中国正试验时速605公里 列车 高铁时速有望翻倍 (图) 2014年01月17日 18:19 来源:光明网 作者:赵忆宁 南车试验更高速列车 高铁时速有望翻倍 中国高铁的速度有望再翻倍。 南车青岛四 方机车车辆股份有限公司厂区内,一列银灰 色超速试验列车停放在厂区的铁轨上,这列 台架试验速度每小时达到605公里的列 中国南车制造的 CIT500型的试验速度达到了605公里 /小时 原标题:南车试验更高速列车高铁时速有望翻倍 中国高铁的速度有望再翻倍。 南车青岛四方机车车辆股份有限公司厂区内,一列银 灰色超速试验列车停放在厂区的铁轨上,这列台架试 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,这项试验早在两年多前就已开始,为了这次 试验,南车四方公司经过七次方案讨论会。 参 加 试验 的电气 开 发部 部长焦 京 海最 近回忆 说 : “100-200公里时一点担心都没有,车速上了550公里 以上心情开始激动,到 600 公里时就开始有点紧张 了。”试验止步于605公里,是因为制定的试验目标 为600公里,“试验台建设时是按600公里设计的,再 往上冲速度,担心对试验台不好”, 高级主任设计 师李兵解释说。 当时速提升到605公里的时候,试验没有马上停止, 保持速度运行了 10 分钟,这相当于在地面上行驶了 100.8公里。 技术难度比飞机高 “高铁就像一架飞机在不停地起降”,中科院力学所 杨国伟研究员这样说。杨国伟创立了跨声速非线性气 动弹性研究,为中国高铁与大飞机研制提供空气动力 与气动弹性的技术支撑。 “坐飞机最危险的是起飞和降落,因为地面效应包括 建筑、风对飞机的激扰,所以 ,飞机设计的难点在起 和降的过程。而高速列车始终在地面上高速运行,从 空气动力学车与空气相互的作用角度,既要考虑地面 对列车的强激扰,也要考虑到高速运行状况下气流激 扰。波音 737的巡航阻力系数约在 0.028左右,6辆编 所以 说更高速列车比飞机在天 上巡航时的技术难点要复 杂得多。”杨国伟说。 组试验列车整车阻力系数约为 0.48 左右, 民用飞机每小时飞行距离 800-850公里,中国研制的 更高速试验列车设计速度在每小时500公里以上,与 目 前 在 线 上 以 每 小 时 380 公 里 最 高 时 速 运 行 的 CRH380A 相比,技术的边界条件必须清晰。 “空气动力学性能的受轨道不平顺影响,振动激扰响 应不断加大,如何保证列车高速运行的安全性;如何 保证舒适的乘车环境;比提高速度更重要的是能够很 好的停下来。” 试验现场指挥梁建英说。 列车运行的阻力,包括车轮与轨道摩擦的机械阻力和 车辆受到的空气阻力。高速下制约速度的抗衡者是空 气,“当列车以每小时200公里行驶的时候,空气阻 力占总阻力的70%左右,和谐号 CRH380A 在京沪高铁 跑出时速 486.1 公里时,气动阻力超过了总阻力的 92%,如果跑到 500公里以上, 95% 以上都是气动阻力 了”,李兵说。空气阻力和列车运行速度的平方成近 似正比关系,速度提高2倍,空气阻力将增至4倍。正 是这个平方关系,让设计师绞尽脑汁。 空气阻力受三大因素影响,一是车头迎风受到正压 力,与车尾受到的负压力间产生的压差阻力;二是由 于空气黏性作用于车体表面的摩擦阻力;三是列车底 架以及列车表面凹凸结构引起的干扰阻力。 工程师们为降低空气阻力 ,应用仿生学和空气动力学 理论,创作了100多种头型概念,优选构建了80余种 三维数字模型,开展了初步空气动力学仿真,比选出 20个气动性能较优的头型,进一步进行气动优化,制 作出1:20实物模型,根据仿真数据和美观效果,最 终制作五款1:8头型分别做了风洞力学试验和气动噪 声试验,名为“箭”的头型被选中,其气动噪声、气 动阻力参数最优。“从气动性能来讲,‘箭’与民航 客机是可以 PK 的。”李兵说。 让数百吨重的更高速列车在线路上飞跑,除了减少气 动阻力外,加大牵引能力是另一个关键。“六辆编组 更高速试验列车牵引总功率可达到 21120千瓦。正是 有了我们自主开发的大功率牵引系统,才有高速试验 列车实现台架试验 605 公里 / 小时的可能。”焦京海 说。 大功率的牵引传动系统的技术研发,具有强大的技术 扩散效应,除列车之外可应用在其他制造领域。“大 功率的牵引传动系统技术具有很好的外延性,除轨道 交通领域以外,大功率的牵引传动系统在很多工业传 动领域都有很广泛的应用,比如轧钢系统、船舶推进 系统、石油钻井、电力系统等等。”南车时代电气技 术中心主任荣智林说。 高速列车运行依靠电能,是由受电弓与接触网接触完 成的,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。“双弓受 流”技术曾经是困扰工程技术人员的一个技术难点, “现在看来这个也不太像技术难点了”,梁建英说。 “车辆在高速运行时,前弓在取电滑过接触网时,会 形成一个激扰波,导致后弓的离线可能性加大,影响 车辆的牵引性能。如何保证后弓受流的稳定性,这是 技术上的难点。但是现在看来,已经不存在了”。 追求更快速度 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。