钱学森出国留学的原因是多方面的，主要包括以下几点：

寻求科学知识和技能：

钱学森希望通过留学获取先进的科学知识和技能，特别是在航空工程和空气动力学领域，以提升自己的专业水平。

回国效力：

钱学森留学时就有强烈的愿望回国效力，他希望通过自己的学识为国家的科技发展做出贡献。他深知中国当时的社会环境动荡，国民政府腐败且无能，认为在这样的环境下无法为国家做出实质性的贡献，因此他选择出国留学，期望学成后能够带回先进的科技知识，帮助国家实现现代化。

个人兴趣和职业规划：

钱学森对航空工程和空气动力学有浓厚的兴趣，并且在这一领域展现出了卓越的才能。他选择留学和日后回国从事相关研究，是因为这是他的个人兴趣和职业规划。

优异的成绩：

钱学森在学业上表现出色，是航空专业第一名的成绩，这为他赢得了留学的机会。同时，他还获得了清华大学的公费赴美留学名额，这减轻了他家庭的经济负担。

导师和家族的影响：

钱学森的导师王士卓和家族都鼓励他重视航空工程，并全面了解中华文化，增强对祖国的热爱。这些因素对他决定出国留学和日后回国效力产生了重要影响。

社会环境和国家需要：

20世纪三四十年代，中国正面临内忧外患，许多留学生怀揣着强烈的使命感，希望通过学习国外的先进技术来探索国家的发展道路，实现科学救国的目标。钱学森的选择也反映了当时社会环境和国家的需要。

对祖国的热爱：

尽管在美国取得了卓越的学术成就和优越的生活条件，钱学森内心始终渴望回国，为祖国的建设贡献力量。他的这种家国情怀贯穿始终，成为他留学决策的重要动力。

综上所述，钱学森出国留学的原因是为了实现自己的报国理想，追求学术成就，并回应国家的需要。他最终也履行了自己的诺言，学成后回到祖国，用他的专业知识为国家做出了巨大贡献。