身边好老师 | 刘虎：点燃追寻空天的梦想

刘 虎

北京航空航天大学教授、博士生导师。国家级青年人才，北京市高等学校青年教学名师，现任北京航空航天大学北航学院院长兼工程训练中心主任。2021年，他荣获北航人才培养工作最高荣誉——“立德树人奖”的优秀奖。

教育感悟：

只要理解了航空人肩头的责任，你就能深深地爱上这个专业；只要心中充满热爱，你就能在这个方向一直深入钻研下去。

面向复杂场景的飞行器设计与运用是北京航空航天大学刘虎教授团队的科研方向，航空应急救援是他们的核心应用之一。在科技冬奥项目的驱动下，刘虎带领团队研发了“冬奥航空救援预案推演与验证系统”。在2022年北京冬奥会及冬残奥会期间，他与北京市红十字会999急救中心及应急管理部大庆航空救援支队一起完成了“悬停索降”救援、“悬停索降﹢空中转运”救援、缆车索道救援、伤员转运、森林灭火等8个典型救援模式下的20多种任务情况的预案研究，为科学制定救援预案、优化救援流程提供了有力支持，得到一线队伍和冬奥组委的高度评价。

“说起飞行器设计，很多人都会觉得‘高大上’‘搞不懂’。”刘虎表示，“但在我看来，只要理解了航空人肩头的这份责任，你就能深深地爱上这个专业；只要心中充满热爱，你就能在这个方向一直深入钻研下去。”

梦想源于热爱：从喜爱飞机到研究“虚拟世界”

在位于北京航空航天大学的“虚拟现实技术与系统”全国重点实验室里，刘虎正在指导学生们用虚拟现实技术对2019年“3·30”四川木里森林火灾的航空应急救援过程进行复盘和多方案对比研究。同学们戴着VR眼镜，手握遥感手杆，不仅还原了当时现场各种直升机的救援路线，还研究了换用其他新型直升机进行灭火救援的方案，实现对比和优选。“直升机和固定翼飞机等飞行器在救援上的用途有很多，消防救援、公路救援、雪场救援……我们对已经发生的救援进行复盘，发现问题，选择更加适合的方案，可以为以后的救援积累经验，对正在发生的救援进行实时关注，利用虚拟现实技术迅速设定模型，帮助现场的消防、武警等救援队伍找到最优方案。”刘虎介绍说。这看起来像是在玩VR游戏一样的科研项目，竟有着如此神奇的力量。

“我最初喜欢上飞机设计，是因为变形金刚。”谈起梦想，刘虎直言，“我的梦想源于热爱”。作为一个80后，刘虎的童年有各种变形金刚的陪伴。在“机器人”和“战斗机”的不断变化中，飞机设计的梦想逐渐形成。由于热爱，童年的刘虎对飞机设计充满了兴趣，不断查找资料、丰富知识、拓宽眼界。

1991年，海湾战争爆发。从新闻报道中，少年刘虎感受到飞机在战争中的重要性。“我想为我国的航空航天事业做点什么！”那一年，他查找了许多的历史资料，订阅了多本航空航天相关的杂志，并确立了报考北航实现空天报国梦的理想。1996年，刘虎从重庆市大足中学毕业，顺利考入北京航空航天大学飞行器设计与工程专业。

1999年，大三的刘虎在武哲教授实验室的惊鸿一瞥，看到了为数不多的国产飞机概念设计软件系统之一，他便毅然选择了“飞行器设计﹢数字化”的方向。2006年，他博士后出站选择留在母校任教。“原本有机会去国外学习人工智能，由于学校实验室还有很多我没有完成的心愿，所以还是留了下来，选择了‘飞行器设计﹢虚拟世界’的方向”。

飞行器设计无论在军用还是民用上都发挥着巨大的作用。十多年来，刘虎将科研实践与教育教学紧密结合，不断研究课程设计，探索适合学生的教学方法。2018年，他入选了国家级青年人才，在2021年荣获北京航空航天大学人才培养最高荣誉“立德树人奖”优秀奖。

坚持源于责任：有爱国心、报国心才能设计好飞机

“飞行器设计专业的人才需具备报国情怀、专业知识、创新精神、全局思维、团队协作、国际视野的‘六位一体’综合素质与能力。”在谈到飞行器设计专业的培养目标时，刘虎这样说。

他带领团队打造的飞行器系列课程，包含了“空天力量运用与任务仿真”“经典飞机设计实例解析”“飞机总体设计”三大课程，并将“航空就是力量”“航空拯救生命”等信念融入课程中。这一系列课程是刘虎带领团队在17年持续教学改革的过程中，不断探索、实践和发展形成的。系列课程中的“飞机总体设计”于2019年获评首批国家级线下一流课程，“经典飞机设计实例解析”于2022年入选北京市高校课程思政示范课程。

刘虎和团队一直致力于把思想价值引领贯穿于教育教学全过程，真正做到如盐在肴，化于无形、融于细微。为了讲好“经典飞机设计实例解析”，他与课程团队研读了四十多本文献资料，梳理了十多种国产军民机型号的设计研制案例。他说：“在阅读这些文献的时候，我自己先被感动了，所以我相信这种真实的力量同样能感染学生。”学生在课后反馈：“从第一节课一路走来，飞机不再仅仅是飞机，每一个螺钉、每一块蒙皮，都有着独特的故事，具有鲜活的生命力。我更加理解设计师、制造者们为了梦想、为了责任燃烧自己的感觉。”

动力源于创新：竞争性团队设计项目激发创新内驱力

“飞机总体设计，是一门让无数航空学院学子‘闻风丧胆’的课，但很多年后我可能还会对总设这门课记忆犹新。”这是大三的学生在学完“飞机总体设计”课程后对这门课程的评价。

这门看起来“深奥、高大上、不好理解”的课为什么成了学生兴趣浓厚、收获最大的一门课呢？最为核心的“秘诀”，是将传统的完全课堂讲授模式，变为了“竞争性团队设计项目”模式。

新模式让学生们“挑战巨大、投入超多”，每个团队都会经历“一个咬牙坚持的学期”，来设计“一架沥尽心血的飞机”。而对课程团队来说，课外指导、课内评审工作量也极大。对于为什么会“自找苦吃”，刘虎说：“在航空业中，由各个飞机公司进行方案的竞标是常态，我们的课程正处在未来的飞机设计师们专业学习和设计生涯的起点，应该让大家通过这样的‘学以致用’做更好的准备。”

为了给学生们的设计创造提供更好支持，刘虎和课程组不停地进行探索和实践：邀请名家授课和指导，发起“航空航天设计联合课程计划”等多项教改项目,联合7所高校以及航空工业、中国商飞2个设计院所编写《飞机总体设计》教材，打造虚拟仿真实验支持体系……

2018-2019年，刘虎发起并组织了“联合杯”全国大学生先进飞行器总体设计竞赛。2020年，在课程团队的努力下，实现了将“飞行器设计仿真赛项”纳入教育部主办的中国大学生工程实践与创新能力大赛，赛项得到了应急管理部、交通运输部、中国航空研究院等单位的指导和支持，吸引了来自109所高校的415所团队报名参赛。两院院士顾诵芬在贺信中写道：“这样的竞赛无疑对提高学生总结学习成果和促进学生创新能力都是有益的。”

今年3月，刘虎就任北京航空航天大学北航学院院长兼工程训练中心主任，在这个承担着每年3000多名新生的大类培养工作的特殊学院开启了自己的新征程。刘虎用自己的故事、经历和对航空航天事业的热爱，不断点燃年轻人追寻空天的梦想。

文字：郝彬

编辑：苏珊

编审：郝彬

终审：王宇 苏金柱

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