“復(fù)興號”上的黑科技：往返一趟京滬省電5000度

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2017-09-29 04:36:12 科技日報參與評論()人

9月21日,，“復(fù)興號”中國標(biāo)準(zhǔn)動車組在京滬高鐵實現(xiàn)時速350公里運營,，標(biāo)志著我國成為世界上高鐵商業(yè)運營速度最高的國家,。

“復(fù)興號”都蘊藏了哪些黑科技,？9月25日,，科技日報記者來到中車四方股份公司,，細(xì)探究竟,。

資料圖

雕刻中國面孔：往返一趟京滬省電5000度

CR400AF動車組一亮相,，其修長的流線型車頭“飛龍”可謂顏值爆表,。

為什么是“飛龍”,？“車頭造型不僅是為了好看，更關(guān)鍵的是要降低空氣阻力,?！敝熊囁姆焦煞莨靖笨偣こ處煻∪嬖V記者，當(dāng)動車組在時速350公里的高速狀態(tài)下運行時，90%左右的阻力來自空氣,，動車組的動力輸出幾乎都消耗在與空氣的對抗上了,。

與既有動車組相比，“復(fù)興號”的外形有了很大改變,。CR400AF動車組的車體高度從3.7米增高到了4.05米,，車體斷面積增大了7.3%。

增長的“身材”必須提升車頭的氣動性能,，使設(shè)計難度大大攀升,。

“為攻克頭型技術(shù)難題，研發(fā)團隊最初設(shè)計了46種頭型概念方案,，圍繞氣動性能開展了海量的仿真計算,、風(fēng)洞試驗以及動模型試驗，反復(fù)評估頭型的技術(shù)指標(biāo)和文化特性,，才最終敲定‘飛龍’方案,。”丁叁叁說,。

頭型的制造是另一大挑戰(zhàn),。“‘飛龍’車頭棱線曲面造型復(fù)雜,，由80多塊蒙皮拼接而成,，對成型精度的要求極高?！敝熊囁姆焦煞莨炯夹g(shù)工程部部長張志毅說,，80多塊蒙皮形狀各異，共有3000多條焊縫,，加起來長達600多米,，如此高的焊接密度，幾乎囊括了平焊,、橫焊,、仰焊等所有高難度的焊接姿勢。

果然,，“飛龍”不負(fù)重望，表現(xiàn)優(yōu)異,。整車運行阻力降低12%,，人均百公里能耗下降17%，當(dāng)它以時速350公里運行時人均百公里能耗僅3.8度電,。

“往返一趟京滬節(jié)省5000多度電,。”丁叁叁計算出這樣一個數(shù)字,。

聰明“中國腦”：1秒鐘記錄100萬個數(shù)據(jù)

“復(fù)興號”有一顆更加聰明的“大腦”,，可在1秒鐘內(nèi)記錄100萬個數(shù)據(jù),。

看看“復(fù)興號”聰明在什么地方。

“復(fù)興號”建立了大量的傳感系統(tǒng),，整車檢測點達2500多個,，比以前動車組多了500多個?！斑@些大大小小的傳感器,，最大的高62.8厘米，最小的直徑僅5毫米,?！敝熊囁姆焦煞莨炯夹g(shù)中心副主任陶桂東解釋說，這些傳感器能采集1500多項車輛狀態(tài)信息,，就像動車組的眼睛一樣,，時時刻刻對列車振動、軸承溫度,、牽引制動系統(tǒng)狀態(tài),、車廂環(huán)境等進行監(jiān)測。

列車的智能化傳感系統(tǒng),，將所有數(shù)據(jù)采集到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,，信息采集精度高，在重要監(jiān)控點,，數(shù)據(jù)記錄精度最高達到微秒級,。“這也使‘復(fù)興號’達到了1秒鐘記錄100萬個數(shù)據(jù)的驚人能力,?！碧展饢|說。

“復(fù)興號”從北京到上海跑一趟,，單程1318公里,，記錄的數(shù)據(jù)達300多兆。相比之下,，73萬字的《紅樓夢》所占數(shù)據(jù)空間僅有1.7兆,。

值得一提的是，“復(fù)興號”的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)首次引入了高速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸和維護網(wǎng)絡(luò),，傳輸帶寬由1兆級提升到了100兆級,。如果說以前是“鄉(xiāng)間小道”，現(xiàn)在則是寬敞的“高速公路”,，借助以太網(wǎng),，車輛大容量數(shù)據(jù)得以高速實時傳輸，列車的故障診斷和檢修維護更加安全可靠、智能,。最令人驕傲的是,，“復(fù)興號”網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，硬件和軟件都是自主研發(fā),，實現(xiàn)了完全自主化的突破,。

安靜客室外加一把“安全鎖”

乘坐“復(fù)興號”更放心，這是因為除具備失穩(wěn)檢測,、煙火報警,、軸溫監(jiān)控、受電弓視頻監(jiān)視等安全防護功能外,，“復(fù)興號”動車組加裝了一把“安全鎖”,。

“‘復(fù)興號’首次應(yīng)用被動安全技術(shù)，即通過增設(shè)碰撞吸能裝置,，提高動車組的被動防護能力,。”丁叁叁說,。

被動安全防護,，也就是當(dāng)列車發(fā)生碰撞時，碰撞吸能單元通過有序變形吸收碰撞能量,，保障乘客區(qū)域不變形,，沖擊減速度可控，為乘員提供安全保障,。這相當(dāng)于為列車加了一把“安全鎖”,。

丁叁叁告訴記者，“復(fù)興號”的碰撞防護系統(tǒng),，設(shè)計吸能容量達6.8兆焦,，這一指標(biāo)達到國際領(lǐng)先水平。

在世界高速列車領(lǐng)域,，被動安全防護是一項技術(shù)“制高點”,。碰撞防護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，設(shè)計難度大,。中車四方股份公司研發(fā)團隊經(jīng)過兩年的攻關(guān),，自主開發(fā)了碰撞防護系統(tǒng)。

乘坐“復(fù)興號”,，你還會發(fā)現(xiàn)相互間說話不用提高嗓門了,，這是因為“復(fù)興號”有一個非常優(yōu)良的降噪指標(biāo)。根據(jù)測試,，當(dāng)“復(fù)興號”以時速350公里高速運行時,，客室噪聲最大僅為65分貝，遠遠優(yōu)于70分貝的“優(yōu)”等線,。

“設(shè)計初期,，研發(fā)團隊給自身定了一個苛刻的目標(biāo)，即客室噪聲比國內(nèi)外既有動車組降低3分貝以上,?！碧展饢|告訴記者。

優(yōu)化動車組的結(jié)構(gòu),，包括新型流線型車頭,、平順化的車頂受電弓、全包型式的車端風(fēng)擋等,，以此降低氣動噪聲,；應(yīng)用新型隔聲材料；進行降噪控制,。試驗期間光牽引軟件就進行了80多個版本的降噪優(yōu)化,，最終實車試驗時，車內(nèi)噪聲最多降低了4—6分貝,，比研發(fā)團隊的預(yù)期目標(biāo)更優(yōu),。

一個安靜的客室環(huán)境就這樣營造出來了。