速度連接時(shí)間與空間,速度決定人的視野。 鐵路就是人類用來改變自己宿命的工具之一,鐵路也是在速度的不斷突破中不斷實(shí)現(xiàn)自我的革新。 1825年9月27日,世界上第一條鐵路英國(guó)達(dá)林頓至斯托克頓鐵路正式通車營(yíng)業(yè),當(dāng)時(shí)的蒸汽機(jī)車速度只有13公里每小時(shí)。 整個(gè)19世紀(jì)是蒸汽機(jī)車的天下。但不要小瞧它們,它們的最高速度竟然突破了200公里,要知道世界上第一條高鐵日本新干線剛開通時(shí),最高速度也只有210公里。 速度就像一個(gè)游戲,需要你追我趕。1848年,美國(guó)人后來居上,安特洛普號(hào)達(dá)到了96.6公里時(shí)速。但蒸汽機(jī)車的最高速度紀(jì)錄是1938年7月3日由英國(guó)人創(chuàng)造的,時(shí)速達(dá)到了令人瞠目結(jié)舌的202.6公里。英國(guó)人毫無疑問是蒸汽機(jī)車時(shí)代的王者。 電力機(jī)車的誕生早于內(nèi)燃機(jī)車。但受制于電網(wǎng)的鋪設(shè),內(nèi)燃機(jī)車最早大規(guī)模應(yīng)用。到20世紀(jì)20年代,內(nèi)燃機(jī)車開始大規(guī)模取代蒸汽機(jī)車。 內(nèi)燃機(jī)車就像一個(gè)銜玉而生的寶貝,一降生就身手不凡,第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車速度就達(dá)到了100公里時(shí)速。 1934年美國(guó)的先鋒者微風(fēng)號(hào)內(nèi)燃機(jī)車創(chuàng)造了時(shí)速181公里的紀(jì)錄。到1936年,德國(guó)內(nèi)燃機(jī)車時(shí)速就突破200公里。但是,內(nèi)燃機(jī)車的最高速度紀(jì)錄也屬于英國(guó)人。1987年11月1日,英國(guó)43型內(nèi)燃機(jī)車時(shí)速達(dá)到了238公里,并計(jì)入了吉尼斯世界紀(jì)錄。 由對(duì)電力輸送設(shè)施的具有高度依賴,所以盡管電力機(jī)車誕生早,但是普及晚。借用一句流行語(yǔ),如果內(nèi)燃機(jī)車是上帝的速度使者,那電力機(jī)車就是穿著23號(hào)球衣的上帝,它是真正的速度玩家。 1903年10月6日,德國(guó)的電力機(jī)車時(shí)速就突破了200公里,達(dá)到203公里。 這是20世紀(jì)30年代的德國(guó)齊柏林號(hào)電力機(jī)車。1964年日本新干線開通,車輛真是山寨的該款。 1955年,喜歡速度的法國(guó)登上了鐵路速度競(jìng)賽史的舞臺(tái)。3月29日,法國(guó)Jeumont-SchneiderBB 9004號(hào)電力機(jī)車在波爾多與達(dá)克斯之間創(chuàng)造了時(shí)速331公里世界紀(jì)錄。這是當(dāng)時(shí)世界鐵路試驗(yàn)最高速度。這個(gè)速度如此令人瞠目結(jié)舌,紀(jì)錄保持長(zhǎng)達(dá)26年之久。就連1964年誕生的日本的新干線高鐵都沒能打破這一速度紀(jì)錄。 打破這一紀(jì)錄的是高鐵,但是,是法國(guó)人自己。 1981年2月26日,法國(guó)TGV在東南線創(chuàng)造了時(shí)速380公里的速度紀(jì)錄。 1988年5月1日,德國(guó)人用ICE首破400公里時(shí)速,達(dá)到了406.9公里。 剩下就是法國(guó)人自己跟自己玩了。 1988年12月12日,法國(guó)TGV在東南線達(dá)到408.4公里時(shí)速。 1989年12月5日,法國(guó)TGV在大西洋線達(dá)到482.4公里時(shí)速。 1990年5月18日,又一個(gè)歷史性時(shí)刻,法國(guó)TGV在大西洋線達(dá)到了515.3公里時(shí)速,人類鐵路歷史上首次突破500公里時(shí)速。 2007年4月3日,截至目前的輪軌世界紀(jì)錄誕生,法國(guó)TGV在東歐線以三動(dòng)兩拖的試驗(yàn)車創(chuàng)造了574.8公里速度神話,讓人嘆為觀止。
中國(guó)500公里試驗(yàn)列車 當(dāng)然,真正的速度怪物是磁懸浮列車。早在1974年德國(guó)的磁懸浮就突破了400公里時(shí)速。1979年12月12日,日本磁懸浮突破500公里,達(dá)到時(shí)速504公里。后來磁懸浮的速度游戲就是日本人跟日本人自己玩,日本人先后5次打破自己創(chuàng)造的磁懸浮速度紀(jì)錄,并于2003年12月2日,在日本山梨磁懸浮試驗(yàn)線創(chuàng)造了時(shí)速581公里的軌道交通試驗(yàn)最高速。 在軌道交通發(fā)展史上中國(guó)是后來者,但正如在很多領(lǐng)域發(fā)生的一樣,中國(guó)的軌道交通也是后來居上。中國(guó)高鐵建設(shè)里程一躍成為世界第一。曾經(jīng)中國(guó)也想在速度游戲上玩一把。2010年中國(guó)南車在原鐵道部的支持下,立項(xiàng)研制500公里試驗(yàn)列車(cit500),后來雖然遇到波折,但于2011年12月25日正式在青島下線。下線時(shí)經(jīng)與原鐵道部協(xié)商,鐵道部不同意提時(shí)速500公里概念,改名為“更高速度試驗(yàn)列車”。2014年鐵科院正式購(gòu)買cit500,并改為綜合檢測(cè)車,鐵路總公司命名為“CRH380AM”,在滬昆高速杭長(zhǎng)段試驗(yàn)線按時(shí)速380公里以下試驗(yàn)運(yùn)營(yíng)。 Cit500是一個(gè)速度怪物,前后采用了不同的頭型,前面頭型原型是“青銅劍”,后面頭型是在CRH380A火箭頭型基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的,比CRH380A頭型更加細(xì)長(zhǎng)。6節(jié)編組的它,牽引功率就達(dá)到了22800千瓦,而CRH380A的牽引功率只有9600千瓦。中國(guó)研制該車目標(biāo)是突破輪軌600公里時(shí)速。在滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上,該車以605公里時(shí)速進(jìn)行試驗(yàn),沒有任何失穩(wěn)跡象,運(yùn)行處于極佳狀態(tài)。 但進(jìn)行速度試驗(yàn),只有車輛制造商不行,還要有運(yùn)營(yíng)商的參與,因?yàn)闆]有好的線路,再好的車也沒有跑不起來。2007年法國(guó)TGV574.8公里時(shí)速就是在經(jīng)過特殊加固的線路上跑出來的。 但中國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)商中國(guó)鐵路總公司目前對(duì)速度試驗(yàn)并不感興趣,所以cit500只是按照時(shí)速380公里以下試驗(yàn)運(yùn)營(yíng)。 于是關(guān)于cit500就有很多爭(zhēng)議。最關(guān)鍵的問題是,為什么要研制它?前面我們都已經(jīng)討論過了,鐵路史上那些速度紀(jì)錄只是一些游戲而已,為什么要為了一個(gè)游戲投入那么大的精力? 其實(shí)高速試驗(yàn)列車并不僅僅是一個(gè)速度玩具,而是一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的載體。Cit500其是是一個(gè)國(guó)家項(xiàng)目,是國(guó)家“973計(jì)劃”項(xiàng)目“時(shí)速500公里條件下的高速列車基礎(chǔ)力學(xué)問題研究的試驗(yàn)載體。研制Cit500的主要目的有如下幾個(gè)方面: 第一,是開展前瞻性、基礎(chǔ)性、理論性研究,為高速鐵路未來的發(fā)展做好知識(shí)儲(chǔ)備。我們都知道軌道交通有三大基礎(chǔ)關(guān)系:輪軌關(guān)系、流固關(guān)系、公網(wǎng)關(guān)系。Cit500就是要進(jìn)行時(shí)速500公里及以上三大關(guān)系的研究,獲取氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、輪軌、弓網(wǎng)等關(guān)鍵力學(xué)參數(shù)隨速度的變化規(guī)律,通過探索更高速度條件下高速列車的運(yùn)行穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、車—線—網(wǎng)匹配關(guān)系等安全保障系統(tǒng),揭示高速列車動(dòng)力學(xué)行為、特征和規(guī)律,進(jìn)一步提高安全冗余。 第二,進(jìn)行關(guān)鍵系統(tǒng)的可靠性研究。在時(shí)速500公里條件下對(duì)車輛進(jìn)行測(cè)試,為轉(zhuǎn)向架、車體、車下設(shè)備和設(shè)備艙等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的安全可靠性提供數(shù)據(jù)支撐。通過振動(dòng)模態(tài)測(cè)試,研究轉(zhuǎn)向架、車體、車下設(shè)備和車內(nèi)裝飾之間的振動(dòng)匹配;通過動(dòng)態(tài)應(yīng)力測(cè)試,研究關(guān)鍵承載部位的疲勞強(qiáng)度;通過氣動(dòng)載荷測(cè)試,研究氣流作用下不同振動(dòng)激擾形式對(duì)車輛結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。 第三,新材料新技術(shù)的研究。Cit500列車上使用了碳纖維、鎂鋁合金、新型納米隔音材料等新型材料,通過500公里時(shí)速下的驗(yàn)證來跟蹤新材料的應(yīng)用前景。新技術(shù)包括風(fēng)阻制動(dòng)裝置、實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)等,另外還可以通過氣動(dòng)阻力、氣動(dòng)噪聲、氣動(dòng)升力、交會(huì)壓力波等各項(xiàng)氣動(dòng)性能研究,全面驗(yàn)證試驗(yàn)列車頭尾不同頭型方案。
幾種不同的列車速度 上面講了這么多速度紀(jì)錄,其實(shí)都是一種速度,那就是最高試驗(yàn)速度。最高實(shí)驗(yàn)速度一般是通過試驗(yàn)列車(在運(yùn)營(yíng)車輛的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn))在試驗(yàn)線路上跑出來的最高試驗(yàn)速度。如法國(guó)創(chuàng)造TGV574.8公里時(shí)速的“V150”試驗(yàn)列車,就是為這次試驗(yàn)專門設(shè)計(jì)的,將列車的輪徑進(jìn)行了加大,由920mm增大到了1092mm。北車唐山CRH380BL曾經(jīng)創(chuàng)造了487.3公里,也是試驗(yàn)速度,因?yàn)榕艹鲞@個(gè)速度的CRH380BL也是經(jīng)過特殊改造的試驗(yàn)車不是運(yùn)營(yíng)車,去掉了4節(jié)拖車。所以它的這個(gè)487.3公里時(shí)速,比法國(guó)的574.8公里時(shí)速還是差了很多的。 還有幾種速度概念需要向大家澄清。 第一個(gè)是運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)最高速。 1981年2月26日,在即將開通的法國(guó)高速鐵路東南線,法國(guó)TGV列車創(chuàng)造了380公里的運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)最高速。此速度紀(jì)錄由德國(guó)列車于2006年7月15日在西班牙打破,西門子VelaroE列車在西班牙AVE高速鐵路上創(chuàng)造了403.7公里速度紀(jì)錄。 后面紀(jì)錄都是中國(guó)人的了。2010年9月28日CRH380A型高速動(dòng)車組在滬杭線創(chuàng)造了時(shí)速416.6公里紀(jì)錄;兩個(gè)多月后的12月3日,該紀(jì)錄被同胞兄弟CRH380AL打破,CRH380AL在京滬線上跑出了486.1公里世界鐵路運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)最高速。
第二組,是最高運(yùn)營(yíng)速度。最高運(yùn)營(yíng)速度是指列車在實(shí)際商業(yè)運(yùn)營(yíng)中的最高速度。如世界上第一條高速鐵路1964年開通的東京至大阪新干線,全長(zhǎng)515公里,最高運(yùn)營(yíng)速度是210公里,平均速度是168公里,旅行速度只有128公里(中間??棵盼菁熬┒嫉日荆?。 1981年法國(guó)高鐵東南線開通最高運(yùn)營(yíng)速度達(dá)到了270公里,后來居上。1990年法國(guó)高鐵開通大西洋線最高運(yùn)營(yíng)速度達(dá)到了300公里。2005年,法國(guó)開通里昂—圣埃克絮佩里線最高運(yùn)營(yíng)速度則達(dá)到了時(shí)速320公里。 2008年開始全球運(yùn)營(yíng)速度最高紀(jì)錄都在中國(guó),2008年開通的京津城際、2009年開通的武廣高鐵、2010年開通的鄭西高鐵、滬寧高鐵、滬杭高鐵,最高運(yùn)營(yíng)速度均為350公里。目前中國(guó)是唯一運(yùn)營(yíng)過時(shí)速350公里高鐵的國(guó)家,到2011年中國(guó)高鐵降速時(shí),京津城際已經(jīng)按時(shí)速350公里安全運(yùn)營(yíng)3年,武廣高鐵按時(shí)速350公里安全運(yùn)營(yíng)1年零7個(gè)月,鄭西高鐵按時(shí)速350公里安全運(yùn)營(yíng)1年零5個(gè)月,滬寧高鐵按時(shí)速350公里安全運(yùn)營(yíng)1年整,滬杭高鐵按時(shí)速350公里安全運(yùn)營(yíng)8個(gè)月。 2011年7月1日,中國(guó)鐵路進(jìn)行大調(diào)圖,武廣、鄭西、滬寧、滬杭四條高速鐵路均降速至?xí)r速300公里運(yùn)營(yíng);22天后,中國(guó)高速鐵路歷史上具有重大影響的“7·23”甬溫線特大交通事故發(fā)生,41人死亡。又20天后,8月11日,京津城際降速到時(shí)速300公里運(yùn)營(yíng)。世界上運(yùn)營(yíng)速度最高重新歸法國(guó)。2013年3月17日,日本東北新干線提速到時(shí)速320公里與法國(guó)貢獻(xiàn)運(yùn)營(yíng)最高速度紀(jì)錄。 關(guān)于中國(guó)高鐵降速補(bǔ)充說幾句,2011年8月11日的中國(guó)鐵路降速,大量時(shí)速200公里的既有線提速線路被降速到時(shí)速160公里運(yùn)營(yíng),出現(xiàn)了“Z”字頭列車甚至“T”字頭列車,速度高于“D”字頭列車的奇觀。中國(guó)時(shí)速200公里的高速鐵路在京滬高鐵開通后達(dá)到了9676公里,但降速之后我國(guó)時(shí)速200公里高速鐵路只剩下6000多公里。 |
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