速度是技术发展的综合实力。如同中国“两弹一星”的研制,举全国之力,近万名科研技术人员参与了高速列车的技术创新。“试验列车的速度还只是实验室内的数据,实际的线路数据还有待于进一步验证,我们希望有个高的速度值,让全世界都能进一步了解中国的高铁技术和产品水平,其中的过程需要踏踏实实去做,而决不能急于求成。”梁建英说。
“时速605公里是试验台上跑出的,不是在线路上的数据,实际的线路试验还需要一系列的考核。”李兵说。2007年4月3日,法国TGV在线路上创造574.8公里/小时试验最高速度,目前为止尚未有新的记录刷新。2010年12月京沪先导段试验蚌埠-枣庄,CRH380A达到最高时速486.1公里,这个速度尽管是运营试验速度,它有别于法国TGV的纯粹试验速度。就运营试验的速度值来讲它是世界上最高的。
2011年,“7·23”甬温线特别重大铁路交通事故后,中国高铁开始了对更高质量目标的追求,其中包括安全性、可靠性、舒适性等。事实上事故并不是缘于车的质量,但是这次事故却对中国高铁的发展带来了极大的影响。所有的铁路人,包括南车四方的技术人员都在反思,那就是如何更好、更稳健地推进国家的高速铁路事业。试验列车的研制是一个非常艰苦的过程。它以CRH380A新一代动车组技术创新成果为基础,遵循安全可靠的运行目标,针对系统集成、车体、转向架、牵引、网络控制、制动系统进行了诸多技术创新,实现了碳纤维材料、镁铝合金、纳米材料、风阻制动系统等一系列新技术、新材料的装车试验验证。整个列车的研制历经了两年多的时间。
试验列车完成在实验室的测试后,在厂区内一条3.7公里的环形试验线上进行了一个月可靠性试验,运行里程约1000公里。受线路条件限制最高速度不得超过时速30公里,“对整车、系统及部件完成了初步可靠性验证”,工程师告诉记者。
多项新技术有待验证
高铁,是中国战略性新兴产业之一,而更高速列车则是中国创新能力的又一标志性作品。工程师与科学家渴望上线试验衔接试验台的验证结果,更加深入地探索超高速列车三大核心技术理论,即轮轨技术、空气动力学性能与弓网关系。
对工程师而言,诸多项设计是无法在台架试验中完成的,更高速列车的三项核心技术有两项无法验证,即空气动力学性能与弓网关系。
比如,台架试验在室内完成,缺少了风,则无法完成空气动力的试验。“更高速列车首要的验证是车的阻力特性,牵涉到能耗;其次是升力特性,涉及到脱轨系数;第三是脉动力的大小,涉及到列车的安全性。还有就是交汇瞬时风的阻力,以及安全的避让距离。从理论上讲,目前已有的公式对400公里与500公里的车应该是适用的,就研究和印证来说,这些都是需要通过线上试验进一步验证。”杨国伟说。另外,即便是双向滚动试验台,也无法完成受电弓与接触网的受流试验。
对做基础理论研究的科学家而言,他们希望验证共性关键技术的基础理论机理。以脱轨系数为例,车辆运行时,在线路状况、运用条件、车辆结构参数和装载等因素最不利的组合条件下可能导致车轮脱轨,评定防止车轮脱轨稳定性的指标叫脱轨系数,这个系数越大越容易脱轨。
根据国际标准,0.8作为脱轨安全性的指标。“但是我们对高速列车试验时发现,列车在线上以480公里的速度,脱轨系数只有0.1-0.2左右,远远小于0.8。如果以每小时550公里的速度,实际运行时的脱轨系数是多少?它涉及到高速基础力学的研究。全球范围的科学家们一直希望破解脱轨系数之谜。”转向架高级工程师马利军说。
高铁是用电还是用油?
国产CRH系列基本都是电力驱动。
电是从电网来的,铁路线上方的电线不是电缆,是裸电线。
车上有受电弓,电流通过受电弓进入车内。
车内有变压整流逆变设备。
车厢下有电机,通过机械传动带动车轮。