黄文虎 毕生科研报国情

|文·聂容止

2022年5月19日，中国工程院院士、机械动力学家、哈尔滨工业大学原校长黄文虎因病医治无效，在哈尔滨逝世，享年96 岁。

黄文虎长期致力于一般力学、动力学与控制学科领域的教学和研究工作，是我国卓越的机械动力学家，取得了多项重要创新性成果。他生前曾获国家科学技术进步二等奖、航空航天部科技进步二等奖、黑龙江省科学技术进步一等奖，推动了我国航天器动力学与控制等工程科学的发展，是中国振动工程研究的倡导者和开拓者之一。

他在战火中立下了科技报国的志向，在枯燥的实验中实现了一次又一次科研的突破，在教书育人的过程中培育了一批又一批饱学之士……

他长期从事振动、控制及稳定性理论方面的研究工作，完成多项国家“863”高技术项目、国防“973”项目，在卫星动力学与控制、捆绑火箭结构动力分析、汽轮机叶片的振动设计及汽轮发电机组的故障诊断方面完成了多项高技术攻关课题，取得了创造性的成果。

黄文虎的一生，是老一辈科学家科研报国的真实写照。

立志科技报国

1926年7月22日，黄文虎出生在上海市一个普通职员家庭，因生肖属虎，父母给他取名“文虎”。黄文虎在家中6 个兄弟姐妹里排行老大。因为生活拮据，出生不久，黄文虎就被送回老家浙江省永康县陬山乡(现永康市舟山镇)，由祖父母抚养。

虽然家境并不富裕，但父亲对子女的要求非常严格，希望他们都能读书成才。于是，黄文虎5 岁便开始在永康读小学。后来，他回忆：“当时小学很简陋，就设在一座祠堂内，进出校门的台阶没有护栏，我还曾在与同学嬉闹中摔得头破血流。”

为了寻求更好的学习条件，10 岁时，黄文虎带着行李离开家乡，独自一人到百里之外的邻县金华中学附小住校上学，整个中学时代也都在金华度过。黄文虎说，当时记忆最深的，是金华的老城墙和蜿蜒曲折的婺江，以及江畔那高耸的八咏楼。

然而，1937年抗日战争全面爆发，黄文虎平静的生活和继续求学的梦想也因日军的入侵而粉碎。那段颠沛流离的求学经历给黄文虎留下了难以磨灭的印象。

为了躲避日军的轰炸，金华中学从城里搬到了敌后，学习环境和条件异常艰苦。但当时的师生们都深刻地认识到，国家处于危急存亡关头，只有坚持学好本领，才有可能拯救国家。虽然条件艰苦，但学习氛围非常好，学习热情也很高，他们一边逃难一边读书，整整8年才上完初中和高中课程。1945年，19 岁的黄文虎考入浙江大学电机系。

正是这段艰苦的岁月，让黄文虎逐渐萌生了为建立一个强大的中国而奋斗的远大志向。也让他认识到，中国之所以落后是因为科技落后。于是他毅然选择了科技救国、育人强国这条路，从此便矢志不渝地走了下去。

他后来回忆：“国家处于危急存亡关头，只有努力学好本领，才有可能拯救国难。 我们这代人都是怀着这样一颗为国家为民族而努力学习的赤子之心，度过了颠沛流离的求学生活……”

新中国成立时，他刚好大学毕业。

20世纪50年代初，800 多名青年师生响应国家号召，从全国各地齐聚哈尔滨工业大学（哈工大）。短短10 余年里，他们创办了24 个新专业，为哈工大乃至全国高等教育界创设了一批新兴学科，一个以机电、电气、土木、工程经济等为主的专业教学体系基本建成，为国家工业化建设解决了“燃眉之急”。而这支平均年龄只有27.5 岁的教师队伍，就是后人常常提起的哈工大“八百壮士”。黄文虎正是这“八百壮士”之一。

在浙江大学临毕业时，杭州解放，黄文虎应召参军，在杭州市军事管制委员会领导下，参加杭州电信局的接管工作。工作接束后，本可以安安稳稳过一生，但他却选择了另一条更为艰辛的路。

1950年，黄文虎怀着参与建设新中国的迫切心情，告别江南水乡来到了寒冷的北国冰城哈尔滨，就读于哈工大研究生班。从南方到北方，黄文虎看到了祖国不一样的风貌。后来他回忆，来哈尔滨的路上，看到路边很多烟囱冒烟，以为冒烟的地方就是工厂，看到有这么多“工厂”，他们感到十分振奋，后来才知道那些只是采暖锅炉。

1953年，黄文虎从研究生班毕业留校任教。那时，因学校扩大，急需基础课师资，他接到了一项艰巨的任务：转行，向苏联专家学习理论力学，专攻动力学和振动。“国家有需要，作为热血青年，当然是义不容辞。”就这样，他服从分配、改换专业成为理论力学研究生，一边跟苏联专家学习理论力学，一边做教师给学生上课，从此和力学与振动事业结下不解之缘。

对幸福的执着追求

“什么是幸福？对我来说，破解科技难题，那才是什么都比不了的幸福。”正是对这种“幸福”的执着追求，才使黄文虎成为中国卓越的力学和振动工程专家，成为中国故障诊断技术的开拓者。他在我国最早创立开展设备故障诊断技术研究，发展了模糊诊断、神经网络等诊断技术；他在卫星、飞船故障诊断技术可行性研究和原理性实验方面取得重要成果，为故障诊断技术在我国航天领域的应用提供了途径……

自留校哈工大后，黄文虎一边学习一边教书，与同事们一起翻译了苏联的《理论力学》等教材著作，这些著作至今仍被广泛采用。 20世纪60年代前期，黄文虎陆续开了几门新课，包括振动理论、空气动力学、 气动弹性力学等，为国家培养了大批人才。伴随着国家的不断强大和哈工大的一步步发展，黄文虎步履稳健地走在了科技报国的道路上。

1972年，黄文虎到哈尔滨汽轮机厂，参加了国产60 万千瓦汽轮机的设计工作。黄文虎到汽轮机厂时，该厂正在设计我国最大容量的60 万千瓦汽轮机，面临着汽轮机整圈连接叶片组振动设计的难题。按气动力要求，该机末级叶片长达1 米，叶片所承受的离心力近万吨，为提高叶片动刚度和强度，决定采用拱形围带和松拉金整圈连接方案。但这一方案结构复杂，调频原则不明，当时国内外尚未见到有关设计方法，这样，长叶片设计就成了60 万千瓦机组设计的一个关键问题。

就在厂里的技术人员对此一筹莫展时，黄文虎勇担重任。他每天骑着自行车到厂里上班，经常加班加点工作，忙着构建力学模型、推导振动公式、设计实验方案。当时，没有国外资料可借鉴，黄文虎凭借的只能是自己长期积累的振动知识。终于，在不懈的努力下，针对大容量汽轮机整圈连接长叶片组的振动设计，他提出了创新的计算方法和调频的“三重点”理论，解决了这类结构振动设计国内外悬而未解的难题。

“三重点”理论在当时是国际首创，填补了我国汽轮机长叶片振动计算的空白。利用这种方法设计出的长叶片既轻巧又安全，节省了大量合金材料，和法国同类长叶片相比，重量减轻了1/3 左右。

由于相关方法对涡轮机叶片组的振动设计普遍适用，很快为国内各汽轮机制造厂和研究所广泛采用，取得了重大的经济效益和社会效益。相关文章《整圈连接叶片组的自由和受迫振动》《具有随机参数的周期性结构的振动》分别于1981年和1982年发表在国际权威期刊《美国航空航天学报》上，该期刊的审稿人认为这是没有别的文章所能比得上的。

改革开放后，我国进入社会主义建设事业的新时期，黄文虎的教学科研事业也迎来了新高峰。

彼时，国内用电量剧增，但是发电装机容量不足，且发电设备经常出现故障，从而导致电力紧张，各地频繁停电。黄文虎认为“科研项目要适应国家需要”，于是他将目光聚焦在“设备故障诊断”的研究上。

设备故障诊断是一种给设备“看病”的技术。20世纪80年代初，该技术研究在中国尚处于起步阶段。黄文虎和转子动力学专家夏松波带头成立了哈工大“设备故障诊断课题组”，并连续承担了有关故障诊断技术的国家“六五”“七五”“八五”国家科技攻关项目。

除此之外，黄文虎团队还承担了“汽轮发电机组振动故障诊断机理研究”“轴系稳定性及轴承故障研究”“多台200 MW 机组故障诊断研究”等一系列课题研究，各种荣誉也随之而来。

1992年9月，我国载人航天工程立项，并明确了“三步走”的发展战略。为了跟随国家航天发展的需求，黄文虎将研究重点转移到飞船故障诊断技术研究上。当时的“神舟”系列飞船还没有完整的故障诊断系统方案。

故障诊断系统是保证飞船在运行过程中及时检测并排除故障、保证航天员安全的不可缺少的系统。黄文虎形象地解释：“汽车如果出现了故障，还可以停下来检修。但飞船一旦上了天，是不可能给你检修机会的。”因此，提高飞船的故障检测和诊断能力至关重要。

这是一个很大的难题，也没有任何资料可参考。但凭着多年在民用系统故障诊断方面的丰富经验和对相关领域国际先进经验的充分了解，以黄文虎为首的哈工大动力学与控制研究所在1994年-1996年3年间成功完成了“飞船船载故障诊断技术研究”和“飞船地面故障诊断技术研究”，并分别获航天工业总公司和航天部科技进步三等奖。

然而，黄文虎却谦虚地说：“和那些重大工程相比，我们承担的项目只是载人航天工程中非常小、非常局部的一部分。”

因为在航天器减振、隔振技术研究、流体动力学若干新技术研究等方面的卓越贡献，1995年，黄文虎当选为中国工程院院士。

2003年10月15日9 时，中国第一艘载人飞船“神舟五号”成功发射。黄文虎率领团队完成的故障诊断系统保证了“神舟五号”的顺利发射和安全运行。

“取得科技创新成果成功的喜悦，是多少金钱和多高的官位都换不来的。”谈到科技创新，黄文虎曾说，“生产的需要比10 个大学更能推动科技的发展。只有不断挑战生产中需要解决的问题，才能获得更多实用的科技创新成果。”正是对这种“幸福”的执着追求，黄文虎才得以成为中国“故障诊断”技术的开拓者，书写了不一样的振动人生。

育人者黄文虎

作为著名教育家，黄文虎在不断攀登科学高峰的同时，还注重对人才创新能力的培养。他最为自豪的是亲自参与筹建了“飞行器结构强度”“空间飞行器设计”两个专业，为我国的航天事业培养了一大批骨干人才。

在师生心中，黄文虎不仅是一位可亲可敬的长者，更是一位切实有为的教育家。他担任过哈工大校长、第一任研究生院院长，是我国首批博士生导师之一。

毕业留校后，黄文虎不仅积极参加教育改革、院系调整，建设新专业核心课程，还要组织教学、研究教学方法。由于勤奋好学、认真敬业，他很快在年轻教师中脱颖而出，挑起了工程数理力学系副主任的担子。1983年1月21日，他被任命为哈工大校长。

从教几十年，黄文虎门下弟子如云，博士就有70 多人，其中不乏中国科学院院士。传道、授业、解惑，黄文虎乐在其中，桃李满天下，一批批学子在各条战线上承担着国家建设的重任，是他最大的骄傲。

他认为，学校教育应该花大力气，培养学生的自主创新能力。对于博士生的培养，他提倡论文与课题任务两面兼顾，既安排时间要求学生尽可能好地完成工作任务，又鼓励学生提出新的学术观点和见解，进行创造性的科研实践。这样既丰富了学生的理论知识，又提高了学生的创新能力。

在一次讲座中，他对学子说：“在大学里，除了获得‘扎实基础’这粒种子外，还需要获得‘学会做人’这另一粒种子，只有好好抓住这两颗种子，才能孕育自己以后人生的茂密森林。”

学生们感叹：跟黄老师学习，学到的不仅是知识，更学到了做人做事的道理。“严师、慈父、良友”，这就是学生心中的黄文虎。

黄文虎一直把吸引人才，留住人才，发挥人才的聪明才智作为科技教育创新的基础、办法。“有了人才就有了一切，就不怕没有高水平的科研成果。”黄文虎经常这样说。一所大学除了要有一流的硬件设施，雄厚的师资力量，还要有宽松的外部环境，这个外部环境不仅仅是实验场地、工资待遇，更重要的是尊重知识，尊重人才的良好氛围。

黄文虎不仅桃李满天下，在他的言传身教下，长子、长孙，一家三代都将自己的青春奉献给了中国的科研事业。

黄文虎曾作自述诗一首：“冥顽何曾与世争，读书偶露小聪明。风云际会酬初志，边境虚空忝盛名。廉颇老矣诗作饭，渊明归去笔堪耕。杏坛孺子气如虎，志在扶摇万里程。”他以最后两句诗寄语年轻人。他说，如果青年学生能立志高远、打好基础、拓宽眼界、善于创新，一定大有作为。

黄文虎以其治学为人的高尚品德、开拓创新的科学精神，为我国科研事业奋斗了一生。