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【中国之声】先生丨沈志云:让中国高铁继续领跑世界

来源:中国之声    日期:2022/6/20 16:04:39    点击数:3223

中国之声特别策划《先生》第五季,向以德性滋养风气的大师致敬、为他们的成就与修为留痕。今天让我们感受“高速轮轨之父”沈志云的高铁情。

沈志云,1929年出生,湖南长沙人。机车车辆动力学家,中国科学院院士、中国工程院院士,被誉为“高速轮轨之父”。从提出“沈-赫-叶氏模型”理论,到创建牵引动力国家重点实验室,沈志云参与、推动和见证了中国高铁技术从无到有、从追赶到领跑的发展历程。

逐渐离开科研工作之后,沈志云搬到西南交通大学峨眉校区的住所。天气晴好时,窗外能远远看到峨眉金顶。采访在三月,山里的春天凉,壁炉带得周围都热乎起来,三架高铁列车模型摆在边桌上,仰头看到的字幅,最突出的是八个字:“轮轨天下,超导未来”。

沈志云:我的观点没有变,“轮轨天下,超导未来”。200—600公里这个范围,任何磁浮都比不过轮轨。

认准轮轨高铁

我国的高铁列车用磁浮还是轮轨技术,争论开始于上世纪九十年代末。中央决定要在2000年动工修建京沪高铁,各方开始论证京沪线的技术问题。

沈志云:修建京沪高铁非常必要,应该尽快开工,这是共识。但是采用何种技术尚无定论,当时,磁浮技术还处在研发阶段,需要10—15年才能够工程化。

争论中逐渐分出“磁浮派”“缓建派”和“轮轨派”等派别,沈志云坚持轮轨的技术和安全优势

沈志云:我除加强牵引动力国家重点实验室跟工厂一道来研究以外,还亲自到各个工厂、各个学校去做了25场报告,大力宣传轮轨高铁。

1998年10月,中国工程院京沪高铁采用轮轨或磁浮技术咨询会第一次会议在成都举行(前排左四为沈志云)

车轮和钢轨的滚动接触是铁路运输的核心。沈志云赞美轮轨,像说一件艺术品的精妙

沈志云:这么简单的轮轨接触就能够有这么大的作用,我认为这是任何一项工业设计都难以相比的。

提出“沈-赫-叶氏理论”

今天,人们说沈志云是“高铁轮轨之父”“高铁领域的先驱科学家”,都离不开对“沈-赫-叶氏理论”的赞誉。这个理论研究“轮轨非线性蠕滑力模型o

蠕滑,轮轨间产生的一种相对位移,普通人很难对它有直观感受,而在每一列飞驰而过的高铁列车之下,轮轨蠕滑力微观而具体。

沈志云(右)与Karl Hedrick(卡尔.赫追克)教授(赫追克教授是“沈-赫-叶氏理论”的参与者)

沈志云说,可以这样理解,我国高铁技术的核心软件正是因为用到这个算法,才有这么高的运动稳定性和运行平稳性。

沈志云:列车就靠车轮支撑在钢轨上,驱动车轮就产生牵引力,轮轨间还有横向蠕滑力,才能使车轮始终保持在轨面上滚动…

这一理论发表于1983年沈志云在美国麻省理工学院(MIT)做访问学者期间。为了追赶世界学术潮流,年过半百的他埋头实验室,如饥似渴更新知识体系。

沈志云:我把所有的计算机都打开,都在那跑各式各样的程序。五天五夜都没有离开实验室,困了稍微眯一会儿,饿了就吃一点自己带的面包、香肠,再买一点咖啡喝

1994年,沈志云(右)与卡尔克研讨轮轨接触问题

早就对铁路情有独钟

沈志云的人生车轮在二十岁时留下清晰的一道辙,那是1949年。

沈志云:我对铁路早就情有独钟。那时候我们长沙家里到南岳山都要坐火车,到衡山再转汽车,经过株洲机车厂,我选机械,就是想到这样的工厂里去工作。

高中毕业时,湖南临近解放。一心想参加革命工作的沈志云被大哥沈立芸“押”回家复习备考大学。

沈志云:刚解放,街上都是轰轰烈烈迎接解放的场面,我们全班大概就我一个人去参加高考。

清华大学、武汉大学、唐山工学院的录取通知书都来了,大哥又替他拍板,去唐山工学院学工科。“唐院”也就是后来的西南交通大学。

1952年,沈志云从唐山工学院机械系毕业,留校任教,期间到苏联留学,专业方向是车辆修理。这一专业,当时却被认为“学术含量不高”。

1957年沈志云赴苏留学前

留学期间,他每周末跑到当地车辆修理厂观摩生产过程,经常看到工人们修理机车后,苦于车钩高度误差“挂不回去”。

沈志云:我就完成了这个计算,而且帮他们修改了工艺规程,最后保证了一次落车。

这件事,沈志云花了三年时间。回国后的他继续教授这门“没有学问的课程”,随后修改了这门课的统编教材。

1995年,沈志云在试验台前

站上国际舞台

1981年,沈志云凭借一篇题为“两轴转向架式机车横向振动的振型分析和参数研究”的论文站上了国际学术舞台,参加IAVSD(车辆系统动力学国际学会) 。

沈志云:这是中国人第一次在这个大会上发表意见,他们都没有想到我们能够掌握系统动力学,而且有实际应用,造了这么大一个机车。当时他们觉得好像中国不错,一下就赶上来了!

此后的若干年,作为国际学术界不可小觑的机车动力科学家,沈志云一届不落参加了学会。

20世纪90年代后期,沈志云(左)和他培养的博士生(右)张卫华 。张卫华现为西南交通大学首席科学家

推动中国高铁引领世界

随着高速铁路在日本、法国、德国取得巨大成就,1984年,沈志云把主攻方向定为中国铁路的现代化建设,开始研究高速列车。

科学研究离不开实验,沈志云在西南交通大学主持建成了中国铁路系统第一个国家级重点科研实验室——牵引动力国家重点实验室。

实验室建成后,沈志云院士载曹建猷院士前往实验室参观、

实验室建成至今33年,参与了和谐号、复兴号高速列车研发,提供核心软件,承担所有型号的参数和出厂实验。

沈志云说,这个重点实验室在中国高铁崛起过程中起到了不可替代的作用。没有这个实验室,中国高铁就崛起不起来。

沈志云参加武广高铁验收会

2017年9月,“复兴号”动车组在京沪高铁率先按照时速350公里运营,中国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。京津城际、成渝高铁、京张高铁陆续将时速刷新到350公里;今年6月20日起,京广高铁北京至武汉间将常态化按时速350公里高标运营。沈志云说,想要领跑世界,就要继续提速

沈志云:光350公里/小时不行,要搞就搞CR500,跑450公里/小时;还要跑CR600,甚至可以跑到500公里/小时。我在外面有一个不好的名声,说沈院士脑子里只有高速度,这个问题我要澄清一下,我不是说什么情况之下都是高速度就好,它首先必须保证安全、平稳、环保、节能,这些基本要求都必须要满足。满足这些要求就靠技术,所以这个速度就可以代表高铁的技术水平。我们第一个目标是要继续领跑世界,长远领跑下去。

未来的列车速度可以有多快?

沈志云:到1000公里、2000公里甚至4000公里、8000公里都可以。

记者:您的设想当中要多少年能实现?

沈志云:那是多少年以后的事情,我就不敢想象了。

记者:高温超导呢?

沈志云:超导是本世纪后半世纪了,太空通道恐怕是下个世纪了,本世纪后半叶2050年后可能是磁悬浮……

2021年1月,我国原创高温超导管道磁浮列车样车已经在沈志云率领的牵引动力国家重点实验室启动。

沈志云:车开了以后站在旁边,像你这样的记者拿个手就可以推动!

记者:这么神奇?!

沈志云:当然还有一些问题没有解决。

记者:技术模型是让人觉得很兴奋的。

沈志云:真车!

十年香樟已成行

有人问沈志云一生中最满意的事情是什么,他回答说“是在建成牵引动力国家重点实验室的同时,培养了一支国家级科研创新团队。”

今天,和实验室的年轻人、学校的老师、学生间快乐而脑洞大开的讨论还经常在沈志云家的客厅进行。客厅的正中,挂着沈志云手书的“香樟沙龙”四个字。

沈志云家客厅正中挂着“香樟沙龙”几个字

沈志云:香樟树长成以后就有“香樟沙龙”了。青年学者常常到我这里,我对他们提出的一些意见,比如要研究智慧“和谐号”,要搞好高温超导、管道磁浮,都可以在这里谈。大家无论师生长幼,真诚地交流思想。

院子里,沈志云十年前栽下的香樟树已经挺拔成行,下一场“香樟沙龙”就安排在最近的周末。

沈志云:你看,从这里开始,一棵、两棵、三棵、四棵、五棵……十棵香樟树……这么粗的树秧子,十年,你看长多大了,这叫做枝繁叶茂。香樟粗壮、挺拔、端庄……

【记者手记】

我是记者王娴。采访之前连续接到沈志云先生两通电话,确认采访细节,爽朗大笑着发出邀约“在峨眉山等你!”

沈志云院士的家在西南交大峨眉山校区的高处。他给我讲一天的作息、打太极拳的时间安排,讲他什么时候要“下山”去打第三针疫苗。

在93岁的他对生活志趣的谈笑中,没有半点老迈的伤感,一切都让他欣慰,和轮轨托举中国高铁一样,只有坚定向前;和他喜欢并亲手栽种的香樟树一样,希望无限。

来源:中央广播电视总台中国之声 2022年6月20日

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信息员:蔡京君     作者:王娴     责任编辑:蔡京君

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