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诞生背景

武广高速列车研发探秘

来源:人民铁道报 作者: 点击率:2790 发布时间:2009年12月29日 字号:T|T

12月9日,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高速列车,跑出了394.2公里的时速,创下两车重联制式下的世界高速铁路最高运营时速。武广高速铁路是迄今为止世界上一次建成里程最长、运营速度最快的高速铁路,南起广州,北至武汉,全长1068.6公里。有媒体用“才饮‘珠江水’又食武昌鱼”,生动描绘了武广高速列车的方便快捷。

12月12日,记者走进中国高速动车组生产基地———唐车公司,探寻武广高速列车的研发秘密。与在京津城际铁路上飞驰的动车组相比,武广高速列车究竟“牛”在哪儿?

“武广高速列车是京津城际动车组的升级版。”唐车公司总工程师孙帮成首先明确,武广高速列车是自主创新品牌。孙帮成说,武广高速列车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多来的经验,结合武广高铁前期科学试验数据,自主创新开发出的又一具有完全自主知识产权的新一代高速列车。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。孙帮成介绍说:“与短距离京津城际动车组相比,长距离武广高速列车在创新方面实现了三大突破。”短跑变长跑,加大的不只是距离
京津城际铁路全长120公里,单程运行用时30分钟,动车组最高运行时速350公里,但是这个时速只维持短短的10分钟左右。武广高铁全长1068.6公里,单程运行用时3小时左右,350公里的时速至少要维持1小时以上,全程平均旅行时速达到341公里。

如果将钢轨看成是一条跑道的话,那么京津城际动车组就是短跑运动员,而武广高速列车则是中长跑运动员。有这样一个常识,人在跑800米的时候,从开始到结束很难保持同样的速度,要跑完800米,必须科学合理地分配体力,该加速的时候不能减速,该冲刺的时候一定得开足马力。武广高速列车的设计,比照了 800米中长跑运动员的跑步速度,通过优化牵引系统参数设计功能,提升动车组的牵引能力,使动车组8800千瓦的功率得到充分利用,做到了更好地启动加速和持续高速运行。

障碍重重,大胆尝试成功跨越

横跨天堑江河,飞越重峦叠嶂,在武广高铁建设中,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度的66.7%,其中,桥梁684座、隧道226座。

如何在重重障碍下让高速列车以飞一样的速度安全运行,牵引动力性能和制动性能就显得至关重要。

有专家介绍,武广高速列车研发人员进行了大胆尝试,优化轮轨关系,使动车组在高速运行时有充足的安全余量。安装在地面的无线闭塞中心系统也能让高速列车的“大脑”更灵活。

专家进一步解释,目前,国产高速列车在牵引系统、制动系统等方面均处于世界领先地位。时速350公里高速列车如果瞬间刹车制动,需要减速滑行6500 米。我国自行研发的列控技术智能化程度相当高,遇到紧急情况,通过地面主控室信号指令,高速列车可以保证在5公里内安全停下来;而常规的在线运行列车,32公里范围内可互通信息数据,自动保持14公里的安全车距,实现“盲跑”。

波音737型、747型飞机的起飞时速大约有220公里,列车时速达到350公里会不会脱离钢轨飞上天?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。可以想象,时速350公里动车组驶过时会是怎样。尤其是在两车交会和穿越隧道时,车辆产生活塞效应会对车体造成很大的压力波动,这不仅影响了列车运行的稳定性和乘车舒适度,还会造成噪声污染。

为解决这一难题,唐车公司优化动车组空气动力学性能,对动车组外形进行进一步的平滑设计。他们增加外风挡,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优化设计,有效减小了动车组高速运行阻力,还减小了对内对外噪声。试验证明,新一代高速列车实现了在原有基础上减小空气阻力5%的目标。

两车重联,跑出世界第一速

京津城际动车组是单列8辆编组,单受电弓受流,在120公里的全程中采用CTCS-3D列车控制系统,就好比一个人进行百米冲刺。而武广高速列车采用两列重联运行方式,列车共有16节车厢,双受电弓同时受流,就好比一前一后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,这就对两列车之间的耦合、控制等提出了新的挑战。

“在武广高速列车自主研发过程中,我们已经系统解决了动车组高速重联的双弓受流技术难题,使动车组能安全可靠地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,发达国家运营的高速铁路主要采用单车运营模式,平均运营时速都不超过300公里:法国277公里、日本243公里、德国232公里。而武广高速列车是在两车重联的制式下跑出了394.2公里的时速,平均旅行时速为341公里,创造了业界神话。

采取重联运行方式,主要目的是增加载客量。一般的高速列车只有8节车厢,载客610人,而重联列车有16节车厢,载客量翻了一番。这也是从我国国情出发,专门采用的一种“多拉快跑”的编制形式。

据铁路部门透露,武广高铁将于12月26日开通运营,选择在此时开通运营,正是为缓解春运客流高峰提前做准备。

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