。最后，也要考虑当旅客都拥挤到船舶一侧，同时遇到一年最大风力时，船舶仍然保持稳定。这些话让我对于船舶设计工程师极其严谨的科学精神非常敬佩。我小的时候多次在长江乘坐轮船，却从来没有想过轮船设计得这样周到。在工程师这种观点的影响下，我也想过，水翼船设计的稳定性问题。我想，如果把前面水翼分作两段，然后让它们拉开，接近船体外侧，应该有更好稳定性。其根据是，横向风力到达船体，由于受到船体阻力，迎风这一侧船体将抬高，令背风一侧船体将压低。按照前面己经提到的结果，吃水深的一侧水翼升力大于吃水浅的一侧水翼升力，于是有一个力矩让船体回复到正常位置。即，水翼分作两段，位置向外靠近船体外侧，这种设计使水翼船具有较好的稳定性，好于只在中心有一段水翼的设计。 

　　在参加水翼船设计工作时，也开始了解水翼船的回转情况。阅读了飞机动力学、船舶动力学的书籍，进而了解水翼船的适航性能。阅读这些书籍困难不大，因为飞机动力学是讨论飞机在外力（重力，空气动力等）的作用下飞机如何运动的学科，我们学习过理论力学，所以很快掌握飞机动力学内容，以及船舶动力学内容。 

　　有些遗憾的是1960年春季，由于让我同时从事教学工作，即给第二届工程力学研究班同学讲授《水动力学》[1]，占用了较多时间，所以以上想到的这些课题，并没有很好开展研究。曾经考虑过水翼在吃水浅，即  较小时水翼运动情况。这时，由于有可能发生水跃现象，一般要作为非线性问题处理。我推导了一些公式，没有找到合适的合作者而停止。此外，1960年秋季，我调离三室，参加物理训练班的教学工作，从此与水动力学科学研究无缘。以上的工作经历（1959年初至1960年秋），就只能保留在自己的记忆中了。   

 

五、从钱所长对于《二元水翼理论总结》一文的评审意见想到的   

　　我非常感谢钱所长仔细阅读了全文，并且提出了宝贵意见。对于一位工作极其繁忙的大科学家来说，做到这些实属不易。对于钱所长审稿意见，我有如下的几点想法： 

　　第一点想法，钱所长对于三室年轻科研人员的要求很高。写出《二元水翼理论总结》，对于我们刚刚进入水动力学研究领域的科研人员来说，仅仅是初步了解二元水翼理论研究发展的现状，找到二元水翼理论关于水翼C_L, C_W, C_M 的计算公式，帮助我们与船舶设计院合作设计一条水翼船的工作。这是我们第一次设计的一个水翼。读了钱所长的审稿意见，感觉他对我们的要求很高，要求“如果要总结，总结的目的该是为水翼翼面设计提供一套设计计算的方法，这里头，需吸收各家理论之长,…”。我们当时只能做到：了解有几家适用于设计的理论，取出我们认为最合适的，运用到不久后的水翼设计上去。而“提供一套设计计算的方法，这里头，必需吸收各家理论之长，…”，只能是以后在工作中实现，也是我们科研人员的努力方向。感谢钱所长，给我们指出了未来的工作方向。 

　　第二点想法，关于“超气蚀"翼面。钱所长指出文中只考虑了“亚气蚀”翼面，速度高时必需使用“超气蚀”'翼面。这可能是钱所长的唯一疏忽。但是这也是钱所长指出的未来科研工作的方向。在我们的文章中，最后一段也提到水翼船速度高，吃水浅时的气蚀问题，以及完全气蚀的水翼问题，即“超气蚀”翼面问题，但是当时由于人力缺少，无法进行工作。 

　　第三点想法，感谢钱所长对于水翼研究工作的关心，对于年轻科研人员的爱护。钱所长作为一位大科学家，审稿认真，仔细。他提出，“铅印稿的图不够清楚，如要发表，似有重画的必要。”最后还提出“作者如有兴趣，也可面谈一次”。这些意见，尤其是最后一句话，让我非常激动，衷心感谢钱所长的学术指导。 

　　然而，我也有深沉的自责和远久的遗憾。1961年5月下旬，收到钱所长审稿意见后，一直没有完成稿件的修改，论文也没有发表。《力学学报》编辑部给我的审稿意见也一直放在我这里，直至2017年11月才归还编辑部。没有完成稿件修改的原因，回想起来有以下几点：第一，1961年收到审稿意见时，我己调离第三研究室，不再从事水动力学研究工作。当时是在力学所物理训练班专门从事教学工作，工作也比较忙。第二，1961年下半年，获悉1962年春季教学工作结束后，即将去第六研究室，从事电磁流体力学研究工作。这是一门新兴学科的研究工作，我不熟悉新兴学科，也不熟悉其中的电动力学，很想预先作些准备。第三，最主要的是稿件的删减工作量大。钱所长要求大量删减稿件，并且具体指明需要删减之处。我认为钱所长的意见是对的，因为稿件确实太长，铅印稿有35页。而《力学学报》上的论文，一般不到10页。由于一时感到不知从何入手，一拖再拖，时间长了慢慢忘记了这件事，甚至拖到了2017年。这件事让我深沉的自责，感到对不起钱所长在百忙之中的审稿，浪费了他的宝贵时间，也对不起《力学学报》编辑部，没有能够发表《二元水翼理论总结》这篇论文。这同时也给我留下了一生远久的遗憾。聊以自慰的是，由于实施八字方针“调整，巩固，充实，提高"，第三研究室于1962年上半年撤销，钱所长对水翼研究提出的学术指导意见已无法实行，让我略感轻松。  

　　最后，值此钱所长诞辰110周年之际，以此文表达对先生的追念：先生风范永存！ 

　　  

关于作者——徐复

 

 

作者简介：徐复，男，1935年5月出生于北京，北京市人。1949-1950年，重庆大学机械工程系；1950-1952年，清华大学数学系；1952-1953年，北京大学数学力学系数学专业，毕业；1953-1956年，北京大学数学力学系气体动力学研究生，毕业；1956-1993年，中国科学院力学研究所工作，1993年退休。因课题尚未结束，回聘工作到1996年2月。科研工作领域：流体力学，等离子体力学。 

　　  

参考文献 

　　[1] 钱学森，水动力学讲义（当时是油印稿，未出版，2007年出版），上海，上海交通大学出版社，2007年 

　　[2] 小型水翼船设计图纸，《水翼的水动力计算》，力学所档案室保存资料。 

　　[3] 徐复，二元水翼理论总结（铅印件），力学所1959年研究工作报告文集（内部资料），共35页。 

　　[4] 清华大学工程力学研究班203专题小组，专题报告---三元水翼的水动力计算（油印件），1960年2月22日。 

　　[5] 陈九锡，钱学森与力学所早期的水动力学研究，刊载于《钱学森---在创建力学所的日子里》（李家春，樊菁主编，北京，科学出版社，2011年11月），pp133-137。