12月20日,公众对“武广高速动车组”的关注度仍在上升,百度上相关搜索结果已达134000篇。
由中国北车唐山轨道客车有限责任公司自主创新开发、具有完全自主知识产权的新一代武(汉)广(州)高速动车组,9日以394.2公里时速创下两车“重联”制式下世界高速铁路最高运营速度。武广铁路客运专线全长1068.6公里,首次试运行用时不到3小时,比原先的旅程时间缩短7小时。
“才饮珠江水,又食武昌鱼。”在众多媒体的惊叹中,武广高速动车组的世界“铁路第一速”,给城市带来了更多的阳光。
三方面突破，升级“动车组”
12月12日,记者走进中国高速动车组生产基地——中国北车唐山轨道客车有限责任公司,探询武广高速动车组研发秘密。与我国首条京津高速铁路上飞驰的动车组相比,武广高速动车组究竟在哪儿技高一筹?
“武广高速动车组是京津城际动车组的升级版。”中国北车唐车公司总工程师孙帮成首先明确了武广高速动车组是自主创新的品牌。他说,武广高速动车组是在铁道部统一组织下,依托国内一流科研资源,总结京津城际动车组开行一年来的试验、运行等情况后,结合武广线前期科学试验数据和经验,自主创新开发的又一具有完全自主知识产权的新一代高速动车组。
作为迄今为止世界运营速度最快的武广高速铁路,如何使列车在长距离上保持持续的高时速,是对铁路客车装备制造业提出的一大技术挑战。孙帮成说:“与短距离京津城际动车组相比,长距离武广高速动车组,在创新方面实现了动力持续性、列车控制系统、双机协调联动三个方面的突破。”
优化牵引能力带来持续高速
京津城际铁路全长120公里,动车组最高运行时速350公里,但是这个速度只能维持十分钟左右,全程平均旅行时速为260公里左右。
武广客运专线全长1068.6公里,要实现3小时左右到达,动车组最高运行时速也是350公里,可是这个速度至少要维持在1小时以上。
如果将铁轨看作一条跑道,京津城际高速动车组好比是短跑运动员,而武广客运专线高速动车组就是中长跑运动员。武广高速动车组的设计,如同中长跑运动员的节奏,通过优化牵引系统参数设计的功能,提升动车组的牵引能力,使动车组的功率得到充分发挥,做到了更好的启动加速和持续高速运行的能力。
提速、减阻、降噪,一样都不少
横跨天堑江河,飞越重峦叠嶂,在武广客运专线上,中国人创造了多项奇迹:全长从南到北1068.6公里,桥梁和隧道的总长度占到线路总长的66.7%,其中,桥梁684座 468 公里、隧道226 座177 公里——两组数字,成为已建世界高速铁路之最。在这样的情况下,要保持高速动车组高速安全运行,牵引动力性能和制动性能显得至关重要。孙帮成说,武广高速动车组在优化轮轨关系、保证其在高速运行时有充足的安全余量上做了大胆的尝试。另一方面,安装在地面的无线闭塞中心系统,能让高速动车组的“大脑”更灵活。
孙帮成进一步解释,目前国产高速动车组在牵引系统、制动系统等方面都已处于世界领先。时速350公里的高速动车如果瞬间刹车制动,需要减速滑行6500米。而我国自行研发的“列控”技术在遇到紧急情况,通过地面主控室信号指令,动车组可以保证在5000米内安全停下来。
波音737、747型飞机的起飞速度大约在220公里/时,火车时速达到350公里,对列车稳定性提出了更高的要求?有数据显示,时速200公里的列车经过时,铁道两侧掀起的风速值相当于7级以上大风,特别是在两车交汇和穿越隧道时,车辆产生的活塞效应会对车体造成很大的压力波动,这不仅影响到列车运行的稳定性和乘车的舒适度,还会给环境带来噪音。
为了解决这一难题,唐车公司主要采用优化动车组空气动力学性能来实现技术要求,对动车组外形进一步的平滑设计,增加外风挡,对受电弓导流罩、空调导流罩、转向架裙板和前端总成等车体空气动力外形进行了优化设计,有效减少动车组高速运行阻力,降低了高速动车组对内对外的噪音。武广客运专线的实验证明,新一代高速动车组实现了在原有基础上降低空气阻力5%的目标。
两车“重联”,“多拉快跑”
武广CRH3动车组采用两列重联运行方式,列车共有16节车厢,好比一前一后的两个人,手牵手串联在一起,以同样的速度同样的姿势飞奔向前,这必然对两列车之间的耦合、控制等提出了新的挑战。“在武广高速动车组自主研发中,我们已经系统解决了动车组高速‘重联’的双弓受流技术,使动车组能够安全可靠通过双受电弓将能量传递到动力部件上。”孙帮成自信地说。
据介绍,目前发达国家在运高铁主要采用单车运营模式,平均运营时速都不超过300公里:例如法国277公里,日本243公里,德国232公里。我国京津城际高速动车组的平均运营时速为320公里,而武广铁路客运专线在两车“重联”的制式下,跑出了时速394公里、平均旅行时速341公里的世界第一速度。
“重联”列车的主要目的是增加载客量,一般的高速动车组只有8节车厢,载客610人,而“重联”列车有16节,载客数量翻了一倍,一趟车拉了两趟车的客人。这也是从适应我国国情出发,专门采用的一种“多拉快跑”的编制形式。
据铁路部门透露,武广客运专线将于本月26日全线开通。选择这个时段开通,也是为缓解春运客流高峰提前做准备。