【壯麗70年·奮斗新時(shí)代】
光明日?qǐng)?bào)記者訾謙
在中國鐵道科學(xué)研究院院史館門前，有一條不再使用的鐵軌，在這100余米的鐵軌上，呈現(xiàn)了4種不同的軌枕。在中國鐵道博物館原副館長金萬智看來，每一種軌枕不僅是一個(gè)時(shí)代的縮影，也見證了新中國鐵路波瀾壯闊的歷史跨越。
從蒸汽機(jī)車到內(nèi)燃機(jī)車、從電力機(jī)車到動(dòng)車、從“和諧號(hào)”到“復(fù)興號(hào)”，伴隨著新中國的改革與發(fā)展，中國鐵路已邁入世界先進(jìn)行列。鐵科院的幾代科技工作者攻堅(jiān)克難、創(chuàng)新開拓，走過了近70年的光輝歷程，用智慧和汗水挺起了中國鐵路的科技脊梁。
“復(fù)興號(hào)”的前世今生
我國幅員遼闊，人口眾多。百年來，鐵路在我國的交通運(yùn)輸領(lǐng)域始終扮演著極其重要的角色。
“20世紀(jì)90年代，我國鐵路的運(yùn)力十分欠缺，‘一票難求’的現(xiàn)象十分普遍，一定程度上制約了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。”鐵科院原首席研究員王悅明表示，原鐵道部在2004年啟動(dòng)了時(shí)速200公里及以上動(dòng)車組和大功率機(jī)車技術(shù)引進(jìn)與國產(chǎn)化項(xiàng)目，并于2007年成功上線運(yùn)營了“和諧號(hào)”動(dòng)車組。
據(jù)王悅明介紹，“和諧號(hào)”的運(yùn)營使我國鐵路運(yùn)力得到大幅度提升，但由于“和諧號(hào)”四大平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，車輛的養(yǎng)護(hù)、維修都存在著不少問題。
“因?yàn)椴煌脚_(tái)車輛標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，所以需要預(yù)備大量不同標(biāo)準(zhǔn)的零部件供車輛檢修，在生產(chǎn)上造成了一定的浪費(fèi)。而且由于在一些核心技術(shù)上，國外公司技術(shù)***不徹底，列車軟件出問題時(shí)仍需國外公司團(tuán)隊(duì)上門解決。”鐵科院首席研究員趙紅衛(wèi)說。
為解決這些問題，2012年，原鐵道部決定我國要通過自主研究、引進(jìn)、消化吸收，研發(fā)具有自主標(biāo)準(zhǔn)的高鐵動(dòng)車組。
“無論是原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新還是引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新，都不可能一帆風(fēng)順，都要在無數(shù)次的科學(xué)試驗(yàn)和反復(fù)驗(yàn)證中取得突破。”趙紅衛(wèi)表示，在研發(fā)過程中，鐵科院科研團(tuán)隊(duì)圍繞中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組牽引傳動(dòng)、制動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)控制及整車設(shè)計(jì)等問題開展了大量科研試驗(yàn)工作。
2017年6月26日，中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組“復(fù)興號(hào)”率先在京滬高鐵兩端雙向首發(fā)，隨后按時(shí)速350公里開始商業(yè)運(yùn)營。據(jù)了解，“復(fù)興號(hào)”采用的254項(xiàng)重要標(biāo)準(zhǔn)中，中國標(biāo)準(zhǔn)占到84％，整體設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)全部自主研發(fā)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
“目前，我國高鐵運(yùn)營里程占全球近70%，350公里的時(shí)速更是位居全球高鐵商業(yè)運(yùn)營速度榜首。未來，在全球下一代高鐵標(biāo)準(zhǔn)的制定上，我國也將扮演更加重要的角色。”趙紅衛(wèi)說。
“復(fù)興號(hào)”的“中國心”
數(shù)據(jù)顯示，截至今年3月底，共有超過300列“復(fù)興號(hào)”中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組馳騁在祖國大地上，累計(jì)發(fā)送旅客達(dá)1.93億人次。其中每輛列車安全運(yùn)行的背后，都離不開一個(gè)安裝在列車底部的裝置——牽引變流器。
“列車要前進(jìn)，必須要有動(dòng)力，一個(gè)性能優(yōu)越的牽引變流器，是保證列車具有良好牽引和制動(dòng)性能的基本保障，所以我們就把列車的牽引變流器稱為‘列車的心臟’。”鐵科院首席研究員陸陽表示。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的鐵路事業(yè)飛速發(fā)展，為了讓“復(fù)興號(hào)”擁有一顆“中國心”，鐵科院幾代科技工作者付出了超乎常人的努力。
“一直到20世紀(jì)90年代，我國的機(jī)車主要還是采用直流牽引傳動(dòng)技術(shù)。”陸陽介紹，直流牽引傳動(dòng)技術(shù)效率低，牽引功率小。20世紀(jì)70年代，在原鐵道部的帶領(lǐng)下，鐵科院機(jī)輛所開始研究效率更高、功率更大的交流傳動(dòng)牽引技術(shù)。
40年來，正是因?yàn)橛幸淮F科人的奮斗，牽引變流器取得了一次次突破。2014年，時(shí)速350公里的中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組牽引和輔助變流器自主研制成功，2015年完成裝車考核，成為“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組的“心臟”。
趙紅衛(wèi)表示，與“和諧號(hào)”動(dòng)車組相比，“復(fù)興號(hào)”標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組牽引變流器的功率從8000多千瓦提升到10000多千瓦，所以“復(fù)興號(hào)”的啟動(dòng)加速能力更快，效率也更高。
目前，時(shí)速400公里動(dòng)車組多制式牽引系統(tǒng)和樣機(jī)的研發(fā)也已經(jīng)取得成果。“隨著科技的飛速發(fā)展，未來‘復(fù)興號(hào)’的‘心臟’將更加高效可靠、環(huán)保節(jié)能。”趙紅衛(wèi)說。
“硬幣不倒”背后的秘密
在“復(fù)興號(hào)”投入運(yùn)營后，網(wǎng)絡(luò)上一段視頻引起了大家的關(guān)注，在時(shí)速350公里飛馳的京滬高鐵列車上，一枚硬幣在窗邊屹立不倒。從行駛起來咣當(dāng)作響的綠皮車，到高速平穩(wěn)的中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組，幾十年來，中國鐵路鋼軌自主化無縫焊接技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的變化。
“原來鐵路鋼軌的長度是12.5米，等于說每12.5米就有一個(gè)接頭，所以原來火車行駛起來總會(huì)咣當(dāng)咣當(dāng)響，因?yàn)檩喿用拷?jīng)過一個(gè)鋼軌接頭，就會(huì)產(chǎn)生一次震動(dòng)。”鐵科院金化所焊接室原副研究員李關(guān)鈺表示。
據(jù)李關(guān)鈺介紹，輪子的每一次震動(dòng)，都會(huì)磨損各個(gè)連接部件，這不僅影響乘車舒適度，更關(guān)乎列車行駛的安全性。在幾十年時(shí)間里，經(jīng)過幾代鐵科人不懈努力，逐漸實(shí)現(xiàn)了鋼軌焊接設(shè)備的自主化、國產(chǎn)化。進(jìn)入21世紀(jì)，伴隨中國鐵路進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)代，無縫線路的高可靠性、高穩(wěn)定性和高平順性成為高速鐵路軌道的唯一選擇。
2008年4月，設(shè)計(jì)時(shí)速380公里的京滬高速鐵路開工，高速運(yùn)行的列車給軌道焊接工作提出了極高的要求。“如果有不平，車輪一滾動(dòng)就會(huì)離開鐵軌，所以一定要在鐵軌和車輪之間實(shí)現(xiàn)‘無縫感’。”鐵科院首席工程師李力說。
據(jù)李力介紹，在京滬高鐵3年施工期間，鐵科院金化所團(tuán)隊(duì)逐一監(jiān)控完成了全線數(shù)萬個(gè)焊接接頭，經(jīng)受住了京滬高鐵棗莊至蚌埠段中時(shí)速486.1公里的考驗(yàn)。
“截至2018年年底，全國鐵路營業(yè)里程達(dá)到13.1萬公里以上，其中高鐵里程超2.9萬公里，從來沒有因?yàn)殇撥壓附淤|(zhì)量發(fā)生過任何問題。可以說，我們掌握的鋼軌閃光焊接核心技術(shù)為‘復(fù)興號(hào)’的運(yùn)營打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”鐵科院金化所焊接研究室副主任高振坤說。
“復(fù)興號(hào)”家族將更加壯大
今年春運(yùn)中，一款全新的時(shí)速160公里動(dòng)力集中“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組投入使用，由于車身底色是綠色，所以被旅客愛稱為“綠巨人”。
“‘綠巨人’雖然也屬于‘復(fù)興號(hào)’系列，但卻是普速列車動(dòng)車組，它可以替代目前的‘綠皮車’，滿足現(xiàn)有普速鐵路的客運(yùn)需求，在普通鐵路線上行駛，低能耗、性價(jià)比高。”趙紅衛(wèi)表示。
跟傳統(tǒng)綠皮車相比，“綠巨人”除了更舒適外，智能化程度也大大提高。“開門、開車全可通過電腦控制，司機(jī)操作更加方便快捷，同時(shí)安全性大幅提升。”她說。
如今，為了滿足更多旅客在更多環(huán)境條件下的需求，中國鐵路總公司提出了“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組頂層設(shè)計(jì)方案。未來將在“復(fù)興號(hào)”中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組平臺(tái)基礎(chǔ)上，研制不同速度等級(jí)、適應(yīng)不同環(huán)境需求的自主化、標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)車組系列產(chǎn)品。
據(jù)鐵科院整車技術(shù)規(guī)范研究室副主任邵軍介紹，目前，時(shí)速250公里的復(fù)興號(hào)動(dòng)車組正在接受實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，預(yù)計(jì)今年年底投入運(yùn)行。此外，為滿足北京2022年冬奧會(huì)及京張高鐵的運(yùn)輸需求，以現(xiàn)有“復(fù)興號(hào)”CR400BF型動(dòng)車組為基礎(chǔ)研制的京張高鐵智能型動(dòng)車組，預(yù)計(jì)將于今年5月開始試驗(yàn)驗(yàn)證。
據(jù)悉，京張高鐵建成后，將會(huì)成為世界上第一條時(shí)速350公里的智能化鐵路，采用我國自主研發(fā)的北斗系統(tǒng)，通過數(shù)千個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)車站自動(dòng)發(fā)車、車站區(qū)間自動(dòng)運(yùn)行、車站自動(dòng)停車、車門自動(dòng)防護(hù)等自動(dòng)駕駛技術(shù)功能。
“未來‘復(fù)興號(hào)’家族將會(huì)涵蓋時(shí)速350公里、250公里、200公里、160公里等不同速度級(jí)的各種車型，并在普通型基礎(chǔ)上進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整以適應(yīng)高寒高原抗風(fēng)沙等不同運(yùn)用區(qū)域環(huán)境的要求，滿足更多地區(qū)更多旅客的出行需要。”邵軍說。
《光明日?qǐng)?bào)》（2019年05月01日06版）
