皮箱情深
年轻的共和国百废待兴，各行各业都急需技术人才。这时的孙家栋刚刚22岁，这个年龄的人个个都想多学一些科学技术，在新中国一穷二白的版图上画出最美最好的图画。
1951年7月，经过多轮考核、层层选拔审批，孙家栋以其优异的工作业绩随同另外20多名军人前往北京接受最后一轮面试选拔。那时北京的空军招待所在前门附近，全军被选送来的300多名优秀军人在这里接受多项内容的挑选。炎热的盛夏，英姿飒爽的年轻军人在当时叫作棋盘街，实际就是现在天安门广场南侧毛主席纪念堂那里进行操课，最终在300多人中选出30人确定去苏联茹科夫斯基空军工程学院读书，孙家栋被荣幸选中。这30人中有10名从新四军中选出，10名从嫩军中选出，还有10名从哈工大和航校中选出。这样的人员搭配主要是考虑到这些人员文化水平和基础知识的参差不齐，在新四军、说军中选拔出来的学员虽然大多有过战斗经历，但文化水平低，而孙家栋他们这些从哈工大或航M拔出来的正好与他们结对互助。孙家栋被确定在苏联茹科夫斯基空军工程学院飞机设计专业学习。
孙家栋与这些被选定的学员立即开始了奔赴苏联的出国教育和行前准备。国家为了培养自已的空军专业技术人员是不惜代价的。在当时物资很匮乏的年代，空军特地选择了质地最好的毛哔叽衣料为他们量体裁衣，定做了合体笔挺的军装。1.80米个头的孙家栋本来就身材魁梧，套上合体定做的新军装后，更是显得英俊、潇洒。在那个艰苦朴素的年代，他们试穿新军装时就引起了许多人的好奇，不仅是在国内，以至于后来出现在莫斯科街头的时候，也常常会招来异国他乡人们尤其是漂亮的俄罗斯姑娘扭头注视的目光。
他们这批前往苏联的留学生，组织上除了装备合体的军装外，每人还配备了一个当时很时髦的牛皮箱和上课用的牛皮文件包。这只牛皮箱装着孙家栋的一片憧憬，装着孙家栋的美好理想和拳拳报国之心。所以，孙家栋对这只牛皮箱和牛皮包情有独钟。
几十年过去，孙家栋在一次搬家时，在到处堆放的行李中只见一个颜色发旧、瘪不邋遢的旧式旅行箱那么不协调地与几个新式旅行箱排放在一起，帮助搬家的人提议把这个旧箱子扔了。只见孙家栋眯缝着眼笑笑：“哎，这个可不能扔。再说这房子也不缺放它的一块儿地方嘛。”这时，老伴听到这话后赶紧插话：“别看这个箱子旧，可千万不能扔，这可是我们老孙的宝贝挖瘩，我可是一直都没敢怠慢过这个箱子。”说着，悄悄地向孙家栋瞟了一眼，那慈祥友善的目光里分明充满着几丝神秘。
原来，这里面是有一段故事的。当时的空军司令员刘亚楼不仅亲自与他们这些优选到苏联上学的幸运者单独谈话，嘱托国家和军队对他们的期望，还特别下令，给每个人添置一个在当时算是非常奢侈的牛皮旅行箱和一个上课用的牛皮包。后来，孙家栋带着这个旅行箱从北京来到莫斯科，又从莫斯科带回北京，这只宝贝家当一直伴随了孙家栋几十年。现在，它已经成为孙家栋永恒的纪念。
留学苏联
1951年秋天，孙家栋踏上了北上莫斯科的征程。当时他们这些学生到苏联去的交通工具只有火车，从北京出发经满洲里再晃荡一天一夜才能到达中苏边境，而要到达莫斯科则要经过七天七夜的漫长旅途。
历经七天七夜的日夜兼程，一路上的风景都是那么的新鲜，每到停车时间稍长的车站，他们都会下车，或是活动筋骨，或是与当地人闲聊几句。孙家栋由于来之前曾经做过苏联专家的翻译，所以与当地人说话没有什么困难，但他们中的许多人就不同了，尽管在出国时经过严格的考核，理论上成绩很好，口语能力也不错，可与当地人对起话来就完全不是那么回事了，说着标准的俄语，对方竟然就是听不懂。大家问孙家栋是怎么回事？孙家栋谦虚地说：“可能是咱们说的还没有口语化，用词的习惯也不太一样，与苏联教官在一起的日子里我也有过尬，体会太深了，不过没关系，很快就会适应的。”
孙家栋这帮年轻人当时到了莫斯科后，最初的感觉是苏联是一个伟大的社会主义国家，从市政设施、房屋建筑到公路交通、工厂生产规模都是那么的新鲜，在国内时看过苏联和莫斯科的简介，出国教育时也听过莫斯科的逸闻趣事，但百闻不如一见。克里姆林宫对面的那个外形像宫殿一样的建筑很是特别，一打听，原来那竟是一座百货商场。来苏联前对于地下铁路只是听说过，却没有见过的，来到很深的地下后首先就被那庞大的地下工程所折服，尤其是红场下面上下三层的地铁站像迷宫一样纵横交错，这些所见所闻让他们感到了苏联科学技术的先进。对于乘坐地铁，当时还有一个笑话。初到莫斯科，孙家栋他们几人一起坐着长长的滚梯随着轰隆隆的声响，瞬间就从阳光明媚的地面下到了地下十几米的站台，虽然是地下，但也是灯火辉煌，站台上那些光彩夺目的彩色壁画令人盼顾不暇，正在这时，地下火车风驰电掣地驶入站台，车厢的门在他们面前“哧”的一声打开了，他们几个同学绅士般地互相谦让“你先上、你先上”。没想到还没等他们谦让完，车厢的门却“咔”的一声关上了，在他们还没醒过神的瞬间，火车在“唰”的声响中已经离开了他们的视线，孙家栋和同学们你望着我、我望着你，面面相觑、茫然不解，后来才知道，车厢的门是自动开关的。在20世纪50年代就已经使用了自动开关车门，那个年代这种技术的应用绝对可以称之为现代“高科技”这些怎能不使初来乍到的留学生们大开眼界？
孙家栋他们心里暗暗想，绝不能浪费光阴，要刻苦学到先进技术、学习各方面的科学技术，利用好这个机会，实现自己的美好愿望。
国人形容要做成一件大的事情将会“过五关斩六将”，而他们入学以后也首先要过三关，那就是：第一是学习关，第二是生活关，第三是身体关。茹科夫斯基空军工程学院是军校，大家过着有规律、整齐划一的集体生活。尽管这样，学校共青团组织还是会专门指定专门的学生帮助初来乍到的中国学生。比如遇到上课时有笔记记不下来的时候，他们会很主动地把笔记整理好送来。这些都使孙家栋能够体会到苏联同学的淳朴热情。另外，还使他们感到苏联各方面的生活福利比国内要好得多，不要说是军校的学员，就是普通老百姓的供应，包括公费医疗制度都是当时在中国不可想象的。他们在这个不熟悉的环境里经过半年多的磨炼，不仅对周围的情况很快熟悉了起来，而且与当地同学也很快打成一片，与他们融在了一起。这也是中国留学生能够顺利学习的一个必要条件。
为了日后学业的顺利进行，校方非常重视对孙家栋他们这批中国留学生的语言和基础知识进行巩固和加强训练。孙家栋在茹科夫斯基空军工程学院又读了第三次“预科”这便是孙家栋一生中三闯“预科”关的由来。孙家栋他们班这30名学员属于军官学员，但由于基础文化的差别，他们按数理化水平被分成了三个班，孙家栋被编入高班。军校从当时不同的学校抽调来教高中的最好的教师为他们教授数学、化学、物理、俄文。孙家栋之前的文化基础本来就比较扎实，但他利用这次预科机会又进行了一次巩固和提高，这对孙家栋乃至他们这批中国留学生来说，确实是很有价值的一次。整整一年预科学习，他们系统地完成了基础理论的学业，于1952年9月正式进入本科学业。
八年寒窗
在学习问题上，孙家栋总是不断地自己给自己加码，每天除了白天上课以外，晚上基本都要做练习、巩固、预习功课到第二天深夜一两点钟，不论是教室窗户还是宿舍的窗户，总会亮着灯光。
在大批中国留学生留学苏联的时候，无论是莫斯科大学，还是分布在不同地点的其他学院，起床最早的基本都是来自中国的学生，自习课学习到最晚的也是他们，熄灯最迟的还是他们。这批学生对学习都抱有极浓的兴趣，能够来到这所在苏联、在军界首屈一指的世界知名的学校深造，本来就具有莫大的荣誉感。
他们这批人中的军官学员学习不示弱，军体、绘图、军事地理也都样样领先。他们每周有一个下午的军体课，虽然是四个小时，但所有器械、徒手、田径都要全部做一个来回，活动量那是非常之大的，尽管这样，军体教官对他们仍然高标准、严要求，比如双杠运动，上杠要挺拔利索，杠上收腹抬腿必须要标准的90度，否则苏军教官会对着你的大腿或胳膊就是一巴掌，被拍过的地方立刻就会红肿留下一个印记，但孙家栋则从来没有受到过如此“待遇”。那时候，孙家栋的身体素质本来就很不错，但为了具有旺盛的精力和更强壮的体魄，夏天田径场、体操器械、篮球、排球场地上总能看到他的身影，冬天滑冰场、滑雪场也少不了他。严冬季节，茹科夫斯基空军工程学院附近的浩渺森林一片白雪皑皑，平地滑雪是非常耗费体力的一项运动，偌大的森林根本见不到人影，有人偷懒不按规定路线完成科目而抄近道回到目的地，但孙家栋从来都是按照规定不折不扣地完成。他那活泼向上的性格、那副朝气蓬勃的样子，显现出了年轻人报效袓国的雄心壮志。
由于孙家栋刻苦好学、反应敏捷，许多老师都对孙家栋有所偏爱。而孙家栋认为是学校的良好环境将他带入了知识的海洋，而那些老师给他填充了极为丰富的知识。在他的印象中，预科班主任茹可娃老师、讲授通用物理学的卡拉普托夫老师、讲授实用几何学的犹太人老师卡耳贝尔、力学老师、动力学老师，以及体育课老师、教官、辅导员，他们既有很强的实践经验，又有典型的学者风度，他们以身作则、为人师表的点点滴滴都给孙家栋留下了深刻的印象。
