【财讯】我国高铁时速有望翻倍：南车试验更高速列车

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在南车青岛四方机车车辆株式会社工厂内，一列银灰色超速试验列车停放在厂区线路上，该列台架试验速度每小时达到605公里的列车被命名为更高速度的试验列车。

实际上，这个考试是两年多前开始的，为了这次考试南车四方企业经过了7次方案讨论会。

参加实验的焦京海电气开发部部长最近回顾说:“100-200公里一点也不担心，车速达到550公里以上时心情高涨，到了600公里时开始有点紧张。” 高级主任设计师李兵解释说，实验之所以停留在605公里，是因为目标是600公里，“试验台建设时设计成600公里，进一步加快速度，担心对试验台不好。”

当时速度加快到605公里时，考试没有马上停止，保持10分钟的速度运行。 这相当于在地上行驶了100.8公里。

技术难度比飞机高

中国科学院力学所杨国伟研究员说:“高铁就像飞机不断起落。” 杨国伟建立了跨音速非线性空气弹性研究，为中国高铁和大型飞机的研制提供了空气动力和空气弹性的技术支持。

“坐飞机最危险的是起飞和着陆。 地面效应包括建筑、风对飞机的冲击，因此飞机设计的难点在于起飞和着陆的过程。 高速列车总是在地面高速运行，从空气动力车和空气的相互作用的立场出发，还必须考虑列车的强烈冲击和高速运行状况下的气流冲击。 波音737的巡航阻力系数约为0.028左右，6辆编组试验列车的整车阻力系数约为0.48左右，因此更高速的列车比飞机在空中巡航时的技术难点多得多。 ”。 杨国伟说。

民用飞机每小时飞行距离为800-850公里，中国开发的更高速的试验列车设计速度为每小时500公里以上，与现在网上以每小时380公里的最高时速运行的crh380a相比，技术边界条件明显

“受空气动力性能轨道不平滑的影响，振动的扰动响应增大，如何保证列车高速运行的安全性。 考试现场指挥梁建英说:“与其加快速度保证怎样舒适的乘车环境，不如好好停下来。”

列车运行的阻力。 包括车轮和轨道摩擦的机械阻力和车辆受到的空气阻力。 高速制约速度的对抗者是空气，“列车以时速200公里行驶时，空气阻力占总阻力的70%左右，和谐号crh380a在京沪高铁上时速486.1公里时，空气阻力超过总阻力的92%，行驶500公里以上。 空气阻力和列车运行速度的平方几乎成比例关系，速度增加一倍，空气阻力增加四倍。 这种平方关系让设计师头疼。

空气阻力受三个因素的影响，一是车头迎风受到正压力，与车尾受到的负压力之间产生的压差阻力。 第二个是空气粘性作用于车身表面的摩擦阻力，第三个是由车架及列车表面的凹凸结构引起的干涉阻力。

工程师们为了降低空气阻力，应用仿生学和空气动力学理论，创作了100多种头型概念，建立了80种三维数字模型，开展了初步的空气动力学模拟，选出了20种空气性能优良的头型 制作了1:20实物模型，根据模拟数据和美观效果，最终制作了5种1:8头型，分别进行了风洞力学试验和空气噪声试验。 “从气动性能来说，‘箭’和民用飞机将是pk”李兵说。

使数百吨重的更高速的列车在线路上飞行，除了减少气压阻力外，增大牵引能力是另一个关键。 “6节编组的更高速的试验列车牵引总电力将达到21120千瓦。 正因为有我们自主开发的大电力牵引系统，高速试验列车才有可能实现台架试验605公里/小时。 ”。 焦京海说。

大功率牵引传动系统的技术开发具有强大的技术扩散效果，除列车外还可以应用于其他制造行业。 “大功率牵引驱动技术具有良好的外延性，除轨道交通行业外，还广泛应用于轧制系统、船舶推进系统、石油钻井、电力系统等许多工业传动行业。 ”南车时代电气技术中心主任荣智林说。

高速列车的运行依赖电能，受电弓和接触网接触完成。 这个过程被称为“受流”环节。 这项技术也是迄今为止技术专家们最关注的技术之一。 梁建英说，“双弓受流”技术曾经是困扰工程技术人员的技术难点，“现在这似乎也不太像技术难点”。 “车辆高速运行期间，前弓取电在接触网上滑动时，形成一个扰动波，后弓离线的可能性增大，影响车辆的牵引性能。 如何保证后弓受流的稳定性是技术难点。 但是现在好像已经不存在了”。

追求更高的速度

速度是技术快速发展的综合实力。 像中国“二弹一星”的研究开发一样，全国力量约万名科研技术人员参与了高速列车的技术革新。 “试验列车的速度还只是实验室内的数据，实际的线路数据还没有被验证。 我们希望有更高的速度值，以便世界更多地理解中国的高铁技术和产品水平。 那个过程需要稳步进行，决不要匆忙成功”梁建英说。

“时速605公里是从试验台飞出的，不是线路上的数据，实际的线路试验需要一系列的审查。 ’李兵说。 2007年4月3日，法国tgv在线路上创下了574.8公里/小时的试验最高速度，至今没有刷新新记录。 年12月在北京上海飞行员段试验蚌埠枣庄，crh380a达到最高时速486.1公里。 尽管该速度是运营试验速度，但与法国tgv的纯粹试验速度不同。 在运营考试的速度值方面是世界上最高的。

年，“723”甬温线特别严重的铁路交通事故后，中国高铁开始追求包括安全性、可靠性、舒适性等更优质的目标。 事实上，事故不是由车的质量引起的，但这次事故对中国高铁的迅速发展产生了很大的影响。 所有铁路人，包括南车四方的技术人员都在反省，那就是如何更好、更稳健地推进国家的高铁事业。 实验列车的研制是一个非常困难的过程。 基于crh380a新一代车辆技术创新的成果，按照安全可靠的运行目标，对系统的集成、车身、台车、牵引、互联网控制、制动系统进行了很多技术创新，包括碳纤维材料、镁合金、纳米 整个列车的研究开发经过了两年多的时间。

试验列车在实验室测试结束后，在工厂内3.7公里的环状试验线上进行了1个月的可靠性试验，行驶距离约为1000公里。 工程师告诉记者，受线路条件限制的最高速度不得超过时速30公里，“对整车、系统及零部件完成了初步的可靠性验证”。

许多新技术需要验证。

高铁是中国的战术新兴产业之一，更高速的列车是中国创新能力的另一个象征作品。 工程师和科学家渴望连接在线考试测试试验台的验证结果，进一步深入探索超高速列车的三个核心技术理论，即轨道技术、空气动力性能和弓网的关系。

对工程师来说，许多设计无法通过台架试验完成，更高速列车的三项核心技术无法验证两项:空气动力学性能和弓网关系。

例如，台架试验在室内进行，没有风就不能进行空气动力试验。 “更高速的列车的主要验证是车的阻力特征，与能源消耗有关。 其次是升力的特征，与脱轨系数有关。 三是脉动力的大小，关系到列车的安全性。 而且，是交汇瞬间风的阻力和安全的退避距离。 理论上，现在的公式应该适用于400公里和500公里的车，研究和实证上，这些都需要在线考试进一步验证。 ”。 杨国伟说。 另外，即使是双向涡旋试验台，也不能进行受电弓和接触网的受流试验。

对于进行基础理论研究的科学家来说，他们想验证共性关键技术的基础理论机制。 以脱轨系数为例，在车辆运行时，在线路状况、运用条件、车辆结构参数、装载等最不利的组合条件下车轮有可能脱轨，评价车轮脱轨稳定性的指标被称为脱轨系数，该系数越大越容易脱轨。

按照国际标准，0.8是脱轨安全性的指标。 但是，在高速列车的试验中，列车在线以480公里的速度脱轨系数为0.1-0.2左右，远远小于0.8。 以时速550公里开车时的脱轨系数是多少？ 涉及高速基础力学的研究。 全世界的科学家们都希望解开脱轨系数之谜。 ”。 台车的高级工程师玛丽莲说。

迅速发展领域。

本世纪是高速铁路的时代。 美国总统奥巴马在年国情咨文中说“没有理由让欧洲和中国拥有最快的铁路”，奥巴马总统强烈意识到高铁将成为重建美国世界竞争力的技术制的顶峰。 “技术上一定要切断高点，谁有切断技术高点的能力，谁有迅速发展领域的能力。 以技术先进性推进市场诉求是世界市场经济竞争的法则。 ”。 梁建英说。

2007年法国tgv为对抗德国磁悬浮列车占领市场的挑战创造了“世界第一速”。 “正因为法国在路上行驶了570公里以上，给了世界各国确定的信号，我的技术才是可能的。 从那以后，世界高速铁路市场的法国成为了领袖。 ”。 杨国伟说。 中国高铁正在加速走向世界，证明高速依然是趋势。 探索500公里以上的超高速列车技术，既是积极的研究，也是扩大国际市场的技术储备。

技术成熟需要堆积，市场扩大是瞬间外延。 中国高铁从2004年开始经过9年，从引进、消化、吸收到现在技术的全面领先，更高速的试验列车的研究开发是技术纵向快速发展的制高点，只有把握技术的制高点，才能实现技术的纵向和横向的相互传播，市场 “该试验列车的基础是用crh380a技术向上发展，城市间列车向下发展。 高铁这几年的技术革新，其技术先进性已经传播到上下游产品。 ”。 梁建英说。

对技术的追求没有停止。 为了更好地理解空气力学的作用关系，南车四方股份有限公司计划建设小规模的风洞实验室。 “我们是工程部门，但我们想自己突破，掌握新技术并堆积起来，为今后留下一些东西。 ”。 梁建英对记者说。

更高速的试验列车线路验证，受到国家有关方面的充分关注，列车在线试验事业已经全面展开，列车各技术可以通过线路试验进一步验证。 整个过程将逐步实施，逐步获得各种技术参数。 “我们希望它表现得非常好，让世界更了解中国的高铁技术。 ”。 工程师们说。