CRH380A四大關(guān)鍵技術(shù)的突破

業(yè)內(nèi)公認(rèn)，區(qū)別一列動(dòng)車(chē)組的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬要看四個(gè)關(guān)鍵部分：車(chē)頭造型，轉(zhuǎn)向架構(gòu)造，車(chē)體強(qiáng)度密封，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)。我們以這種標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解析一下CRH380A的四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)新突破。

車(chē)頭造型

CRH380A的頭型是四方自己設(shè)計(jì)的，與CRH2A的頭型完全不同。頭型的重要性不只是為了好看，而是與列車(chē)的空氣動(dòng)力性和安全性高度相關(guān)。開(kāi)發(fā)該頭型的過(guò)程如下：

其一，開(kāi)發(fā)者首先必須具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)積累，按照新車(chē)的速度等參數(shù)并依據(jù)已有的技術(shù)知識(shí)形成初步概念，四方最初設(shè)計(jì)了20個(gè)造型形成圖紙和模型;其二，從20個(gè)初步方案中，根據(jù)表征和技術(shù)要素篩選出10個(gè)進(jìn)行初步仿真分析、計(jì)算、驗(yàn)證;其三，從10個(gè)仿真模型中選出5個(gè)做風(fēng)洞模型試驗(yàn)，并進(jìn)行精細(xì)化計(jì)算驗(yàn)證和模型實(shí)物驗(yàn)證;其四，再?gòu)闹羞x出2個(gè)做1:1實(shí)物的工藝驗(yàn)證;其五，最后選定1個(gè)投入生產(chǎn)。

顯然，按照此流程開(kāi)發(fā)出來(lái)的380A頭型，不僅與世界上任何列車(chē)的頭型都不一樣，而且在開(kāi)發(fā)的起點(diǎn)上連四方的工程師也無(wú)法預(yù)料結(jié)果。

轉(zhuǎn)向架的構(gòu)造

轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)是動(dòng)車(chē)最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是決定列車(chē)安全的保證。當(dāng)列車(chē)時(shí)速?gòu)?00公里變成350公里，要求轉(zhuǎn)向架的構(gòu)造發(fā)生重要變化。

比如，高速運(yùn)行時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)向架會(huì)產(chǎn)生新的危害，復(fù)雜性增加，頻帶寬，還要考慮氣流影響風(fēng)的作用，各種因素的作用結(jié)構(gòu)變得更復(fù)雜?？紤]到速度變化導(dǎo)致的所有這些變化，對(duì)構(gòu)架的承載能力、車(chē)輛運(yùn)行的安全舒適性、懸掛系統(tǒng)的防震減噪、輪軌和制動(dòng)裝置的關(guān)系就都必須重新找到解決方案，而且要解決相關(guān)裝置和系統(tǒng)之間如何匹配的問(wèn)題。

由于380A的速度大大超過(guò)CRH2A，其轉(zhuǎn)向架完全重新設(shè)計(jì)，這不僅要求足夠的技術(shù)積累，而且要求理解技術(shù)的科學(xué)原理——動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、一系列剛度等等，而且要求新的材料。

總之，必須分析和理解所有影響產(chǎn)品性能的因素并找到解決方案，才能通過(guò)系統(tǒng)匹配的技術(shù)能力設(shè)計(jì)出新的轉(zhuǎn)向架。380A的轉(zhuǎn)向架就是這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的，在試驗(yàn)臺(tái)架上跑出的最高時(shí)速超過(guò)550公里——這是為什么四方能夠在380A之后迅速開(kāi)發(fā)出來(lái)時(shí)速500公里高速試驗(yàn)動(dòng)車(chē)組的原因之一。

車(chē)體強(qiáng)度密封

提高車(chē)體“氣密承載能力”的技術(shù)關(guān)鍵是車(chē)廂壁板的結(jié)構(gòu)(壁板由雙層鋁合金板通過(guò)一定形狀的金屬結(jié)構(gòu)連接組成，結(jié)構(gòu)連接點(diǎn)的中間是空的)。由于氣密強(qiáng)度和速度的冪次方關(guān)系，380A的壁板不可能從CRH2A的壁板改進(jìn)而來(lái)，必須由開(kāi)發(fā)者通過(guò)試驗(yàn)測(cè)出速度數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后考核車(chē)體設(shè)計(jì)的氣密疲勞度(何時(shí)會(huì)斷裂)再加以修改。在四方制造車(chē)間同時(shí)擺放著CRH2A和380A的壁板截面，可以清楚地看到兩個(gè)截面結(jié)構(gòu)完全不同。

網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)

動(dòng)車(chē)組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的主要作用是，實(shí)現(xiàn)各動(dòng)力車(chē)的控制;實(shí)現(xiàn)全車(chē)所有由計(jì)算機(jī)控制的部件聯(lián)網(wǎng)通信和資源共享;實(shí)現(xiàn)全列車(chē)的制動(dòng)控制、自動(dòng)門(mén)控制、軸溫監(jiān)測(cè)和空調(diào)控制等功能;實(shí)現(xiàn)全列車(chē)的自檢及故障診斷決策。

在受讓網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)產(chǎn)品制造、測(cè)試技術(shù)之后，株洲所依托自身長(zhǎng)期積累的技術(shù)能力，迅速掌握所有核心技術(shù)。

在統(tǒng)一動(dòng)車(chē)組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)架和功能界面需求之下，株洲所自主構(gòu)建CRH380A網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)架和產(chǎn)品配置，較引進(jìn)車(chē)型更大數(shù)量和范圍地滿(mǎn)足動(dòng)-拖車(chē)輛控制需求，實(shí)現(xiàn)列車(chē)信息管理、列車(chē)控制以及與牽引、制動(dòng)、旅客信息等子系統(tǒng)的信息集成。并且進(jìn)一步創(chuàng)建和豐富列車(chē)設(shè)備和安全監(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、管理、共享、車(chē)地?zé)o線(xiàn)通訊等技術(shù)突破。

除此之外，針對(duì)時(shí)速500公里動(dòng)車(chē)組，株洲所采用具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)的TCN技術(shù)，并引入了工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，更有發(fā)展?jié)摿Α?/p>

在牽引系統(tǒng)方面，株洲所和南車(chē)電機(jī)為CRH380A提供的牽引系統(tǒng)軸功率已經(jīng)超過(guò)400kW，而CRH2A的功率不到300kW。牽引系統(tǒng)主要參數(shù)的變化，意味著主要部件全部重新設(shè)計(jì)，包括變壓器、牽引變流器、電機(jī)。這些部件的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)考核全部打上株洲所等企業(yè)的烙印。更進(jìn)一步，株洲所為高速試驗(yàn)動(dòng)車(chē)組(時(shí)速500公里)提供的牽引系統(tǒng)功率達(dá)到600kW，已經(jīng)為高速動(dòng)車(chē)組奠定了新一代牽引系統(tǒng)平臺(tái)。

三個(gè)明確結(jié)論

從上述簡(jiǎn)要的對(duì)比可以得出三個(gè)明確的結(jié)論：

第一，正向開(kāi)發(fā)的CRH380A不是簡(jiǎn)單在CRH2A的技術(shù)基礎(chǔ)上二次引進(jìn)而來(lái)的，兩列車(chē)的技術(shù)之間具有非常大的不同，其標(biāo)志就是中國(guó)擁有對(duì)380A的全部知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并經(jīng)美國(guó)有關(guān)方面確認(rèn)。

第二，從做出CRH2A到開(kāi)發(fā)出CRH380A只花了5年的時(shí)間，根本原因是中國(guó)工業(yè)不僅本來(lái)就具有技術(shù)能力，而且還直接使用了自己本來(lái)就已經(jīng)掌握的核心技術(shù)——這些技術(shù)不但不是引進(jìn)的，甚至也不是對(duì)引進(jìn)技術(shù)“再創(chuàng)新”而來(lái)的。

第三，中國(guó)高鐵技術(shù)的迅速進(jìn)步是真實(shí)的，認(rèn)為CRH380系列能跑350公里/小時(shí)的原因是“吃掉”外國(guó)產(chǎn)品設(shè)計(jì)安全余量的說(shuō)法不符合事實(shí)。