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【中央电视台】《超级实验室》深度报道西南交大牵引动力国家重点实验室

来源:中央电视台    日期:2019/1/17 13:51:50    点击数:1217

中国在2003年首次开通第一条高速铁路线,时至今日,中国高铁已经拥有世界上最密集的线路网络,最复杂的运行环境,最庞大的乘客人数,以及最好的高铁技术,那么未来它又将驶向何方呢?1月14日,CCTV特别节目《超级实验室》聚焦交通未来,深度报道西南交通大学牵引动力国家重点实验室。


视频链接:https://v.qq.com/x/page/t0828morohy.html?start=10

▲CCTV《超级实验室》| 西南交通大学牵引动力国家重点实验室


2017年岁末,中国高铁总里程达到了2.5万公里,这个数据意味着,中国高铁里程占据了世界高铁总里程的60%以上。不断创造奇迹和惊喜,是中国高铁给人们最深刻的印象。

这是一段在社交媒体上热议的视频。京沪高铁上,一位外国旅客将一枚硬币竖在列车窗台上,高铁以时速300公里的速度飞驶,而硬币屹立不倒。八分钟后,当列车进站变换轨道时,出现大范围横向移动,硬币这才倒下。

高速列车上硬币不倒的奥秘,在西南交通大学牵引动力国家重点实验室能找到答案。

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牵引动力国家重点实验室首席专家 张卫华:“实际上车在跑的过程当中,在这么高速下,它受到很多外部的激扰,比如说轨道它不可能是平的,还有自然的,来自于自然的,比如说风啊,会车啊等等。它都会有这样一个扰动。在这些扰动之下,它还要跑的很平稳,这就是有难度了。 这是创记录的,因为有人在日本去试过,没成功,在欧洲不成功,只有在中国才能有这么好的这样一个平稳的一个运行品质,这个品质就来自于这个实验。”

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这个试验台,是目前世界上规模最大,功能最多,技术最先进,唯一可实现内外轨速差的机车车辆滚动振动试验台。正在进行的试验,即将创造中国高速列车的最快时速。

牵引动力国家重点实验室首席专家 张卫华:“这个车,我们计划做到600公里(每小时),那么它设计速度就500公里(每小时),那么这样的话,它有100公里的余量在里头,那么真正运行的时候,就有了更好的一个保障。”

这个试验平台,通过不同路况的模拟来测试车辆的平稳性和安全性的动力参数。

牵引动力国家重点实验室首席专家 张卫华:“每一个车的最多实验,做的工况有161个,速度有16个速度档。所以说这个整个把它交叉起来之后,那么它的工作量也是巨大的。”

试验控制室里,样车的试验数据不断变化。这些数据,将为列车的各项性能指标优化到理想状态,提供准确依据。

“所有的高速列车,都是在这个试验台完成了它的性能的验证、优化以及安全性的这样一个验证。”

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巨大的实验楼里,每一个平台都与高速列车息息相关。这两块看似普通的屏幕,是铁路线上的千里眼。这是高速列车长期服役性能跟踪监控系统,它将跟踪试验数据,实时传输至服务器数据库,实现列车运行轨迹和关键部件测点数据的实时监控。

牵引动力国家重点实验室数据分析员 干峰:“我们收集这个数据的目的,主要是用于来判断车辆运行的一个安全性,有没有超出规定标准规定的一个指标的一个范围。然后跟踪的车有一百多万辆车,最长跟踪的一列车,跟踪了240万公里。”

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牵引动力国家重点实验室,于1989年筹建,实验室以轨道交通车辆为研究对象,开展以高速重载车为核心的基础性、前瞻性、战略性创新研究。这个实验室参与和见证了中国高速列车的每一步发展。2008年6月24日,中国第一列高铁——京津高铁投入运营,国产和谐号动车组列车,创造了时速394.3公里的记录,宣告了中国高铁时代的到来。在这之后,中国高速列车的研制迎来了井喷式的爆发。

牵引动力国家重点实验室首席专家 张卫华:“人家是从1964年开始有高铁,到今天已经走过了半个世纪还多,这就是这样一个速度。我们不仅是运行的速度,而是发展的速度,创新的速度。”

在这个厂房结构的实验楼里,中国高铁的每一个精彩细节都是在实验台上千锤百炼的结果。

牵引动力国家重点实验室副主任 王开云:“列车的速度越来越高,轮子的承载的重量也是越来越大,列车对线路的破坏作用也是越来越强,然后线路的震动对车的安全性和舒适性影响也是越来越剧烈的。因此,我们就开展车辆和轨道一个相互作用的一个研究。”

这项基础研究,通过列车与轨道动态相互作用特征,实现轮轨安全性能指标,在设计上满足行车要求。

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“这个实验室,它像一个庞大的工厂,所以我们的教授们穿着工作制服,满身油腻站在下面工作。当时我们为了这个试验能转起来,我们可以整晚上不睡觉。”

就是在这样实验环境下,这里诞生了沈氏算法、翟理论等,以科研人员姓氏命名的实验方法,以及机车耦合动力学等重要理论。

牵引动力国家重点实验室主任 康国政:“我们牵引动力国家重点实验室,在中国铁路和高速铁路的发展过程当中,起到了不可替代的引领作用。”

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曾经的绿皮火车,已被这些具有现代感,更符合动力学原理的列车取代。在西南交通大学的人机环境设计研究所,从车厢空间设施设计,外观及内饰设计,高铁每一个细节的创意,都在这里精心打造。中国高铁追求更高速更安全更舒适的理念,在每一个研究环节都体现的淋漓尽致。

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这个被液压装置不断晃动的车厢,是世界首台1:1综合舒适度试验台,研究适合亚洲人舒适的乘车体验,是这项试验的目的。

牵引动力国家重点实验室机电测控实验中心主任 陈春俊:“它可以完成我们的振动、噪声、气压、温度、湿度、燥度和运动场景的模拟。我们通过这个台子,可以把六大物理量综合起来,研究关联考虑,得到我们更舒适的高铁列车的舒适性标准,然后往全球推广。”

车厢里安放着各种测试仪器,随着扩音器提醒,不同内容的测试开始了。志愿者的调查问卷,将为新型高速列车的设计提供优化方案。中国高铁建设,已经从满足需求向以人为本的设计理念转变。

牵引动力国家重点实验室首席专家 张卫华:“我们从跟跑到并跑,我现在下一步,我们做的是领跑。我们领跑,这个所谓的这个本就是说,我们要搞下一代高速列车这样一个技术。”

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在封闭环形轨道上奔驰的模型车是一种还不为常人所知的交通工具。这个名为真空管道高温超导磁悬浮列车的试验车,是中国下一代高铁的雏形,被业内称为超级高铁。邓自刚是这个项目的负责人。这段时间,试验正进入到关键阶段。

磁悬浮列车不用通电,在静止情况下,车体就能飘浮起来,上下左右都不能动,只能沿着磁轨方向向前行进。西南交大的高温超导磁悬浮技术,使用液氮来保证超导材料性能,与目前应用的电磁悬浮和低温液氦超导磁悬浮技术相比,性能更优越,同时造价更低。

牵引动力国家重点实验室新型轨道交通技术研究所副所长 邓自刚 :“高温超导磁悬浮,它是我们国家原创的技术。那我们突出的概念应该是,更高的速度,更加地环保,更加地节能。这个超导磁悬浮车的话,两个目标,第一个是露天运行的话,我们希望是达到600公里每小时的时速。然后第二个是加上真空管道,整个真空管道的环境里面突破1000公里每小时。”

列车在密闭的真空管道内行驶,不受空气阻力、摩擦及天气影响,是实现更高速度的关键。时速1000公里的高铁,这个科学梦想已经呼之欲出。

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这是一个不走寻常路的列车。空铁项目从2009年开始研发,如今已经走出实验室,具备了1.4公里的试验轨道。新能源的应用和环保是它最大的特色。

牵引动力国家重点实验室研究员 蔡成标 :“2015年开始吧,就是我们依托这个动力锂电池的技术和空铁的悬挂式轨道交通的这种技术,提出了一个就是新能源空铁这么一个概念。2016年开始我们觉得这个技术这个各方面都比较成熟了,就开始投资兴建这个实验线。国外的驱动方式他都是高压供电的,但我们是采用了锂电池供电,所以这个在国外也是没有的。所以我们说这个是世界首列新能源空铁。“

空铁在狭窄的楼群中间穿行,凸显出它的设计理念。这种定位于城际间、景区间的交通方式一经亮相,就引发国内外多方关注。

牵引动力国家重点实验室首席专家 张卫华:“有轨的、空轨的、虚轨的和磁轨的,这是为城市轨道交通发展来服务的。所以迁引动力国家重点实验室,不仅在支撑今天高铁发展,理念上在引领其他轨道交通的发展。 ”

牵引动力国家重点实验室,强劲的研发实力和一系列创新成果,勾画出中国轨道交通精彩的未来!

来源:中央电视台2019年1月16日https://mp.weixin.qq.com/s/CSf33IBYmjCGrEHsq79JxQ

信息员:侯宝璇     作者:中央电视台     责任编辑:阮琦

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