2011年12月25日，更高速度試驗列車在中國南車青島四方機車車輛股份有限公司（簡稱“南車青島四方股份”）落成。近日，參與該項研究工作的南車青島四方股份、中國科學院力學研究所、北京交通大學、西南交通大學、中國鐵道科學研究院的有關專家，就研制更高速度試驗列車的目的、意義等問題專門進行了解讀。

　　1、研發(fā)更高速度試驗列車目的和意義是什么？

　　開發(fā)更高速度試驗列車不是為了實現(xiàn)商業(yè)運行，而是探索高速列車系統(tǒng)在極限速度條件下的臨界值，針對時速500公里條件下高速列車系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、材料的安全性、可靠性等開展前瞻性、基礎性、理論性研究。主要圍繞以下三個科學目標：

　　一是持續(xù)深入研究高速列車安全性。安全性是高速列車技術發(fā)展的決定性指標。希望通過探索更高速度條件下高速列車的運行穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)強度、車-線-網(wǎng)匹配關系等安全保障系統(tǒng)，進一步提高安全冗余；在更寬的速度范圍內(nèi)進行高速列車前瞻性基礎問題的研究，揭示高速列車動力學行為、特征和規(guī)律，研究關鍵結(jié)構(gòu)部件在更高速度條件下的強耦合作用響應特征，以更好地指導商業(yè)運營列車的工程實踐和工程運用。

　　二是為基礎性科學問題研究提供試驗平臺。更高速度試驗列車將為我國進行高速列車應用基礎理論研究提供試驗基礎，為國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）項目“時速500公里條件下的高速列車基礎力學問題研究”提供試驗載體，對進一步強化產(chǎn)學研用的研究體系、建立可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新環(huán)境提供有力保障。

　　三是為新材料、新技術的應用提供驗證平臺。通過各種新材料、新技術的應用研究和測試，進一步豐富和完善高速列車技術體系，為保持我國高速列車技術可持續(xù)發(fā)展、加快人才隊伍培養(yǎng)、完善標準體系奠定基礎。

　　2、我國研發(fā)更高速度試驗列車已具備哪些前期技術基礎？

　　中國鐵路機車車輛行業(yè)通過幾十年的發(fā)展以及對高速列車技術的探索，在基礎理論、研究方法、技術標準等方面積累了一定的技術基礎。2004年，引進了成熟的時速200～250公里動車組技術，結(jié)合既有技術，通過聯(lián)合設計、線路試驗以及運用中的考核驗證，初步構(gòu)建了高速動車組的研發(fā)平臺。在隨后進行的不同速度等級的高速列車研發(fā)過程中，通過理論模型分析論證、實車試驗驗證、理論模型的修正循環(huán)迭代，逐步完善了高速列車研發(fā)的理論模型。以此為基礎，通過技術外推，研發(fā)了更高速度的試驗列車。開展更高速度等級試驗將進一步完善理論模型，為后續(xù)運營動車組的研發(fā)提供更為堅實的理論支撐。

　　3、更高速度試驗列車是如何研制的？

　　南車青島四方股份以CRH380A新一代高速列車自主創(chuàng)新成果為基礎，以更高速度條件下安全、可靠運行為首要目標，重點圍繞提升臨界速度、提高牽引能力，降低阻力等方面，對系統(tǒng)集成、頭型、車體、轉(zhuǎn)向架、牽引、制動等系統(tǒng)進行了創(chuàng)新研究。

　　在運行安全性方面，轉(zhuǎn)向架設計軸重余量提升約10%，試驗列車的臨界失穩(wěn)速度超過設計速度的20%以上；在頭型設計方面，試驗列車采用了不同于商業(yè)運營列車的氣動布局，頭車采用氣動阻力最小的“寶劍”外形，尾車采用氣動升力最小的“火箭”外形，實現(xiàn)列車在更高速度條件下的氣動性能和氣動安全的最佳匹配;在列車網(wǎng)絡控制方面，引入了實時以太網(wǎng)技術，通過搭建專用試驗臺進行了長達10個月的系統(tǒng)匹配和可靠性試驗，完成了試驗列車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)研制和驗證。

　　該試驗列車由南車青島四方股份承擔，采用產(chǎn)學研用的研發(fā)模式，聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)勢科研資源，通過仿真計算、數(shù)值分析、樣機試制、地面型式試驗及可靠性試驗等一系列嚴謹科學流程，歷時兩年完成了更高速度試驗列車的研制。其中，南車株洲所、南車電機公司負責牽引系統(tǒng)及網(wǎng)絡控制技術，南車浦鎮(zhèn)公司負責制動技術,中國鐵道科學研究院、西南交通大學、北京交通大學、中科院力學所、同濟大學等科研院所提供技術支持。

　　4、更高速度試驗列車將開展哪些科學試驗？

　　該試驗列車將主要用于以下四方面的科學試驗研究：

　　一是高速列車關鍵力學問題研究。結(jié)合國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）項目“時速500公里條件下的高速列車基礎力學問題研究”任務內(nèi)容，開展輪軌關系、弓網(wǎng)關系和流固耦合關系真實線路試驗研究，獲取氣動、結(jié)構(gòu)、輪軌、弓網(wǎng)等關鍵力學參數(shù)隨速度的變化規(guī)律，建立真實列車試驗數(shù)據(jù)與臺架和風洞試驗數(shù)據(jù)的關聯(lián)，修正力學建模，發(fā)展適合于高速列車基礎力學特性分析方法，掌握在更寬速度范圍內(nèi)高速列車基礎力學規(guī)律，提升我國高速列車基礎研究能力。

　　二是關鍵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可靠性研究。在更高速度條件下對車輛進行測試，為轉(zhuǎn)向架、車體、車下設備和設備艙等關鍵結(jié)構(gòu)的安全可靠性提供數(shù)據(jù)支撐。通過振動模態(tài)測試，研究轉(zhuǎn)向架、車體、車下設備和車內(nèi)裝飾之間的振動匹配；通過動態(tài)應力測試，研究關鍵承載部位的疲勞強度；通過氣動載荷測試，研究氣流作用下不同振動激擾形式對車輛結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。

　　三是新材料、新技術等前瞻性技術的驗證。通過牽引性能、制動性能、運行阻力、運行控制等試驗項目，完成自主牽引系統(tǒng)、風阻制動裝置、實時以太網(wǎng)等新技術的試驗驗證工作；通過明線和隧道運行條件下的氣動阻力、氣動噪聲、氣動升力、交會壓力波等各項氣動性能研究，全面驗證試驗列車頭尾不同頭型方案；通過跟蹤碳纖維、鎂鋁合金、新型納米隔音材料等新材料的發(fā)展和應用，分析評估新材料的應用前景。

　　四是綜合舒適度和噪聲研究。通過開展試驗列車在運行時振動、噪聲、空氣壓力、溫度、濕度和照度等因素對乘客舒適度的影響研究，掌握車內(nèi)、外的噪聲壓強及頻譜特性隨速度提升的變化趨勢，探索不同運行條件下列車模態(tài)、振動與噪聲及乘坐舒適度間的變化規(guī)律，為動車組舒適性設計提供重要依據(jù)，并通過試驗研究建立我國高速列車乘坐舒適性的評價指標和評價方法。

　　5、國外在試驗列車研制和科學試驗研究方面的情況如何？

　　世界上掌握高速鐵路技術的國家在其發(fā)展高速列車技術的過程中都十分重視高速試驗列車的研制，并以此開展科學研究和新技術驗證。1988年德國研制的ICE/V高速試驗列車最高試驗速度達到406.9km/h。日本自1964年新干線開通運營以來，陸續(xù)開發(fā)了WIN350、STAR21、300X、FASTECH360S等高速試驗列車，其中于1996年研發(fā)的300X高速試驗列車最高試驗時速達到了443km/h。2007年法國研發(fā)的V150高速試驗列車創(chuàng)造了574.8km/h的世界最高試驗速度。這些國家依托高速試驗列車圍繞速度、安全及可靠性指標開展了大量基礎理論和應用技術的研究工作，所取得的研究成果有效促進了高速列車技術與裝備的發(fā)展。

　　6、更高速度試驗列車采用了哪些新技術、新材料？

　　試驗列車采用了大量信息技術、控制技術和材料科學的先進成果。在新技術應用方面，試驗列車采用了與飛機類似的“風阻制動”裝置，該裝置采用計算機并網(wǎng)同步控制，可以通過增加空氣阻力的方法輔助制動；在牽引系統(tǒng)中采用了高壓大功率IGBT；在信息技術應用方面，試驗列車采用了實時工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡控制技術、數(shù)字廣播技術和車地無線傳輸?shù)刃录夹g；在新材料應用方面，試驗列車在車體頭罩和車內(nèi)部分設備上采用了碳纖維、鎂鋁合金，以及新型的納米隔音材料以提升車輛降噪隔音的性能。