9月21日,“復興號”中國標準動車組在京滬高鐵實現(xiàn)時速350公里運營,標志著我國成為世界上高鐵商業(yè)運營速度最高的國家,。
“復興號”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、風洞試驗以及動模型試驗,,反復評估頭型的技術(shù)指標和文化特性,,才最終敲定‘飛龍’方案?!倍∪f,。
頭型的制造是另一大挑戰(zhàn),。“‘飛龍’車頭棱線曲面造型復雜,,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,?!倍∪嬎愠鲞@樣一個數(shù)字。
聰明“中國腦”:1秒鐘記錄100萬個數(shù)據(jù)
“復興號”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“復興號”聰明在什么地方。
“復興號”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,?!斑@也使‘復興號’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,,“復興號”動車組加裝了一把“安全鎖”。
“‘復興號’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,。這相當于為列車加了一把“安全鎖”,。
丁叁叁告訴記者,“復興號”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“復興號”有一個非常優(yōu)良的降噪指標。根據(jù)測試,,當“復興號”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,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)團隊的預期目標更優(yōu),。
一個安靜的客室環(huán)境就這樣營造出來了,。