一骑绝尘
“CR450科技创新工程”是国家“十四五”规划确定的重大科研项目,包括研制复兴号动车组新产品等多个高铁科技创新项目。历经多年的研发,2024年12月29日,CR450动车组样车在北京国家铁路试验中心举行发布仪式,正式亮相,标志着“CR450科技创新工程”取得重大突破,进一步巩固扩大我国高铁技术世界领跑优势。
高手,绝不需要低调
CR450动车组依托于中国标准动车组,在技术角度实现全面迭代升级,突破了减阻降耗、减振降噪、全要素轻量化系统集成3大成套技术,大功率永磁牵引、时间敏感列车网络通信、多级控制制动3大系统技术以及高临界速度高安全转向架等多项关键技术,旨在保持运行能耗、车内噪声、制动距离等主要指标与350 km/h基本相同的情况下实现400 km/h运行,在世界上首次通过实际线路试验来确定边界条件并验证顶层指标,从需求出发制定项目的技术条件,先后完成百余项试验验证,探知列车速度提升相关参数变化规律,获取不同速度条件及桥梁、隧道、曲线等不同工况环境下的数据特征,使列车尽可能减少对线路硬件条件的依赖,进而在不进行线路改造或无需大规模改造的前提下,以最小的代价实现既有线路运行速度由350 km/h提升至400 km/h。
CR450科技创新工程是一个系统性工程,除了动车组列车技术和速度提升之外,基础设施建设、通信信号、网络技术甚至客舱服务都是研究课题。同时,CR450科技创新工程也是多学科、多领域融合与共同创新的体现,它不只是关乎铁路和轨道交通,还有效促进我国结构、材料、电子、通信等诸多相关领域的研究、新技术落地,推动材料学、力学、声学等学科的进步,研发过程中带来的技术进步不仅能够用于轨道交通领域,还能够惠及其他领域,促进我国科技水平发展。
由2016年提出的“400km/h及以上高速客运装备关键技术”到2021年“CR450科技创新工程”,再到真正的CR450问世,历经8年的研发,必定是一段艰难的过程。
时速400公里跨国互联互通高速动车组是科技部“十三五”重点专项课题, “400km/h及以上高速客运装备关键技术”于2016年提出。2018年05月,“先进轨道交通”重点专项“时速400公里及以上高速客运装备关键技术”项目在京召开技术方案推进会,科技部高新司、科技部高技术中心相关负责同志出席会议。会上,项目实施组织单位进行了项目汇报,并与技术审核专家就项目具体技术方案、核心关键指标进行了深入的交流与研讨。2018年10月确定技术方案,随后列车进入设计与样车试制环节。
2020年下半年,三组样车相继下线。400 km/h可变轨距动车组能够满足不同国家不同轨距、不同供电制式及不同气候条件下的跨国运营,是我国高速铁路装备的重大创新成果,同时也是我国首个时速400公里动车组平台,在研制过程中也对时速400公里下运行的车体结构、动力、空气动力学等多方面进行了充分的研究、设计与仿真并进行了一系列试验。
三组400 km/h可变轨距动车组列车除了进行可变轨距相关实验之外,对时速400 km/h的条件下的车体结构等进行的重新设计与优化并进行了相关静态实验,其中新型转向架滚动台测试速度超过CIT500于2014年创造的记录,达609.6 km/h,为后续CR400综合检测列车及CR450的研制奠定基础。
完成各自的使命之后,三组列车于2024年01月改造为运营列车。
在前期对时速400公里运行条件下的基础理论和关键技术进行大量积累和论证后,2021年01月04日,在国铁集团工作会议上提出,要组织实施“CR450科技创新工程”,研发更安全、更环保、更节能、更智能的高速动车组新产品。2022年,国铁集团印发CR450动车组总体技术条件,开展了CR450动车组研制技术条件参数试验和大量仿真计算,组织实施CR450科技创新工程先期试验。
2022年06月14日,科技部与国铁集团签署“高铁引领”科技攻关联合行动计划合作协议,此次合作是继2008年两部门联合实施“中国高速列车自主创新联合行动计划”以来的又一项重大举措,两部门将在协议框架下携手推进CR450高速动车组等重点攻关任务,国铁集团牵头,中国中车、中国通号等众多企业,铁科院、中国科学院等研究机构,西南交通大学、北京交通大学、中南大学、同济大学等高校,各机构深度融合、协同创新,以及约2100家的配套企业和单位共同参与,使得CR450的研制更进一步。
2022年,发布总体技术条件,依托于数年研究的技术积累,结合400 km/h可变轨距动车组的研究成果,对相关主要零部件进行试生产,同时采用多种技术方案,开展大量仿真计算和地面台架试验。2022至2023年,三组技术验证列车通过试装CR450部件,对设计方案和主要零部件进行了测试与验证,通过动态实验来检验其在实际运行时的性能与可靠性,同时对不同技术方案进行对比。通过20余万公里的线路试验中积累大量数据,同时加上大量仿真计算、地面台架试验,完成CR450样车的设计。
我们一直以来都没有放弃过对速度的追求,虽然距离上一次逐梦已经过去了十几年,但是这一次,我们有了更加深厚的积累,让梦不再那么虚无缥缈。尽管更高速度试验列车些生不逢时,但是他的后辈们已经能够挑起大梁,努力实现前辈们曾经渴望的愿景,接力棒已经传到后辈们的手上。
注:CRH380A(AM)在气动外形及转向架上下了一定的功夫,但其他很多方面仍然使用相对落后的技术,在尚未完全将列车控制网络、传感器及电气系统等方面研究透彻的前提下就只为追求速度,整车的研制“略显粗糙”,有些“急功近利”的感觉。
2023年,在福厦高铁的测试中,列车运行速度最高达453 km/h,交汇速度891 km/h,隧道运行速度420 km/h,交汇速度840 km/h。各项指标符合预期,标志着CR450的研制取得了阶段性成果,为后续真正CR450样车的涉及制造奠定基础。该速度虽然没能打破2011年487.3 km/h的最高速度记录,但是更加理性、更加稳扎稳打的求知过程为后续进一步创造更高速度提供了坚实保障。
2024年,在CR450正式亮相之前,CR400AF-S、CR400BF-GS中的部分量产列车也提前试装CR450部件,以验证其稳定性可靠性,在2024年11月南珠高铁南玉段的联调联试中进行了试验。
在研制过程中,2020-2023年期间共有六组列车先后参与了相关实验,为后续CR450正式研发奠定了坚实基础,但这六组列车均非真正的CR450。历经8年的研究,2024年12月29日,两组真正的CR450样车正式亮相。
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列车开往的方向并不重要,
重要的是窗外的风景和看风景的心情。
处在嘈杂的动态中,
却是静而细腻的心思。