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中國黑高科靚瞎世界眼:飛龍飛騰,「中國心」飛奔新速度和新高度

原標題:中國黑高科靚瞎世界眼:飛龍飛騰,「中國心」飛奔新速度和新高度


復興號」中國標準動車組在京滬高鐵實現時速350公里運營,標誌著我國成為世界上高鐵商業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。


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。


為什麼是 「飛龍」?「車頭造型不僅是為了好看,更關鍵的是要降低空氣阻力。」 中車四方股份公司副總工程師丁叄叄告訴記者,當動車組在時速350公里的高速狀態下運行時,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,使設計難度大大攀升。


「為攻克頭型技術難題,研發團隊最初設計了46種頭型概念方案,圍繞氣動性能開展了海量的模擬計算、風洞試驗以及動模型試驗,反覆評估頭型的技術指標和文化特性,才最終敲定『飛龍』方案。」丁叄叄說。


頭型的製造是另一大挑戰。「『飛龍』車頭稜線曲面造型複雜,由80多塊蒙皮拼接而成,對成型精度的要求極高。」中車四方股份公司技術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,表現優異。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。

「往返一趟京滬節省5000多度電。」 丁叄叄計算出這樣一個數字。


聰明「中國腦」:1秒鐘記錄100萬個數據



「復興號」有一顆更加聰明的「大腦」,可在1秒鐘內記錄100萬個數據。


看看「復興號」聰明在什麼地方。

「復興號」建立了大量的感測系統,整車檢測點達2500多個,比以前動車組多了500多個。「這些大大小小的感測器,最大的高62.8厘米,最小的直徑僅5毫米。」 中車四方股份公司技術中心副主任陶桂東解釋說,這些感測器能採集1500多項車輛狀態信息,就像動車組的眼睛一樣,時時刻刻對列車振動、軸承溫度、牽引制動系統狀態、車廂環境等進行監測。


列車的智能化感測系統,將所有數據採集到網路系統中,信息採集精度高,在重要監控點,數據記錄精度最高達到微秒級。「這也使『復興號』達到了1秒鐘記錄100萬個數據的驚人能力。」 陶桂東說。


「復興號」從北京到上海跑一趟,單程1318公里,記錄的數據達300多兆。相比之下,73萬字的《紅樓夢》所佔數據空間僅有1.7兆。


值得一提的是,「復興號」的網路控制系統首次引入了高速乙太網數據傳輸和維護網路,傳輸帶寬由1兆級提升到了100兆級。如果說以前是「鄉間小道」,現在則是寬敞的「高速公路」,藉助乙太網,車輛大容量數據得以高速實時傳輸,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」網路控制系統,硬體和軟體都是自主研發,實現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檢測、煙火報警、軸溫監控、受電弓視頻監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』首次應用被動安全技術,即通過增設碰撞吸能裝置,提高動車組的被動防護能力。」丁叄叄說。


被動安全防護,也就是當列車發生碰撞時,碰撞吸能單元通過有序變形吸收碰撞能量,保障乘客區域不變形,衝擊減速度可控,為乘員提供安全保障。這相當於為列車加了一把「安全鎖」。



丁叄叄告訴記者,「復興號」的碰撞防護系統,設計吸能容量達6.8兆焦,這一指標達到國際領先水平。


在世界高速列車領域,被動安全防護是一項技術「制高點」。碰撞防護系統結構極為複雜,設計難度大。中車四方股份公司研發團隊經過兩年的攻關,自主開發了碰撞防護系統。


乘坐「復興號」,你還會發現相互間說話不用提高嗓門了,這是因為「復興號」有一個非常優良的降噪指標。根據測試,當「復興號」以時速350公里高速運行時,客室雜訊最大僅為65分貝,遠遠優於70分貝的「優」等線。


「設計初期,研發團隊給自身定了一個苛刻的目標,即客室雜訊比國內外既有動車組降低3分貝以上。」陶桂東告訴記者。


優化動車組的結構,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,以此降低氣動雜訊;應用新型隔聲材料;進行降噪控制。試驗期間光牽引軟體就進行了80多個版本的降噪優化,最終實車試驗時,車內雜訊最多降低了4—6分貝,比研發團隊的預期目標更優。


一個安靜的客室環境就這樣營造出來了。


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