康振黃（1920年6月1日-2018年12月5日）

中國共產(chǎn)黨黨員，中國空氣動力學(xué)家，工程流體力學(xué)家，生物力學(xué)家，力學(xué)教育家。

康振黃長期從事空氣動力學(xué)、流體力學(xué)、生物力學(xué)的研究和教學(xué)工作，提出了雙葉翼型人工機(jī)械心研設(shè)計(jì)理論。為推動我國生物力學(xué)和人工心臟產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。

今天是他逝世7周年，我們一起紀(jì)念。

康振黃少年逢抗戰(zhàn)，棄北大選航空救國，赴美攻讀完毅然歸國。下放車間時(shí)，他拿掃帚當(dāng)“機(jī)翼模型”，靠流體力學(xué)救回精密天平；59歲花甲拓荒生物力學(xué)，把航空薄翼折成人工心瓣，終成中國生物力學(xué)開拓者之一，將務(wù)實(shí)報(bào)國刻滿一生軌跡。

車間里的“機(jī)翼”

1969年的成都科學(xué)儀器廠車間里，正在打掃衛(wèi)生的康振黃正蹲在一臺停擺的精密天平旁發(fā)呆。這臺天平是當(dāng)時(shí)科研檢測的核心設(shè)備，其關(guān)鍵部件“阻尼器”的性能直接決定測量精度——阻尼器需通過特定材質(zhì)的結(jié)構(gòu)控制流體流動速度，從而抵消天平擺動的慣性，讓指針穩(wěn)定在準(zhǔn)確數(shù)值上。而當(dāng)時(shí)正值物資供應(yīng)緊張的時(shí)期，阻尼器的核心結(jié)構(gòu)依賴高純度鋁材制造，偏偏鋁材因產(chǎn)能受限、運(yùn)輸受阻而陷入短缺，整臺天平也只能暫時(shí)閑置。

這位曾專攻航空流體力學(xué)的教授，雖暫別實(shí)驗(yàn)室，卻沒丟掉專業(yè)本能。他盯著天平的阻尼結(jié)構(gòu)陷入沉思：阻尼器本質(zhì)是“流體在特定腔體中的運(yùn)動控制”，這和航空機(jī)翼在氣流中通過形態(tài)調(diào)整受力、控制飛行姿態(tài)的流體力學(xué)原理，其實(shí)是相通的。手邊沒有專業(yè)模型，他便撿起掃地的掃帚柄——把細(xì)長的柄身當(dāng)作簡化的“機(jī)翼模型”，反復(fù)調(diào)整掃帚柄與地面的夾角，模擬不同氣流角度下機(jī)翼的受力情況，同時(shí)指尖在灰塵里快速演算流體力學(xué)公式。

通過掃帚柄的形態(tài)模擬，康振黃精準(zhǔn)推導(dǎo)出水力阻尼的關(guān)鍵參數(shù)：比如流體通過阻尼孔的流速、壓力損失與材質(zhì)密度、結(jié)構(gòu)形態(tài)的對應(yīng)關(guān)系。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)供應(yīng)相對穩(wěn)定的銅材，雖然密度與鋁材不同，但通過調(diào)整阻尼孔的孔徑和銅質(zhì)部件的厚度，其阻尼系數(shù)能完美匹配天平的需求，完全可以替代缺供的鋁材。一番針對性改造后，這臺停擺多日的精密天平重新達(dá)到測量標(biāo)準(zhǔn)。誰也沒料到，這蹲在車間里用掃帚柄推演原理的“掃地教授”，會在十年后，把航空機(jī)翼的理論“安”進(jìn)人的心臟里。

把航空翼折進(jìn)心臟的瓣葉

1979年，59歲的康振黃推開了華西醫(yī)科大學(xué)的診室門。當(dāng)醫(yī)生指著患者胸口的人工心瓣搖頭時(shí)，他攥緊了手里的病歷：當(dāng)時(shí)的人工心瓣多是單葉或僵硬結(jié)構(gòu)，開合完全依賴血流沖擊——血液向前泵出時(shí)瓣葉完全打開，血流回落時(shí)才被動關(guān)閉，這種“全開全閉”的模式會留下明顯的時(shí)間差和縫隙，導(dǎo)致血液大量回流，患者術(shù)后稍一活動就胸悶氣短，當(dāng)時(shí)國內(nèi)還無一人從力學(xué)角度破解這一難題。

“航空里的薄翼能通過流線型姿態(tài)減阻，還能提前調(diào)整角度應(yīng)對氣流變化，心瓣不也是流體里的‘翼’？”康振黃拍案而起，像當(dāng)年主動接下天平難題時(shí)一樣，攥住了這個(gè)跨界的機(jī)會。

這是條沒人走過的路：醫(yī)學(xué)家不懂流體力學(xué)，力學(xué)家摸不透心臟生理?？嫡顸S把實(shí)驗(yàn)室搬進(jìn)了診室，一邊跟著醫(yī)生聽診，一邊在解剖圖上標(biāo)流體軌跡——他發(fā)現(xiàn)，心臟泵血的血流速度、壓力變化和航空氣流的動態(tài)特性高度相似，于是將航空領(lǐng)域的“薄翼理論”拆解重組：

把雙葉瓣葉設(shè)計(jì)成流線型，就像機(jī)翼一樣貼合血流方向，更關(guān)鍵的是，借鑒機(jī)翼“提前調(diào)整姿態(tài)應(yīng)對氣流”的邏輯，讓瓣葉不再被動等待血流回落才關(guān)閉，而是在血流峰值過后、開始回流前就“提前部分關(guān)閉”。這種設(shè)計(jì)能精準(zhǔn)縮小瓣葉間的縫隙，從源頭阻斷回流通道。

實(shí)驗(yàn)室的玻璃罐里，模擬血液的液體打著旋沖擊著模型瓣葉。前五十次試驗(yàn)，瓣葉要么卡殼要么回流超標(biāo)，年輕助手揉著熬紅的眼嘆氣，康振黃卻舉著磨損的模型笑到：“航空顫振試驗(yàn)失敗了上百次，心瓣也得‘飛’過這關(guān)?！彼寻耆~弧度磨得比機(jī)翼梢尖還精細(xì)，在公式里摳到毫米級的流體夾角，終于在第73次試驗(yàn)時(shí)，玻璃罐里的“血液”順著瓣葉流暢開合，回流率也降到了國際標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

康振黃（左）在實(shí)驗(yàn)室觀察人工心瓣復(fù)位模擬裝置

來源丨中國科學(xué)家博物館

縫進(jìn)瓣葉里的科學(xué)家底色

1985年的手術(shù)室燈亮起時(shí)，康振黃攥著心瓣裝置的手在抖。當(dāng)“雙葉翼型人工心瓣”成功植入患者胸腔，監(jiān)護(hù)儀上的血流曲線漸趨平穩(wěn)，在場的醫(yī)生才驚覺：這位同時(shí)承擔(dān)著重要學(xué)術(shù)管理工作的老人，是白天處理學(xué)術(shù)事務(wù)、深夜泡在實(shí)驗(yàn)室里，才把“航空翼尖”折成了救心的“瓣葉”。

后來有人問他，59歲跨界值嗎？他指著書架上《心瓣流體動力學(xué)》的手稿——那是國際上首部心瓣力學(xué)專著，扉頁寫著“翼向空天，瓣向人心”。即便后來承擔(dān)起更繁重的學(xué)術(shù)管理職責(zé)，他仍揣著心瓣模型去研究生實(shí)驗(yàn)室，把常用的公文包改成了“力學(xué)公式本”，隨時(shí)記錄科研靈感與推導(dǎo)過程。

當(dāng)患者握著他的手說“能跑了”時(shí)，康振黃想起當(dāng)年車間里的天平：無論是掃著地解技術(shù)難題，還是在花甲之年闖生物力學(xué)的荒，他的“科學(xué)家底色”從沒變過——是把專業(yè)刻進(jìn)骨子里的務(wù)實(shí)，是把國家需求扛在肩上的較真，是哪怕翼尖轉(zhuǎn)向，也要朝著有用的方向飛。

這枚從機(jī)翼理論里長出來的心瓣，成了中國生物力學(xué)的第一顆種子，而康振黃蹲在車間、診室、實(shí)驗(yàn)室里的身影，早已把跨界拓荒、務(wù)實(shí)報(bào)國的科學(xué)家精神，縫進(jìn)了每一片流動的瓣葉里。

康振黃（講課者）給學(xué)生講解流體力學(xué)

來源丨中國科學(xué)家博物館

科學(xué)家說：

康振黃說：“我們就去找那個(gè)世界前沿的，人家沒有解決或正在解決的，我們就搞這個(gè)，不能去跟著人家的后面走?！?/p>

康振黃說：“帶好研究生，是一個(gè)非常重要的事情，中國的事業(yè)得靠這些年輕人來繼承。因此，凡我知道的知識都及時(shí)傳授給他們，不知道的，就引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)，讓他們迅速成長?！?/p>

審核專家：周廣剛，中國石油大學(xué)（北京）理學(xué)院副教授

參考文獻(xiàn)：

[1]康振黃——老科學(xué)家學(xué)術(shù)成長采集工程.

[2]工程流體力學(xué)家康振黃：讓生命之花燦爛.正脈科工CAE,2022-9-28.

[3]心瓣探微：康振黃傳.北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2020.

[4]迎接教育事業(yè)黃金時(shí)代的到來.四川教育,1985,(03):6.

[5]關(guān)于科技形勢和加強(qiáng)科技管理的幾個(gè)問題——訪四川省副省長康振黃教授.科學(xué)學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理,1984,(03):16-19.

中國科學(xué)家博物館出品

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