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新华社北京12月29日电 题:时速400公里!全球最快高铁列车亮相
新华社记者樊曦、王聿昊
12月29日,北京,国家铁道试验中心。
环形试验轨道上,两列时速400公里的CR450动车组列车首次亮相,标志着由国铁集团牵头实施的CR450科技创新工程取得重大突破。
高铁,我国自主创新的成功范例,再一次实现新跨越,书写更快的“中国速度”。
据国铁集团科技和信息化部装备技术处处长李永恒介绍,CR450科技创新工程主要包括CR450动车组和时速400公里高铁线路、桥梁、隧道等基础设施技术创新。CR450动车组的研制是在2017年下线的复兴号中国标准动车组CR400的基础上又一次技术突破,列车运行时速从350公里提升到400公里。
提速50公里,意味着什么?
“CR450动车组最大的创新突破,就是列车以时速400公里运行时,噪声、制动距离、能耗等指标与既有复兴号时速350公里运行时相当。”CR450动车组技术牵头单位、铁科院集团公司首席研究员赵红卫说。
一句话概括,就是“五个更”——“更高速、更安全、更节能、更舒适、更智能”。
更高速——
试验时速450公里,运营时速400公里。
动力更强:CR450动车组首创采用永磁牵引电机,转换效率较CR400异步牵引电机提升3%以上。
阻力更小:高铁运行中,气动阻力随速度二次方增长,提速至时速400公里,阻力将增加30%,95%的运行阻力来自空气,牵引系统将与空气进行更强“对抗”。可仅一会儿工夫他就被分散了注意力,站起身来,摇摇摆摆,冲向不远处一只正在蹦蹦跳跳的五色雀,结果磕磕绊绊,连摔了几个屁墩儿,倒也不哭,气呼呼,哼哼唧唧爬起来再追。
如何减阻?车头设计上,技术团队基于仿生学设计百余种方案,通过数百次的模拟仿真和风洞试验,最终确定了“飞箭”“鹰隼”两种头型方案。
CR450动车组还首次采用转向架裙底板一体化全包覆结构。转向架不仅承载着列车的重量,还负责提供列车行驶时的牵引、制动和减振功能,部件结构复杂,包覆后内部气动流场更为复杂,需要十分精细的仿真计算。“包覆结构在车下吊装需兼顾强度和刚度要求,经过多次仿真、试验优化迭代才确定最终的方案。”北京交通大学教授王文静说。
一(yi)个(ge)个(ge)区(qu)域(yu)一(yi)个(ge)个(ge)部(bu)件(jian)的(de)分(fen)析(xi)与(yu)突(tu)破(po)一(yi)种(zhong)种(zhong)材(cai)料(liao)一(yi)个(ge)个(ge)结(jie)构(gou)的(de)试(shi)验(yan)与(yu)验(yan)证(zheng)配(pei)合(he)流(liu)线(xian)型(xing)车(che)头(tou)低(di)阻(zu)力(li)受(shou)电(dian)弓(gong)全(quan)包(bao)外(wai)风(feng)挡(dang)等(deng)设(she)计(ji)C(C)R(R)4(4)5(5)0动(dong)车(che)组(zu)跑(pao)起(qi)来(lai)更(geng)轻(qing)盈(ying)
CR450AF动车组的二等座车厢。新华社记者王聿昊 摄
更安全——
提速50公里最关键的技术,不是速度上不上得去,而是能不能停得住、停得稳、停得准。
“从制动系统、牵引动力、网络控制到安全监测,我们为每个关键系统设计了专属数字模型,通过精密计算和反复试验,实现制动性能提升20%以上,制动响应时间从2.3秒提升到1.7秒。最终,CR450动车组制动距离与时速350公里动车组基本一致。”铁科院集团公司机辆所所长张波说。
“CR450动车组创新采用时间敏感网(TSN)传输信号,实时传输性能提升10倍,列车各系统间信息交互更及时、控制更精准。”赵红卫说。
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更节能——
据铁科院集团公司机辆所副总工程师黄金介绍,8编组的CR450动车组在时速400公里运行工况下每公里耗电仅为22至23度。
采用碳纤维复合材料、镁合金等新型材料,应用“拓扑优化”技术,优化受力结构……CR450动车组整车较既往车型减重10%以上,“体重”更轻、“体质”更强、能耗更低。
“这其中小电线也起了大作用。一列动车组有近2万根电线,头尾相连总长度超180公里。团队对列车电气部件优化设计,使CR450动车组线束数量减少10%,重量减少8吨,相当于减少了1辆重型卡车的重量。”CR450BF动车组制造商中国中车长客股份公司副总工程师朱彦说。院内的灶台前,陶罐内白色汁液沸腾,奶香扑鼻,他正在熬煮兽奶,此外不时将一些药草等投放进去,以木勺慢慢搅动。
CR450AF动车组的商务座车厢。新华社记者樊曦 摄
更舒适——
噪声,直接关乎乘坐舒适度。
综合考虑列车不同位置声源特性和对整车噪声影响,技术团队确定了分车、分区、分频的降噪方案,定制化开发降噪结构和材料。在转向架区域,团队研制了新型减振器,有效抑制车体结构振动向客室传播;客室区域强化吸声和隔声设计,地板、端墙采用新型隔音材料。CR450动车组实现客室内噪声降低2分贝,与CR400动车组时速350公里运行时相当。
“身高”从4.05米下降到3.85米,但走进车厢,记者感受到内部空间更大。“通过集成化、小型化设计,在列车体积减少5%的同时,旅客使用面积增加4%,两端大件行李存放区域增加了138%。”CR450AF动车组制造商中国中车四方股份公司副总工程师陶桂东说。
车厢内部可随室外环境自动调节亮度;每个座位都提供USB等充电设施;可提供多功能间、家庭包间、商务包间等多样选择……CR450动车组让旅途更舒适。
更智能——
“你好复兴号,打开照明。”在CR450AF动车组驾驶室,记者话音刚落,驾驶室灯光随之亮起。
辅助驾驶、语音交互、超视距检测……多种智能设计让司机操作更轻松。
走(zou)在(zai)站(zhan)台(tai)车(che)外(wai)显(xian)示(shi)屏(ping)上(shang)车(che)次(ci)信(xin)息(xi)车(che)厢(xiang)排(pai)布(bu)一(yi)目(mu)了(le)然(ran)上(shang)车(che)后(hou)客(ke)室(shi)屏(ping)幕(mu)全(quan)景(jing)展(zhan)示(shi)车(che)厢(xiang)布(bu)局(ju)提(ti)供(gong)可(ke)视(shi)化(hua)座(zuo)位(wei)导(dao)航(hang)列(lie)车(che)启(qi)动(dong)显(xian)示(shi)屏(ping)自(zi)动(dong)推(tui)送(song)运(yun)行(xing)信(xin)息(xi)服(fu)务(wu)信(xin)息(xi)并(bing)提(ti)供(gong)影(ying)音(yin)娱(yu)乐(le)下(xia)车(che)前(qian)屏(ping)幕(mu)显(xian)示(shi)到(dao)站(zhan)信(xin)息(xi)并(bing)提(ti)醒(xing)开(kai)门(men)方(fang)向(xiang)每(mei)个(ge)乘(cheng)车(che)关(guan)键(jian)节(jie)点(dian)乘(cheng)客(ke)都(dou)有(you)更(geng)智(zhi)能(neng)的(de)体(ti)验(yan)
CR450BF动车组外观。新华社记者樊曦 摄
国铁集团有关负责人表示,下一步国铁集团将安排CR450动车组样车开展一系列线路试验和考核,进一步检验各项性能指标。
让我们一起期待CR450早日投入运营!