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“复兴号”数字密码

2018-09-14 18:05:15  来源:人民日报  责任编辑:李涛   我来说两句

 

“复兴号”高速列车流线型全新设计头型,车头两侧有双“强有力的手”,牢牢地抓住钢轨

高速列车的速度正在逼近飞机。与航空飞行器相比,高速列车还要面临地面气流的扰动,两车交会时的气体激荡,以及车体通过隧道时的气流压力。因此,高速列车的头型设计比飞机更具挑战性。

采访得知,经过上百次仿真计算、上千次空气动力学试验、上万次线型测试,高速列车研发团队设计出了30种概念头型。通过仿真计算、不同环境的气动力学试验和噪声风洞试验,定型5种头型做筛选试验,最后形成了“圆润光滑、线条流畅、形态饱满”的“复兴号”高速列车全新设计头型。这种全新低阻力流线型车头设计优化了头型结构,提高了抗风能力和高速下的列车安全性,更加适合中国铁路路线环境。

专家告诉我,为了减少列车气流阻力,“复兴号”还采用了车体平顺化设计,在车头两侧设计了一种“导流槽”,尾车气动升力被“导流”产生的向下压力抵消,就像一双强有力的手,牢牢地抓住钢轨,不让火车飞起来。

与“和谐号”动车组相比,“复兴号”高速列车体态姣好,看起来线条更优雅,跑起来也更节能。“和谐号”动车组的车顶有个“鼓包”,那里装着受电弓和空调系统。“复兴号”高速列车把这个“鼓包”下沉到了车顶下的风道系统中,使列车看起来更美。

镁合金、碳纤维等先进轻量化材料的大量运用,大大减轻了车体重量,扩展了车厢容积。“复兴号”高速列车的高度从3700毫米增高到了4050毫米,座位间距更宽敞。在车体断面增加、空间增大的情况下,按时速350公里运行,人均百公里能耗下降17%左右。列车运行阻力和车内噪声明显下降,有效减少了持续运行能量消耗,表现出良好的节能环保性能。

“蓝海豚”与“金凤凰”是网民早期献给中国标准动车组的昵称。“复兴号”高速列车的两个车型,分别由四方公司和长客公司生产。两者均为流线型车体,以白色为基调,分别点缀以蓝色或黄色标色,以示区别。于是,就有了网民奉送的昵称。

细心的人们会发现,新命名的“复兴号”中国标准动车组,原来的那列有着蓝色标识的“蓝海豚”不见了,取而代之的是鲜艳的红色标识。火车迷们赞叹道,红色比蓝色更耀眼。人们所感到的不仅仅是标色的变化,更是“复兴号”高速列车从里到外的全面创新。

当然,最关键的不是它的“高颜值”,而在于它卓越的性能表现。“复兴号”高速列车各项性能优异:列车气动阻力降低了15.4%,隧道交会压力波降低20%,明线压力波降低18%,气动噪声降低了7%,均达到国际领先水平。

不断优化和规范车载设备的降噪要求和设计,对不同材料和结构的隔音进行对比试验,达到3000多次。“复兴号”高速列车的噪音下降了1至5分贝,超越设计目标

试验证明,随着速度的不断提升,高速列车的气动噪声会显著增加。当时速达到300公里时,高速列车的气动噪声已超过轮轨噪声成为主要噪声源。这样不但大大降低了乘客的舒适性,而且对铁路沿线造成噪声污染。“和谐号”CRH380型动车组噪音已经较小,优于很多发达国家的高速动车组。在此基础上,哪怕降低1分贝,也是世界性难题。“复兴号”挑战了这个难题。

为了让旅客乘车感觉更舒适,中国铁道科学研究院、中车集团以及相关高校科技人员共同携手,凝心聚力,顽强攻克高速列车噪音控制难题。

针对高速列车的主要气动噪声源是受电弓与转向架,科研人员积极组织课题攻关,建立受电弓、转向架气动噪声分析模型,取得数据,模拟试验,逐项改进。

四方公司技术团队前后探索了3年时间,光是隔音材料的对比试验,就做了3000多次。为了获得一组准确的数据,常常通宵达旦,即使出现一点误差,整个实验都要从头再来。

降噪是个系统工程,刚开始制造工厂采取了运用最新降噪材料、加装吸音装置等措施,但降噪效果不明显。四方公司请来国内的结构、流体、材料等领域的专家共同会商。集中力量办大事的优势在这里得到充分体现。大家拧成一股绳,经反复研究发现,一些车载空调、风机等设备的吸气排气造成压差,也影响降噪。于是,他们优化和规范车载设备的降噪要求和设计,终于让噪音下降1至5分贝,超越设计目标。

如今,当你乘坐“复兴号”高速列车时,基本上听不到噪音。哪怕是座位底下车轮与钢轨的摩擦声都很轻微、很遥远。要知道这可是350公里的时速。车外雷霆万钧之力,车内一片静悄悄,这是一幅多么诗情画意的景象啊。

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