铸就中国高铁的“复兴”速度

本文转自：人民政协报

铸就中国高铁的“复兴”速度

——CR450科技创新工程青年团队讲述研发背后的故事

融媒体记者 秦云 满达呼 徐康辉

《&nbsp人民政协报 》 （&nbsp2024年06月12日 &nbsp第&nbsp09&nbsp版）

CR450动车组新技术部件性能验证试验在福厦高铁创造单列时速453公里、相对交会时速891公里运行新纪录。

项目团队在科学实验中

“站在领奖舞台上时，我的心情特别激动，团队走过的每一步路在我的脑海里一幕幕上演，沉甸甸的奖牌既是肯定又是激励。”在第28届“中国青年五四奖章集体”颁奖现场，中国铁道科学研究院科信部副研究员、CR450科技创新工程关键系统研发和试验青年团队（以下简称CR450青年团队）负责人许聪，代表团队接过这份至高无上的荣誉，内心无比激动。

CR450顶层设计蓝图如何绘就？

何为CR450？根据中国高铁命名规则，CR是China Railway的缩写，即中国铁路，而后面的数字则表示速度等级。CR450即为具有时速450公里试验速度和时速400公里的商业运营速度的高速动车组列车。目前，我国高铁列车的最快商业运营速度为时速350公里。

如何绘就CR450顶层设计蓝图？

这是摆在CR450青年团队面前的第一大难题。在国铁集团科信部精心组织下，经过反复调研论证，团队最终确定了新一代高速列车的制动距离、能耗、噪声等指标与CR400复兴号动车组350公里/时运行时基本相当、总体技术水平达到世界领先的目标，明确了四大顶层技术指标，分解为九大科技攻关方向。

“CR450科技创新工程确定的顶层技术指标极具挑战性。”在许聪看来，CR450科技创新工程需要攻克的技术难点很多，新的目标不是沿着原有技术路径继续研究攻关就可以轻松实现的。“高质量发展不是简单的换代升级，而是要在关键技术上有所突破。”

团队成员先后实地开展50余次调查研究和访谈咨询，召开各项会议80余场，为解决总体技术条件的重点难点痛点提供了宝贵的原始资料和重要的决策参考；共开展100余项仿真试验和70余项地面试验，攻克8项关键核心技术，确保了总体技术条件的先进性和可行性，绘就了CR450动车组的精美蓝图。

“我对铁路有着深厚的感情，是列车载着我，为希望和梦想而远行。”许聪在清华大学研究生毕业后进入铁科院就职，那时的他便暗下决心，要发挥专业所长，在铁轨之上绽放青春华章。“青年要将个人理想同国家重大战略需求结合起来，将科技报国牢记心间。铁路青年强，则中国铁路强。”

提速50公里意味着什么？

从CR400到CR450，50公里的提速不仅意味着高铁列车越跑越快，也意味着高铁列车“体重”更轻、“体力”更强。

想要列车跑得更快，能耗还不增加，除了提升牵引系统功率，增强“体力”外，就要尽可能降低列车运行过程中的阻力，让列车的流线型更好，因此车体减阻技术是关键。在CR450的减阻优化设计中，首次采用了转向架区域全包覆结构设计，将整个转向架腔完全包覆了起来，可以有效提升列车的空气动力学，降低运行阻力。“包覆结构对于列车减阻至关重要，从设计之初，大家就抱了很高的期望，后期试验结果也证明了包覆结构能够达到甚至超过预期的减阻效果。”铁科院机辆所副研究员陈璨介绍说。

然而，任何新技术的运用都不会是一帆风顺的，将整个转向架完全包覆起来以后，随之而来的限界干涉校核、对转向架检修维护和监测设备的影响等问题都亟待解决。“有问题不可怕，我们更要直面问题、解决问题，团队从设计方案优化、仿真分析校核，再到地面试验和实车试验验证，进行了反复迭代。”陈璨回忆。

国铁集团相关负责领导也多次奔赴试验现场，勉励团队成员，同大家一道认真分析问题的具体情况，组织协调相关资源，进行针对性研究，成功突破技术的难点痛点。

不怕列车跑不起来，就怕列车停不下来，而且还要停得住、停得稳、停得准。顶层技术指标要求，在最高运行时速增加50公里的前提下，CR450的制动距离要和CR400的制动距离保持一致，即6500米。“列车的运行速度越高，就越难停下来。”铁科院机辆所副研究员韩晓东告诉记者，这对列车的制动能力提出了更高的要求。

减轻列车体重、采用多阶制动、增加黏着系数、缩短制动响应时间……通过多种技术手段的运用，CR450车体的重量比既有的CR400复兴号列车减少12%左右，同时运行阻力、能耗指标各降低20%；制动性能和牵引效率分别提升20%和3%；制动响应时间由2.3秒缩短至1.7秒，让列车在制动距离、噪音、能耗指标不变的情况下，实现运营时速提高50公里。

作为一名铁科院自主培养的博士研究生，铁科院研发中心副研究员刘磊对中国铁路的每一次提速都深有感受：“这是一种对时空距离的重构，每一次的提速，都深刻影响和带动着城市格局、人口布局、经济版图的积极变化，推动着国家的现代化进程。”

匠心淬炼，CR450动车组样车将于年内下线

为确保新一代动车组研制成功，CR450青年团队需要对新型动车组的新技术部件开展大量仿真计算、台架试验和线路试验。

“万州是CR450动车组线路试验的第一站，当时没有任何可借鉴的工作经验。团队打破试验指挥部选址常规做法，找遍了全城，经比选确定了满足驻地至车站‘两点一线’、食住行全封闭管理的新方案，因选址科学、管理得当，保障了线路试验工作的顺利进行。”许聪回忆道。

在科学的管理和潜心攻关下，2022年4月，试验团队先后在郑渝高铁创造了隧道内相对交会时速806公里的纪录，在济郑高铁创造了明线相对交会时速870公里的纪录。

2023年6月至7月，团队在福厦高铁开展了CR450动车组新技术部件换装科学研究试验（第二批次）。受海洋性季风影响，试验线路通常上午风力较小，下午风力较大。为将风力影响降到最低，团队成员通常需要在凌晨4:30集合，5点开始上车试验，确保中午之前完成高速试验工作。“这种情况下，没有充足的时间保障大家的用餐，在一个多月的时间里，一个面包、一个鸡蛋、一袋牛奶就是每天的早餐。”刘磊说。

在上午试验结束之后，下午要继续召开会议分析研讨试验数据。“有一些上了年纪的科技专家，从早到晚一直在坚持工作，丝毫没有懈怠。从他们身上，我看到了铁路人不向风险挑战低头、不向困难艰险让步的精神，他们把爱国之情、报国之志融入血脉中、刻进骨子里，是激励我们一直前行的动力。”试验期间，韩晓东一直被老一辈铁路科技工作者宝贵的精神品质感染着。

高速运行情况下的动车组在交会过程中每驶出一秒就会带来约120米的误差，要保证两列动车组在同一时间、同一地点精确交会，需要克服环境风速、曲线限速、隧道阻力等影响。

“为保障试验安全实施，试验团队在两列试验动车组上布置测点4600余处，签认试验计划执行确认单、限速表等2600余份。同时，反复仿真推算，以秒为精度指挥动车组相向行驶。”在福厦高铁进行交会试验时，刘磊就站在试验动车组的司机室。当日，CR450青年团队创造了明线相对交会时速891公里、隧道相对交会时速840公里的纪录，再次刷新高速动车组交会的世界纪录。

“相关试验总里程近18万公里，CR450动车组样车将于年内下线，也将为中国速度创造新的辉煌。”刘磊说，“未来CR450动车组正式运营以后，我一定要带家人去体验一番，坐上自己参与研发的高铁列车，肯定非常骄傲和自豪。”