庄前鼎（1902—1962）是我国著名的机械工程专家、机械工程教育家，清华大学机械工程学系和航空研究所的主要创建者，也是我国航空工程教育的重要开拓者。他长期从事机械、动力和航空工程等方面的科学研究与教育工作，为中国机械、动力和航空工程等学科的发展，以及相关学科人才的培养做出了突出贡献。

    清华大学机械工程系始建于1932年，是清华最早成立的工科学系之一，在清华大学工程学科乃至整个学校的发展中发挥了重要作用。20世纪30年代，清华机械工程学系在系主任庄前鼎教授带领下，积极开展机械工程教育，开展机械相关学科的建设工作，取得大量科研成果，培养了一批机械工程及相关学科的优秀人才。今天，在机械工程系建立90周年和庄前鼎先生诞辰120周年之际，我们撰写此文，以追溯机械工程系创建和早期发展的历史，缅怀庄前鼎教授，纪念他为我国机械工程教育、机械相关学科发展做出的重要贡献。

早期求学与在美国的经历

    庄前鼎，字开一，1902年3月17日出生于上海青浦县。他幼年体弱多病，直到12岁才进入学校读书，但因勤奋刻苦，持之以恒，学习成绩优秀。庄前鼎1920年考入上海南洋大学（上海交通大学前身）机械科，他学习成绩优秀，期间还发表过题为“汽车构造概要”的连载文章，成为该校斐托斐(Phi Tau Phi)荣誉学会会员，于1924年毕业，获机械工程学士学位，后任交通部及交通大学助教。1925年夏，庄前鼎以第一名的成绩考取清华大学公费留美生，先在康乃尔大学专攻机械工程，于1926年夏获得机械工程硕士学位。毕业前即被选举参加了美国科学研究荣誉学会（Society of  Sigma Xi, Alpha Chapter）会员，荣获金钥匙。继入麻省理工学院，专攻化学工程，于1928年夏毕业并获化学工程硕士学位。毕业后先在麻省理工学院任助理研究员，不久又去酸碱厂、造纸厂、制糖厂等工厂实习，后任波士顿斯威工程公司原动力厂设计师。1929年秋去底特律城爱迪生公司电厂，担任效能试验工程师。1930年秋，转去芝加哥地区电厂，担任效能工程师，直至1932年回国前。

    庄前鼎在青年时代，抱着工业救国的宏愿，立志学习工程科学，用所学知识报效祖国。他赴美留学、考察及工作，长达7年之久。通过多年的学习和工作实践，认为美国在工业和科学方面，在世界占有领先地位。他不但注重理论知识的学习，更注重理论知识的应用和具体的工程实践。因此毕业后，进入美国多家工厂实习、工作，并利用各种机会参观、考察各种大小工厂。为了更全面了解美国工厂的规模和设计、生产、劳动组织、经营管理等情况，以为中国发展工业提供借鉴， 1929年夏，庄前鼎还集中一段时间对多个现代化工厂进行了专门考察。他自驾汽车，由波士顿出发，经纽约、纽奥郎奇、培瑞尔汉、华盛顿、依赛卡、勃夫罗、匹茨堡、阿克兰、克利夫兰、最后抵达底特律，行程2000英里，历时三周，重点参观了培瑞尔汉钢厂、尼亚加拉水力发电厂、阿克兰橡胶制造中心等十余家著名的现代化大工厂。利用这次机会，他搜集了许多资料、拍摄了大量的照片，有些用于后来整理发表的考察报告或文章中。

    庄前鼎在美国学习、工作期间，积极热情地参加各种社团活动，是当时交大留美同学会会长，还加入了美国机械工程学会。他关于发动机效率问题的研究论文“Efficiencies of Otto and Diesel Engines”，于1927年12月在学术会议上发表，第二年1月又正式刊发在美国机械工程学会的学报Transaction上。1932年上半年，美国经济危机大爆发，电厂当局建议庄前鼎加入美国国籍，以保持优厚的待遇，他毅然弃职回国。1932年6月，在回国的船上，庄前鼎接到经由留美监督处转来的清华大学聘请函（赵元任签署），聘请他为清华大学机械工程系教授，他欣然接受聘请。他在7月19日抵达上海，当时就引起媒体的关注。《新闻报》7 月27 日刊登了“庄前鼎学成归国”的报道，并附上他的近照。8月，庄前鼎来到了清华大学，全身心投入到了机械工程系的创建工作中。

领导创建清华大学机械工程系

    清华在1928年改制后，正式命名为国立清华大学。1931年冬，根据国民政府“提倡理工、限制文法”的教育政策，学校决定推进和拓展工程学科的建设。1932年秋，清华大学正式成立了工学院，由原有土木工程系及新成立的电机工程系和机械工程学系组成，梅贻琦校长兼任院长，机械工程学系由庄前鼎担任系主任。

     清华机械工程学系创办于民族危难之际。1931年“九一八”事变是中国抗日战争的起点，日本帝国主义武装侵占了我国东北地区，进而窥视华北，对平津构成威胁，此时局势十分紧张。庄前鼎意识到机械工程学系的建立具有战略意义，深感责任重大。他上任后，全力以赴筹划各项发展工作，首先开展了邀聘教师、安排招生与教学、建筑新系馆、实验室、实习工场和购置设备等急迫而繁重的工作。他组织拟定了本系学程及将来计划，并迅速推进。机械工程学系以“造就各项机械工程专门人才，适应国内社会需要”为宗旨，建系之初设立3个学科组：原动力工程组、机械制造工程组、飞机及汽车工程组。

    机械工程系在进行基础设施与实验室建设的同时，成立的当年就正式招收了新生。1932年在全校录取的三百名新生中，机械工程学系招收了二十余人，当年秋季，正式开学上课。在1932年夏，除庄前鼎外，已受聘到系的教师还有刘仙洲教授，不久又聘请王士倬教授加盟，另外还有教员褚士荃先生，他们共同承担了机械系的创办工作。在开学后的第一学期，机械工程系教师就已完成了机械工程馆的设计草图和各实习工场草图工作，但因经费的原因当年未能动工。1933年秋季开学，机械系又录取新生三十余人，此时新的锻工场和铸工场及金工场，都已动工建设。建筑屋顶用铁架，由本校教师自行设计。

    1934年春季，锻、铸工场已建成，正式布置、安装机器。除将原属土木工程系工场的机器工具划归机械系迁移布置外，添购了大量机器设备。同时，由华信公司工程师绘就机械工程馆详图，经教育部批准进行建设后，当年3月25日机械工程馆（位于现二校门东侧）正式动工。学校还决定建设新电厂，由庄前鼎先生主持设计工作和购置发电机事宜。他向英国汤生（B.T.H.）电厂，定制先进的二百瓩七级汽轮发电机，及拔柏葛锅炉等。1934年夏季，机械工程馆工程顺利进行，新电厂动工开建，同时对旧电厂进行迁移准备。

    1934年秋季开学，录取新生三十余人，新聘李辑祥先生为教授。机械工程馆二层楼工程完成，正式启用，学生到新教室上课。当时可用的房间，计教室四间，绘图室三间，图书室、模型室及办公室十余间。而订购的各种机器，也陆续运送到校。自行设计的木工厂及飞机实验室，也动工建设。当时的实验室配备的机器设备相当先进，绝大多数都从美、英、德三国购置。1934年8月，庄前鼎在为《国立清华大学工学院机械工程系机械设备概况》所写引言中指出：“本校对于最新机械设备，尽力购置，希望各种与国防生计有关之机械，应有尽有，俾便学生作研究及试验工作。日后并拟自行仿造各项引擎及各种机器，造就人才，使中国能自制此册所述之各种机械设备，则我国富强有厚望焉。”到1934冬季，机械工程馆大部工程完成，开始实验室布置、安装各种机器及引擎，由庄前鼎、董树屏负责设计与实施工作。木工厂及飞机实验室布置、安装工作也完工。旧电厂设备迁移也完成，正式运行供给暖汽。新电机由英运送到校。

    1935年春季，机械工程馆一层的大部机器设备安装完成。其中的机械与实验设备，包括各种燃气轮机、蒸汽机、柴油机、汽油机，及飞机、汽车发动机等。这些设备与装置，“凡热力工程所包括者，已应有尽有，比之欧美各大学机械实验设备，实不相上下，堪称国内最完备之机械实验室”，使清华机械工程学系的办学与科研条件大为提升，为其进一步发展奠定了基础。

    到1935年4月29日校庆日，机械工程馆、实验室，连同相继完成的锻工、铸工、木工、金工等工场，主要基础建设工程先后竣工，试验电厂也于同日发电。学校举行了庆祝典礼。

    清华大学的这些工程项目，从设计、施工到安装测试都由清华教师和本国工程师完成。庄前鼎在为重印介绍机械工程系机械设备概况的单行本作序称：“用示我人过去努力所得之结果，贡献于我国家，为注意机械工程之基础。所有一切设计、建筑、选择、安装、试验等工作，均为本国工程师所担任，绝不假手外人。”他对过去有些国人迷信外国工程师，将一切铁路、电厂、工厂及水利工程等的设计与建设，均交由外国工程师及洋行包办，任其重利盘剥的做法，颇为不满。他相信中国人是有志气、有能力的，外国人能做到的，中国人也一定能做到，或者能够学会做到。他决心要以清华机械系的建设与发展成果证明这一观点。他强调能够胜任自主设计制造各种先进机械，是机械工程学系培养人才的长远目标：

    “我国留学生常有回国后仅能纸上谈兵，不克参加国内建设工作者，实洋八股而已。最近当局方有觉悟，提倡理工，从事生产建设技术人才之教育，使青年学子，知所适从，行见数年后此册所载之各种机器，均能由国人自己设计制造，此则本系建设现在机械工程基础之远大目的，而有待于国人之共同努力者也。” 

    在制作设计方面，庄前鼎本人起到了表率作用。他主持的清华新电厂工程，便是一个自主设计与建设电厂的典型范例。当时清华旧电厂设备陈旧，电量不足，且发电成本颇高，难以满足学校工场、实验室和日常用电需要。学校决定建新电厂，并整合新旧电厂，合二而一。1934年春季，学校成立供电委员会，推举庄前鼎主持电厂的设计、购置、安装及建筑新电厂等事宜。庄前鼎在美国电厂工作的经验派上了用场，他亲自绘制各种图纸、询价材料、估算成本，领导了从设计到施工的整个工作，同时得到葛祖彭先生的协助。此项工程的“全场设计，建筑及安装等工程，均由校中担任。计自定购设备，至安装完成，开车发电，不及一年。”电厂建设工程十分成功，不仅迅速竣工，而且成本很低，为国内小电厂发电资产成本之最低者，成为全国首屈一指的模范小电厂。

    在庄前鼎的领导下，经过教职工的艰苦努力，到1935年冬，只用了三年多的时间，机械工程系已颇具规模。不仅建设成了当时全国设备最完善的机械工程系，而且形成了高水平的教师队伍，教学与科研工作同时有条不紊地得到推进。

    机械系成立时暂设原动力工程组、机械制造工程组、飞机与汽车工程组。原动力工程组宗旨是：“训练发电厂之筹划，注重试验、工作及设计等”。机械制造工程组则主要“训练机械创作及制造步骤，尤注重实际工作，藉以培养学生对于创营工业之自信力”。飞机及汽车工程组则是：“注重飞机及汽车之制造，于发动机之装卸、试验及比较等，均施与充分之训练。将来须与政府航空机关或学校合作，然后于学理制造及航空试验，均有充分之训练”。由于时局的关系和国防需要，航空工程学科的发展受到庄前鼎的格外重视。在1934年，飞机与汽车工程组被改为航空工程组，并筹划与政府国防设计委员会合作，在机械系设立航空讲座。并利用机械工程系开办经费的余款动工建设航空馆、建造航空2风洞、飞机实验室、发动机实验室等。航空馆于1935年夏初动工，同年9月初竣工。此外，在专业与学科建设方面，也向航空和原动力两组倾斜，将第一届学生专业确定为动力工程和航空工程两个方向。在从国防设计委员会获得专款资助后，在航空工程组设立了航空讲座。

    与此同时，师资队伍建设也在加紧进行，如在1935年春，聘请殷祖澜先生为教授、冯桂连先生为专任讲师（第二年改聘教授）。1935年秋，添聘殷文友、史久荣先生为教授，汪一彪先生为专任讲师（第二年改聘教授）。1935年冬，经美国航空学术大师冯·卡门(Theodo revon Karman)教授推荐，又致电聘请美国著名专家华敦德博士（Dr. Frank L. Wattendorf）为机械系航空讲座教授，第二年春到校授课。除了聘请知名学者担任教授，机械系还聘请了多位年轻有为的青年学者担任讲师、教员和助教，如褚士荃、毛韶青，曹国惠、金希武、张捷迁、董树屏、戴中孚、葛祖彭、钱启福等，他们同样为机械工程学系的早期发展做出了贡献。

    阵容强大、高水平的教师队伍，确保了机械系早期的快速发展。机械系讲师以上的教师中大都为留学回国人员，他们承担机械工程原理、设计、实验和实习等教学任务。课程设置多仿照康乃尔大学、麻省理工学院等美国院校机械工程专业设置。除了外文教材外，教师还自编教案，内容多采用国际新研究成果。他们治学严谨，讲课深入浅出，条理清晰，富于逻辑性和启发性。对学生学习严格要求，机械系基础性的课程约有70%，教学的一个突出特点是，注意平时练习，注重培养学生扎实的基础和灵活运用所学知识的能力，能够做到理论联系实际。庄前鼎还撰写“健全的工程师”一文，提出注重学生素质全面发展的培养理念。他指出，工程师对于社会国家，能够贡献的时期非常短促，而国家为造就一位工程的花费甚巨。因而必须具备四方面的素质：健全的体格与精神、健全的学识与经验、健全的道德与信守、健全的思想与行为。他建议学生要从这些方面来要求和锻炼自己，成为一个对国家和社会有贡献的人。

    到了1935年秋季开学，清华大学招收新生，录取者共三百余人。内选修机械工程专业的学生达七十余人，占全数新生百分之二十以上。就全校十六系新生人数而言，以机械工程学系为最多，可谓“一时称盛”。1936年夏，机械工程学系首届学生毕业，计原动力组毕业生十一人，航空组毕业生九人。

倡导理论联系实际的科研     推动机械与航空学科的发展

    庄前鼎一直主张理论要联系实际，力戒“纸上谈兵”，提倡理论与实践相结合。在他的倡导下，机械系教师在教学之余，努力从事研究、设计、制造、编辑著述等工作，推动了机械工程学系的学科建设与专业发展，也为机械工程及相关学科在中国的进步做出了突出贡献。

    机械系建立不久，即积极投身社会服务，利用科技专长为抗日救亡贡献力量，其中设计制造为抗日战士使用防毒面具，是突出的事例。1933年3月，长城战役打响，日军使用毒气弹对中国军队进行攻击，导致中国军队伤亡惨重。在战役爆发前一个月，鉴于前线的紧张情势，为支援绥远抗日将士，机械系教师和化学系教师利用工学院既有的仪器设备，合作制防毒面具。由机械系庄前鼎、孙瑞珩等设计药罐、面具及眼镜部分，化学系李运华、张大煌等研究活性炭之制造，在两系师生通力合作下，仅用两周时间便制作出样品。军政当局试用后十分满意，同意采纳设计批量制造，首批便向清华定制5000副面具。清华师生员工经过一个半月，制作完成8000副面具。其中，学校将5000副交付给北平军分会，其余全部捐赠给前方部队，受到国民政府的高度赞赏，也赢得了抗日将士与社会的广泛赞誉。机械系的师生研制大量防毒面具供应前线，为支援抗战做出了独特贡献。此项研制工作完成后，庄前鼎1933年5月还在《清华周刊》工程专号上发表论文“防毒面具之制造”，对制造方法进行了阐述和说明，及时传播相关科学知识，引起了学界和社会的广泛关注。1936年，机械系又受傅作义将军委托制造了1万套防毒面具，由工学院院长顾毓琇在第二年2月亲自送到绥远。而此次批量生产的防毒面具，是改进型的新产品，由汪一彪教授负责面具与眼镜等机械部分的改进设计。汪一彪在1937年出版的清华《工程季刊》上发表论文，对防毒面具的设计制造进行详细介绍。

     1936年初，由于校内宿舍高楼层供水马力不足，难以保证日常使用，学校委托机械系制造打水机。李辑祥教授亲自主持设计制造了离心力双吸式打水机，助教戴中孚协助工作。该机进口直径4寸，出水口直径3寸，水压约150尺，每分钟可打水约400加仑，水盘速度为毎分钟1750转。水盘及其配件均使用黄铜制造，外壳用生铁铸成，轴承为滚珠式。全机高22寸，宽22寸，长32寸，重约300余磅。此机交由北平金兴盛铁工厂按图承造，除了滚珠轴承需要进口，其他配件均已实现国内制造。李辑祥和戴中孚为此写了专题论文“一百五十尺压力离心泵之设计及制造”，也发表于1937年出版的清华《工程季刊》上。

     当时国内应用较广的交通工具，除火车、汽车、马车之外，人力黄包车的占比数量最大，仅仅在北平一地，就有人力车六万余辆。然而当时的黄包车完全依靠车夫人力驱动，寒来暑往风吹日晒，人力车夫付出艰苦劳动却时常难以维持温饱，挣扎在生存的边缘。清华机械系教授殷祖澜等人出于人道主义关怀，提出多种新型三轮脚踏黄包车设计方案，1936年春制成样品提倡试用，并无偿供献给社会。体现出当时以机械系教师为代表的知识分子群体关注社会、关注民生的民本精神。

    机械系在成立初期，还进行过二吨载重汽车之配制工作。九一八事变前，东北沈阳迫击炮厂，附设民生工厂，曾聘美籍工程师，在中国研制、试造汽车，制成运货汽车数辆。九一八事变发生，两厂全部被日军毁坏。中国第一次自制汽车事业，遂告中止。后四十余辆车之机件当时被运到天津，归北平军分会保管。1934年秋，庄前鼎考虑机械系培养制造汽车人才的需要，希望利用这批废弃汽车零部件为教学科研服务，与国防设计委员会接洽，协商将该车机件，交清华试行配制。经该会同意，并令行北平军事委员会分会将机件各二份交与清华试制。当时机械系的金工科教员毛韶青先生（后为专任讲师），曾在沈阳民生工厂担任技师。遂由清华委托，由他主持试制工作。因所获机械零部件不齐全，在机械系工场制作若干外，其余则交由合作工厂金兴盛汽车厂配制和装配。其第一辆2吨载重汽车，于1935年夏季竣工。不久毛韶青辞职离校，第二辆车的配制工作暂停。不久史久荣教授接手配制工作，但因北平军分会解散，第二辆车的配制遂告中止。史久荣后来向上海中华汽车材料行订购了载重汽车零部件一套，1936年底运至清华，后交由北京城内金兴盛工厂组装，这辆车用于学生实习。清华机械系的此项工作，虽属研究性质，但也足以证明中国工厂，若有一定的机械零部件与材料，当能自行制造，无需外籍工程师之指导或帮助。

    庄前鼎还与毛韶青一起，组织设计制造了多种机床和加工设备，包括各种金工车床、木工车床、牛头铇床等。

    清华机械工程系建立之初的前三年，重点是最基本的基础设施与机械设备建设。但也筹划了急需建设的航空工程专业。1933年8月，庄前鼎、王士倬已开始在飞机与汽车工程组的基础上筹设航空工程组，第二年改称航空工程组，并由王士倬教授负责实验风洞的调研设计工作与飞机实验室的建设。清华在开展航空教育与研究的同时，也开始选派航空工程专业的庚款留学生。1933年，清华公布了第一批考取留美公费生录取名单。其中飞机制造门3名，包括为两个方向，其中顾光复、刘史瓒专攻飞机发动机，林同骅专攻飞机机架。1934年招收航空专业留美公费生2名，其中钱学森专攻空气动力学，在国内培训一年，由王士倬指导。

    国防设计委员会亦拟于清华设置航空讲座，每年补助经费1万元，提倡研究航空工程。从1935年春开始，加大了建设航空工程组的力度，并且很快取得成效。庄前鼎在1936年2月所写的“国立清华大学机械工程系航空工程组发展概况”一文中指出： 机械系“前三年注重机械工程基本设备基础，如金、木工场、锻、铸工场及机械工程馆与校中新电厂等，过去一年方积极从事航空设备之充实、课程之发展与人才之收罗。”

    机械工程系的航空馆于1935年夏初动工，同年9月初竣工，建筑费一万三千余元。该馆为二层斜顶楼房，上层为教室、绘图室、风洞秤称室、风洞模型室、仪器室及办公室，下层装置有航空试验风洞。飞机实验室是仿机场飞机库房的高架半圆顶铁架建筑物，巨型飞机可迳行驶入，建筑费七千元，室内存放双座单翼教练机一架，双翼飞机一架，自制滑翔机一架。

    飞机方面：有德国礼和洋行捐赠学校的一架单翼练习机和航空署拨借的一架双翼练习机，二机均供学生拆装修理和设计之用。由冯桂连教授设计了德国标准教练机式滑翔机一架，为在机械系工场自行制造。助教张捷迁参与研制工作，所用木材和原料，皆系国产。

教师、技工教导学生，一起参加了制造工作。冯桂连教授的论文“清华自造之滑翔机”，也发表于清华《工程季刊》。此外，殷文友教授在张捷迁的协助下，还进行了单翼教练飞机的设计工作。

    航空是工程领域的前沿学科，中国相关科研起步晚、基础薄弱，如何尽快赶上国际水平，研究方向与切入点的选择非常重要。庄前鼎作为学科负责人，在这方面有着敏锐的眼光。他指出：“当时我们感到各国航空事业的突飞猛进，依赖于研究工作的辅助：而航空研究的中心工作当以气动力学部分最为重要，那就是利用航空风洞，试验飞机机翼机身的特性，供制造飞机的参考与改良及采购时选择飞机的决定。同时我们主张，任何与国防有关的学术研究工作，学术机关应负重大责任，予以推动。”他对实验风洞的研制和相关实验研究一直极为重视，投入大量的精力推进这方面的科学研究。

    各国都根据自己的需求，建造相应规模的风洞。小型风洞主要用于基础研究和先进气动技术探索，多学科研究及CFD验证；中型风洞主要用于中小型飞行器选型、校核和定型试验，先进气动技术的验证；大型风洞主要用于大型飞行器的选型、校核和定型试验等。风洞越大，试验模型尺寸就越大，模型保真度就越高，试验数据就越可靠。但是风洞尺寸越大，建设难度越大、运行成本就越高，这就要求权衡模拟准确度、可行性与经济性，合理确定风洞尺寸。

    从1933年开始，清华已着手开展风洞调研工作。在开始正式设计之前，王士倬教授进行预研，调研了美国麻省理工学院和加州理工学院的实验风洞，在1934年春，设计制作了直流式及回气式二种风洞模型。当时“从事试验，结果甚为圆满”。1934年秋，开始风洞设计工作，决定参考加州理工学院风洞的设计思想，采用最先进的回流式风洞。但根据中国的实际情况，在满足精度的条件下，综合考虑经费、工期等因素，确定清华风洞为小型实验风洞。设计制造工作由王士倬教授主持，张捷迁协助绘图。至1935年4月，设计工作完成，交由金兴盛电焊工厂承包制造。这一风洞从设计到选材和制造全程都是依靠自己力量完成的。只有打风用大电动机，系向德国蔼益吉电气公司（A. E. G. China Electric.）定制，功率70马力。风洞的天秤由冯桂连教授设计，在机械工程学系金工厂制造。1936年4月24日，风洞建成运行。这是我国自行研制的第一座风洞，标志着中国航空学术进入到了一个新的阶段。

    清华风洞的测试部分直径为5英尺，在喷嘴端变大到最大值10英尺。风洞本身由1/4英寸钢板制造而成，钢板焊接在一起形成圆形截面，然后用螺栓组连接在一起。整个风洞由多个钢支架支撑在地面上。在每个转弯处安装金属板制成的导流叶片，以实现气流均匀流动。运行时，空气依靠一个直径7英尺6英寸之四桨叶木制螺旋桨在风洞中进行循环。发动机安装于风洞外的混凝土基座上，其通过12英尺长的空心轴驱动螺旋桨。王士倬先生的原设计方案采用的发动机功率为95千瓦（合129马力），此时气流速度为120英里/时（合176英尺/秒），雷诺数的理论推算值为5.5106。按照配备的电动机70马力推算，风速为100英里/时，雷诺数可达4.58106。德制电动机在1936年2月初运到校内后，因日军威胁北京，时局动荡，学校决定将其“随校中图书仪器，一同装车，设法运往汉口保藏。”风洞建造完成后，旧卡车发动机代替电动机，开展测试与实验工作。经实测，能量比达到5.05，该值仅次于加州理工学院风洞的5.5。将能量比和雷诺数置于风洞设计的前二位，体现了王士倬效率第一、能力第二、精度第三的设计思想。1936年2月，美国风洞专家华敦德来到机械工程系后，看到建成的风洞，也感到振惊。他“没想到，中国能建造如此精确的风洞，已经达到国际水平”。

    1936年5月，王士倬借调南昌航空机械学校，任教育长。实验研究工作由华敦德教授主持，他制定了研究计划并立即推进。清华风洞建成至平津沦陷后被毁，运行一年有余，时间并不长。但却开展了一系列空气动力学方面的研究，在国内和国际学术期刊上发表高水平研究论文7篇。其中由王士倬、冯桂连、华敦德和张捷迁共同完成的《清华大学机械工程系之航空风洞》一文，在1936年5月获得中国工程师学会论文头奖，轰动一时。清华风洞的建成并开展试验研究，是当年工程学界一大事件。

    由于清华在航空研究方面取得一定成果，国民政府建议由清华在南昌建造一个更大的风洞，以推进航空工业的发展。清华大学也决定，以机械系航空组为基础，在南昌筹建航空工程研究所。当时江西是中国航空制造业中心。1934年中国与德国商定组建的中国航空器材制造有限公司，1935年与意大利合作在江西建立了中央飞机制造厂。1936年5月, 经国民政府行政院秘书长翁文灏介绍, 蒋介石接见清华梅贻琦校长、工学院顾毓琇院长与机械系庄前鼎主任。梅贻琦等人汇报了清华的研究成果，并根据华敦德教授的意见, 提出航空发展新计划。计划得到蒋介石首肯, 并手谕南昌航空机械学校钱昌祚校长与清华合作办理。

    1936年6月, 清华大学将航空工程研究所计划及预算书报送航空委员会审核。经与航空委员会王伯修处长、中央飞机制造厂王禹朋监理、航空机械学校钱昌祚校长及教育长王士倬教授协商, 清华决定建造15 英尺口径大风洞, “以供准确模型试验及全型引擎试验之用”。

    风洞设计工作首先遇到的是人员不足问题。华敦德提出大胆建议:取消航空机械工程组第一届学生毕业考试，省出全部人力和时间, 师生协力设计大风洞。这样不仅可以训练培养人才, 还可建立独立从事科研的信心。他的建议得到庄前鼎的支持，经学校同意后，确定由华敦德主持大风洞设计工作。

    1936年6月, 在华敦德、冯桂连、殷文友三位教授在助教张捷迁、顾逢时的协助下, 组织航空组四年级学生参与工作，分工合作, 在一个月之内完成了15英尺风洞初步设计。其中, 华敦德担任风洞的空气动力学设计，张捷迁及同学数人协助；冯桂连负责喉口部分及支柱设计, 助教顾逢时及同学数人协助；殷文友带领同学数人设计螺旋桨, 后又有助教陈文龙协助。清华的风洞设计，大致参考了由冯·卡门教授设计加州理工学院风洞, 该风洞“堪称当代最经济之建筑”。清华设计的15英尺大风洞是当时世界上最大的风洞之一, 比加州理工学院的风洞还要大50%。

    学生们通过参加实际的设计计算与绘图工作，获得了设计经验，代替了毕业考试成绩，取得了满意结果。在学生毕业后, 华敦德与张捷迁两人又花费4星期, 修改已完成的初步设计, 然后定案, 完成正式图。7月15日左右，大风洞空气动力设计完成最后设计图纸。

    此后风洞建造提上日程，1936年秋季，清华向航空委员会提出拨款建造大风洞请求。1936年9月，顾毓秀与庄前鼎撰写了“清华大学建造十五呎航空风洞的建议”和“清华十五呎口径航空风洞工作进行报告”两个报告。清华请求报告经航空委员会转呈蒋介石后，获得批准。“由航委会辅助协款壹拾捌万元，进行建造”。1936年11月, 清华大学成立南昌航空研究所筹备委员会, 聘请顾毓琇兼任所长, 庄前鼎兼任副所长，他们与王伯修、王士倬、华敦德、冯桂连等专家被聘担任筹备委员。同时清华派人前往南昌进行工程调研工作，并联系建筑设计、施工单位。当年11月9日, 风洞的地基工程开始动工，清华委托华敦德与张捷迁负责监造工作。张捷迁留驻南昌现场工作，华敦德负责整体工作，包括通过上海公司购置450马力马达及仪器设备等事项。因华敦德还要完成清华机械系教学工作，因此往返于南昌、上海、北京三地，异常繁忙。工程建设期间，每隔五、六个星期，他到南昌工作数天，了解工程进展、讨论和处理工程中的问题，然后返回清华教学。

    1937年7月初，清华邀请冯·卡门教授访华。他考察了清华风洞，并受聘清华大学名誉教授。7月9日，冯•卡门赴南昌参观空军基地和清华大学15英尺风洞的建设，当时该风洞主体的施工基本完成，已进入装配和调整阶段。冯•卡门考察风洞工地和工程进展情况后，对工程进度、用土产材料、造水泥薄壳结构风洞的方案, 表示赞许。1937年12月初，大风洞全部土木工程大致完成，订购的风洞马达等亦运抵香港。不幸抗战已全面爆发,，南昌空袭频仍，大风洞亦遭日机轰炸，航空研究所不得不迁往四川成都, 致使即将完工的风洞工程功败垂成。

    清华研制15英尺大风洞，是中国航空史上的创建，为之后的航空学术发展奠定了基础。1938年, 华敦德在英国著名的专业杂志《飞机工程》发表题为”清华大学十五英尺口径风洞”的论文，介绍清华大风洞的设计与制造，杂志编辑特加按语，对风洞被炸毁表示惋惜。张捷迁也发表了相关专题论文。华敦德在1938年还代表清华参加了第14届国际应用力学大会, 发表重要论文“影响回气航空风洞能力比率的因数”, 成为“运用分析方法设计风洞之鼻祖”。

    1936年12月，庄前鼎由南京国民政府资源委员会借调，担任资源委员会机器制造厂代理筹备主任。这个厂的设计规模较大，建成后将以生产各种航空发动机为主要任务。1937年夏，因“七·七”事变后，工厂迁往云南昆明，庄前鼎仍回清华，主持航空研究所的工作。1938年3月，因顾毓琇已离校到教育部任职，庄前鼎接任航空研究所所长。

    1938年4月航空研究所迁往成都，借四川大学部分房屋，及另租部分房屋，开展研究工作。在川期间，庄前鼎计划重建一座5英尺口径实验风洞。后因清华决定将航空研究所由川迁滇，只好放弃了这一计划。同年夏天，航空机械学校致函请航空研究所代为设计建造3英尺口径小型航空风洞，以供教学之用。航空研究所很快建成一座1英尺口径的航空风洞，捐赠给航空机械学校。后来在1939年，航空研究所在昆明重建了５英尺口径航空风洞。按照南昌大风洞的设计，缩小到1/3，与清华第一个5英尺口径风洞相仿。而其长度则由50英尺展至70多英尺，风洞外壳是用钢板铆接的，马达利用之前由清华南运到的昆明的德国电动机。庄前鼎和冯桂连教授主持了风洞建造工作，于1940年夏竣工，为当时国内唯一可用风洞。庄前鼎和冯桂连于1941年10月在中国工程师学会第十届年会上发表了论文“清华航空研究所风动试验报告”，并获第一名得奖论文。这是清华在1936年获论文第一名奖后，再次获此殊荣。

    清华机械工程系航空组，在清华南迁时期，实际上仍与清华航空研究所是合一的。第三届学生11人先在南昌上课，课程由研究所教授们担任，后又随航空研究所去成都，仍由研究所教授讲课直至1938年7月毕业。1938年秋，西南联大成立航空工程系，至此，完成了其历史使命。在清华航空组存续期间，先后培养了3届毕业生共计30名。这些毕业生多数在工作岗位上表现优良，很快成为当时中国航空科技与教育的骨干与中坚力量，其中也包括不少后来为新中国的航空、航天科学与教育事业发展做出杰出贡献的专家学者。而他们的成功，受益于在清华大学机械工程系的教育与专业训练，与以庄前鼎为代表的一批教师辛勤劳动、精心培育也是分不开的。

    清华机械工程学系在创建初期，在庄前鼎的领导下，也非常注重机械工程学科建设的一些基础性工作。如编订英汉对照机械工程名词，翻译外文专业书籍，编写中文机械工程教材、订购国内外学术期刊和专业书籍等，都属于努力进行或鼓励开展的工作。其中尤其值得称道的是，编订《英汉对照机械工程名词》、统一机械工程专业名词的工作。1932年，中国工程师学会为了推动解决中文工程名词的统一问题，委托刘仙洲承担《机械工程名词》的编订工作。” 1928年，中国工程学会曾编订了《机械工程名词草案》一册，但收词太少，仅两千余条，难以满足机械工程发展的需要。刘先生承担编订机械工程名词的任务后，得到庄前鼎和机械系青年教师的大力支持。刘先生投入大量精力，勤勉认真工作，石峻吉、曹国鼎、金希武等青年教师努力帮助搜集、整理部分资料，最后由庄前鼎先生帮同审订。此项工作历时一年半时间，名词总计达1万1千余条。在“民国廿三年七月，编订完竣。立即付印，共印五百册。至廿四年春季，即行售罄。”此后各地来函索购者，一直不绝。1936年5月，中国机械工程学会在杭州成立，成立大会的一项提案是尽快增订再版 《英汉对照机械工程名词》。当选机械工程学会副会长的庄前鼎，回校后告知刘仙洲，学会委托他进行增订再版工作。刘仙洲教授接到任务后，立即开始工作，历时三个月，终于告成。增订后的《英汉对照机械工程名词》词汇总计约二万则，数量约增加一倍。刘仙洲修订的《英汉对照机械工程名词》，广受机械工程界的欢迎，此后又多次再版，不仅对机械工程名词的统一发挥了重要作用，而且对中国机械工程教育和学术的本土化产生了深远影响。

    在庄前鼎先生倡导下，机械工程系师生对学术交流工作都十分重视。在建系之初的1932年，就成立了清华大学机械工程学会，开展学术交流活动。1933年2月23日刊行的《国立清华大学校刊》第四八四号刊登有《机械工程学会上学期收支账目表》，其中清楚显示了会费收支情况，当时在学的22名学生和教师庄前鼎、刘仙洲、王士倬、褚士荃都缴纳了会费，说明机械工程学会的会员是机械工程系的全体师生。学会的工作除了学术交流活动与组织学术讲演外，还包括发展会员和联络校外机械工程界，出版印刷刊物，以及举办机械工程系体育运动会等。

    1936年10月，机械工程学会与机械工程学系共同创办了《清华机工月刊》，为此机械工程学会召开大会成立了出版委员会，推举庄前鼎担任出版委员会主席，刘仙洲任总编辑。从第四期开始，因庄前鼎借调中央机器厂，改由机械系代理主任李辑祥担任主席，刘仙洲继续任总编辑。这是一份带有学术性的刊物，出过八期（七、八期为合刊），后来因为全面抗战开始而被迫告终。学术刊物的创办，为师生的学术交流创造了良好的氛围。在《清华机工月刊》创刊号的发刊词中，庄前鼎指出办刊目的包括五个方面：“(一)发表研究心得。(二)介绍机械工程知识，以引起一般青年对于机械工程之兴趣。(三)传播国内外机械工程界之新闻。(四)报告本系发展及工作情形。(五)联络本系师生及毕业同学间之感情。”一些教授的重要文章曾在此刊上发表，如创刊号上发表的刘仙洲的“我国机械工程教育应当改进的途径”、庄前鼎在第二期上发表的“健全的工程师”等文，都是有十分影响的文章。

    《清华机工月刊》创刊时，清华机械工程系第一届毕业生已经走上工作岗位，刊物对他们工作、深造信息有较全面的反映。庄前鼎在发刊词中称：“今夏第一届毕业同学二十人，除四人留学欧美各国六人派赴航空委员会任事外，其余早获有相当职务，而各方面延揽函件纷至沓来，大有供不应求之势。由此足见国家对于机械工程人才之急切需要，本系同人更不得不努力自勉也。”从该刊第二年反馈的信息看，机械系毕业生受到用人单位欢迎，不少第二届毕业生在毕业前已被单位选中，计划录用。这说明机械工程系的教育与人才培养工作是相当成功的。当时机械系在学的第二届学生总数为31人，但毕业生名单记录为32人。经核对档案记录发现，1932年入学后分在动力组的李汝谦，是与第二届学生一起毕业。可以确定，1937年毕业的32名学生中，22名为动力组学生，10名为航空组学生。说明前两届学生的合格率是非常高的，而学生表现也相当好，《清华机工月刊》刊登的学生文章和论文也提供了许多学生表现出色的具体实例。

    《清华机工月刊》创刊时，清华机械工程系第一届毕业生已经走上工作岗位，刊物对他们工作、深造信息有较全面的反映。庄前鼎在发刊词中称：“今夏第一届毕业同学二十人，除四人留学欧美各国六人派赴航空委员会任事外，其余早获有相当职务，而各方面延揽函件纷至沓来，大有供不应求之势。由此足见国家对于机械工程人才之急切需要，本系同人更不得不努力自勉也。”从该刊第二年反馈的信息刊，机械系毕业生受到用人单位欢迎，不少第二届毕业生在毕业前已被单位选中，计划录用。这说明机械工程系的教育与人才培养工作是相当成功的。当时机械系在学的第二届学生总数为31人，但毕业生名单记录为32人。经核对档案记录发现，1932年入学后分在动力组的李汝谦，是与第二届学生一起毕业。可以确定，1937年毕业的32名学生中，22名为动力组学生，10名为航空组学生。说明前两届学生的合格率是非常高的，而学生表现也相当好，《清华机工月刊》刊登的学生文章和论文也提供了许多学生表现出色的具体实例。

    庄前鼎等清华机械工程系的教师，不仅与学生一起在校内建立了机械工程学会，而且还致力于促进全国机械工程学界学术共同体的形成和发展。1935年10月10日，由庄前鼎、刘仙洲、王季绪、杨毅、顾毓瑔、王士倬、李辑祥等7人，向全国机械工程学界同仁发出通函70余份，发起成立中国机械工程学会的倡议，征求列名发起。截止当年12月10日，复函赞成者有54人。此后正式开始组织筹备委员会，向发起人寄送选举票。截止1936年1月11日，收到选举票40份。开票结果，以庄前鼎、王季绪、杨毅、刘仙洲、李辑祥五人得票最多，当选为筹备委员会委员。1月15日举行会议，在清华大学正式成立中国机械工程学会筹备委员会。会议形成决议，决定：

    （1）拟定本会简章草案。分寄各地发起人征求意见；

    （2）规定本会成立大会日期及地点。因会员多为中国工程师学会会员，故规定乘该会年会在杭州开会之便，同时期举行；

    （3）继续征求发起人。在成立大会前，由筹备委员会继续征集。

    在7名最初发起人中，庄前鼎、刘仙洲、李辑祥、王士倬4人为清华机械工程学系教授，另外王季绪当年也曾担任清华机械系画法几何课程讲师。而筹备委员会5人中，有4位是清华机械系教师。

    在大会召开前，筹委会共征集到发起人151人。1936年5月21日，学会成立大会在杭州举行，选举黄伯樵、庄前鼎为正副会长。

    此后，清华大学机械工程学系第一个成为中国机械工程学会的团体会员，进一步推动了中国机械工程学会的建设与发展。庄前鼎曾多次连续被选为学会副会长，为机械工程学会的早期发展做了大量的工作。

    清华大学机械工程学系创立以来，在其早期发展过程中，每一进步都浸透着庄前鼎先生的奉献。他将教学、科研与行政管理有机结合了起来，忘我工作、一丝不苟，努力提升学生的思想和专业素质，推动机械、动力和航空学科建设与发展，为改变我国教育与科学的落后面貌，促进科学教育事业的发展做出了不懈的努力。庄前鼎先生勇于探索，不断开拓新的研究方向，为我校机械工程及相关学科的发展奠定了坚实基础。

    他的贡献值得我们永远铭记！

撰稿：冯立昇（清华大学图书馆 科技史暨古文献研究所）