台媒曝光:大陸高鐵技術突然領先世界的秘密
大陸高鐵技術突然領先世界的秘密
台媒曝光:大陸高鐵技術突然領先世界的秘密 (2014-03-11)
用自己的方式「跑」起來
這樣一個速度差和時間差,要用多少年才能補上?對此,中國人和外國人的看法並不相同。
2004年,在中國大陸引進高速列車技術時,日本川崎重工總裁大橋忠晴曾這樣耐心勸告中方技術人員:不要操之過急,先用8年時間掌握時速2百公裏的技術,再用8年時間掌握時速350公裏的技術。在大橋忠晴看來,這已經夠快了。畢竟,新幹線從時速210公裏提升至3百公裏,日本人用了近30年的時間。但是,中國人可等不起!從車輛到線路,再到通信信號技術,一邊引進消化吸收一邊自主創新,中國人用自己的方式「跑」了起來。
2004年至2005年,中國南車青島四方、中國北車長客股份和唐車公司先後從加拿大龐巴迪、日本川崎重工、法國阿爾斯通和德國西門子引進技術,聯合設計生產高速動車組。動車組是尖端技術的高度集成,涉及動車組總成、車體、轉向架、牽引變壓器、牽引變流器等9大關鍵技術以及10項配套技術,涉及5萬個零部件,短時間內消化吸收如此紛繁複雜的技術,談何容易
每一個看似不起眼的部件,每一項細微的技術,都凝聚著引進消化吸收再創新的艱辛與付出。
動車組的乘客大多不會注意,兩節車廂連接處外端有一對長條橡膠風擋,看上去沒有多少技術含量。在2005年雙方聯合設計時間,一些外方技術人員為這個跟我們捉起了「迷藏」:
「請問,這個橡膠長條是幹什麽用的?」
「哦,沒什麽大用,隻是為防止乘客從站台上掉下來。」
然而,這一輕描淡寫的解釋卻令青島四方公司的技術人員疑雲叢生。
「不會這麽簡單吧?風擋的橡膠標準要求這麽高,難道隻為防止乘客從站台上掉下?」
「哦,這個……應該還可以減少空氣阻力吧。」
對這個支支吾吾的回答,青島四方技術人員還是將信將疑。2006年初,第一批原型車進廠後,青島四方的技術人員通過試驗分析,發現這對風擋竟然有替代轉向架防止列車側滾的功能。
「不管什麽部件,什麽技術,都要打破砂鍋問到底,才能把先進的技術學到手。」青島四方設計主審鄧小軍說。
向速度極限挑戰
3年磨礪,一朝驚豔——140對、時速200公裏以上的國產動車組,在2007年4月18日,全國鐵路第6次大提速時首次閃亮登場。她們有一個共同的名字——「和諧號」。中國大陸,從此有了屬於自己的高速列車。
鄭德潤,一位在英國旅居多年的老華僑,在互聯網上得知這個消息後十分振奮。2007年6月,思鄉情濃的他,從倫敦飛回北京,登上開往河南鄭州的D133次動車組,專程體驗「和諧號」。
「我經常在歐洲乘坐高速列車,現在我們終於有了屬於自己的高速動車組,太自豪了!這是我多年的夢啊!」一路上,鄭德潤興奮不已。到站後,他還站在「和諧號」車頭前,照了一張與動車組的合影,「我要拿回去,讓外國人也看看!
國際鐵路聯盟定義,時速2百公裏以上就可以稱為高速鐵路。第6次大提速中,中國大陸有超過6千公裏的既有鐵路幹線,實施了時速2百公裏以上的提速。但,大陸鐵路人並沒有打出「高速鐵路」的旗號。「其實,不少人都建議喊出這一口號。」鐵道部新聞發言人王勇平回憶說,「我們沒有同意,因為中國的高鐵之夢不會就此停步!我們還有更遠的夢!」
在時速2百公裏動車組下線後,不少外國人認為,中國大陸至少要在這個平台上消化、停留10年。但高鐵人等不了,旋即啟動了時速3百至350公裏的動車組研製工作。2008年8月1日,京津城際鐵路開通運營。幾位外國高鐵專家登上首趟北京駛往天津的高速列車。「諸位,列車運營時速將達到350公裏。」上車後,中方人員介紹道。「350公裏?能行嗎?」顯然,他們對這個速度有懷疑。
車窗外,田野加速向後退去,車內顯示屏上的速度數字元不斷上升。當穩定在時速350公裏時,幾位專家不敢相信自己的眼睛。車到天津後,麵對滿桌佳肴,專家們心不在焉,仍沈浸在剛才的迷惑中。
2008年2月,鐵道部和科技部簽署了《中國大陸高速列車自主創新聯合行動計劃》,共同研發運營時速380公裏的新一代高速列車,最高運營速度將比德國、法國的高速列車快60公裏,比日本新幹線快80公裏,節能環保和綜合舒適性也高人一籌。
「中國芯」、「中國腦」打造「中國名片」
網絡控製係統研製成功,動車有了「中國芯」;絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)研究突破,有了「中國腦」;車體加寬0.4米並進行了改造,有了「中國身」;動車頭形全新設計,有了「中國麵孔」……「和諧號」動車組集合成為「中國名片」
到目前為止,大陸動車組已取得累計900餘件高速鐵路相關專利授權。新一代時速380公裏的動車組也於今年上半年下線。引進先進技術消化吸收,完全國產化生產時速200至250公裏的高速列車;自主設計時速350公裏動車組;自主打造時速380公裏動車組,成為大陸高速鐵路集大成之作。
高速鐵路線和高速動車是一對孿生兄弟。在決定引進先進動車技術之時,建造自己的高速鐵路線就提上了日程。「車速越快,對鐵路的要求越高。」何華武說,「高平順、高穩定」是高速鐵路建設的兩大關鍵要求。
有砟、無砟,中國大陸曾有過激烈的爭論。傳統軌道都是有砟的,也就是枕木下麵墊石砟,而無砟則是將鐵軌鋪在一個高強度混凝土板上。有砟在工程建設期能省錢,但車速越高,列車晃動越劇烈,後期養護需大量投資。無砟可以保持列車的高平、高穩,少維修。無砟成本雖是有砟的1.3到1.5倍,但運營十年左右,這個成本連本帶息就都回來了。
爭論、考察、研究,反複權衡,認真比較,科學判斷,慎重決策,鐵道部最終決定高鐵線路使用無砟軌道技術。但當時,中國大陸並沒有現成的技術。鋪設無砟軌道,對高鐵人來說,如同讓拉二胡的樂師改彈鋼琴。
首先是地質沈降問題。高速列車軌道沈降誤差以毫米計,標準比F1賽車跑道還要高。大陸東西南北線路跨度大,地形複雜,遇到的許多問題在國外都碰不到。剛剛開通運營的鄭州至西安高速鐵路,90%線路處於黃土覆蓋區,遇雨季就沈降變形。一旦變形,就要毀路重建。國內十幾位頂尖院士集中會診,勘探地形,查閱數據,收集數據,終於找到了解決辦法。
在地質最為濕陷的地方,每隔大約一米就打下一個水泥土擠密樁。在建築麵積2百萬平方米的洛陽龍門站,這種長約10米、直徑0.4米的樁子足足打下了50萬根。「洛陽龍門站路基有8米多高,打下這些樁子和灌漿後,你要想在上麵釘個釘子都不可能。路基麵就像大理石一樣光滑,甚至在上麵可以滑旱冰。」中國鐵建鐵四院副總工程師、鄭西高鐵總體設計負責人郭誌勇說
自主攻關終成正果
不同於普通鐵路,高速鐵路線路常常要飛架空中。京津城際鐵路、京滬高速鐵路橋梁總長占到全線8成以上。橋梁選型,至關重要。
「舉目已覺千山綠,宜趁東風馬蹄疾」。負責攻關的鄭健常用這句古語激勵自己的團隊。2005年大年初二,鐵道部一聲召喚,全國橋梁工程設計、施工、裝備研發各路專家迅即從四麵八方雲集北京,集中攻關。多少個不眠之夜,多少次試驗論證,他們優選出32米簡支梁、橋架機架設為主的技術方案,創造出製造、運輸、架梁等一係列新技術,解決了高鐵建設中久拖不決的大課題。5年過去了,如今回憶起來,當年的場景在鄭健的腦海裏依然是那樣清晰。
線形問題、道岔問題、精確定位問題……「技術的問題可以快速提高,但是必須爬的台階一個都不能少,都要我們自己創造。」何華武說。「列車時速上升到350公裏,車廂內水杯的水幾乎紋絲不動!」如今,大陸高速鐵路「高平順、高穩定」性能得到了國際同行一致讚歎。
通信信號,是高速鐵路指揮控製係統。這項技術不在轉讓之列,京津城際鐵路使用西門子技術,花去19億元。而麵對武廣高鐵,西門子又開出64億元天價。受到刺激的高鐵人,決定自己幹。2007年底,鐵道部成立了攻關組。仿真實驗室很快搭建起來。專家們像開足馬力的發動機24小時分班運行,輪回進行類比試驗,查找問題,修改數據,再回歸測試。
鐵路上有落物怎麽辦?控製係統能提前覺察,自動發出信號,那段軌道信號就變成紅顏色。列車在距離障礙物6公裏外就接到故障信號,自動停車。鋼軌出現裂紋,信號會自動檢測,變成紅色,列車自動停止
4千多個場景仿真試驗模擬完成後,他們把控製技術用到武廣高鐵試驗。誰知,係統裝上列車後,失靈了。車上空調、發電機等,對控製係統造成幹擾。專家們又回到北京仿真實驗室,邊查邊改,邊改邊查。試驗,修改;再試驗,再修改……經過上百次反複,這套世界上目前最先進的無線列控技術終於開發成功,運用到武廣高鐵上。
如今,武廣高鐵在線的動車組已累計高速奔馳300萬公裏,故障率僅為十萬分之四。這是一個國際一流的資料。5年麵壁,終成正果。「車、路、信號」這個龐大的高鐵體係技術平台,就這樣奇跡般地被中國人搭建起來。
擁有一代,投放一代,研發一代,今天,大陸高鐵正以強者的姿態,呈現在世人麵前。
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• 鋼軌出現裂紋,信號會自動檢測,變成紅色,列車自動停止 -阿方- ♂ (0 bytes) () 07/29/2014 postreply 12:15:30