复兴号高铁:从“追赶者”到“领跑者”的技术创新之路
复兴号高铁:从“追赶者”到“领跑者”的技术创新之路
2024年7月24日,G6410次复兴号列车稳稳停靠在长沙南站,这看似平常的一幕背后,却凝聚着中国高铁人十多年的努力与创新。整车装用的国产高速车轮,刚刚完成了60万公里的安全服役,这一里程碑式的成就,标志着中国高铁在核心部件国产化上迈出了重要一步。
这一切,要从2008年说起。当时,中国高铁虽然已经取得了显著进展,但高速车轮这一关键部件仍依赖进口。高速车轮是高铁列车的“风火轮”,直接影响着列车的安全性和舒适性,是世界公认的技术要求高、生产难度大的车轮尖端产品。相关国家和企业对高速车轮技术严格保密,不申报专利、不发表论文、不接受交流参观,中国高铁人只能依靠自己的智慧和双手去拼出一片新天地。
中国宝武旗下马鞍山钢铁股份有限公司(简称马钢)承担起了这一重任。从2008年开始,马钢组建了一支由赵海等年轻工程师领衔的研发团队,开始了高速车轮的自主研发之路。高速车轮是一种碳素微合金钢制品,无论是钢材配方还是工艺控制,参数调整都牵一发而动全身。研发团队需要从众多工艺的排列组合中寻找答案,任何一点成分和温度的微小变化都会影响成品质量。
经过无数次的试验和改进,2010年,马钢研发的D1高速车轮在时速200—250公里的和谐号动车组上实现小批量装车试验,完成了64万公里的运用考核。2014年,随着中国高铁再次提速,马钢又承担起时速350公里中国标准动车组车轮的开发任务。经过8个月的艰苦努力,团队开发的D2材质车轮通过权威机构检测,综合性能优于进口产品。
2017年1月,马钢时速350公里高速车轮获得CRCC认证,成为国内第一家具备高速车轮商业化资质的企业。经过60万公里的装车考核,马钢高速车轮表现优异,合格率达到100%。2021年,马钢高速车轮获准在复兴号高铁上扩大运用测评,最终在2024年实现了60万公里的安全服役。
高速车轮的成功研发只是中国高铁技术创新的一个缩影。复兴号高速列车采用的254项重要标准中,中国标准占到84%。研发团队全面突破了牵引、制动、网络、车体、转向架等核心系统和关键技术,实现了从“追赶者”到“领跑者”的转变。
以列车网络控制系统为例,这是动车组的“大脑”,负责完成高压、牵引、制动、辅助供电、车门等的控制、监视,以及车上所有控制信息和故障信息的传输、处理、存储和显示。面对国外的技术封锁,中国铁道科学研究院的赵红卫团队从零做起,仅用一年时间就搭建起仿真平台,并自主开发了全套软件系统,使中国动车组真正拥有了“中国脑”。
在车体设计上,为了降低噪声,研发团队进行了3000多次不同材料和结构的隔音试验,最终将车厢噪声降至65分贝以下。为了降低运行阻力和能耗,团队对40多种方案进行仿真分析和风洞试验,实现了气动阻力降低14%,人均百公里能耗降低20%。
从2013年启动研制,到2017年正式亮相,复兴号高速列车仅用4年时间就完成了从无到有的突破。截至2023年底,复兴号已累计安全运行23.4亿公里,运送旅客22亿人次。从京沪高铁到贵南高铁,从雪域高原到热带雨林,复兴号奔驰在祖国广袤的大地上,成为一张亮丽的“中国名片”。
目前,新一代CR450动车组正在紧锣密鼓地研发中,目标是实现400公里/小时的匀速运行。这不仅将进一步提升中国高铁的国际竞争力,也将为全球高铁技术的发展树立新的标杆。中国高铁人正以创新精神和工匠精神,续写着“中国速度”的新篇章。