黃文虎 畢生科研報國情

|文·聶容止

2022年5月19日，中國工程院院士、機械動力學家、哈爾濱工業大學原校長黃文虎因病醫治無效，在哈爾濱逝世，享年96 歲。

黃文虎長期致力于一般力學、動力學與控制學科領域的教學和研究工作，是我國卓越的機械動力學家，取得了多項重要創新性成果。他生前曾獲國家科學技術進步二等獎、航空航天部科技進步二等獎、黑龍江省科學技術進步一等獎，推動了我國航天器動力學與控制等工程科學的發展，是中國振動工程研究的倡導者和開拓者之一。

他在戰火中立下了科技報國的志向，在枯燥的實驗中實現了一次又一次科研的突破，在教書育人的過程中培育了一批又一批飽學之士……

他長期從事振動、控制及穩定性理論方面的研究工作，完成多項國家“863”高技術項目、國防“973”項目，在衛星動力學與控制、捆綁火箭結構動力分析、汽輪機葉片的振動設計及汽輪發電機組的故障診斷方面完成了多項高技術攻關課題，取得了創造性的成果。

黃文虎的一生，是老一輩科學家科研報國的真實寫照。

立志科技報國

1926年7月22日，黃文虎出生在上海市一個普通職員家庭，因生肖屬虎，父母給他取名“文虎”。黃文虎在家中6 個兄弟姐妹里排行老大。因為生活拮據，出生不久，黃文虎就被送回老家浙江省永康縣陬山鄉(現永康市舟山鎮)，由祖父母撫養。

雖然家境并不富裕，但父親對子女的要求非常嚴格，希望他們都能讀書成才。于是，黃文虎5 歲便開始在永康讀小學。后來，他回憶：“當時小學很簡陋，就設在一座祠堂內，進出校門的臺階沒有護欄，我還曾在與同學嬉鬧中摔得頭破血流。”

為了尋求更好的學習條件，10 歲時，黃文虎帶著行李離開家鄉，獨自一人到百里之外的鄰縣金華中學附小住校上學，整個中學時代也都在金華度過。黃文虎說，當時記憶最深的，是金華的老城墻和蜿蜒曲折的婺江，以及江畔那高聳的八詠樓。

然而，1937年抗日戰爭全面爆發，黃文虎平靜的生活和繼續求學的夢想也因日軍的入侵而粉碎。那段顛沛流離的求學經歷給黃文虎留下了難以磨滅的印象。

為了躲避日軍的轟炸，金華中學從城里搬到了敵后，學習環境和條件異常艱苦。但當時的師生們都深刻地認識到，國家處于危急存亡關頭，只有堅持學好本領，才有可能拯救國家。雖然條件艱苦，但學習氛圍非常好，學習熱情也很高，他們一邊逃難一邊讀書，整整8年才上完初中和高中課程。1945年，19 歲的黃文虎考入浙江大學電機系。

正是這段艱苦的歲月，讓黃文虎逐漸萌生了為建立一個強大的中國而奮斗的遠大志向。也讓他認識到，中國之所以落后是因為科技落后。于是他毅然選擇了科技救國、育人強國這條路，從此便矢志不渝地走了下去。

他后來回憶：“國家處于危急存亡關頭，只有努力學好本領，才有可能拯救國難。 我們這代人都是懷著這樣一顆為國家為民族而努力學習的赤子之心，度過了顛沛流離的求學生活……”

新中國成立時，他剛好大學畢業。

20世紀50年代初，800 多名青年師生響應國家號召，從全國各地齊聚哈爾濱工業大學（哈工大）。短短10 余年里，他們創辦了24 個新專業，為哈工大乃至全國高等教育界創設了一批新興學科，一個以機電、電氣、土木、工程經濟等為主的專業教學體系基本建成，為國家工業化建設解決了“燃眉之急”。而這支平均年齡只有27.5 歲的教師隊伍，就是后人常常提起的哈工大“八百壯士”。黃文虎正是這“八百壯士”之一。

在浙江大學臨畢業時，杭州解放，黃文虎應召參軍，在杭州市軍事管制委員會領導下，參加杭州電信局的接管工作。工作接束后，本可以安安穩穩過一生，但他卻選擇了另一條更為艱辛的路。

1950年，黃文虎懷著參與建設新中國的迫切心情，告別江南水鄉來到了寒冷的北國冰城哈爾濱，就讀于哈工大研究生班。從南方到北方，黃文虎看到了祖國不一樣的風貌。后來他回憶，來哈爾濱的路上，看到路邊很多煙囪冒煙，以為冒煙的地方就是工廠，看到有這么多“工廠”，他們感到十分振奮，后來才知道那些只是采暖鍋爐。

1953年，黃文虎從研究生班畢業留校任教。那時，因學校擴大，急需基礎課師資，他接到了一項艱巨的任務：轉行，向蘇聯專家學習理論力學，專攻動力學和振動。“國家有需要，作為熱血青年，當然是義不容辭。”就這樣，他服從分配、改換專業成為理論力學研究生，一邊跟蘇聯專家學習理論力學，一邊做教師給學生上課，從此和力學與振動事業結下不解之緣。

對幸福的執著追求

“什么是幸福？對我來說，破解科技難題，那才是什么都比不了的幸福。”正是對這種“幸福”的執著追求，才使黃文虎成為中國卓越的力學和振動工程專家，成為中國故障診斷技術的開拓者。他在我國最早創立開展設備故障診斷技術研究，發展了模糊診斷、神經網絡等診斷技術；他在衛星、飛船故障診斷技術可行性研究和原理性實驗方面取得重要成果，為故障診斷技術在我國航天領域的應用提供了途徑……

自留校哈工大后，黃文虎一邊學習一邊教書，與同事們一起翻譯了蘇聯的《理論力學》等教材著作，這些著作至今仍被廣泛采用。 20世紀60年代前期，黃文虎陸續開了幾門新課，包括振動理論、空氣動力學、 氣動彈性力學等，為國家培養了大批人才。伴隨著國家的不斷強大和哈工大的一步步發展，黃文虎步履穩健地走在了科技報國的道路上。

1972年，黃文虎到哈爾濱汽輪機廠，參加了國產60 萬千瓦汽輪機的設計工作。黃文虎到汽輪機廠時，該廠正在設計我國最大容量的60 萬千瓦汽輪機，面臨著汽輪機整圈連接葉片組振動設計的難題。按氣動力要求，該機末級葉片長達1 米，葉片所承受的離心力近萬噸，為提高葉片動剛度和強度，決定采用拱形圍帶和松拉金整圈連接方案。但這一方案結構復雜，調頻原則不明，當時國內外尚未見到有關設計方法，這樣，長葉片設計就成了60 萬千瓦機組設計的一個關鍵問題。

就在廠里的技術人員對此一籌莫展時，黃文虎勇擔重任。他每天騎著自行車到廠里上班，經常加班加點工作，忙著構建力學模型、推導振動公式、設計實驗方案。當時，沒有國外資料可借鑒，黃文虎憑借的只能是自己長期積累的振動知識。終于，在不懈的努力下，針對大容量汽輪機整圈連接長葉片組的振動設計，他提出了創新的計算方法和調頻的“三重點”理論，解決了這類結構振動設計國內外懸而未解的難題。

“三重點”理論在當時是國際首創，填補了我國汽輪機長葉片振動計算的空白。利用這種方法設計出的長葉片既輕巧又安全，節省了大量合金材料，和法國同類長葉片相比，重量減輕了1/3 左右。

由于相關方法對渦輪機葉片組的振動設計普遍適用，很快為國內各汽輪機制造廠和研究所廣泛采用，取得了重大的經濟效益和社會效益。相關文章《整圈連接葉片組的自由和受迫振動》《具有隨機參數的周期性結構的振動》分別于1981年和1982年發表在國際權威期刊《美國航空航天學報》上，該期刊的審稿人認為這是沒有別的文章所能比得上的。

改革開放后，我國進入社會主義建設事業的新時期，黃文虎的教學科研事業也迎來了新高峰。

彼時，國內用電量劇增，但是發電裝機容量不足，且發電設備經常出現故障，從而導致電力緊張，各地頻繁停電。黃文虎認為“科研項目要適應國家需要”，于是他將目光聚焦在“設備故障診斷”的研究上。

設備故障診斷是一種給設備“看病”的技術。20世紀80年代初，該技術研究在中國尚處于起步階段。黃文虎和轉子動力學專家夏松波帶頭成立了哈工大“設備故障診斷課題組”，并連續承擔了有關故障診斷技術的國家“六五”“七五”“八五”國家科技攻關項目。

除此之外，黃文虎團隊還承擔了“汽輪發電機組振動故障診斷機理研究”“軸系穩定性及軸承故障研究”“多臺200 MW 機組故障診斷研究”等一系列課題研究，各種榮譽也隨之而來。

1992年9月，我國載人航天工程立項，并明確了“三步走”的發展戰略。為了跟隨國家航天發展的需求，黃文虎將研究重點轉移到飛船故障診斷技術研究上。當時的“神舟”系列飛船還沒有完整的故障診斷系統方案。

故障診斷系統是保證飛船在運行過程中及時檢測并排除故障、保證航天員安全的不可缺少的系統。黃文虎形象地解釋：“汽車如果出現了故障，還可以停下來檢修。但飛船一旦上了天，是不可能給你檢修機會的。”因此，提高飛船的故障檢測和診斷能力至關重要。

這是一個很大的難題，也沒有任何資料可參考。但憑著多年在民用系統故障診斷方面的豐富經驗和對相關領域國際先進經驗的充分了解，以黃文虎為首的哈工大動力學與控制研究所在1994年-1996年3年間成功完成了“飛船船載故障診斷技術研究”和“飛船地面故障診斷技術研究”，并分別獲航天工業總公司和航天部科技進步三等獎。

然而，黃文虎卻謙虛地說：“和那些重大工程相比，我們承擔的項目只是載人航天工程中非常小、非常局部的一部分。”

因為在航天器減振、隔振技術研究、流體動力學若干新技術研究等方面的卓越貢獻，1995年，黃文虎當選為中國工程院院士。

2003年10月15日9 時，中國第一艘載人飛船“神舟五號”成功發射。黃文虎率領團隊完成的故障診斷系統保證了“神舟五號”的順利發射和安全運行。

“取得科技創新成果成功的喜悅，是多少金錢和多高的官位都換不來的。”談到科技創新，黃文虎曾說，“生產的需要比10 個大學更能推動科技的發展。只有不斷挑戰生產中需要解決的問題，才能獲得更多實用的科技創新成果。”正是對這種“幸福”的執著追求，黃文虎才得以成為中國“故障診斷”技術的開拓者，書寫了不一樣的振動人生。

育人者黃文虎

作為著名教育家，黃文虎在不斷攀登科學高峰的同時，還注重對人才創新能力的培養。他最為自豪的是親自參與籌建了“飛行器結構強度”“空間飛行器設計”兩個專業，為我國的航天事業培養了一大批骨干人才。

在師生心中，黃文虎不僅是一位可親可敬的長者，更是一位切實有為的教育家。他擔任過哈工大校長、第一任研究生院院長，是我國首批博士生導師之一。

畢業留校后，黃文虎不僅積極參加教育改革、院系調整，建設新專業核心課程，還要組織教學、研究教學方法。由于勤奮好學、認真敬業，他很快在年輕教師中脫穎而出，挑起了工程數理力學系副主任的擔子。1983年1月21日，他被任命為哈工大校長。

從教幾十年，黃文虎門下弟子如云，博士就有70 多人，其中不乏中國科學院院士。傳道、授業、解惑，黃文虎樂在其中，桃李滿天下，一批批學子在各條戰線上承擔著國家建設的重任，是他最大的驕傲。

他認為，學校教育應該花大力氣，培養學生的自主創新能力。對于博士生的培養，他提倡論文與課題任務兩面兼顧，既安排時間要求學生盡可能好地完成工作任務，又鼓勵學生提出新的學術觀點和見解，進行創造性的科研實踐。這樣既豐富了學生的理論知識，又提高了學生的創新能力。

在一次講座中，他對學子說：“在大學里，除了獲得‘扎實基礎’這粒種子外，還需要獲得‘學會做人’這另一粒種子，只有好好抓住這兩顆種子，才能孕育自己以后人生的茂密森林。”

學生們感嘆：跟黃老師學習，學到的不僅是知識，更學到了做人做事的道理。“嚴師、慈父、良友”，這就是學生心中的黃文虎。

黃文虎一直把吸引人才，留住人才，發揮人才的聰明才智作為科技教育創新的基礎、辦法。“有了人才就有了一切，就不怕沒有高水平的科研成果。”黃文虎經常這樣說。一所大學除了要有一流的硬件設施，雄厚的師資力量，還要有寬松的外部環境，這個外部環境不僅僅是實驗場地、工資待遇，更重要的是尊重知識，尊重人才的良好氛圍。

黃文虎不僅桃李滿天下，在他的言傳身教下，長子、長孫，一家三代都將自己的青春奉獻給了中國的科研事業。

黃文虎曾作自述詩一首：“冥頑何曾與世爭，讀書偶露小聰明。風云際會酬初志，邊境虛空忝盛名。廉頗老矣詩作飯，淵明歸去筆堪耕。杏壇孺子氣如虎，志在扶搖萬里程。”他以最后兩句詩寄語年輕人。他說，如果青年學生能立志高遠、打好基礎、拓寬眼界、善于創新，一定大有作為。

黃文虎以其治學為人的高尚品德、開拓創新的科學精神，為我國科研事業奮斗了一生。