中国高铁,作为我国自主创新的成功典范及新质生产力的显著标志,步入“十四五”时期,不仅持续引领世界潮流,更在技术研发与产品创新上不断发力。国铁集团主导的CR450科技创新工程正全面展开,旨在瞄准高铁未来发展,实现更高商业运营速度。
CR450科技创新工程核心涵盖CR450动车组及与其匹配的时速400公里线路、桥梁、隧道等基础设施技术创新。当前,CR450动车组样车研制紧锣密鼓,何时亮相、所需何种新技术、如何带动相关产业发展等问题备受关注。
记者深入探访CR450动车组关键系统实验室,中国铁道科学研究院首席研究员赵红卫指出,从350公里提升至400公里时速,制动系统的可靠性至关重要。制动距离须与CR400时速350公里状态保持一致,即6500米,这意味着制动能力需显著提升。
实验室内,记者模拟刹车操作,大屏幕实时显示制动缸数据模块的明显变化,这些数据源于无数次实际试验记录。炽热的制动盘在极端工况仿真中经历温度剧变,温差高达700℃,其变化过程的数据悉数录入“智慧大脑”,构建数字模型,对制动系统的每一环节进行精细计算。
赵红卫表示,制动响应时间从原有的2.3秒缩短至1.7秒,将进一步缩短列车制动距离。除制动系统外,牵引动力、网络控制、安全监测等关键系统均配备专属数字模型,旨在通过精准计算,提升列车速度、稳定性和能效,具体措施包括增强“体力”(提升功率)和减轻“体重”(减轻重量)。
据现有试验数据,CR450车体重量较CR400复兴号减少约12%,同时降低运行阻力与能耗指标各20%,制动性能与牵引效率则分别提升20%与3%。在保持制动距离、噪声、能耗指标不变的前提下,实现运营时速跃升50公里,达到400公里。
CR450动车组样车预计今年内下线。自2017年9月起,时速350公里的复兴号中国标准动车组CR400在京沪高铁投入运营,树立了世界高铁速度的新标杆。如今,CR450动车组的研发,旨在速度上再创新高,其下线日期备受期待。
在中车长客焊接车间,一排排机械手正忙碌于CR450转向架的焊接。据工作人员介绍,采用机械手替代人工焊接,生产效率显著提高。CR450动车组在CR400基础上实现技术突破,列车运营时速将提升至400公里。
CR450科技创新工程自2021年启动以来,已成功完成17项新技术部件样机研制,搭载CR400综合检测列车开展57项科研试验,创下单列时速453公里、相对交会时速891公里及隧道交会时速840公里的新纪录。
国铁集团科技和信息化部主任张大勇透露,时速400公里铁路基础设施技术创新及更高速度综合试验段建设取得重要进展。CR450动车组已完成顶层指标与总体方案制定,进入施工设计与样车研制阶段,样车将于年内下线并进行系列试验。
轻质新材料的广泛应用,不仅助力CR450动车组在时速提升的同时,保持噪声与能耗等环保指标不超CR400复兴号,还推动高铁产业链持续提质升级。如首次应用于我国商业运营高铁列车的CR450牵引系统永磁电机,工作电压逾两千伏,转速每秒百转,功率提升14.5%。
此外,CR450动车组大量采用碳纤维复合材料,相比传统材料,具有轻量化、高强度、耐高温、抗疲劳等技术优势,为高速列车轻量化提供理想方案,有助于车身减重、提速和节能。据中车四方股份公司高速动车组总体高级主任设计师聂颖介绍,CR450设备舱及排障器应用碳纤维材料,可比传统材料减重30%。
从时速300公里、350公里到400公里,中国高铁一路疾驰,不仅材料更新迭代,更带动高铁产业链整体升级。我国已在长春、青岛、株洲等地建立起与高铁紧密相关的特色产业集群。
即将年内下线的CR450动车组,将推动我国高速铁路动车组及基础设施系统技术创新,填补时速400公里高铁技术标准体系空白。CR450科技创新工程取得的科研成果将广泛应用于铁路建设和运营领域,提升铁路科技自主创新能力,巩固并扩大我国高铁技术的世界领先地位。
中国高铁依靠自主创新,基础设施与移动装备水平持续提升,速度阶梯式递增,从时速200公里、250公里、300公里、350公里,迈向时速400公里的新纪元。目前,中国高铁已建成全球最大的运营网络,国内通车里程超过4.5万公里,复兴号通达全国31个省份,逾22亿人次乘坐复兴号出行。
科技创新拉近了时空距离,CR450动车组时速400公里相较于时速350公里的提升,意味着旅行最佳距离可能延长至1600公里。科技创新亦拓展了产业规模,复兴号动车组包含约50万个零部件,涉及众多技术领域。国铁集团携手行业内外重点企业、高校及科研单位,构建铁路科技创新联盟,实现产学研深度融合发展。从研发、制造到运维服务,全链条协同合作,已形成260个独立技术系统,核心动车组零部件设计生产企业超过100家,关联企业多达2100余家,遍布全国20多个省份。
时速450公里动车要来,这次回家更快了!据悉,复兴号CR450“世界最快”高铁列车预计2025年投入使用,届时京沪之间2个半小时就到了。
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