让更多高性能列车飞驰在广袤大地上(讲述·弘扬科学家精神)

发布时间:2024-05-23 09:01:43 来源: sp20240523

  图①:氢能源市域列车研发团队在进行试验测试。   李颜君摄   图②:“复兴号”智能动车组。   王德林摄   图③:氢能源市域列车车内设施。   李颜君摄   图④:京张高铁“复兴号”智能动车组研发团队在进行技术攻关。   李颜君摄

  由中国中车长春轨道客车股份有限公司(以下简称“中车长客”)自主研制的我国首列氢能源市域列车日前成功完成时速160公里满载运行试验,标志着我国在将氢能应用于轨道交通领域取得新突破。

  飞驰的列车背后,是科研工作者夜以继日的钻研、全情投入的坚守和勇于挑战的担当。日前,本报记者走进中车长客,走近列车研发设计团队,听一听他们团结协作、创新攻坚的故事。

  ——编  者  

 

  3月21日,我国自主研制的首列氢能源市域列车成功完成时速160公里满载运行试验,完成达速试跑,实现了全系统、全场景、多层级性能验证,标志着氢能在轨道交通领域应用取得新突破。

  全球首列时速350公里自动驾驶列车、首个搭载5G+4K超高清演播室的智能列车、首次在动车组上应用北斗卫星定位技术……这许多个让人心生自豪的“第一”,都与中车长客列车研发设计团队有关。他们日夜攻坚,打造出多项世界之最,一直奔跑在创新奋进的路上。

  90后团队“边干边学、边学边用”,实现氢能源列车达速试跑

  3月23日,中车长客国家轨道客车工程研究中心新技术研究部副部长王健又是加班到晚上10点多才回家。氢能源列车成功达速试跑,给王健注入新的信心和动力。“虽然很有成就感,但也不能懈怠,一山爬完还有一山,前方总有更多探索和提升。”王健说。

  32岁的王健是吉林长春人,毕业于清华大学,2019年来到中车长客工作。“上大学时,我就经常坐长春到北京的高铁动车往返。公司让我们承担重要项目的研发工作,是对我们的信任与考验。”王健说。

  此次时速160公里氢能源市域列车项目,从2022年初研发立项到车辆下线再到最终整车试验完成,历经了2年多时间。年轻的王健牵头研发整个车辆的氢能源动力系统。“团队的力量无穷大。”王健说,他所在的氢能源动力系统研发团队,成员年龄最大的生于1990年,最小的生于1998年。

  此次氢能源列车动力系统的研发工作,中车长客采取竞赛机制,共有三个团队设计了三个方案。经过层层把关,王健所带团队胜出。“方案入选后,三个团队又合成一个团队合力攻关。”王健说。

  起初,面对氢能源市域列车这一全新的轨道交通车辆类型,以及从未采用过的氢燃料电池和储能电池相结合的混合动力供电方式,车辆研发设计团队没有可以直接借鉴的经验。“虽说是摸着石头过河,但其实可摸的石头也不多。”王健说。

  团队的年轻人们加班加点,几十次调整方案,逐步细化完善。最后,研发设计团队攻克了车辆架构设计、混合动力控制、能量管理策略等重重难关,让这样一列市域列车的面世成为可能。

  让王健印象最深的一个“难关”,是开发混合动力系统的能量管理控制策略。“这个问题困扰了团队很久。如果不解决,车辆就不能实现节能低碳的目标。”王健说,“有段时间,吃饭在想,睡觉在想,满脑子都是这个问题。”后来,团队从电网智能调度优化相关研究中汲取了灵感,终于实现了突破。

  “我们这些年轻人都是边干边学、边学边用,在解决一个个难题的过程中快速成长。”王健说,团队这种“干中学、学中干”的模式,正是承袭了中车长客一些前辈们的工作方法。

  2019年,王健刚到中车长客工作时,就投入到世界上首条时速350公里的智能高铁——京张高铁研发项目的冲刺阶段。“前辈们的传帮带让我受益匪浅,同时也让我感受到,边学边干对于年轻人成长有很大帮助。”王健说。

  攻克多项技术难题,成功设计世界上首列时速350公里智能动车组

  车身色彩以青花蓝为主基调,配以动感十足的白色飘带,一朵朵晶莹剔透的雪花若隐若现……时间回到2019年12月30日,首列京张高铁“复兴号”智能动车组从北京北站出发,驶向河北张家口市崇礼区太子城站,世界上首条时速350公里的智能高铁——京张高铁正式开通试运营。

  “如今,‘复兴号’家族已形成系列产品,能够适应高原、高寒、湿热、风沙等多种运行环境需求。”京张高铁“复兴号”智能动车组副总设计师朱彦,正是王健所说的前辈之一。“一列‘复兴号’高速列车,有50多万个零部件,高铁制造涉及冶金、高分子材料、合成材料、精密仪器、机械、电力等众多产业。中国铁路的发展,背后是我们自主创新能力的增强和制造业的升级。”

  2017年,国家启动2022年北京冬奥会配套高速轨道交通建设,中车长客随即组建了京张高铁“复兴号”智能动车组设计团队,启用了大批青年设计师,35岁以下青年设计师136人,是设计团队的主力。

  2007年开始,朱彦就一直从事动车组研发工作,从时速250公里到350公里,从高寒、抗风沙再到新一代高速动车组,参与了近20个动车组型号的研发。2018年,公司安排朱彦担任京张高铁研发团队负责人。

  “当时,很多技术难题等着我们去攻克。”朱彦说,自项目投标阶段起,团队3个月封闭办公,车头做了42套方案,绘制各种结构图纸5289份,电气图纸升级了4版近万张。

  在北京八达岭长城地区地下102米,有着世界上最深的高铁站——京张高铁八达岭长城站。“八达岭高铁站扶梯有400多米。列车以时速350公里的速度通过这个隧道时,如果压力波控制不好,乘客就会产生类似于坐飞机遇到强气流骤降的感觉。”京张高铁“复兴号”智能动车组设计主管董雪妍说,“最终通过优化车辆气密性和压力控制这两方面的功能,我们成功解决了京张高铁车辆压力舒适性的问题。”

  京张高铁“复兴号”智能动车组电气系统负责人张国芹介绍,全车设置了2700多个监测点,能够实时监测列车的各项运行数据,并通过无线网络向地面平台传输车辆的实时状态。同时,列车可以积累大量运行数据,有助于实现智能运维。5G直播、智能灯光和温度调节、手机无线充电、北斗卫星定位……智能系统成果都转化为旅客舒适的乘车体验。

  “其实挺难的,刚开始几乎全是花屏。”负责列车5G技术应用的设计主管、高级工程师高林林感慨,“那是2021年7、8月份,天气最热的时候,我们在线上跟了2个月,每天几乎只睡三五个小时,一旦发现问题就立刻想办法解决。”最后,团队成功实现首次在时速350公里的高铁列车上,依托5G技术打造超高清移动演播室。北京冬奥会期间累计开行冬奥列车1664列,在高铁上现场直播40多场。

  科研人员与一线工人密切合作,秉持工匠精神完成每一项工作

  一大早,在位于长春市绿园区的中车长客国家轨道客车工程研究中心,朱彦带着设计团队聚在会议室认真研究列车优化方案。朱彦说:“只有用高标准严格要求自己,才能做出高质量的产品。”

  张国芹工作很忙,每天顾不上化妆,穿着工装,背上电脑和洗漱包就天南海北地跑。“走在路上看别人打扮得漂漂亮亮也很羡慕,可是没办法,没有那么多时间和精力。”张国芹说,有一次,她做电磁兼容试验,需要拆一些零部件,没有设备,又着急做试验,就用手扒线,手被扎得满是伤痕。

  对生活要求不高,对工作却很苛刻。“高铁不仅是工业产品,还是一件件艺术品,所以我们倡导团队的每个成员都要秉持工匠精神来完成每一项工作。”朱彦说。

  成功来自拼搏,也来自协作。中车长客一直十分重视科研人员与一线工人的密切合作。

  谢元立是中车长客转向架事业部焊接产线上的一名机械手操作工。他从一名普通的一线工人,逐渐成长为一名技术精湛、经验丰富的中华技能大奖获得者、全国劳动模范。

  “‘复兴号’研发过程中,转向架焊接的自动焊工艺开发十分重要。”谢元立说,当时“复兴号”研发时工艺设计团队找到他,想请他研究一下转向架构架侧梁的帽筒焊接技术。“这种焊接方法难度相当大,而且之前没有用过。后来,我们共同总结的《构架侧梁上盖板与帽筒自动焊工艺方法》获国家发明专利,在‘复兴号’系列动车组、城市轨道客车等多种车型上都有广泛应用。”谢元立说。

  “每一次啃硬骨头的经历,都为后续工作积累了宝贵经验,最终目标是不断提升列车的技术水平。”朱彦说。

  2023年7月,为杭州亚运会打造的“复兴号”亚运智能动车组在长春正式下线。从杭州到宁波、温州、金华、绍兴、湖州5座协办城市,亚运列车飞驰在东南沿海丘陵地区,穿过众多桥梁与隧道,需要不断减速、提速。“得益于京张高铁研发应用积累下来的经验和成熟的模拟测试,列车的平稳性得到充分保证。”中车长客国家轨道客车工程研究中心主任助理尹振坤说。

  “从‘复兴号’中国标准动车组到智能动车组,从电动列车到氢能源列车,中车长客不断探索,为研制下一代性能更好的列车不懈努力。年轻设计师们也在工作中不断成长,许多80后、90后都能独当一面了。”朱彦说。

  现在,王健正带领团队继续完善氢能源列车的升级方案。“我们要继续为中国轨道交通事业的发展贡献力量,让更多高性能列车飞驰在广袤大地上!”王健说。

 

  ■记者手记

  做科研,要“攀过一山又一山”

  从“复兴号”中国标准动车组到杭州亚运智能动车组,再到最近刚刚下线的氢能源市域列车,中车长客一直奔跑在创新的路上。

  过去人们常说,火车跑得快,全靠车头带。而中国铁路事业的发展,则是节节发力,形成合力。在中车长客,创新也是如此。创新不是哪个部门、哪个科研机构的事情,而是处处都能感受到的工作方式和活力氛围。创新,可能发生在焊花飞舞的车间里,也可能体现在一块屏幕上。取得技术突破、攻克行业难题的,可以是科研人员,也可以是一线工人。

  采访中车长客研发设计团队,让人心生感触:他们心里总是记着“攀过一山又一山”。这不,时速160公里氢能源市域列车刚刚完成运行试验,下一代性能更强的产品研发工作已紧锣密鼓地开展。

  创新,成就了中国高铁辉煌的现在,更将托举起一个高端化、智能化、绿色化的产业未来。

  《 人民日报 》( 2024年03月27日 06 版)

(责编:牛镛、岳弘彬)