“复兴号”上的黑科技：流线型车头不仅为了好看

“复兴号”：带着“中国心”跑出新速度

9月21日，“复兴号”中国标准动车组在京沪高铁实现时速350公里运营，标志着我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。

旅客在铁路上海虹桥站与“复兴号”列车合影留念(资料图)。殷立勤 摄

“复兴号”都蕴藏了哪些黑科技？9月25日，科技日报记者来到中车四方股份公司，细探究竟。

雕刻中国面孔：往返一趟京沪省电5000度

CR400AF动车组一亮相，其修长的流线型车头“飞龙”可谓颜值爆表。

为什么是 “飞龙”？“车头造型不仅是为了好看，更关键的是要降低空气阻力。” 中车四方股份公司副总工程师丁叁叁告诉记者，当动车组在时速350公里的高速状态下运行时，90%左右的阻力来自空气，动车组的动力输出几乎都消耗在与空气的对抗上了。

与既有动车组相比，“复兴号”的外形有了很大改变。CR400AF动车组的车体高度从3.7米增高到了4.05米，车体断面积增大了7.3%。

增长的“身材”必须提升车头的气动性能，使设计难度大大攀升。

“为攻克头型技术难题，研发团队最初设计了46种头型概念方案，围绕气动性能开展了海量的仿真计算、风洞试验以及动模型试验，反复评估头型的技术指标和文化特性，才最终敲定‘飞龙’方案。”丁叁叁说。

头型的制造是另一大挑战。“‘飞龙’车头棱线曲面造型复杂，由80多块蒙皮拼接而成，对成型精度的要求极高。”中车四方股份公司技术工程部部长张志毅说，80多块蒙皮形状各异，共有3000多条焊缝，加起来长达600多米，如此高的焊接密度，几乎囊括了平焊、横焊、仰焊等所有高难度的焊接姿势。

果然，“飞龙”不负重望，表现优异。整车运行阻力降低12%，人均百公里能耗下降17%，当它以时速350公里运行时人均百公里能耗仅3.8度电。

“往返一趟京沪节省5000多度电。” 丁叁叁计算出这样一个数字。

聪明“中国脑”：1秒钟记录100万个数据

“复兴号”有一颗更加聪明的“大脑”，可在1秒钟内记录100万个数据。

看看“复兴号”聪明在什么地方。

“复兴号”建立了大量的传感系统，整车检测点达2500多个，比以前动车组多了500多个。“这些大大小小的传感器，最大的高62.8厘米，最小的直径仅5毫米。” 中车四方股份公司技术中心副主任陶桂东解释说，这些传感器能采集1500多项车辆状态信息，就像动车组的眼睛一样，时时刻刻对列车振动、轴承温度、牵引制动系统状态、车厢环境等进行监测。

列车的智能化传感系统，将所有数据采集到网络系统中，信息采集精度高，在重要监控点，数据记录精度最高达到微秒级。“这也使‘复兴号’达到了1秒钟记录100万个数据的惊人能力。” 陶桂东说。

“复兴号”从北京到上海跑一趟，单程1318公里，记录的数据达300多兆。相比之下，73万字的《红楼梦》所占数据空间仅有1.7兆。

值得一提的是，“复兴号”的网络控制系统首次引入了高速以太网数据传输和维护网络，传输带宽由1兆级提升到了100兆级。如果说以前是“乡间小道”，现在则是宽敞的“高速公路”，借助以太网，车辆大容量数据得以高速实时传输，列车的故障诊断和检修维护更加安全可靠、智能。最令人骄傲的是，“复兴号”网络控制系统，硬件和软件都是自主研发，实现了完全自主化的突破。

安静客室外加一把“安全锁”

乘坐“复兴号”更放心，这是因为除具备失稳检测、烟火报警、轴温监控、受电弓视频监视等安全防护功能外，“复兴号”动车组加装了一把 “安全锁”。

“‘复兴号’首次应用被动安全技术，即通过增设碰撞吸能装置，提高动车组的被动防护能力。”丁叁叁说。

被动安全防护，也就是当列车发生碰撞时，碰撞吸能单元通过有序变形吸收碰撞能量，保障乘客区域不变形，冲击减速度可控，为乘员提供安全保障。这相当于为列车加了一把“安全锁”。

丁叁叁告诉记者，“复兴号”的碰撞防护系统，设计吸能容量达6.8兆焦，这一指标达到国际领先水平。

在世界高速列车领域，被动安全防护是一项技术“制高点”。碰撞防护系统结构极为复杂，设计难度大。中车四方股份公司研发团队经过两年的攻关，自主开发了碰撞防护系统。

乘坐“复兴号”，你还会发现相互间说话不用提高嗓门了，这是因为“复兴号”有一个非常优良的降噪指标。根据测试，当“复兴号”以时速350公里高速运行时，客室噪声最大仅为65分贝，远远优于70分贝的“优”等线。

“设计初期，研发团队给自身定了一个苛刻的目标，即客室噪声比国内外既有动车组降低3分贝以上。”陶桂东告诉记者。

优化动车组的结构，包括新型流线型车头、平顺化的车顶受电弓、全包型式的车端风挡等，以此降低气动噪声；应用新型隔声材料；进行降噪控制。试验期间光牵引软件就进行了80多个版本的降噪优化，最终实车试验时，车内噪声最多降低了4—6分贝，比研发团队的预期目标更优。

一个安静的客室环境就这样营造出来了。

(矫 阳)