站在時(shí)間的路口，中國(guó)鐵路再度吸引全球目光。

紅綢掀起，莊重大氣的車頭展露真容;簡(jiǎn)潔飄逸的腰帶疊加銀色車身，極具科技質(zhì)感;側(cè)方裙板的全新半包覆結(jié)構(gòu)，代際特征明顯……2024年12月29日，CR450動(dòng)車組樣車在國(guó)家鐵道試驗(yàn)中心驚艷亮相，標(biāo)志著國(guó)家“十四五”規(guī)劃確定的重大科研項(xiàng)目——“CR450科技創(chuàng)新工程”取得重大突破。

作為更高速、更安全、更節(jié)能、更舒適、更智能的新一代高速列車，CR450動(dòng)車組加速駛來(lái)、前程壯闊!

從CR400到CR450，進(jìn)一步鞏固擴(kuò)大我國(guó)高鐵領(lǐng)跑優(yōu)勢(shì)

巍峨的人民大會(huì)堂，靜靜矗立，見(jiàn)證輝煌。

2024年1月，復(fù)興號(hào)高速列車研發(fā)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)被授予“國(guó)家卓越工程師團(tuán)隊(duì)”稱號(hào);6月，復(fù)興號(hào)高速列車項(xiàng)目榮獲2023年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。

璀璨的燈光，映照工程師們?yōu)閲?guó)奮斗的光輝群像;耀目的獎(jiǎng)狀，見(jiàn)證大國(guó)重器創(chuàng)新?tīng)?zhēng)先的時(shí)代篇章。

2012年底，鐵道部牽頭啟動(dòng)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的研發(fā);2017年6月，時(shí)速350公里的CR400動(dòng)車組投入運(yùn)營(yíng)。自此，“復(fù)興號(hào)”重塑億萬(wàn)民眾的鐵路出行，在世界范圍內(nèi)叫響中國(guó)高鐵品牌。

時(shí)間的刻度上，奮進(jìn)的足跡接續(xù)不斷。

2018年，中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司牽頭組織國(guó)內(nèi)科研院所、高校、企業(yè)等優(yōu)勢(shì)科研力量組成聯(lián)合創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，開(kāi)始在時(shí)速400公里商業(yè)運(yùn)營(yíng)技術(shù)“無(wú)人區(qū)”進(jìn)行探索。砥礪奮進(jìn)、攻堅(jiān)克難。2024年底，CR450動(dòng)車組樣車成功下線，再一次讓世界為中國(guó)高鐵驚嘆。

從CR400到CR450，高鐵動(dòng)車組的換代升級(jí)，彰顯中國(guó)鐵路的進(jìn)取與格局，更映照東方大國(guó)與日俱增的科技創(chuàng)新力和塑造力。

為提升50公里時(shí)速，CR450動(dòng)車組采用永磁牽引電機(jī)替代異步牽引電機(jī)，轉(zhuǎn)換效率提升3%;協(xié)同結(jié)構(gòu)材料、控制策略，牽引系統(tǒng)減重15%……

速度上做加法，重量上做減法，CR450動(dòng)車組實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)速度時(shí)速450公里，運(yùn)營(yíng)速度時(shí)速400公里，成為全球跑得最快的高鐵列車。

然而，速度的提升，還會(huì)帶來(lái)制動(dòng)距離大幅延長(zhǎng)，噪音能量明顯升高，氣動(dòng)阻力、能耗、振動(dòng)沖擊激增。

為實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行安全可靠、平穩(wěn)舒適、綠色節(jié)能，經(jīng)過(guò)大量的技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘、仿真計(jì)算、實(shí)車試驗(yàn)、專家論證，中國(guó)鐵路在世界上首次構(gòu)建起運(yùn)營(yíng)時(shí)速400公里動(dòng)車組列車標(biāo)準(zhǔn)體系。

——壓縮制動(dòng)距離。

理論上，時(shí)速?gòu)?50公里到400公里，制動(dòng)距離延長(zhǎng)，制動(dòng)能量提升30%。為實(shí)現(xiàn)6500米的優(yōu)級(jí)制動(dòng)距離，研發(fā)團(tuán)隊(duì)采取諸多措施。

“我們一方面提升制動(dòng)系統(tǒng)能力，如采用高效散熱的摩擦部件，消耗更多熱量，同時(shí)通過(guò)輕量化設(shè)計(jì)降低車身質(zhì)量，減少制動(dòng)能量需求;另一方面保證輪軌關(guān)系正常，提升黏著利用和增黏能力，確保制動(dòng)可靠。”中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司機(jī)輛所副研究員蔡田介紹。

——降低運(yùn)行能耗。

當(dāng)列車時(shí)速達(dá)400公里時(shí)，90%以上的阻力來(lái)自氣流。為此，研發(fā)團(tuán)隊(duì)從車身外形設(shè)計(jì)、受電弓區(qū)域、轉(zhuǎn)向架區(qū)域等多方面減阻，同時(shí)采用新材料、新工藝全面提升電機(jī)效率。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，CR450動(dòng)車組實(shí)現(xiàn)整車能耗降低20%。

——嚴(yán)格控制噪聲。

時(shí)速50公里的提升，對(duì)應(yīng)著2至3分貝噪聲的增加。“我們從噪聲源和傳遞路徑入手，從上百種材料中篩選出既能降噪又不增加重量的新型材料，采用全新的結(jié)構(gòu)，形成最合適的噪聲控制方案。”中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司主任設(shè)計(jì)師聶穎介紹。最終，CR450動(dòng)車組成功實(shí)現(xiàn)噪聲控制。

在保證安全的前提下，CR450動(dòng)車組速度提升，制動(dòng)距離、能耗、噪聲等指標(biāo)與CR400動(dòng)車組時(shí)速350公里運(yùn)行時(shí)基本相當(dāng)，總體技術(shù)水平達(dá)到世界領(lǐng)先。

破極限之限、攀巔峰之巔，背后是研發(fā)團(tuán)隊(duì)敢為人先的勇氣，是中國(guó)鐵路與時(shí)俱進(jìn)的開(kāi)拓。

“我們團(tuán)隊(duì)人員大多參與過(guò)復(fù)興號(hào)系列動(dòng)車組的研制，繼續(xù)參與到CR450動(dòng)車組項(xiàng)目中，大家都非常自豪，也非常振奮。”鐵科院集團(tuán)公司機(jī)輛所副研究員曾一鳴表示，“CR400助力我國(guó)高鐵邁出從追趕到領(lǐng)跑的關(guān)鍵一步，CR450將進(jìn)一步鞏固擴(kuò)大我國(guó)高鐵領(lǐng)跑優(yōu)勢(shì)。”

攻克多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，以科技創(chuàng)新引領(lǐng)鐵路新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展

東海之濱，煙波浩渺。

2023年6月，福廈高鐵牽動(dòng)著眾多鐵路科技工作者的心，CR450動(dòng)車組新技術(shù)部件在更高運(yùn)行速度條件下的性能驗(yàn)證試驗(yàn)在這里展開(kāi)。

來(lái)自鐵科院集團(tuán)公司、中國(guó)中車所屬企業(yè)、北京交通大學(xué)、西南交通大學(xué)、中南大學(xué)等鐵路科技創(chuàng)新聯(lián)盟相關(guān)單位的800余名參試人員全力以赴、嚴(yán)陣以待。

——2023年6月28日，福廈高鐵湄洲灣跨海大橋上，試驗(yàn)列車實(shí)現(xiàn)單列時(shí)速453公里、相對(duì)交會(huì)時(shí)速891公里;6月29日，福建海尾隧道內(nèi)，試驗(yàn)列車實(shí)現(xiàn)單列時(shí)速420公里、相對(duì)交會(huì)時(shí)速840公里。

試驗(yàn)成功!全新的運(yùn)行速度讓動(dòng)車組新技術(shù)部件性能得到有效驗(yàn)證，也標(biāo)記了中國(guó)鐵路發(fā)展的新高度。

而這，只是CR450動(dòng)車組迢迢研發(fā)路的其中一程。

2022年起，國(guó)鐵集團(tuán)分三階段，先后在鄭萬(wàn)、濟(jì)鄭、彌蒙、福廈高鐵按先低速后高速、先部件后系統(tǒng)的原則，組織幾十家單位近千人，開(kāi)展了歷時(shí)200多天的高速運(yùn)行參數(shù)試驗(yàn)和17項(xiàng)新技術(shù)部件換裝試驗(yàn)。

覆蓋多種場(chǎng)景、模擬多種工況，線路試驗(yàn)總里程達(dá)20多萬(wàn)公里，科學(xué)驗(yàn)證了CR450動(dòng)車組頂層指標(biāo)和技術(shù)路線，成功破解牽引系統(tǒng)、減振降噪、制動(dòng)控制等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題。

列車以時(shí)速400公里高速運(yùn)行時(shí)，如何保障安全平穩(wěn)?CR450動(dòng)車組創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)弓網(wǎng)自動(dòng)跟隨性提升，全面保障弓網(wǎng)受流的性能。此外，永磁牽引電機(jī)可主動(dòng)安全防護(hù)，實(shí)現(xiàn)極限工況下?tīng)恳�系統(tǒng)主動(dòng)安全保護(hù)。

CR450動(dòng)車組樣車發(fā)布后，許多網(wǎng)友稱贊其外形像是海豚、子彈頭、離弦的箭……CR450動(dòng)車組樣車頭型加長(zhǎng)、車身兩側(cè)設(shè)置翼型，更明顯的變化在于車身頭尾以及兩側(cè)裙板處進(jìn)行了一體化包覆。

“這樣的結(jié)構(gòu)配合流線型車頭、低阻力受電弓、全包外風(fēng)擋等技術(shù)設(shè)施，整車更加平順化，有效提升列車空氣動(dòng)力學(xué)性能。”中南大學(xué)教授梁習(xí)鋒說(shuō)。

減振降噪技術(shù)是CR450動(dòng)車組研制過(guò)程中攻克的一大難關(guān)。速度的提升和重量的降低一度給噪聲控制帶來(lái)很大挑戰(zhàn)，經(jīng)過(guò)3年多的技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)最終確定了分車、分區(qū)、分頻的降噪方案。

從幾毫米的減振粒子到3米長(zhǎng)的隔聲板，相應(yīng)的降噪結(jié)構(gòu)和材料均采用定制化開(kāi)發(fā)，化解了噪聲與減重需求的矛盾，更實(shí)現(xiàn)整車噪聲舒適性指標(biāo)達(dá)到優(yōu)級(jí)。

要提速還要降耗，必須實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組“體重”更輕、“體質(zhì)”更強(qiáng)。CR450動(dòng)車組小到電線、電纜，大到車體、轉(zhuǎn)向架，全要素實(shí)行輕量化設(shè)計(jì)與系統(tǒng)集成。

“一列編組8節(jié)車廂的動(dòng)車組從500噸降到450噸，整車減重10%。”鐵科院集團(tuán)公司機(jī)輛所研究員邵軍介紹，“這50噸是按斤摳出來(lái)的，接近一節(jié)車廂的重量。”

智能化是不變的主題。CR450動(dòng)車組延續(xù)復(fù)興號(hào)智能運(yùn)行技術(shù)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)智能行車與控制，并為司機(jī)提供行車輔助指導(dǎo);首次采用的時(shí)間敏感網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸速率達(dá)1000兆赫茲，實(shí)時(shí)傳輸性能提升10倍。此外，列車上遍布4000多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可實(shí)時(shí)進(jìn)行智能診斷、智能監(jiān)測(cè)。

……

新質(zhì)生產(chǎn)力成勢(shì)處，高質(zhì)量發(fā)展動(dòng)力足。

CR450動(dòng)車組的研制過(guò)程中，中國(guó)鐵路突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)理論、技術(shù)、裝備、標(biāo)準(zhǔn)、管理模式的全面創(chuàng)新，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)鐵路高水平科技自立自強(qiáng)、以科技創(chuàng)新引領(lǐng)鐵路新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展、建設(shè)現(xiàn)代化鐵路產(chǎn)業(yè)體系具有重要意義。

全面升級(jí)乘車體驗(yàn)，更好滿足人民群眾美好出行向往

當(dāng)天發(fā)布的2列CR450動(dòng)車組樣車，分別屬中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司和中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司制造的CR450AF和CR450BF系列。

現(xiàn)場(chǎng)可以看到，兩列動(dòng)車組樣車均采用8節(jié)編組，外觀“顏值”十分亮眼，內(nèi)部裝飾更是巧思滿滿。

CR450AF車頭造型宛如箭鏃，涂裝延續(xù)復(fù)興號(hào)龍的特征，以鉑光銀為主色調(diào)，紅黃疊加的車身飄帶莊重大氣，勾勒出列車迅捷飛馳之姿;

CR450BF車頭造型輪廓以棱為脊、車頭鼻錐以峰為鋒、車體腰線以旗為帶，車端連接處以琴鍵相連，配之月輝銀為主色的車身，體現(xiàn)出極致的速度感和科技感。

2024年，CR450動(dòng)車組進(jìn)入樣車制造階段。圍繞頂層設(shè)計(jì)藍(lán)圖，結(jié)合線路試驗(yàn)數(shù)據(jù)，技術(shù)人員開(kāi)展了3000多項(xiàng)仿真計(jì)算和2000多項(xiàng)地面臺(tái)架試驗(yàn)，不斷迭代、優(yōu)化新技術(shù)部件的方案，邀請(qǐng)相關(guān)兩院院士及專家開(kāi)展咨詢，廣泛應(yīng)用智能制造技術(shù)，全力推進(jìn)CR450動(dòng)車組樣車研制。

如今，成功問(wèn)世的CR450動(dòng)車組樣車上，動(dòng)車組行車與控制、司機(jī)智能交互、安全監(jiān)控、旅客智能服務(wù)等領(lǐng)域均得到全面升級(jí)。

走進(jìn)車廂，明亮寬敞、簡(jiǎn)約大氣的質(zhì)感撲面而來(lái)。為實(shí)現(xiàn)減阻降耗，動(dòng)車組的車體高度從4.05米下降到3.85米，但車廂內(nèi)部空間體積不變，且通過(guò)應(yīng)用吸窩式結(jié)構(gòu)，集成式設(shè)計(jì)、模塊化安裝，留給旅客的使用面積增長(zhǎng)4%。

在CR450BF動(dòng)車組樣車內(nèi)部可以看到，客室頂部?jī)蓚?cè)有兩道黑色的“棱線”。實(shí)際上，這是頂部凸起結(jié)構(gòu)的兩條立邊。

“我們將客室頂部圓弧造型的結(jié)構(gòu)改為了向上凸起的‘幾’字形結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)頂再向上拓展4毫米。”中車長(zhǎng)客公司副總工程師朱彥介紹，“別小看這4毫米的變化，既拓展了高度，也使空間感更強(qiáng)，讓旅客從踏入車廂的瞬間，便被開(kāi)闊感包圍。”

4毫米的奧秘和智慧，源自技術(shù)人員歷時(shí)數(shù)月的反復(fù)修改設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)“外部不變、內(nèi)部增高”的效果。

在CR450動(dòng)車組樣車的研制中，這樣的精雕細(xì)琢隨處可見(jiàn)，無(wú)論是幾毫米的空間、幾公斤的重量、零點(diǎn)幾分貝的噪聲……反復(fù)商討、不斷優(yōu)選，只為了給旅客更好的乘車體驗(yàn)。

看車廂布局，CR450動(dòng)車組席別更加多元，大幅縮減端部過(guò)道長(zhǎng)度，不但增設(shè)多功能存放區(qū)，大件行李存放區(qū)域還增加一倍;

看座椅設(shè)計(jì)，每位旅客可根據(jù)需求靈活調(diào)節(jié)座椅頭枕和腰靠，座位上設(shè)置有不同制式的充電插口，小桌板上還配有手機(jī)支架等便捷設(shè)施。

此外，旅客可在CR450動(dòng)車組上享受更多智能服務(wù)。智能調(diào)節(jié)的燈光系統(tǒng)，可隨室外環(huán)境變換而自動(dòng)調(diào)節(jié)明暗度、切換氛圍;無(wú)接觸式衛(wèi)生間可實(shí)現(xiàn)隔空操作，投影式?jīng)_水按鍵既衛(wèi)生又便捷，內(nèi)部還配有盲文標(biāo)識(shí)、更衣腳墊、嬰兒護(hù)理臺(tái)。

于細(xì)微處追求極致，溫暖每位旅客的出行，也提升工作人員在奔忙中的幸福感。

司機(jī)駕駛室的空間布局進(jìn)一步優(yōu)化，配備智能語(yǔ)音輔助，司機(jī)只需要召喚“您好，復(fù)興號(hào)”，便能通過(guò)語(yǔ)音交互實(shí)現(xiàn)開(kāi)空調(diào)、拉窗簾等操作;

乘務(wù)員的專用座椅更加舒適、寬敞，專門配備折疊式小桌板。“乘務(wù)員們工作很辛苦，有了小桌板，他們吃飯休息就更方便了。”國(guó)鐵集團(tuán)客運(yùn)部客運(yùn)管理處副處長(zhǎng)劉峰說(shuō)。

不只是功能性作用全面提升，CR450動(dòng)車組的內(nèi)飾設(shè)計(jì)上，盡顯中國(guó)文化和東方美學(xué)。

CR450AF的車廂內(nèi)壁，隨處可見(jiàn)祥云、綠水青山、“一帶一路”等元素組成的水墨畫;CR450BF的整體風(fēng)格遵循極簡(jiǎn)主義的設(shè)計(jì)理念，顏色清新、簡(jiǎn)約，極具品質(zhì)感。

從設(shè)計(jì)巧思到人文關(guān)懷，從科技賦能到工藝革新，CR450動(dòng)車組處處彰顯中國(guó)鐵路人的匠心獨(dú)運(yùn)。“我們致力于為旅客提供多樣化、便利化、個(gè)性化服務(wù)，讓乘坐體驗(yàn)更美好。”中車青島四方公司副總工程師陶桂東說(shuō)。

夯基壘臺(tái)、立柱架梁，全面推進(jìn)、積厚成勢(shì)，系統(tǒng)集成、協(xié)同高效……7年的技術(shù)攻關(guān)和自主創(chuàng)新，CR450動(dòng)車組樣車充分彰顯了我國(guó)鐵路科技創(chuàng)新水平和科技自立自強(qiáng)能力，是充分發(fā)揮新型舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)、以科技創(chuàng)新引領(lǐng)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的生動(dòng)實(shí)踐。

未來(lái)，經(jīng)過(guò)整車試驗(yàn)驗(yàn)證、試用考核，CR450動(dòng)車組將更好滿足人民群眾對(duì)美好出行的向往，在高質(zhì)量發(fā)展的新時(shí)代畫卷上，奮力書(shū)寫中國(guó)式現(xiàn)代化建設(shè)新篇章。

(新媒體責(zé)編：caizhuo)