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探秘科技館|鐵軌上的中國速度:科技領(lǐng)航,精神鑄魂

    2025-08-04 15:11:49

湖南省科學(xué)技術(shù)館 夏小寒

中國高鐵歷經(jīng)六次提速,最高時速達(dá)486.1公里每小時,不僅速度領(lǐng)跑全球,更以安全舒適的乘坐體驗,成為世界軌道交通領(lǐng)域的璀璨明珠。

鐵軌上風(fēng)馳電掣的“中國速度”,究竟隱藏著哪些不為人知的奧秘呢?這背后,是無數(shù)科研工作者夜以繼日的鉆研、攻堅克難的勇氣,以及精益求精的工匠精神。

列車之“心”:牽引傳動系統(tǒng)的突破

列車若想風(fēng)馳電掣,一顆強(qiáng)勁有力的“心臟”——牽引傳動系統(tǒng)必不可少。湖南中車株洲電力機(jī)車研究所的劉友梅院士團(tuán)隊,便是這顆“心臟”的締造者。他們深知,電機(jī)功率是制約列車速度的關(guān)鍵因素之一。傳統(tǒng)電機(jī)功率有限,難以滿足列車高速運行的需求。于是,團(tuán)隊成員們憑借著扎實的專業(yè)知識和勇于創(chuàng)新的精神,自主研發(fā)出永磁同步牽引系統(tǒng)。這一創(chuàng)新成果,猶如給列車注入了一劑強(qiáng)心針,將電機(jī)功率從 5 千瓦大幅提升至 690 千瓦,成功解決了電機(jī)組功率提升的難題。

不僅如此,該系統(tǒng)還具備高效、節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點。在追求速度的同時,兼顧了能源的合理利用和環(huán)境的保護(hù),彰顯了中國科研工作者的遠(yuǎn)見卓識和社會責(zé)任感。與此同時,科技工作者們還把目光聚焦在受電弓這一關(guān)鍵部件上。受電弓負(fù)責(zé)從接觸網(wǎng)獲取電能,其性能直接影響列車的供電穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的受電弓在潤滑、耐磨、導(dǎo)電等方面存在諸多不足,難以滿足高速列車的需求。為了攻克這一難題,科研人員們采用粉末冶金法,經(jīng)過無數(shù)次的試驗和改進(jìn),終于研制出新型受電弓。其各項性能均優(yōu)越于傳統(tǒng)受電弓,為列車的高速穩(wěn)定運行提供了堅實的保障。倘若沒有他們在牽引傳動系統(tǒng)上的不懈探索和突破,列車或許只能淪為“慢鐵列車”或“斷電列車”,又何談“中國速度”?

平穩(wěn)之基:列車輪轂的精研

列車高速行駛時,劇烈的抖動不僅會影響乘客的舒適度,更可能使列車脫離軌道,引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此,列車輪轂的質(zhì)量至關(guān)重要。為了打造出高質(zhì)量的列車輪轂,科技工程師們踏上了艱苦的研發(fā)之路。他們深知,只有選用高強(qiáng)度、高性能的材料,才能確保輪轂在高速運轉(zhuǎn)和復(fù)雜氣候條件下保持穩(wěn)定。

經(jīng)過反復(fù)的研究和試驗,CL60 高強(qiáng)度合金鋼脫穎而出。這種合金材料具有強(qiáng)韌、耐磨、抗熱裂、抗疲勞等優(yōu)異性能,仿佛是一位忠誠的衛(wèi)士,默默守護(hù)著列車的安全。然而,研發(fā)過程并非一帆風(fēng)順。工程師們面臨著材料配方優(yōu)化、加工工藝改進(jìn)等諸多難題。但他們沒有退縮,而是憑借著堅韌不拔的毅力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,一次次地調(diào)整配方、改進(jìn)工藝,經(jīng)過無數(shù)個日夜的努力,終于成功研制出符合要求的列車輪轂。正是他們的精益求精和執(zhí)著追求,為列車的高速平穩(wěn)運行奠定了堅實的基礎(chǔ)。

安全之盾:制動系統(tǒng)的創(chuàng)新

速度越快,風(fēng)險越大。當(dāng)列車在高速行駛中遇到緊急情況需要避險停車時,高效可靠的制動系統(tǒng)就顯得尤為重要。為了讓列車能夠快速減速停車,科研人員們可謂絞盡腦汁。除了采用電再生制動技術(shù)外,他們還在每節(jié)車廂的頂部安裝了風(fēng)翼減速板。這一創(chuàng)新設(shè)計,猶如為列車配備了一把“安全傘”。

當(dāng)列車高速運行需要剎車時,適當(dāng)升起風(fēng)翼減速板,利用高速時的風(fēng)阻將列車壓回地面,使列車能在大約 1 分鐘內(nèi)穩(wěn)穩(wěn)停住。這一看似簡單的設(shè)計,背后卻凝聚著科研人員們大量的心血和智慧。他們需要對風(fēng)翼減速板的形狀、大小、材質(zhì)等進(jìn)行精確計算和優(yōu)化設(shè)計,以確保其在不同速度和風(fēng)速條件下都能發(fā)揮最佳效果。同時,還要進(jìn)行大量的模擬試驗和實際測試,不斷改進(jìn)和完善制動系統(tǒng)的性能。正是他們的勇于創(chuàng)新和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致,為列車的安全運行提供了可靠的保障。

除了上述關(guān)鍵技術(shù)外,平順穩(wěn)定的無砟軌道、輕巧美觀的車體材料、高效安靜的吸音涂料等,也都是確保高鐵列車平穩(wěn)高速運行的重要裝備。每一項技術(shù)的突破,都離不開科研工作者們的辛勤付出和無私奉獻(xiàn)。

如今,中國高鐵正以昂揚的姿態(tài)向時速 600 公里進(jìn)軍。未來,從北京到上海僅需兩小時的夢想即將成為現(xiàn)實。這不僅是速度的飛躍,更是中國科技實力的象征。讓我們向那些在軌道交通領(lǐng)域默默耕耘的科學(xué)家們致敬,是他們用智慧和汗水鑄就了鐵軌上的“中國速度”。相信在他們的不懈努力下,“鐵軌上的中國速度”必將不斷創(chuàng)造新的奇跡,為人類的交通事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)!

責(zé)編:伍芳芳

一審:伍芳芳

二審:姚瑤

三審:黃維

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