時速400公里！全球最快高鐵列車亮相

新華社北京12月29日電　題：時速400公里！全球最快高鐵列車亮相

新華社記者樊曦、王聿昊

12月29日，北京，國家鐵道試驗中心。

環(huán)形試驗軌道上，兩列時速400公里的CR450動車組列車首次亮相，標志著由國鐵集團牽頭實施的CR450科技創(chuàng)新工程取得重大突破。

高鐵，我國自主創(chuàng)新的成功范例，再一次實現(xiàn)新跨越，書寫更快的“中國速度”。

據(jù)國鐵集團科技和信息化部裝備技術(shù)處處長李永恒介紹，CR450科技創(chuàng)新工程主要包括CR450動車組和時速400公里高鐵線路、橋梁、隧道等基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)創(chuàng)新。CR450動車組的研制是在2017年下線的復(fù)興號中國標準動車組CR400的基礎(chǔ)上又一次技術(shù)突破，列車運行時速從350公里提升到400公里。

提速50公里，意味著什么？

“CR450動車組最大的創(chuàng)新突破，就是列車以時速400公里運行時，噪聲、制動距離、能耗等指標與既有復(fù)興號時速350公里運行時相當。”CR450動車組技術(shù)牽頭單位、鐵科院集團公司首席研究員趙紅衛(wèi)說。

一句話概括，就是“五個更”——“更高速、更安全、更節(jié)能、更舒適、更智能”。

更高速——

試驗時速450公里，運營時速400公里。

動力更強：CR450動車組首創(chuàng)采用永磁牽引電機，轉(zhuǎn)換效率較CR400異步牽引電機提升3%以上。

阻力更小：高鐵運行中，氣動阻力隨速度二次方增長，提速至?xí)r速400公里，阻力將增加30%，95%的運行阻力來自空氣，牽引系統(tǒng)將與空氣進行更強“對抗”。

如何減阻？車頭設(shè)計上，技術(shù)團隊基于仿生學(xué)設(shè)計百余種方案，通過數(shù)百次的模擬仿真和風(fēng)洞試驗，最終確定了“飛箭”“鷹隼”兩種頭型方案。

CR450動車組還首次采用轉(zhuǎn)向架裙底板一體化全包覆結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)向架不僅承載著列車的重量，還負責(zé)提供列車行駛時的牽引、制動和減振功能，部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包覆后內(nèi)部氣動流場更為復(fù)雜，需要十分精細的仿真計算。“包覆結(jié)構(gòu)在車下吊裝需兼顧強度和剛度要求，經(jīng)過多次仿真、試驗優(yōu)化迭代才確定最終的方案。”北京交通大學(xué)教授王文靜說。

一個個區(qū)域、一個個部件的分析與突破，一種種材料、一個個結(jié)構(gòu)的試驗與驗證……配合流線型車頭，低阻力受電弓、全包外風(fēng)擋等設(shè)計，CR450動車組跑起來更輕盈。

更安全——

提速50公里最關(guān)鍵的技術(shù)，不是速度上不上得去，而是能不能停得住、停得穩(wěn)、停得準。

“從制動系統(tǒng)、牽引動力、網(wǎng)絡(luò)控制到安全監(jiān)測，我們?yōu)槊總€關(guān)鍵系統(tǒng)設(shè)計了專屬數(shù)字模型，通過精密計算和反復(fù)試驗，實現(xiàn)制動性能提升20%以上，制動響應(yīng)時間從2.3秒提升到1.7秒。最終，CR450動車組制動距離與時速350公里動車組基本一致。”鐵科院集團公司機輛所所長張波說。

“CR450動車組創(chuàng)新采用時間敏感網(wǎng)（TSN）傳輸信號，實時傳輸性能提升10倍，列車各系統(tǒng)間信息交互更及時、控制更精準。”趙紅衛(wèi)說。

CR450動車組還配有智能監(jiān)測、智能診斷系統(tǒng)，全列4000多個檢測點實時收集軸溫、壓力等數(shù)據(jù)，做到自診斷、自恢復(fù)、自決策。

更節(jié)能——

據(jù)鐵科院集團公司機輛所副總工程師黃金介紹，8編組的CR450動車組在時速400公里運行工況下每公里耗電僅為22至23度。

采用碳纖維復(fù)合材料、鎂合金等新型材料，應(yīng)用“拓撲優(yōu)化”技術(shù)，優(yōu)化受力結(jié)構(gòu)……CR450動車組整車較既往車型減重10%以上，“體重”更輕、“體質(zhì)”更強、能耗更低。

“這其中小電線也起了大作用。一列動車組有近2萬根電線，頭尾相連總長度超180公里。團隊對列車電氣部件優(yōu)化設(shè)計，使CR450動車組線束數(shù)量減少10%，重量減少8噸，相當于減少了1輛重型卡車的重量。”CR450BF動車組制造商中國中車長客股份公司副總工程師朱彥說。

更舒適——

噪聲，直接關(guān)乎乘坐舒適度。

綜合考慮列車不同位置聲源特性和對整車噪聲影響，技術(shù)團隊確定了分車、分區(qū)、分頻的降噪方案，定制化開發(fā)降噪結(jié)構(gòu)和材料。在轉(zhuǎn)向架區(qū)域，團隊研制了新型減振器，有效抑制車體結(jié)構(gòu)振動向客室傳播；客室區(qū)域強化吸聲和隔聲設(shè)計，地板、端墻采用新型隔音材料。CR450動車組實現(xiàn)客室內(nèi)噪聲降低2分貝，與CR400動車組時速350公里運行時相當。

“身高”從4.05米下降到3.85米，但走進車廂，記者感受到內(nèi)部空間更大。“通過集成化、小型化設(shè)計，在列車體積減少5%的同時，旅客使用面積增加4%，兩端大件行李存放區(qū)域增加了138%。”CR450AF動車組制造商中國中車四方股份公司副總工程師陶桂東說。

車廂內(nèi)部可隨室外環(huán)境自動調(diào)節(jié)亮度；每個座位都提供USB等充電設(shè)施；可提供多功能間、家庭包間、商務(wù)包間等多樣選擇……CR450動車組讓旅途更舒適。

更智能——

“你好復(fù)興號，打開照明。”在CR450AF動車組駕駛室，記者話音剛落，駕駛室燈光隨之亮起。

輔助駕駛、語音交互、超視距檢測……多種智能設(shè)計讓司機操作更輕松。

走在站臺，車外顯示屏上車次信息、車廂排布一目了然；上車后，客室屏幕全景展示車廂布局，提供可視化座位導(dǎo)航；列車啟動，顯示屏自動推送運行信息、服務(wù)信息并提供影音娛樂；下車前，屏幕顯示到站信息并提醒開門方向。每個乘車關(guān)鍵節(jié)點，乘客都有更智能的體驗。

國鐵集團有關(guān)負責(zé)人表示，下一步國鐵集團將安排CR450動車組樣車開展一系列線路試驗和考核，進一步檢驗各項性能指標。

讓我們一起期待CR450早日投入運營！