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2024-04-14 23:20:51来源:新民网

高铁是我国自主创新的一个成功范例,也是新质生产力的重要体现。进入“十四五”以来,我国高铁在领跑世界的同时,不断研发新技术,研制新产品。由国铁集团牵头实施的CR450科技创新工程目前正全面推进,这是瞄准高铁发展未来,努力实现高铁更高速度商业运营的关键举措。

CR450科技创新工程主要包括CR450动车组和时速400公里高铁线路、桥梁、隧道等基础设施技术创新。目前,CR450动车组样车正在加紧研制,样车何时下线?列车提速需要哪些新技术?未来怎样带动相关产业发展?一起走进CR450动车组样车研制一线↓↓↓

记者探访CR450

关键系统实验室

02:16

走进CR450动车组关键系统实验室,中国铁道科学研究院首席研究员赵红卫首先带记者看的是制动系统数字模型。在她看来,从时速350公里到400公里,最关键的技术,不是能不能跑起来,而是能不能停得住、停得稳、停得准。

中国铁道科学研究院首席研究员 赵红卫:最重要的是制动系统,它要能够停得下来。我们在顶层的技术指标要求,制动距离要达到和CR400时速350公里时候的制动距离保持一致,也同样是6500米,就要提升整个列车的制动能力。

记者随后模拟刹车,大屏幕上显示,制动缸数据模块发生明显变化,而这些数据来自成百上千次真实的试验记录。

镜头中烧红的圆盘就是正在试验的制动盘,它在仿真极端工况下,逐渐由黑变红,再由红变黑,温差可以超过700℃。而变化过程中积累的数据都会存入“智慧大脑”,搭建数字模型,对每一个环节进行精量计算。

中国铁道科学研究院首席研究员 赵红卫:我们原来的CR400制动响应时间在2.3秒左右,这一次我们要提升到1.7秒,响应时间可以进一步压缩列车制动距离。

不只是制动系统,从牵引动力、网络控制到安全监测,每个关键系统都有自己的专属数字模型。通过精准计算,他们找到了让列车跑得快、停得稳、能耗低的关键,那就是让它的“体力”更强、“体重”更轻。

中国铁道科学研究院首席研究员 赵红卫:我们要想达到时速400公里,还是要提升功率。CR400的牵引功率是9600千瓦,在CR450上功率达到了11000千瓦,我们还减轻了列车的重量。

多项技术攻关

确保CR450时速达到400公里

根据已知的试验数据,CR450车体的重量大约10吨,比既有的CR400复兴号列车减少12%左右;同时运行阻力、能耗指标各降低20%;制动性能和牵引效率分别提升20%和3%,让列车在制动距离、噪声、能耗指标不变的情况下,实现运营时速提高50公里,达到时速400公里。

CR450动车组样车将在年内下线

2017年9月起,复兴号中国标准动车组CR400型列车在京沪高铁上线运营,它以时速350公里,打造了世界高铁运营速度的新标杆。

正在研制的CR450动车组,又将在速度上实现哪些新突破,什么时候可以下线呢?

01:22

在中车长客的焊接车间里,一排排机械手正在焊接CR450转向架。工作人员告诉记者,厂里主要用机械手代替人工焊接,生产效率大幅提升。

中车长客股份公司首席操作师 谢元立:速度等级的提升,对我们的焊接工艺提出了更高的要求。机械手焊接完全按照程序编辑的行走路径,避免了人为因素的干扰,可以达到无缺陷。

CR450动车组的研制是在2017年下线的复兴号中国标准动车组CR400的基础上又一次技术突破,列车运行时速将从350公里提升到400公里。

CR450科技创新工程自2021年启动以来,先后完成了17项新技术部件样机研制,搭载CR400综合检测列车开展57项科研试验,创造了动车组明线单列时速453公里、相对交会时速891公里和隧道交会时速840公里新纪录。

国铁集团科技和信息化部主任 张大勇:目前,时速400公里铁路基础设施技术创新和更高速度综合试验段建设取得重要进展。CR450动车组已完成顶层指标和总体方案制定,进入施工设计和样车研制阶段,样车将在年内下线,并将开展一系列试验。

轻质新材料广泛应用

撬动高铁大市场

记者在采访中了解到,按照设计要求,CR450动车组在时速提高50公里的同时,噪声和能耗等环保指标都不超过CR400复兴号列车。这得益于轻质高效的新材料、新技术的应用,与此同时,这些新材料新技术也带动了高铁产业链不断提质升级。

01:36

CR450牵引系统的永磁电机,是第一次应用在我国商业运营的高铁列车上。工作状态下,它的带电在两千伏以上,转数每秒一百转,功率提高14.5%。

不只是含有稀有金属的永磁材料,CR450动车组采用了大量碳纤维复合材料,这种材料相比传统材料密度更低,拥有轻量化、高强度、耐高温、抗疲劳等一系列技术指标优势,为高速列车轻量化提供了优选方案,有利于车辆减重、提速和降低能耗。

中车四方股份公司高速动车组总体高级主任设计师 聂颖:我手里拿的是一个碳纤维的垫片,像CR450,设备舱还有排障器都应用了碳纤维材料,比传统材料能够降低30%的重量,这样车身更轻,跑起来能耗更低。

从时速300公里、350公里到400公里,高铁列车越跑越快,不仅是材料越换越新,也带动整个高铁产业链不断提质升级。目前,我国已经在吉林长春、山东青岛、湖南株洲等地建成了与高铁密切关联的特色产业集群。

中国铁道科学研究院首席研究员 赵红卫:像一些主机企业,他们周边有很多的配套供应商,形成了千亿级的产业规模。高铁的发展,对于整个的工业转型升级还是有非常大的拉动作用。

数据洞察:

“数”说高铁科技创新

即将在年内下线的CR450动车组,将促进我国高速铁路动车组、基础设施系统技术创新,填补时速400公里高铁技术标准体系空白。CR450科技创新工程取得的相关科研成果将广泛运用于铁路建设和运营领域,进一步提升铁路科技自立自强能力,巩固扩大我国高铁技术世界领跑优势。

01:40

科技创新,让高铁越跑越快。中国高铁依靠自主创新,基础设施和移动装备水平不断提升,一步一个台阶,经历了时速200公里、250公里、300公里、350公里,未来将开启时速400公里的新时代。如今,中国高铁已经形成全球最大的运营网络,国内通车里程超过4.5万公里,复兴号通达31个省区市,超过22亿人次乘坐复兴号旅行。

科技创新,让距离越来越近。从时速350公里到时速400公里,提速50公里,这不仅是一个数字,更是一种时空距离的重构。研究表明,乘坐时速200公里以上的动车组,最佳旅行距离在800公里以内;时速300公里的高铁,最佳旅行距离在1200公里左右;时速达到400公里等级,最佳旅行距离将延长到1600公里。

科技创新,让产业越做越大。一列复兴号动车组大概由50多万个零件组成,涵盖了机械、冶金、材料、电力电子、化工、信息控制、计算机、精密仪器等众多技术领域。国铁集团牵头组建了涵盖铁路行业内外重点企业、高校和科研单位的铁路科技创新联盟,实现产学研深度融合。从研发、制造,到运维服务的全链条协同发展,已经形成260个独立的技术系统,设计生产动车组零部件的核心企业超过100家、关联企业2100多家,覆盖国内20多个省区市。

(总台记者 郑连凯 王朝朋 王伟 吴刚 浙江台)

责任编辑:刘波

新京报讯(记者周怀宗)4月13日,中国农科院 “第六届农科开放日”活动设立主会场和植保所分会场,在马连洼院区同步展开。植保所举办了“践行植物医生使命 守护国家粮食安全”主题科普专场活动。在中国农科院植保所开放日现场,开展主题科普专场活动。中国农科院植保所供图在主会场,植保所以“农业生物安全”为主题进行展示。展区设置了“研究所科普活动宣传”“明明白白转基因”“舌尖上的安全”三个主题展板,宣传了植保科普工作。同时展出了部分植保科研仪器设备,如雷达、无人机、飞行磨;以及植保特色文创用品,如团扇、背包、T恤、扑克、拼图、书签等;并与小朋友们开展了趣味互动实操,如昆虫吊飞、根结线虫显微观察。植保所张蕾研究员在科普大讲堂现场讲解“迁飞---最危险的浪漫”,带着观众一起走进神秘的迁飞昆虫,来邂逅一场最危险的浪漫;谢家建研究员、张昊副研究员等向参加活动的家长和小朋友们讲解转基因作物、舌尖上的安全等公众较为关注的生物安全问题,科普了植物生物安全的基本知识。植保所工作人员正在为家长和小朋友讲解植保知识。中国农科院植保所供图全球大约有1600多种农作物病虫害。最具威胁的有100余种,如小麦条锈病、赤霉病、稻瘟病、两迁害虫、玉米南方锈病等。全世界每年因病虫害造成的小麦损失,就超过产量的20%。仅仅一个小麦锈病,造成经济损失,高达43亿多美元。每年,稻瘟病造成的损失可以养活6000万人。在显微镜下,小朋友正在观察葡萄病害。中国农科院植保所供图在植保所分会场中,展示了我国植保研究成果,使小朋友们和家长们感受植保所作为国家农业战略科技力量为保障国家粮食安全作出的贡献。在科普宣讲区,年轻的科学家刘永强副研究员,围绕“走进葡萄的小世界”讲述了葡萄起源、品种及特点、栽培及病虫害防控贷款平台哪个靠谱文化等,让小朋友们了解了葡萄从田间到餐桌的过程。女科学家刘文文副研究员,以“悄悄搬家的植物病毒”为题,从不同维度,揭示了植物病毒的传播奥秘,讲解了目前在我国比较科学有效的防控策略。女科学家范洁茹副研究员,聚焦“谁让植物生病了”,让小朋友们了解引起植物病害的病原菌的种类,以及传播方式,还有相当专业的侵染特性。科学家们耐心细致地通过生动形象的讲解,尽可能地贴近孩子们的生活和认知水平,采用知识问答与小朋友们互动,让小朋友们轻松学到新知识。在科普展览区,参观的家长和同学们,通过观看34张展板,聆听12位讲解员的解说,从植物病害种类、诊断法则、防治理念、病虫害防治条例等多角度知道了许多不知道的知识。一位就读于清华附小的同学表示,“过去知道中国地大物博,没想到病虫害也这么多,农民伯伯真的是不容易。”现场讲解员正在为男孩讲解植保知识。中国农科院植保所供图同时,活动还通过实物展示物种活体、实物标本,让小朋友们识别病害,走进微观世界。参观的家长和小同学们看到了真菌、细菌、病毒、线虫等病害症状和病原物的形态,体验作为植物医生如何诊断、识别病害,开拓了视野。在植物病害防治示范区,科技工作者认真讲解物理防治、生物防治、化学防治,现场展示各种诱捕器,天敌昆虫、孢子捕捉仪、预测预报器等产品和仪器,利用视频演示了无人机作业助力“飞防”病害。在科普游戏区,设置了“我爱祖国”“五谷丰登”“春暖燕来”等主题的种子画手工制作活动,吸引了众多家长和同学。活动还设置了亲手涂抹无菌培养皿,“看看小手脏不脏”活动。安排了识别“五谷”活动,稻、黍、稷、麦、菽、大麦、高粱,准备了亲手种植小麦、水稻、玉米、大豆、蔬菜等农作物的活动。编辑 唐峥校对 张彦君

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责任编辑:孙知兵

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