350公里时速之后,中国高铁的下个目标在哪里?
5月24日(本周六),“科学大讲堂·我们的答案”全民科普互动宣传活动将在成都举办。来自航空航天、交通运输、医疗健康、深地探测、人工智能、生命科学等领域的七位重量级嘉宾将站上成都科学舞台,精彩开讲。
作为中国轨道交通领域的顶级“大咖”,中国科学院院士、美国工程院外籍院士、西南交通大学首席教授翟婉明将登上舞台,讲述他与中国轨道交通发展的故事。开讲前,已有不少网友向他提前“举手”,提问中国高铁。
中国高铁的下个目标:“400公里”不远了!
从绿皮慢车到普快列车,再到动车、高铁,铁路网越织越密,行车速度越来越快,车厢越来越舒适,来去自如,日行千里,这正是中国高铁发展的缩影。
“复兴号已经能实现时速350公里运行,真是‘贴地飞行’,不知道未来下一个速度目标是多少,多久能够实现。”
网友的这一问题,翟婉明毫无疑问是最有发言权的人之一,他助推了中国铁路六次提速和中国高铁大发展。高铁还能有多快?“这个问题在国际范围内都没人能回答,但未来应该由我们中国铁路来回答。”
翟婉明说,目前中国高铁时速350公里,是世界高铁运营速度最高的国家。对运营速度来讲,虽然我国并未明确下一个目标速度,但时速400公里是一个初步设定的研究探索方向。
“实际上中国铁路已经做了很多前期的研究,特别是复兴号CR450设计速度就是定位在时速400公里。”翟婉明告诉记者,复兴号CR450型高速动车组是中国国家铁路集团有限公司组织研发的复兴号新一代动车组,几年前,科研人员就已开始在时速400公里技术“无人区”进行探索,研究时速400公里运行条件下的高铁基础理论和关键技术。
“目前复兴号CR450样车已经下线,正在进行各个方面试验和考核。下一步,就是寻找适合时速400公里的运行试验场景。” 翟婉明说,“至于大家何时能坐上这种时速400公里的高铁,我认为科学技术不能简单预测,但相信应该就在不久的将来。”
中国高铁追求的不止“快”,还有“稳”
“为什么你们设计的轨道能让超快列车稳稳转弯?是有什么秘密规律吗?”来自成都上东学校2021级4班的赵鑫淼向翟婉明提出了自己的一个疑问。
赵鑫淼说,自己的科技小组用设计的轨道测试小火车,速度一快就脱轨了,可是高铁以几百公里的速度过弯都毫无问题,是怎么做到的?
▲成都上东学校2021级4班的赵鑫淼
对此,翟婉明表示:
这里面确实蕴藏着科学奥秘,其实说起来也不复杂,它就源于中学物理里面讲到的物体做圆周运动会产生离心力的基本原理。列车通过曲线时会产生离心力,速度越高,离心力就越大,这个离心力需要靠曲线外侧钢轨来承受,当它承受不了时就会脱轨翻车。解决这个问题的办法是把外侧钢轨适当抬高(俗称外轨超高),这样车在曲线弯道上处于倾斜状态,车的重力会形成一个横向分力,可以抵消一部分离心力。因此,超高设计很有讲究,这就要用到动力学原理了。
成华嘉祥初三一班的李岳潼也向翟院士请教:高铁的自动驾驶是真的完全不需要司机操作了吗?自动驾驶是怎么保障安全的?
▲成华嘉祥初三一班的李岳潼
对此,翟婉明说道,现在高铁甚至地铁都可以做到完全自动驾驶,理论上不需要司机操作,但一般都会配有司机,以备不时之需,也就是“无人驾驶,有人值守”,保障安全。其中依靠的科技就是现代通信技术和运行控制技术。
未来成渝中线高铁或运行400公里时速高铁
有网友提到,现在从重庆沙坪坝站出发到达成都东站的列车,就能以最高350公里/时速行驶,一个多小时就能到达成都东站。在已有两条高铁线路的情况下,目前又启动了成渝中线的建设,“作为新修线路,那以后通行两地的时间是否还会再缩短?”
“我们正朝着这个方向发展,(高铁)时速达到400公里的话,成都到重庆那就不到一个小时了。” 翟婉明介绍,成渝中线高铁,在设计之初,就设定了适合时速400公里运营的预留线路。“如果复兴号CR450样车通过考核,那么将来就可以在一些有条件的线路进行试运营,成渝中线应是首选。”在经过大量反复地试验之后,我国新一代高速列车将来就可以在更多具备线路条件的区段运行。
这也意味着,今后成渝中线高铁建成后,或将有中国最新一代的高速列车,以400公里时速在这条线上驰骋。届时,将给成渝双城,两地人员的往来带来更大便利,促进地区经济发展。
让中国高铁引领世界这方面的人才大有需求
还有网友提问,“高铁是不是越快越好?”
“科学就是要客观,实事求是。”翟婉明认为,高铁的运营速度到底能有多高,涉及到诸多因素:
首先是能耗,随着风阻的增加,耗能呈现量级增长;其次涉及环保,速度越快,气动噪声越大;此外还有技术、经济性、乘坐舒适度等方面的因素。“高铁目前最合理运营速度有一个区间,从我从事的动力学研究角度来讲,时速380-400公里是一个有望实现的经济且安全的区间。”翟婉明说道。
有成都家长提问,“为了让中国高铁发展持续引领世界,哪方面的人才是急需的呢?”
翟婉明觉得,高铁安全运营维护、保障技术等方面都需要大量轨道交通各个专业领域的技术人才,中国高铁里程4.8万公里,动车组也占到全球一半以上,“这个方面的舞台很大”。
如果单指速度提升方面,翟婉明指出,这对空气动力学方向的人才需求会更加迫切。此外,高铁科学养护维修是一个巨大的系统工程,我们要依靠现代的人工智能和信息化技术,才能实现智能运维,所以人工智能这方面的技术人才在轨道交通领域有着极大的发展空间和需求。
红星新闻记者 戴佳佳 沙西雪儿
编辑 陈怡西
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