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“復(fù)興號(hào)”上的黑科技:往返一趟京滬省電5000度

2017-09-29 04:36:12  科技日?qǐng)?bào)    參與評(píng)論()人

9月21日,,“復(fù)興號(hào)”中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組在京滬高鐵實(shí)現(xiàn)時(shí)速350公里運(yùn)營(yíng),標(biāo)志著我國(guó)成為世界上高鐵商業(yè)運(yùn)營(yíng)速度最高的國(guó)家,。

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

資料圖

雕刻中國(guó)面孔:往返一趟京滬省電5000度

CR400AF動(dòng)車組一亮相,,其修長(zhǎng)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(dòng)車組在時(shí)速350公里的高速狀態(tài)下運(yùn)行時(shí),90%左右的阻力來(lái)自空氣,,動(dòng)車組的動(dòng)力輸出幾乎都消耗在與空氣的對(duì)抗上了,。

與既有動(dòng)車組相比,“復(fù)興號(hào)”的外形有了很大改變,。CR400AF動(dòng)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(zhǎng)的“身材”必須提升車頭的氣動(dòng)性能,,使設(shè)計(jì)難度大大攀升,。

“為攻克頭型技術(shù)難題,研發(fā)團(tuán)隊(duì)最初設(shè)計(jì)了46種頭型概念方案,,圍繞氣動(dòng)性能開(kāi)展了海量的仿真計(jì)算,、風(fēng)洞試驗(yàn)以及動(dòng)模型試驗(yàn),反復(fù)評(píng)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(shuō),。

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(duì)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(zhǎng)張志毅說(shuō),80多塊蒙皮形狀各異,,共有3000多條焊縫,,加起來(lái)長(zhǎng)達(dá)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(shì),。

果然,,“飛龍”不負(fù)重望,表現(xiàn)優(yōu)異,。整車運(yùn)行阻力降低12%,,人均百公里能耗下降17%,當(dāng)它以時(shí)速350公里運(yùn)行時(shí)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∪?jì)算出這樣一個(gè)數(shù)字。

聰明“中國(guó)腦”:1秒鐘記錄100萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)

“復(fù)興號(hào)”有一顆更加聰明的“大腦”,,可在1秒鐘內(nèi)記錄100萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù),。

看看“復(fù)興號(hào)”聰明在什么地方。

“復(fù)興號(hào)”建立了大量的傳感系統(tǒng),,整車檢測(cè)點(diǎn)達(dá)2500多個(gè),,比以前動(dòng)車組多了500多個(gè)?!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(shuō),這些傳感器能采集1500多項(xiàng)車輛狀態(tài)信息,,就像動(dòng)車組的眼睛一樣,,時(shí)時(shí)刻刻對(duì)列車振動(dòng)、軸承溫度,、牽引制動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài),、車廂環(huán)境等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

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(diǎn),,數(shù)據(jù)記錄精度最高達(dá)到微秒級(jí),。“這也使‘復(fù)興號(hào)’達(dá)到了1秒鐘記錄100萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)的驚人能力,?!碧展饢|說(shuō)。

“復(fù)興號(hào)”從北京到上海跑一趟,,單程1318公里,,記錄的數(shù)據(jù)達(dá)300多兆。相比之下,,73萬(wàn)字的《紅樓夢(mèng)》所占數(shù)據(jù)空間僅有1.7兆,。

值得一提的是,“復(fù)興號(hào)”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(hù)網(wǎng)絡(luò),,傳輸帶寬由1兆級(jí)提升到了100兆級(jí),。如果說(shuō)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(shí)時(shí)傳輸,,列車的故障診斷和檢修維護(hù)更加安全可靠、智能,。最令人驕傲的是,,“復(fù)興號(hào)”網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),硬件和軟件都是自主研發(fā),,實(shí)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(hào)”更放心,這是因?yàn)槌邆涫Х€(wěn)檢測(cè),、煙火報(bào)警,、軸溫監(jiān)控、受電弓視頻監(jiān)視等安全防護(hù)功能外,,“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組加裝了一把“安全鎖”,。

“‘復(fù)興號(hào)’首次應(yīng)用被動(dòng)安全技術(shù),即通過(guò)增設(shè)碰撞吸能裝置,,提高動(dòng)車組的被動(dòng)防護(hù)能力,。”丁叁叁說(shuō),。

被動(dòng)安全防護(hù),,也就是當(dāng)列車發(fā)生碰撞時(shí),碰撞吸能單元通過(guò)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(hào)”的碰撞防護(hù)系統(tǒng),,設(shè)計(jì)吸能容量達(dá)6.8兆焦,,這一指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

在世界高速列車領(lǐng)域,,被動(dòng)安全防護(hù)是一項(xiàng)技術(shù)“制高點(diǎn)”。碰撞防護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜,,設(shè)計(jì)難度大,。中車四方股份公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)兩年的攻關(guān),自主開(kāi)發(fā)了碰撞防護(hù)系統(tǒng),。

乘坐“復(fù)興號(hào)”,,你還會(huì)發(fā)現(xiàn)相互間說(shuō)話不用提高嗓門了,,這是因?yàn)椤皬?fù)興號(hào)”有一個(gè)非常優(yōu)良的降噪指標(biāo)。根據(jù)測(cè)試,,當(dāng)“復(fù)興號(hào)”以時(shí)速350公里高速運(yùn)行時(shí),,客室噪聲最大僅為65分貝,遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于70分貝的“優(yōu)”等線,。

“設(shè)計(jì)初期,,研發(fā)團(tuán)隊(duì)給自身定了一個(gè)苛刻的目標(biāo),即客室噪聲比國(guó)內(nèi)外既有動(dòng)車組降低3分貝以上,?!碧展饢|告訴記者。

優(yōu)化動(dòng)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(dòng)噪聲,;應(yīng)用新型隔聲材料;進(jìn)行降噪控制,。試驗(yàn)期間光牽引軟件就進(jìn)行了80多個(gè)版本的降噪優(yōu)化,,最終實(shí)車試驗(yàn)時(shí),車內(nèi)噪聲最多降低了4—6分貝,,比研發(fā)團(tuán)隊(duì)的預(yù)期目標(biāo)更優(yōu),。

一個(gè)安靜的客室環(huán)境就這樣營(yíng)造出來(lái)了。

(責(zé)任編輯:任沖 CN062)
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