日前,“復興號”中國標準動車組在京滬高鐵以350公里的時速載客運行,跑出了世界高鐵商業運營最高速,再次刷新“中國速度”。

修長的流線造型,極具工業質感的銀灰色車身,點綴以靚麗的“中國紅”飄帶……當由中車四方股份公司設計制造的“復興號”CR400AF驚艷亮相時,人們震撼于它漂亮的外形。而在高顏值背后,蘊藏著這么一項不同尋常的數據:運行阻力降低12%。這意味著,當“復興號”以時速350公里運行時,人均能耗下降17%,人均百公里能耗僅3.8千瓦時電。

如此高科技含量的頭型是怎樣練成的?它的背后,是極限挑戰的創新精神和對產品性能的極致追求。

眾所周知,車體是高速動車組的9大關鍵技術之一,而頭型又是關鍵中的關鍵。當動車組的運行速度超過時速300公里時,80%的阻力來自空氣阻力,在高速狀態下,動車組的動力輸出幾乎都消耗在與空氣的對抗上了。因此,車頭造型不僅是為了好看,更為關鍵的是要降低運行阻力。

然而,跟既有動車組相比,“復興號”的外形有了很大改變。CR400AF動車組的車體高度從3.7米增高到了4.05米,車體斷面積增大了7.3%,這意味著,要提升車頭的氣動性能,難度隨之大大攀升。

為攻克頭型技術難題,研發團隊最初設計了46種頭型概念方案,最終提煉了23種方案進入工業設計,并從中遴選出7種頭型,開展了海量的仿真計算、氣動性能和氣動噪聲風洞試驗以及動模型試驗,通過反復的對比分析和評估,才最終敲定頭型設計方案。

車頭的制造是另一大挑戰。CR400AF動車組的車頭采用了流線型設計,通過棱線曲面對空氣進行導流,從而降低空氣阻力。而車頭的棱線曲面造型復雜,對成型精度的要求極高,制造難度極大。

據中車四方股份公司技術工程部部長張志毅介紹,CR400AF的車頭造型有六條棱線,每條棱線長達11米,為達到造型要求,棱線部位的內部骨架定位精度精確到了0.5毫米,操作人員要控制每一根骨架的定位,出現任何細小的錯誤都可能要推倒重來;此外,還需要精確控制精度,做到嚴絲合縫,操作難度極高。對焊接變形的控制同樣是一道難題。整個車頭有3000多條焊縫,加起來長達600多米,如此高的焊接密度,幾乎囊括了平焊、橫焊、仰焊等所有高難度的焊接姿勢。CR400AF車頭試制時,光焊接試件就試驗了1000多種。

整個車頭的制造,前后經過30多道工序,可以說每道工序都是對精益求精的極致追求。

2017年10月30日

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