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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。但山中并不宁静,猛兽咆哮,震动山河,万木摇颤,乱叶簌簌坠落。
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(dong)力(li)更(geng)强(qiang)C(C)R(R)4(4)5(5)0动(dong)车(che)组(zu)首(shou)创(chuang)采(cai)用(yong)永(yong)磁(ci)牵(qian)引(yin)电(dian)机(ji)转(zhuan)换(huan)效(xiao)率(lv)较(jiao)C(C)R(R)4(4)00异(yi)步(bu)牵(qian)引(yin)电(dian)机(ji)提(ti)升(sheng)3(3)以(yi)上(shang)
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”。
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。
一个个区域、一个个部件的分析与突破,一种种材料、一个个结构的试验与验证……配合流线型车头,低阻力受电弓、全包外风挡等设计,CR450动车组跑起来更轻盈。
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。
CR450动车组还配有智能监测、智能诊断系统,全列4000多个检测点实时收集轴温、压力等数据,做到自诊断、自恢复、自决策。” 几名老人先后开口,他们或蹙眉或深思,讨论最近的一些危险征兆,觉得有不同寻常的事情发生了。
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。山脉太危险,离开柳木守护的村子,外面将是个完全不同的世界,那里充满了恐怖的猛禽与巨兽。
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。
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(zong)合(he)考(kao)虑(lv)列(lie)车(che)不(bu)同(tong)位(wei)置(zhi)声(sheng)源(yuan)特(te)性(xing)和(he)对(dui)整(zheng)车(che)噪(zao)声(sheng)影(ying)响(xiang)技(ji)术(shu)团(tuan)队(dui)确(que)定(ding)了(le)分(fen)车(che)分(fen)区(qu)分(fen)频(pin)的(de)降(jiang)噪(zao)方(fang)案(an)定(ding)制(zhi)化(hua)开(kai)发(fa)降(jiang)噪(zao)结(jie)构(gou)和(he)材(cai)料(liao)在(zai)转(zhuan)向(xiang)架(jia)区(qu)域(yu)团(tuan)队(dui)研(yan)制(zhi)了(le)新(xin)型(xing)减(jian)振(zhen)器(qi)有(you)效(xiao)抑(yi)制(zhi)车(che)体(ti)结(jie)构(gou)振(zhen)动(dong)向(xiang)客(ke)室(shi)传(chuan)播(bo)客(ke)室(shi)区(qu)域(yu)强(qiang)化(hua)吸(xi)声(sheng)和(he)隔(ge)声(sheng)设(she)计(ji)地(di)板(ban)端(duan)墙(qiang)采(cai)用(yong)新(xin)型(xing)隔(ge)音(yin)材(cai)料(liao)C(C)R(R)4(4)5(5)0动(dong)车(che)组(zu)实(shi)现(xian)客(ke)室(shi)内(nei)噪(zao)声(sheng)降(jiang)低(di)2(2)分(fen)贝(bei)与(yu)C(C)R(R)4(4)00动(dong)车(che)组(zu)时(shi)速(su)3(3)5(5)0公(gong)里(li)运(yun)行(xing)时(shi)相(xiang)当(dang)
“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。
走在站台,车外显示屏上车次信息、车厢排布一目了然;上车后,客室屏幕全景展示车厢布局,提供可视化座位导航;列车启动,显示屏自动推送运行信息、服务信息并提供影音娱乐;下车前,屏幕显示到站信息并提醒开门方向。每个乘车关键节点,乘客都有更智能的体验。
CR450BF动车组外观。新华社记者樊曦 摄
国(guo)铁(tie)集(ji)团(tuan)有(you)关(guan)负(fu)责(ze)人(ren)表(biao)示(shi)下(xia)一(yi)步(bu)国(guo)铁(tie)集(ji)团(tuan)将(jiang)安(an)排(pai)C(C)R(R)4(4)5(5)0动(dong)车(che)组(zu)样(yang)车(che)开(kai)展(zhan)一(yi)系(xi)列(lie)线(xian)路(lu)试(shi)验(yan)和(he)考(kao)核(he)进(jin)一(yi)步(bu)检(jian)验(yan)各(ge)项(xiang)性(xing)能(neng)指(zhi)标(biao)
让我们一起期待CR450早日投入运营!