時速400公里！全球最快高鐵列車亮相

  新華社北京12月29日電　題：時速400公里！全球最快高鐵列車亮相

  新華社記者樊曦、王聿昊

  12月29日，北京，國家鐵道試驗中心。

  環(huán)形試驗軌道上，兩列時速400公里的CR450動車組列車首次亮相，標(biāo)志著由國鐵集團(tuán)牽頭實施的CR450科技創(chuàng)新工程取得重大突破。

  高鐵，我國自主創(chuàng)新的成功范例，再一次實現(xiàn)新跨越，書寫更快的“中國速度”。

  據(jù)國鐵集團(tuán)科技和信息化部裝備技術(shù)處處長李永恒介紹，CR450科技創(chuàng)新工程主要包括CR450動車組和時速400公里高鐵線路、橋梁、隧道等基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)創(chuàng)新。CR450動車組的研制是在2017年下線的復(fù)興號中國標(biāo)準(zhǔn)動車組CR400的基礎(chǔ)上又一次技術(shù)突破，列車運行時速從350公里提升到400公里。

  提速50公里，意味著什么？

  “CR450動車組最大的創(chuàng)新突破，就是列車以時速400公里運行時，噪聲、制動距離、能耗等指標(biāo)與既有復(fù)興號時速350公里運行時相當(dāng)。”CR450動車組技術(shù)牽頭單位、鐵科院集團(tuán)公司首席研究員趙紅衛(wèi)說。

  一句話概括，就是“五個更”——“更高速、更安全、更節(jié)能、更舒適、更智能”。

  更高速——

  試驗時速450公里，運營時速400公里。

  動力更強(qiáng)：CR450動車組首創(chuàng)采用永磁牽引電機(jī)，轉(zhuǎn)換效率較CR400異步牽引電機(jī)提升3%以上。

  阻力更小：高鐵運行中，氣動阻力隨速度二次方增長，提速至?xí)r速400公里，阻力將增加30%，95%的運行阻力來自空氣，牽引系統(tǒng)將與空氣進(jìn)行更強(qiáng)“對抗”。

  如何減阻？車頭設(shè)計上，技術(shù)團(tuán)隊基于仿生學(xué)設(shè)計百余種方案，通過數(shù)百次的模擬仿真和風(fēng)洞試驗，最終確定了“飛箭”“鷹隼”兩種頭型方案。

  CR450動車組還首次采用轉(zhuǎn)向架裙底板一體化全包覆結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向架不僅承載著列車的重量，還負(fù)責(zé)提供列車行駛時的牽引、制動和減振功能，部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包覆后內(nèi)部氣動流場更為復(fù)雜，需要十分精細(xì)的仿真計算。“包覆結(jié)構(gòu)在車下吊裝需兼顧強(qiáng)度和剛度要求，經(jīng)過多次仿真、試驗優(yōu)化迭代才確定最終的方案。”北京交通大學(xué)教授王文靜說。

  一個個區(qū)域、一個個部件的分析與突破，一種種材料、一個個結(jié)構(gòu)的試驗與驗證……配合流線型車頭，低阻力受電弓、全包外風(fēng)擋等設(shè)計，CR450動車組跑起來更輕盈。

　　CR450AF動車組的二等座車廂。新華社記者王聿昊 攝

  更安全——

  提速50公里最關(guān)鍵的技術(shù)，不是速度上不上得去，而是能不能停得住、停得穩(wěn)、停得準(zhǔn)。

  “從制動系統(tǒng)、牽引動力、網(wǎng)絡(luò)控制到安全監(jiān)測，我們?yōu)槊總€關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)計了專屬數(shù)字模型，通過精密計算和反復(fù)試驗，實現(xiàn)制動性能提升20%以上，制動響應(yīng)時間從2.3秒提升到1.7秒。最終，CR450動車組制動距離與時速350公里動車組基本一致。”鐵科院集團(tuán)公司機(jī)輛所所長張波說。

  “CR450動車組創(chuàng)新采用時間敏感網(wǎng)（TSN）傳輸信號，實時傳輸性能提升10倍，列車各系統(tǒng)間信息交互更及時、控制更精準(zhǔn)。”趙紅衛(wèi)說。

  CR450動車組還配有智能監(jiān)測、智能診斷系統(tǒng)，全列4000多個檢測點實時收集軸溫、壓力等數(shù)據(jù)，做到自診斷、自恢復(fù)、自決策。

  更節(jié)能——

  據(jù)鐵科院集團(tuán)公司機(jī)輛所副總工程師黃金介紹，8編組的CR450動車組在時速400公里運行工況下每公里耗電僅為22至23度。

  采用碳纖維復(fù)合材料、鎂合金等新型材料，應(yīng)用“拓?fù)鋬?yōu)化”技術(shù)，優(yōu)化受力結(jié)構(gòu)……CR450動車組整車較既往車型減重10%以上，“體重”更輕、“體質(zhì)”更強(qiáng)、能耗更低。

  “這其中小電線也起了大作用。一列動車組有近2萬根電線，頭尾相連總長度超180公里。團(tuán)隊對列車電氣部件優(yōu)化設(shè)計，使CR450動車組線束數(shù)量減少10%，重量減少8噸，相當(dāng)于減少了1輛重型卡車的重量。”CR450BF動車組制造商中國中車長客股份公司副總工程師朱彥說。

　　CR450AF動車組的商務(wù)座車廂。新華社記者樊曦 攝

  更舒適——

  噪聲，直接關(guān)乎乘坐舒適度。

  綜合考慮列車不同位置聲源特性和對整車噪聲影響，技術(shù)團(tuán)隊確定了分車、分區(qū)、分頻的降噪方案，定制化開發(fā)降噪結(jié)構(gòu)和材料。在轉(zhuǎn)向架區(qū)域，團(tuán)隊研制了新型減振器，有效抑制車體結(jié)構(gòu)振動向客室傳播；客室區(qū)域強(qiáng)化吸聲和隔聲設(shè)計，地板、端墻采用新型隔音材料。CR450動車組實現(xiàn)客室內(nèi)噪聲降低2分貝，與CR400動車組時速350公里運行時相當(dāng)。

  “身高”從4.05米下降到3.85米，但走進(jìn)車廂，記者感受到內(nèi)部空間更大。“通過集成化、小型化設(shè)計，在列車體積減少5%的同時，旅客使用面積增加4%，兩端大件行李存放區(qū)域增加了138%。”CR450AF動車組制造商中國中車四方股份公司副總工程師陶桂東說。

  車廂內(nèi)部可隨室外環(huán)境自動調(diào)節(jié)亮度；每個座位都提供USB等充電設(shè)施；可提供多功能間、家庭包間、商務(wù)包間等多樣選擇……CR450動車組讓旅途更舒適。

  更智能——

  “你好復(fù)興號，打開照明。”在CR450AF動車組駕駛室，記者話音剛落，駕駛室燈光隨之亮起。

  輔助駕駛、語音交互、超視距檢測……多種智能設(shè)計讓司機(jī)操作更輕松。

  走在站臺，車外顯示屏上車次信息、車廂排布一目了然；上車后，客室屏幕全景展示車廂布局，提供可視化座位導(dǎo)航；列車啟動，顯示屏自動推送運行信息、服務(wù)信息并提供影音娛樂；下車前，屏幕顯示到站信息并提醒開門方向。每個乘車關(guān)鍵節(jié)點，乘客都有更智能的體驗。

　　CR450BF動車組外觀。新華社記者樊曦 攝

  國鐵集團(tuán)有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，下一步國鐵集團(tuán)將安排CR450動車組樣車開展一系列線路試驗和考核，進(jìn)一步檢驗各項性能指標(biāo)。

  讓我們一起期待CR450早日投入運營！