憑借改進(jìn)的制動(dòng)技術(shù)和受鳥類啟發(fā)的設(shè)計(jì),CR450動(dòng)車組即使在250英里/小時(shí)(400公里/小時(shí))的高速下仍能保持能效。
中國(guó)正在全速推進(jìn)高鐵創(chuàng)新,其最新研制的時(shí)速400公里(250英里)高速動(dòng)車組即將投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》報(bào)道,由中國(guó)鐵道科學(xué)研究院開發(fā)的CR450動(dòng)車組目前正在進(jìn)行最后的性能測(cè)試。
數(shù)十年來,350公里/小時(shí)(217英里/小時(shí))的速度極限一直是一道難以逾越的屏障。這是因?yàn)樵谌绱烁叩乃俣认拢諝庾枇?huì)急劇增加。
據(jù)報(bào)道,參與該項(xiàng)目的研究人員解釋稱:“速度每提升50公里/小時(shí),阻力會(huì)增加30%,能耗也會(huì)相應(yīng)提高。”他還指出,高速列車所面臨的阻力有95%來自空氣。
為了克服這一難題,研發(fā)團(tuán)隊(duì)運(yùn)用仿生學(xué)原理重新設(shè)計(jì)了車頭。他們研究了高速飛行鳥類的形態(tài),開發(fā)出流線型前端,成功將阻力降低了約2.6%。但這并非終點(diǎn)。
轉(zhuǎn)向架區(qū)域成為下一個(gè)目標(biāo)。這個(gè)常被忽視的區(qū)域承載著車輪和懸掛系統(tǒng)。工程師們?cè)O(shè)計(jì)了一套特殊的覆蓋系統(tǒng),將轉(zhuǎn)向架裸露部分包裹起來。經(jīng)過對(duì)該結(jié)構(gòu)的測(cè)試和改進(jìn),團(tuán)隊(duì)成功將氣動(dòng)阻力降低了22%。
最令人印象深刻的是,即使速度提升至250英里/小時(shí)(400公里/小時(shí)),CR450的能耗仍與當(dāng)前運(yùn)營(yíng)時(shí)速350公里的CR400復(fù)興號(hào)動(dòng)車組持平。這使其不僅速度更快,而且能效更高。
從時(shí)速400公里到完全停止僅需4英里(約6.5公里)
設(shè)計(jì)如此高速的列車也意味著需要匹配的制動(dòng)系統(tǒng)。其中最大的挑戰(zhàn)之一是如何處理減速過程中產(chǎn)生的極端高溫。
團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型制動(dòng)材料,能夠耐受高溫、抗疲勞和抗變形。雖然他們沒有透露具體使用了哪些金屬,但研究人員表示,他們進(jìn)行了數(shù)百次測(cè)試才找到合適的配方。僅驗(yàn)證最終材料的性能就耗費(fèi)了一年多時(shí)間。
CR450的制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是在6.5公里(4.04英里)的距離內(nèi),將列車從時(shí)速400公里完全剎停 —— 這與CR400所需的制動(dòng)距離相同。在此減速過程中,系統(tǒng)釋放的能量足以在2分鐘內(nèi)煮沸7.5噸水。
本月早些時(shí)候,CR450在北京舉行的鐵路行業(yè)大會(huì)上亮相。據(jù)報(bào)道,與會(huì)者都熱切期望近距離觀察這款可能很快成為中國(guó)日常交通一部分的高速列車。
憑借這一突破,中國(guó)正鞏固其在全球高鐵發(fā)展中的領(lǐng)先地位。中國(guó)高鐵網(wǎng)絡(luò)總里程已達(dá)4.8萬公里,覆蓋全球高鐵總里程的70%以上,連接了幾乎所有人口超過50萬的城市。
美國(guó)放棄加州高鐵投資
正當(dāng)中國(guó)高速前進(jìn)之際,美國(guó)卻在撤回其自身的高鐵雄心。上周,美國(guó)前總統(tǒng)特朗普的政府正式取消了為加利福尼亞州高鐵項(xiàng)目撥付的40億美元聯(lián)邦資金。
這一消息通過特朗普在其社交媒體平臺(tái)“真實(shí)社交”(Truth Social)上的一篇帖子宣布,他在帖中對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了猛烈抨擊。
“我很高興地宣布,我已正式讓你們擺脫了對(duì)加州災(zāi)難性高價(jià)‘通往無處的高速列車’的資助。這個(gè)由無能的加州州長(zhǎng)加文·紐瑟姆(Gavin Newsom)領(lǐng)導(dǎo)的面子工程,已經(jīng)耗費(fèi)了納稅人成百上千億美元,而我們除了成本超支外一無所獲。我們承諾的鐵路至今仍未建成,而且永遠(yuǎn)不會(huì)建成。”特朗普在帖文中寫道。
加州高鐵管理局多年來一直致力于建設(shè)連接洛杉磯和舊金山等主要城市的高速鐵路線。然而,該項(xiàng)目多年來一直面臨著延誤、成本飆升和政治阻力。
正當(dāng)中國(guó)準(zhǔn)備推出更快、更高效的列車之時(shí),這筆資金的削減使加州高鐵的未來岌岌可危。兩國(guó)的境遇形成了鮮明對(duì)比。
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