中国高铁为何能“杯水不洒、立币不倒”（唠“科”）

如今，乘坐高铁已成为人们日常出行的重要方式。从热带海滨到北方草原，从戈壁沙漠到崇山峻岭，中国高铁成为一道亮丽的风景。

数据显示，截至2024年底，我国高速铁路营业里程达4.8万公里。我国是世界上高速铁路运营里程最长、商业运营速度最高、高铁技术最全面、运营场景最为丰富的国家。

中国高铁为何又快又稳？这背后藏着不少科技奥秘。

就动车组而言，既要采用大功率牵引动力，提供足够的牵引力，达到列车最高速度、加速度性能和爬坡能力等动力性指标，又要有可以满足列车安全、可靠、平稳运行要求的车体、转向架、制动系统等。

“快”的秘密，还藏在流线型的车头中。因为速度越快，空气阻力越大，采用流线型车头、加大长细比，能够减少阻力系数，提高运行速度。比如，复兴号CR400BF的“头型”比和谐号长2米左右，整体形态更具流线型，使其运行阻力降低了12%，因此列车更快、更节能。

车头两侧的导流槽，则是动车组“稳”的原因之一。当列车高速运行时，气流会带来向上的抬升力，让车头“发飘”。应用导流槽，有利于引导空气从鼻锥流到导流槽产生向下的压力，如同附加了一双强有力的“手”，助力列车平稳疾行。

动车组跑得又快又稳，还要归功于转向架。转向架，被称为高速动车组的“飞毛腿”，是在构架上装有两个轮对组成的“小车”。它可用于铁路车辆转向，配合道岔完成拐弯。

转向架如何适应高速运行？随着速度的提高，车辆可能会出现失稳现象，一旦失稳，车轮将冲击钢轨，甚至造成脱轨。高速转向架通过采用轴箱弹性定位、空气弹簧、轴箱弹簧、各类减振器、弧形车轮踏面等，避免在车辆运行速度范围内运动失稳。高速动车组转向架的失稳临界速度可达到500千米每小时以上，这让我国高速铁路运行具有较高的安全冗余。

安全平稳运行，轨道也功不可没。高速铁路的线路尽可能取直，减少弯道，且力求平顺。铁路轨道由桥梁、隧道、路基来支撑，由于它们的结构不同，刚度和沉降规律也不同。为此，铁路部门专门在它们之间设置了过渡措施，控制铁路的竖向差异沉降。尤其是无砟轨道路基，其差异沉降的标准是严苛的5毫米。

高铁的轨道，由500米长的钢轨无缝连接组成。其中，焊接接头轨顶行车面导向面的平直度要控制在0.2毫米。同时，焊接接头要能够承受1吨重的铁锤从5.2米高度落下的冲击，做到不裂不断。平时，还要用钢轨打磨车进行养护打磨，确保高铁轨道始终处于最佳状态，提高平顺性。

从一个零部件到一条轨道、一列动车，高铁蕴涵的科技含量还有许多。正是这些“黑科技”，保障高铁跑得又快又稳，让高铁上“杯水不洒、立币不倒”成为现实，也让通达的高铁更好便利人们生活、助力经济社会发展。

（作者为中国铁道科学研究院研究员，本报记者李心萍采访整理）