國內(nèi)高鐵線上近一半的高速動車組出自他們之手；我國各速度等級的首列動車組，都從他們手中誕生；他們研發(fā)的CRH380A跑出了486.1km/h的世界鐵路運營試驗最高速；他們將動車組打造成一張張流光溢彩的“中國名片”，使我國高速列車實現(xiàn)從“追趕者”到“領(lǐng)跑者”的精彩蝶變……他們是高鐵追夢人——中國中車(601766,股吧)四方股份公司高速動車組設(shè)計團隊。
激情演繹“中國速度”
2010年12月3日，京滬高鐵先導(dǎo)段。一列CRH380AL動車組沿路貼地“飛行”，劃破冬日的晨曦。車內(nèi)速度顯示屏上，數(shù)字一路飆升，最終定格在486.1km/h。世界鐵路運營試驗最高速誕生了！來自中國中車四方股份公司的設(shè)計團隊難掩激動、感慨萬千。
時間回到2004年。這一年，我國確立“引進先進技術(shù)，聯(lián)合設(shè)計生產(chǎn)，打造中國品牌”的基本方針，并發(fā)布《國家中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》。中國中車四方股份公司引進時速200公里動車組，由此，設(shè)計團隊開啟引進、消化吸收、再創(chuàng)新之路。
然而，技術(shù)引進遠非簡單的“拿來就用”。“外方不教你設(shè)計方法，只教你讀圖。”團隊帶頭人、中國中車四方股份公司總工程師梁建英說，而且，我國鐵路無論在線路條件、運用環(huán)境和運營模式上都有獨特的國情路情，照搬國外現(xiàn)成技術(shù)根本行不通。因此，外方預(yù)言，設(shè)計團隊對引進技術(shù)的消化吸收至少需要16年。
事實上，僅僅2年后，我國首列時速200至250公里動車組就問世了。期間，設(shè)計團隊不僅完成對所有原始圖紙、資料和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的消化吸收，還針對我國鐵路運營環(huán)境完成110項優(yōu)化設(shè)計，解決了引進技術(shù)“水土不服”的難題。“買得來技術(shù)，買不來技術(shù)創(chuàng)新能力。”梁建英說，團隊把在原有基礎(chǔ)上發(fā)力提升創(chuàng)新能力作為主攻點，短短2年間，國內(nèi)首列時速300至350公里動車組、首列長編動車組、首列臥鋪動車組，相繼誕生。
2008年，全面自主創(chuàng)新研發(fā)時速380公里動車組的重任擺在設(shè)計團隊面前。時速380公里，這一接近飛機低速巡航速度的動車組在世界上尚無先例。憑借責(zé)任、激情和攥緊拳頭的“狠勁”，設(shè)計團隊整整攻關(guān)18個月，完成業(yè)內(nèi)規(guī)模最大、歷時最長的科學(xué)研究試驗，攻克了高速條件下動車組系統(tǒng)集成、頭型、鋁合金車體、牽引制動等十大關(guān)鍵技術(shù)。
CRH380A動車組震撼問世！最高運行時速380公里,跑出486.1km/h的世界鐵路運營試驗最高速……
值得驕傲的是，CRH380A擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，形成專利181項、標(biāo)準(zhǔn)189項，設(shè)計團隊將“話語權(quán)”牢牢掌握在自己手里。這一連串傲人的數(shù)字，標(biāo)志著中國高速動車組實現(xiàn)了從“追趕者”到“領(lǐng)跑者”的華麗蝶變。而實現(xiàn)這個蝶變，僅用了短短6年。
如今，CRH380A動車組已成為我國高鐵一張亮麗的“名片”，在京滬、京廣、滬昆等高鐵大動脈擔(dān)當(dāng)運營主力，目前累計安全運行超過3.5億公里，單車最高運行超過309萬公里，各項技術(shù)性能達到國際領(lǐng)先水平。
“掘地三尺”攻克難關(guān)
“創(chuàng)新無捷徑，就是要有掘地三尺的勁兒。”在集高精尖技術(shù)于一身的高速動車組領(lǐng)域更是如此。副總工程師丁叁叁至今還清楚記得CRH380A動車組車頭的攻關(guān)經(jīng)歷。時速380公里的高速度動車組頭型，其設(shè)計方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都無先例可循，難度不亞于飛機設(shè)計。為拿出最佳方案，設(shè)計團隊最初做了20個概念頭型。僅頭型氣動性能，團隊就進行了17項、75次仿真計算，做了760種工況的氣動力學(xué)試驗和60個工況的噪聲風(fēng)洞試驗，完成了22項多達520個測點的線路測試。
這一連串?dāng)?shù)字的背后是超乎想象的工作量。光進行仿真計算，團隊就花了100多天。“當(dāng)時我們仿真動車組過隧道時的壓力波走勢，計算單位精確到了千分之一秒。這意味著每繪制一個壓力波，就要計算數(shù)萬次。”丁叁叁回憶說。最終，當(dāng)性能最優(yōu)的“火箭”頭型出爐時，記錄氣動性能海量的數(shù)據(jù)紙堆了四米多高！
從CRH380A的“火箭”，到更高速度試驗列車的“青銅劍”、耐高寒抗風(fēng)沙動車組的“駿馬”，再到中國標(biāo)準(zhǔn)動車組的“藍鯨”……設(shè)計團隊“雕刻”的一張張“中國面孔”，見證著中國高鐵創(chuàng)新前行的足跡。
而為中國標(biāo)準(zhǔn)動車組設(shè)計碰撞安全防護系統(tǒng)，團隊整整攻關(guān)了2年。碰撞安全防護系統(tǒng)是世界高速列車領(lǐng)域的一項技術(shù)“制高點”，難度極大。為突破關(guān)鍵技術(shù)，團隊前后研究了數(shù)百種不同的結(jié)構(gòu)，做了18種概念模型，歷經(jīng)近百次仿真計算和試驗驗證，期間，僅仿真計算生成的結(jié)果數(shù)據(jù)就高達5000G。設(shè)計師陶桂東形象地說，“這就好比設(shè)計人員前后制作了上千萬塊磚，再用上千萬塊磚砌成一座高樓大廈”。
“鐵軍”筑就“高鐵夢”
業(yè)內(nèi)公認，“高速動車組不僅是設(shè)計出來的，更是試驗出來的”。設(shè)計方案可不可行，動車組性能是否滿足設(shè)計要求？這都需要大量的試驗為動車組“把脈”。而每一次試驗對設(shè)計人員都是精力和體力的雙重考驗。“搞科研不僅要有敢為人先的勇氣，更要有鐵的意志和堅韌不拔的韌勁。”梁建英說。
2014年，在風(fēng)沙飛舞的蘭新線，耐高寒抗風(fēng)沙動車組進行風(fēng)沙試驗。為趕上凌晨刮大風(fēng)的時間，設(shè)計人員每天從下午4點跟車，一直試驗到第二天凌晨4點。整整2個月，團隊跟車跑了3萬公里，沒睡過一個整覺。“實在困得不行就趴在沙袋上瞇會兒。”設(shè)計師程建峰回憶說。
為了測試動車組耐高寒性能，設(shè)計人員又遠赴奧地利，連續(xù)22天蹲守在零下40℃的“冰箱”實驗室里，平均每天高強度試驗18個小時。連奧地利實驗室里配合試驗的人員都感嘆，“這是一支鐵軍”！
而對設(shè)計人員來說，這只是冰山一角。每種車型上線運營前都要上線路試驗，以解決發(fā)現(xiàn)的問題。10余年來，設(shè)計團隊冒嚴(yán)寒、頂酷暑，足跡遍布京津、鄭西和京滬等高鐵線……
2008年底，為突破時速350公里動車組的一系列技術(shù)難題，設(shè)計團隊赴京津線試驗攻堅。滴水成冰的寒冬，設(shè)計人員凌晨四點天還未亮就開始跟車，上軌道、鉆車底，一直工作到深夜。一連7個月，每天休息不超過4個小時，而這是設(shè)計人員跟車試驗的常態(tài)。2009年，為了攻克CRH380A動車組的關(guān)鍵技術(shù)，團隊經(jīng)歷了業(yè)內(nèi)規(guī)模最大、歷時最長的跟車試驗，設(shè)計人員前后試驗18個月，跟車跑了200多萬公里，相當(dāng)于繞地球50多圈！
設(shè)計師張振先背包里的兩件小東西令團隊所有人動容。那是張振先趕赴中國標(biāo)準(zhǔn)動車組試驗臨行前，“女兒看我收拾行李，過來往我包里塞東西，說""爸爸，你好像很久才能回來，這是最好吃的棒棒糖，我給你裝包里，路上吃吧。這是削鉛筆的，叫轉(zhuǎn)筆刀，可好用了！送給你，在外邊工作時用吧。爸爸，我會很想你……""
十年追夢。這支設(shè)計團隊涌現(xiàn)出了一批創(chuàng)新能力強、具有廣泛行業(yè)影響力的領(lǐng)軍人物。梁建英、丁叁叁、鄧小軍、馬利軍……這些高速列車系統(tǒng)集成、轉(zhuǎn)向架、車體設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)專家，為中國高速動車組輸送著源源不斷的能量。目前，設(shè)計團隊在高速動車組領(lǐng)域已獲得4項國家級、8項省部級項目獎，4項國家級、20項省部級個人獎，擁有發(fā)明專利35項，并主持或參與編制百余項國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
對創(chuàng)新的追求和對技術(shù)的癡迷從未停步。不久前，被譽為代表未來牽引方向的動車組——我國首列永磁高速動車組橫空出世，設(shè)計團隊成功攻克將永磁牽引系統(tǒng)應(yīng)用到高速列車的關(guān)鍵技術(shù)，使我國躋身為世界上少數(shù)幾個掌握永磁高速列車技術(shù)的國家之一。2015年6月30日，鐵科院環(huán)形試驗基地，一列嶄新的時速350公里中國標(biāo)準(zhǔn)動車組正式開展試驗，這標(biāo)志著團隊設(shè)計的中國標(biāo)準(zhǔn)動車組取得重要階段性成果。
唯創(chuàng)新者強。這支中國高鐵列車研發(fā)的先鋒，將在創(chuàng)新之路上勇往直前，他們的夢想是讓中國的高鐵列車馳騁世界。（經(jīng)濟日報記者劉成）
