1937年初，冯·卡门应邀先后在英国及欧洲大陆学术访问。国民政府在得知其行踪后，由航空委员会与清华大学邀请其由华绕道返美。清华大学一方面由梅贻琦于1937年3月11日致电冯·卡门，另一方面委托华敦德致电，邀请冯·卡门访问清华大学并视察南昌的航空风洞。
冯·卡门一直非常关注中国航空业的发展。一方面是由于清华大学的缘故：1929年访问清华大学并建议开设航空课程后，冯·卡门非常希望“将孔子的故土引向航空时代”，究竟进步了多少，非常想去亲自看看”。另一方面则是由于日本对中国不断的侵略。1926年，冯·卡门曾帮助日本建立并完善他们的航空风洞，为日本航空业的发展打下了坚实的基础。由于冯·卡门的帮助，当时落后的日本空军迅速追赶上欧美列强的水平。1931年“九一八”和1932年“一·二八”事变中，日本飞机一次次在中国上空如入无人之境，冯·卡门获悉此情时也曾感到了深深的遗憾。由于这两方面的原因，当接到中国方面的邀请后，冯·卡门立即高兴地接受。这既表现出他对中国人民的友好与支持，又表现出他对中国航空业落后现状的担忧以及为中国航空业出力的愿望。后来的过程表明，冯·卡门1937年的中国之行，绝非是一次普通的学术访问，最后竟是高潮迭起，涉及到了中国军事上最为核心的秘密。
（2）会见蒋介石和宋美龄
在接受了中国方面的邀请后，冯·卡门又应俄国学者之邀取道俄国访问讲学。于是，冯·卡门访问中国之前先在俄国耽搁了大约一个月。[12]1937年6月底，在结束了俄国的讲学后，冯·卡门乘坐火车由西伯利亚进入中国东北，7月5日抵达山海关火车站。此时的山海关已经被日本军队占领，冯·卡门亲眼目睹了被占领区人民毫无尊严的生活。华敦德已在山海关火车站等候了一个多星期，见面后他与冯·卡门当晚立刻启程前往北平。
在火车上，冯·卡门被告知他这次中国之行的真正目的：为中国建立一支新空军来抵挡日本的侵略。对此，冯·卡门感到既吃惊又兴奋，他“屏息静听而一时不知所措”。一路上华敦德为他详细地介绍了中国空军的现状以及清华大学南昌风洞的建设情况：中国现有空军的主要基础是从美国和意大利进口的飞机，但这些飞机的操纵和维修太过复杂，中国当时的技术条件不能够胜任。因此，国民党空军高层希望制造结构简单并能够就地取材的国产飞机。南昌风洞就是用来检验国产飞机的设计。风洞一直是在保密状态下进行施工的，华敦德在得到当局的信任后，成为了这项秘密工程的技术顾问。由于当时的设计人员短缺，华敦德果断地提出取消航空机械工程组学生的毕业考试，利用省出的人力、时间，师生协力设计风洞。目前，风洞已经大致完工，华敦德建议为风洞添置一些空气动力学辅助研究设备，但必须空军方面批准才能选购。他希望冯·卡门为其游说国民党高层，坚定其发展空军的决心。冯·卡门一一答应。
7月6日，冯·卡门到达北平，在北京饭店和军方高级将领及清华大学校长梅贻琦、清华大学航空研究所所长顾毓琇等人进行了秘密会谈。会上冯·卡门得到了一个惊人的消息：他将被安排与当时中国的最高统治者蒋介石会面。会后，冯·卡门立即参观了清华大学。他指出：“中国人在理论与教学方法上很优秀，可是不太容易接受实验工作，这可能是受到了传统文化的影响，”“清华的航空研究部门的教师应着重培养学生运用实验设备解决航空重大问题的意识。”他鼓励清华大学的学生：“下一代青年应该有勇气冲破障碍，靠自己的技术与研究、自己的能力、独立的实验，为中国航空开创出个局面来。”随后冯·卡门被聘为清华大学名誉教授。
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