500公里動車組風(fēng)阻制動板安裝于列車的頂部，列車正常運(yùn)行時，制動板收攏于車體內(nèi)；列車制動時，風(fēng)阻制動板打開，垂直于車體頂部。

更高速度試驗列車日前于青島亮相，引來眾多關(guān)注。經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報記者赴青島城陽區(qū)中國南車四方車輛股份有限公司，親眼目睹了這列被外界稱為時速可達(dá)500公里的超高速列車。車頭形如“寶劍”，車尾酷似“火箭”，質(zhì)感流暢的外觀下，蘊(yùn)含了中國高速列車的最新科研技術(shù)。

高鐵流動試驗臺資料圖

四方股份公司副總工程師梁建英稱，該列車試驗速度將超越我國目前所有的動車組列車速度。導(dǎo)報記者了解到，該車并不用于商業(yè)運(yùn)營，下一步將在高速列車國家工程實驗室做全面臺架試驗。

“劍”與“火箭”的頭尾組合

導(dǎo)報記者在四方股份公司廠區(qū)內(nèi)看到，這列試驗車車身呈灰色，中間有黑色的條紋及“CRH”的標(biāo)志。車頭造型猶如寶劍出鞘，鋒芒畢現(xiàn)；而車尾的造型沿襲了CRH380A的“火箭”造型。

　　列車共有6節(jié)車廂組，全部為動力車。1車廂和2車廂內(nèi)布滿實驗設(shè)備和儀器，上面標(biāo)注著“空氣動力學(xué)實驗”、“引網(wǎng)關(guān)系實驗”、“制動性能實驗”等字樣；3車廂內(nèi)為綜合系統(tǒng)，所有測試數(shù)據(jù)和信息都在此匯集和評估；4車廂和5車廂為坐席，類似于現(xiàn)在的CRH380A 列車一等座車廂；第六節(jié)車廂則是“火箭”型車尾。

據(jù)中國南車首席技術(shù)專家丁叁叁介紹，該試驗列車頭型技術(shù)方案通過大量的概念設(shè)計、數(shù)值仿真分析、風(fēng)洞試驗，優(yōu)化出“劍”、“火箭”的頭尾組合，實現(xiàn)了頭車降低阻力，尾車升力接近于零的最優(yōu)技術(shù)匹配。頭車的設(shè)計靈感來源于中國古代的兵器“劍”，突出尖楔形結(jié)構(gòu)。

導(dǎo)報記者注意到，該列車牽引系統(tǒng)為全新開發(fā)的大功率牽引系統(tǒng)，牽引總功率可達(dá)到2.28萬千瓦。比此前創(chuàng)出世界鐵路運(yùn)營試驗最高時速紀(jì)錄的CRH380AL型動車，牽引總功率還要大。配備如此超級馬力，該列車的運(yùn)行速度究竟能有多快？

“該列車還沒有上線試驗，所以很難說具體時速究竟是多少。”在運(yùn)行速度上，相關(guān)人員并沒有給導(dǎo)報記者明確的回答。業(yè)內(nèi)人士分析，從中國近兩年自主創(chuàng)新高速列車的研發(fā)軌跡來看，該試驗列車會再次刷新世界紀(jì)錄，該列車運(yùn)行試驗時速，將會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出500公里。

流動試驗臺

“500公里時速，你敢坐嗎？”最高速試驗列車的建成，引發(fā)了各論壇的熱議。

“該車并非運(yùn)營車，不會用于商業(yè)用途，相當(dāng)于一個流動的試驗臺。”面對高速運(yùn)行的安全性，四方股份的工作人員向?qū)笥浾呓忉尅?/p>

事實上，按照當(dāng)前的條件，列車時速超過400公里之后，列車的能耗和對環(huán)境的破壞將大大增加，不可能實現(xiàn)商業(yè)營運(yùn)。“通過對高速列車進(jìn)行試驗，能夠指導(dǎo)時速400公里以下高速鐵路的運(yùn)行 。” 據(jù)該工作人員介紹，該試驗列車以CRH380A 創(chuàng)新成果為基礎(chǔ)，以更高速條件下安全、可靠運(yùn)行為首要目標(biāo)，其主要用途在于為進(jìn)一步鞏固現(xiàn)有商業(yè)運(yùn)營高速列車的安全性、可靠性提供試驗研究平臺，為中國高速列車的發(fā)展提供前瞻性的研究。

據(jù)介紹，該列車轉(zhuǎn)向架通過系統(tǒng)參數(shù)循環(huán)優(yōu)化匹配，成功解決了隨速度的提升多系統(tǒng)更加復(fù)雜的耦合關(guān)系，具有高速、平穩(wěn)、可靠、輕量化等特點。新增加的風(fēng)阻制動板作為輔助制動裝置，使得列車的制動效果更加理想。據(jù)了解，風(fēng)阻制動板安裝于列車的頂部，列車正常運(yùn)行時，制動板收攏于車體內(nèi)；列車制動時，風(fēng)阻制動板打開，垂直于車體頂部。高速試驗列車同樣也是“新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品的工程化應(yīng)用試驗平臺”。導(dǎo)報記者獲悉，以太環(huán)網(wǎng)控制、風(fēng)阻制動等新技術(shù)，碳纖維、鎂合金、新型納米隔音等新材料在該試驗列車上得以成功應(yīng)用。如碳纖維復(fù)合材料的使用，不僅能使車體成功減輕自重，同時也能為它塑造出獨特的外觀。而新型納米隔音材料的使用，則能盡可能降低風(fēng)噪和機(jī)械噪音，確保車廂內(nèi)的安靜舒適。

據(jù)了解，該車的建成標(biāo)志著我國高速列車前瞻性研究取得了階段性重大成果，對于完善中國高速列車技術(shù)體系，使我國在高速鐵路領(lǐng)域擁有更大話語權(quán)，推動世界高速列車技術(shù)的發(fā)展有著重要的意義。安全性是高速列車技術(shù)發(fā)展的決定性指標(biāo)。此次試驗通過探索更高速度條件下高速列車的運(yùn)行穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、車- 線-網(wǎng)匹配關(guān)系等安全保障系統(tǒng)，進(jìn)一步提高安全冗余；在更寬的速度范圍內(nèi)進(jìn)行高速列車前瞻性基礎(chǔ)問題的研究，以更好地指導(dǎo)商業(yè)運(yùn)營列車的工程實踐和工程運(yùn)用。

關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)自主化

更高速度試驗列車按照科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难邪l(fā)流程層層推進(jìn)，歷經(jīng)大量的數(shù)據(jù)分析、仿真計算、方案比選和零部件試驗、系統(tǒng)試驗以及系統(tǒng)間匹配試驗。圍繞提升臨界速度、牽引能力，降低阻力等，高速試驗列車對系統(tǒng)集成、頭型、車體、轉(zhuǎn)向架、牽引、制動等系統(tǒng)進(jìn)行了全面創(chuàng)新，列車的關(guān)鍵技術(shù)在中國南車實現(xiàn)了自主化和產(chǎn)業(yè)化。

“這是中國南車全面自主創(chuàng)新，采用國際通行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的尖端產(chǎn)品，它的建成，不僅建立了中國更高速度高速動車組的全新技術(shù)平臺，而且為實施高速動車組‘走出去’奠定了堅實的基礎(chǔ)。”中國南車首席技術(shù)專家馬云雙說。

據(jù)梁建英介紹，試驗列車的成功建成得益于中國南車在高速動車組研發(fā)上的整體布局以及中科院力學(xué)所、鐵科院、西南交通大學(xué)、北京交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等的通力協(xié)作。

據(jù)了解，該試驗列車下一步將在高速列車國家工程實驗室做全面臺架試驗，進(jìn)行動力學(xué)、牽引、網(wǎng)絡(luò)等試驗。“特別是要進(jìn)行超高速條件下的滾動試驗，充分驗證系統(tǒng)的安全性、可靠性及各項性能指標(biāo)。有些項目會在該實驗室進(jìn)行千萬次的運(yùn)行試驗。”上述四方股份工作人員向?qū)笥浾呓榻B說。

在此之后，高速列車將擇機(jī)上線試驗，并將作為高速綜合檢測列車長期使用，成為中國高速列車前瞻性技術(shù)研究的移動試驗平臺。在更高速運(yùn)行條件下進(jìn)行軌道、接觸網(wǎng)、輪軌動力學(xué)、車輛動態(tài)響應(yīng)、轉(zhuǎn)向架載荷等實時檢測，為高速鐵路運(yùn)營的安全性、平穩(wěn)性、舒適性提供可靠保障。

500公里動車組有關(guān)問題答記者問
 
　　2011年12月25日，更高速度試驗列車在中國南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司（簡稱“南車青島四方股份”）落成。近日，參與該項研究工作的南車青島四方股份、中國科學(xué)院力學(xué)研究所、北京交通大學(xué)、西南交通大學(xué)、中國鐵道科學(xué)研究院的有關(guān)專家，就研制更高速度試驗列車的目的、意義等問題專門進(jìn)行了解讀。

1、研發(fā)更高速度試驗列車目的和意義是什么？

開發(fā)更高速度試驗列車不是為了實現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行，而是探索高速列車系統(tǒng)在極限速度條件下的臨界值，針對時速500公里條件下高速列車系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、材料的安全性、可靠性等開展前瞻性、基礎(chǔ)性、理論性研究。主要圍繞以下三個科學(xué)目標(biāo)：

一是持續(xù)深入研究高速列車安全性。安全性是高速列車技術(shù)發(fā)展的決定性指標(biāo)。希望通過探索更高速度條件下高速列車的運(yùn)行穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、車-線-網(wǎng)匹配關(guān)系等安全保障系統(tǒng)，進(jìn)一步提高安全冗余；在更寬的速度范圍內(nèi)進(jìn)行高速列車前瞻性基礎(chǔ)問題的研究，揭示高速列車動力學(xué)行為、特征和規(guī)律，研究關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件在更高速度條件下的強(qiáng)耦合作用響應(yīng)特征，以更好地指導(dǎo)商業(yè)運(yùn)營列車的工程實踐和工程運(yùn)用。

二是為基礎(chǔ)性科學(xué)問題研究提供試驗平臺。更高速度試驗列車將為我國進(jìn)行高速列車應(yīng)用基礎(chǔ)理論研究提供試驗基礎(chǔ)，為國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）項目“時速500公里條件下的高速列車基礎(chǔ)力學(xué)問題研究”提供試驗載體，對進(jìn)一步強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研用的研究體系、建立可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新環(huán)境提供有力保障。

三是為新材料、新技術(shù)的應(yīng)用提供驗證平臺。通過各種新材料、新技術(shù)的應(yīng)用研究和測試，進(jìn)一步豐富和完善高速列車技術(shù)體系，為保持我國高速列車技術(shù)可持續(xù)發(fā)展、加快人才隊伍培養(yǎng)、完善標(biāo)準(zhǔn)體系奠定基礎(chǔ)。

2、我國研發(fā)更高速度試驗列車已具備哪些前期技術(shù)基礎(chǔ)？

中國鐵路機(jī)車車輛行業(yè)通過幾十年的發(fā)展以及對高速列車技術(shù)的探索，在基礎(chǔ)理論、研究方法、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面積累了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。2004年，引進(jìn)了成熟的時速200～250公里動車組技術(shù)，結(jié)合既有技術(shù)，通過聯(lián)合設(shè)計、線路試驗以及運(yùn)用中的考核驗證，初步構(gòu)建了高速動車組的研發(fā)平臺。在隨后進(jìn)行的不同速度等級的高速列車研發(fā)過程中，通過理論模型分析論證、實車試驗驗證、理論模型的修正循環(huán)迭代，逐步完善了高速列車研發(fā)的理論模型。以此為基礎(chǔ)，通過技術(shù)外推，研發(fā)了更高速度的試驗列車。開展更高速度等級試驗將進(jìn)一步完善理論模型，為后續(xù)運(yùn)營動車組的研發(fā)提供更為堅實的理論支撐。

3、更高速度試驗列車是如何研制的？

南車青島四方股份以CRH380A新一代高速列車自主創(chuàng)新成果為基礎(chǔ)，以更高速度條件下安全、可靠運(yùn)行為首要目標(biāo)，重點圍繞提升臨界速度、提高牽引能力，降低阻力等方面，對系統(tǒng)集成、頭型、車體、轉(zhuǎn)向架、牽引、制動等系統(tǒng)進(jìn)行了創(chuàng)新研究。

在運(yùn)行安全性方面，轉(zhuǎn)向架設(shè)計軸重余量提升約10%，試驗列車的臨界失穩(wěn)速度超過設(shè)計速度的20%以上；在頭型設(shè)計方面，試驗列車采用了不同于商業(yè)運(yùn)營列車的氣動布局，頭車采用氣動阻力最小的“寶劍”外形，尾車采用氣動升力最小的“火箭”外形，實現(xiàn)列車在更高速度條件下的氣動性能和氣動安全的最佳匹配;在列車網(wǎng)絡(luò)控制方面，引入了實時以太網(wǎng)技術(shù)，通過搭建專用試驗臺進(jìn)行了長達(dá)10個月的系統(tǒng)匹配和可靠性試驗，完成了試驗列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)研制和驗證。

該試驗列車由南車青島四方股份承擔(dān)，采用產(chǎn)學(xué)研用的研發(fā)模式，聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)勢科研資源，通過仿真計算、數(shù)值分析、樣機(jī)試制、地面型式試驗及可靠性試驗等一系列嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)流程，歷時兩年完成了更高速度試驗列車的研制。其中，南車株洲所、南車電機(jī)公司負(fù)責(zé)牽引系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，南車浦鎮(zhèn)公司負(fù)責(zé)制動技術(shù),中國鐵道科學(xué)研究院、西南交通大學(xué)、北京交通大學(xué)、中科院力學(xué)所、同濟(jì)大學(xué)等科研院所提供技術(shù)支持。

4、更高速度試驗列車將開展哪些科學(xué)試驗？

該試驗列車將主要用于以下四方面的科學(xué)試驗研究：

一是高速列車關(guān)鍵力學(xué)問題研究。結(jié)合國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）項目“時速500公里條件下的高速列車基礎(chǔ)力學(xué)問題研究”任務(wù)內(nèi)容，開展輪軌關(guān)系、弓網(wǎng)關(guān)系和流固耦合關(guān)系真實線路試驗研究，獲取氣動、結(jié)構(gòu)、輪軌、弓網(wǎng)等關(guān)鍵力學(xué)參數(shù)隨速度的變化規(guī)律，建立真實列車試驗數(shù)據(jù)與臺架和風(fēng)洞試驗數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，修正力學(xué)建模，發(fā)展適合于高速列車基礎(chǔ)力學(xué)特性分析方法，掌握在更寬速度范圍內(nèi)高速列車基礎(chǔ)力學(xué)規(guī)律，提升我國高速列車基礎(chǔ)研究能力。

二是關(guān)鍵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可靠性研究。在更高速度條件下對車輛進(jìn)行測試，為轉(zhuǎn)向架、車體、車下設(shè)備和設(shè)備艙等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的安全可靠性提供數(shù)據(jù)支撐。通過振動模態(tài)測試，研究轉(zhuǎn)向架、車體、車下設(shè)備和車內(nèi)裝飾之間的振動匹配；通過動態(tài)應(yīng)力測試，研究關(guān)鍵承載部位的疲勞強(qiáng)度；通過氣動載荷測試，研究氣流作用下不同振動激擾形式對車輛結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。

三是新材料、新技術(shù)等前瞻性技術(shù)的驗證。通過牽引性能、制動性能、運(yùn)行阻力、運(yùn)行控制等試驗項目，完成自主牽引系統(tǒng)、風(fēng)阻制動裝置、實時以太網(wǎng)等新技術(shù)的試驗驗證工作；通過明線和隧道運(yùn)行條件下的氣動阻力、氣動噪聲、氣動升力、交會壓力波等各項氣動性能研究，全面驗證試驗列車頭尾不同頭型方案；通過跟蹤碳纖維、鎂鋁合金、新型納米隔音材料等新材料的發(fā)展和應(yīng)用，分析評估新材料的應(yīng)用前景。

四是綜合舒適度和噪聲研究。通過開展試驗列車在運(yùn)行時振動、噪聲、空氣壓力、溫度、濕度和照度等因素對乘客舒適度的影響研究，掌握車內(nèi)、外的噪聲壓強(qiáng)及頻譜特性隨速度提升的變化趨勢，探索不同運(yùn)行條件下列車模態(tài)、振動與噪聲及乘坐舒適度間的變化規(guī)律，為動車組舒適性設(shè)計提供重要依據(jù)，并通過試驗研究建立我國高速列車乘坐舒適性的評價指標(biāo)和評價方法。

5、國外在試驗列車研制和科學(xué)試驗研究方面的情況如何？

世界上掌握高速鐵路技術(shù)的國家在其發(fā)展高速列車技術(shù)的過程中都十分重視高速試驗列車的研制，并以此開展科學(xué)研究和新技術(shù)驗證。1988年德國研制的ICE/V高速試驗列車最高試驗速度達(dá)到406.9 km/h。日本自1964年新干線開通運(yùn)營以來，陸續(xù)開發(fā)了WIN350、STAR21、300X、FASTECH360S等高速試驗列車，其中于1996年研發(fā)的300X高速試驗列車最高試驗時速達(dá)到了443 km/h。2007年法國研發(fā)的V150高速試驗列車創(chuàng)造了574.8 km/h的世界最高試驗速度。這些國家依托高速試驗列車圍繞速度、安全及可靠性指標(biāo)開展了大量基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)的研究工作，所取得的研究成果有效促進(jìn)了高速列車技術(shù)與裝備的發(fā)展。

6、更高速度試驗列車采用了哪些新技術(shù)、新材料？

試驗列車采用了大量信息技術(shù)、控制技術(shù)和材料科學(xué)的先進(jìn)成果。在新技術(shù)應(yīng)用方面，試驗列車采用了與飛機(jī)類似的“風(fēng)阻制動”裝置，該裝置采用計算機(jī)并網(wǎng)同步控制，可以通過增加空氣阻力的方法輔助制動；在牽引系統(tǒng)中采用了高壓大功率IGBT；在信息技術(shù)應(yīng)用方面，試驗列車采用了實時工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、數(shù)字廣播技術(shù)和車地?zé)o線傳輸?shù)刃录夹g(shù)；在新材料應(yīng)用方面，試驗列車在車體頭罩和車內(nèi)部分設(shè)備上采用了碳纖維、鎂鋁合金，以及新型的納米隔音材料以提升車輛降噪隔音的性能。