第4章
101航空航天工程学
1947年10月14日，阿姆斯特朗进入普渡大学一个月后，一名空军试飞员突破了神秘的“声障”[1]——后来，阿姆斯特朗曾与他一起驾驶飞机——他就是查尔斯·艾伍德·“查克”·耶格尔（Charles E.“Chuck”Yeager）机长。他所驾驶的贝尔X-1以火箭发动机为动力，飞行速度超过1马赫[2]。在军方对跨声速研究项目保密前，《洛杉矶时报》（Los Angeles Times）和《航空周刊》（Aviation Week）中曾出现过有关X-1性能方面的报道。此时，全国的航空学院和航空学学生都在讨论“突破声障”的意义。
这一飞行新时代的开启令尼尔喜忧参半。“当我长大成为一名飞行员时，一切都变了。我小时候热爱的飞机消失了。在成长的过程中，我一直对第一次世界大战中飞行员的骑士精神感到万分钦佩——他们是弗兰克·卢克（Frank Luke）、埃迪·里肯巴克（Eddie Rickenbacker）、曼弗雷德·冯·里希特霍芬（Manfred vonRichthofen）和比利·毕肖普（Billy Bishop）。但到第二次世界大战时，空中骑士精神似乎消失了……空战变得毫无人情味。飞行纪录的保持者们——约翰·阿尔科克（John Alcock）和亚瑟·惠特滕·布朗（A. W. Brown）、哈罗德·盖蒂（Harold Gatty）、查尔斯·林德伯格（Charles Lindbergh）、阿梅莉亚·埃尔哈特（Amelia Earhart）和吉米·马特滕（Jimmy Mattern）——他们分别在飞越大洋、飞越两极地区、到达世界各地方面取得了成就。我很沮丧。因为对于一个沉迷于飞行、为飞行着迷并意欲献身于飞行的人而言，我未能为下一代在历史上留下我的一笔。对此，我非常失望。我错过了飞行史上的最佳时期和最棒的冒险经历。”
阿姆斯特朗去上大学时，美国宇航局的前身美国国家航空咨询委员会（National Advisory Committee for Aeronautics，NACA）和刚组建的美国空军正雄心勃勃地建设新的研究设施，用于跨声速学、超声速学和特超声速学（特超声速约等于5马赫，到达次速度后受空气动力加热的影响较为明显）的研究。
1947年9月至1955年1月期间，阿姆斯特朗在普渡大学进行航空航天工程学项目研究。也是在此学习期间，他前往部队服役3年。与此同时，全球航空业迎来一个惊人的新时代。X-1完成其划时代的首飞后3个月，美国国家航空咨询委员会启动了全国首个特超声速（速度可达7马赫）风洞。数月后，正值阿姆斯特朗第二学期初，韦纳·冯·布劳恩（Wernher von Braun）博士带队的一支陆军火箭队在新墨西哥州的白沙导弹试验场发射了一枚V-2导弹，飞行高度约为110千米。在普渡大学的第一学年，阿姆斯特朗见证了康维尔公司（Convair）XF-92飞机的首飞，这架飞机拥有全新研发的三角机翼。首位民用机试飞员赫伯特·H. 胡佛（Herbert H. Hoover，与美国前总统胡佛并无亲属关系）驾驶该飞机的飞行速度超过1马赫。无水平尾翼的X-4飞机进行了首飞。此外，对解决“滚转耦合”的高速问题具有重要作用的空气动力学理论也发表了。
1949年春季，阿姆斯特朗暂离普渡大学去服兵役。正是在此数月中，美国陆军首次正式要求建立地对空反弹道导弹系统。同时，杜鲁门总统签署了一项关于建设一个射程8000余千米的导弹试验场的法案，后该试验场建设于佛罗里达州肯尼迪角。此外，一枚单级苏联火箭携带大约120千克的有效载荷[3]飞行至110千米的高度。同年夏天，阿姆斯特朗在彭萨科拉接受飞行训练时，一枚V-2火箭将一只活猴子送上了134千米的高空。与此同时，美国军方在一次高度为21千米的飞行中首次使用了部分加压服。首位使用弹射座椅的美国飞行员以926千米/小时的速度逃离了女妖（Banshee）喷气动力F2H-1飞机。
1952年9月，阿姆斯特朗重返航空工程学习时意识到，航空学（aeronautics）的世界正在演变为“航空宇宙”（aerospace）的世界。1950年，肯尼迪角进行了首次导弹发射，此次人造物体的发射速度达历史新高——9马赫。1951年，美国空军开始了首个洲际弹道导弹计划，此为“擎天神”（Atlas）计划的前身。擎天神计划将第一批宇航员送入轨道。次年，位于宾夕法尼亚州约翰斯维尔的海军医疗航空实验室启用了一台离心机，可将人体加速至40个g的重力加速度。同年，美国国家航空咨询委员会研究员哈里·朱利安·艾伦（H.Julian Allen）预测，导弹和宇宙飞船的返回升温问题可以通过将机头形状从锐头改为钝头来避免。由此，水星号、尼尔服役的双子星8号和阿波罗11号均可以“钝头”原理进行改造。1953年11月，尼尔返回校园的第一年，美国国家航空咨询委员会的试飞员艾伯特·斯科特·克罗斯菲尔德（A. Scott Crossfield）驾驶道格拉斯的D-558-2飞机，成为首位以2马赫速度飞行的人。尼尔大学毕业后次年进入美国国家航空咨询委员会工作，成为加州高速飞行站的一名试飞员。在此地，他驾驶X-15特超声速试验飞机飞行了7次。
1955年1月，大学毕业后的尼尔发现自己沉浸于这一太空时代的新世界中。
在20世纪40年代初期，只有不到1/4的美国人完成了中学学习，进入大学的人数更是低于总人口的1/20。当时很多乡下社区的美国人的平均受教育程度为初二水平。1944年，随着《美国军人权利法案》（GI Bill）的通过，截至20世纪50年代初，大学生的人口比例已上升至25%。
尼尔是家中第二位大学生，第一位是他的叔祖父。早期的太空计划中，多数宇航员和工程师均拥有大学学历。尼尔后被麻省理工学院录取，但他还是决定去距沃帕科内塔350千米的印第安纳州西拉法叶的普渡大学上学。
阿姆斯特朗听说了美国海军航空学院4年奖学金项目，该奖学金项目被称为“霍洛威计划”（Holloway Plan），要求学生完成7年的学业：在美国海军认可的任意一所学校学习2年，再服3年兵役，之后继续完成后2年的大学学业。阿姆斯特朗的体检记录显示，他的体重为65公斤，身高1.77米。医生认为他的体型和外貌为“运动型”，体态“良好”，体格“中等”。阿姆斯特朗直立时心率为88次/分钟，运动后的心率为116次/分钟。阿姆斯特朗在成为试飞员和宇航员后时常被指出心率略微偏高，这在他最初的心率数据中已显出端倪。
该体检数据还记录了过去一年中阿姆斯特朗共单人飞行20小时。按每小时7美元的飞行费用计算，阿姆斯特朗在飞行上花费了140美元（约合2018年的1830美元）。从辛辛那提的伦肯机场坐出租车到市中心的试验场需7美元，“这似乎是一个天文数字，因为我驾驶飞机也只需要7美元”。
尼尔回忆道：“我被录取了。我很高兴，因为能够上大学，还不用交学费。这笔买卖很划算。”
根据1947年5月14日尼尔收到的海军任命信，他所取得的38分相当于普林斯顿大学学术能力测试（SAT）的592分。该分数在所有即将进入大学的学生中可排名前1/4。
在收到海军这个好消息的一个月前，尼尔被普渡大学录取。“我对自己的工程学专业非常满意。”
相较于麻省理工学院，普渡大学的航空工程学重实践而非理论。第一学期中，航空学院的新生们学习了焊接、机械、热处理金属和砂铸造。尼尔每周有6天课，每天上午有3个小时的理论课，下午有3个小时的实验课。
尼尔没有参加海军后备役军官训练团，为了达到霍洛威计划的要求，他在大学乐队演奏，该乐队相当于军乐队。第一学期，他住在拉法叶公寓。此后，他一直租住学校附近的一间房子。尼尔第一年的平均绩点为4.65，相当于B-。
尼尔在第二学期快结束时写了一封罕见的信，信中详述了他的大学生活：
爱你们的尼尔
1948年秋，尼尔收到通知——他将于3个学期的学习和1个学期的暑期学习结束后提前服兵役。
1949年2月，尼尔在普渡大学进行了4个学期的学习后，进入海军接受飞行训练，当时他只有18岁半。1952年9月，他回到大学时，才刚满22岁。“我真的老了，”他笑着说，“我回到大学时，孩子们看起来很年轻！”
进行大量的操作飞行练习、接触高性能飞机后，阿姆斯特朗想到一个可以同时满足自己设计飞机和驾驶飞机的愿望的办法。1954年夏天，他在马里兰州帕塔克森特河海军飞行测试中心实习，这为他的职业目标奠定了基础。阿姆斯特朗开始在普渡大学修习他的专业课，他没有一门工程类学科的成绩低于5分（有的能达到6分）。阿姆斯特朗曾在通用工程学、飞机设计和细节设计这门课上取得非常优异的成绩，同年秋季的那个学期，他还教授了这门课程一段时间。返校后的这段时间里，他在学业方面取得了很大进步。同样，他的社交方面也取得了进步。他加入了Phi Delta Theta大学生联谊会，住在该联谊会的房子中。阿姆斯特朗在学校的综艺节目中参演了联谊会的音乐节目。次年春天，他成为联谊会的音乐总监。在“大学代表队”中，尼尔创作并执导了两部音乐短剧，分别是《白雪公主和七个小矮人》（Snow White and the Seven Dwarves）和《大学的土地》（The Land of Egelloc）［“Egelloc”由“大学”（college）这个单词倒着拼写而成］。他的执导事业影响了他的成绩，他得了几个C，因此退出了核物理导论课程的学习。
18岁的珍妮特·希伦（Janet Shearon）是他的初恋，她的出现无疑进一步分散了尼尔对学业的注意力。尼尔在由珍妮特的姐妹会和尼尔大学的兄弟会共同举办的派对上遇到了当时的家政学学生珍妮特。一天清晨，他们进行了第二次交谈，当时她正在去家政学实验室的路上，而尼尔正在送校报。尼尔还为当地的一家罐头厂开卡车运送西红柿，夏天还挨家挨户地卖菜刀。
作为美国海军预备役的一名军官，他有时会在周末与普渡大学的海军战友们拼车前往芝加哥以北的伊利诺伊州格伦维尤的海军航空站（NAS Glenview），驾驶F9F-6战斗机。1953—1954学年中，他担任普渡航空飞行俱乐部的主席。俱乐部仅有的几架小型飞机都停放于拉法叶的阿雷兹机场：那里有一架艾龙卡飞机、一架两人座派珀（Piper）飞机和一架四人座派珀飞机。
1954年的一个周末，阿姆斯特朗在俄亥俄州的一次飞行会议后遭遇了一次小事故。尼尔本以为他能够开着俱乐部的艾龙卡飞机飞到沃帕科内塔，但他在当地一处农地硬着陆，飞机遭到损坏，无法继续飞行。因此，尼尔取下机翼，用外祖父的拖车把拆开的飞机送回西拉法叶。阿姆斯特朗在1955年1月初完成了他的最后一门课程。他没有参加毕业典礼，而是回到沃帕科内塔，为进入克利夫兰的美国国家航空咨询委员会刘易斯研究中心（NACA Lewis）工作做准备。普渡大学将他的航空工程学士学位证书寄给了他。最后，他的平均绩点是4.8分（满分6分），这在航空航天这个要求很高的领域中也算是相当优秀的成绩了。近7年来，他的表现非常出色。从海军返校后，他的平均绩点为5，相当于34门课程中有26门课程成绩为A或B。
在阿姆斯特朗的余生中，工程学家是他的主要职业身份。即便是在他做试飞员和宇航员的那些年里，他也认为自己是一名航空航天工程师。与同僚不同，他的梦想是编写工程学教材。他说：“我是个脚穿白袜子、身戴笔帽的书呆子工程师。我生于热力学第二定律的时代，沉迷于水蒸气表，热爱受力分析图，受拉普拉斯变换之影响，由可压缩流向前推动。作为一名工程师，我深深地为自己的专业成就感到自豪。”
事实上，与其说是科学实现了登月的理想，还不如说是工程学实现了这一切。而工程师将是首位踏上另一个星球的人。
[1]声障（sound barrier），又称音障。大展弦比的直机翼飞机在飞行速度接近声速时会出现阻力剧增、操纵性能变坏和自发栽头的现象，飞行速度也不能再提高，因此人们曾以为声速是飞机速度不可逾越的障碍，故有此名。
[2]马赫，表示速度的量词，一般认为相当于340.3米/秒，通常用于表示飞机、导弹、火箭的飞行速度。其命名是为了纪念奥地利学者恩斯特·马赫（Emst Mach）。
[3]有效载荷，航天器上装载的为直接实现航天器在轨运行要完成的特定任务所需要的仪器、设备、人员、试验生物及试件等。