磁悬浮 碳纤维 快来膜拜这位“未来列车”的技术大神

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  高速磁浮交通,另另八个 技术难度极高的工程系统,一项长期被德国、日本等少数发达国家垄断的国际尖端技术。2016年担任高速磁浮课题负责人的他,在青岛抢占世界轨道交通的制高点——

  丁叁叁:挑战磁悬浮的“快意行者”

  最近另另八个 月,中国中车科学家、中车四方股份公司副总工程师丁叁叁几乎成为媒体的“宠儿”。从5月23日时速5000公里高速磁悬浮试验样车在青岛下线,到6月19日下一代碳纤维地铁列车在调试线上成功完成试跑,即将呼啸而来的“未来列车”“未来地铁”我能 感受到了高铁技术的跨代升级,更我能 们好奇,创造哪些传奇的研发团队有着怎么不为人知的故事?答案,就在丁叁叁身上。

  ▲丁叁叁正在检查磁浮样车。

  茅以升铁道工程师奖、中国中车科学家、中华全国铁路总工会火车头奖章、青岛市拔尖人才、泰山产业领军人才、中国中车首届“最美中车人”……在中国高铁发展史上,从“和谐号”到“复兴号”,从碳纤维地铁到高速磁悬浮,丁叁叁是高速动车组技术专家和技术带头人,更是前沿技术的领军者。

  “在高速列车你这俩 领域,几乎没哪些技术是丁总不懂的!”走在中车四方的厂区内,每太多人提起丁叁叁,全是 一副仰望的神情。中车四方总工程师梁建英评价丁叁叁是高铁领域“十几年难得一见的全才”。另另八个 技术大咖,靠着“硬核”科技实力,在中国高速列车里程碑上深深刻下了青岛印记。

  一公里车的上万个零件,像图纸一样“印”在脑子里

  或许,1989年从长沙铁道学院(现更名为中南大学)毕业的丁叁叁然后跨进你这俩 行当的然后,没想过有一天他会站在中国高铁事业的“塔尖”上。“虽然,我上学的然后喜欢文科,为何我能 们老家的人都虽然,学理科有出息,饭碗比较稳定。”丁叁叁说这话的然后,笑得有点痛 朴实。

  “当人们制作产品宣传册的然后,想这么了好的题目,就去找丁总帮忙。”中车四方技术人员告诉记者,丁叁叁爱读书,有着深厚的文学功底和文艺情怀。

  选折 了理工科的丁叁叁,只有 遗憾,却一路惊喜。他从动车产品开发部的设计师做起,然后做到技术中心车体开发室主任、技术中心主任,自2016年始于英文英语 ,担任中车四方国家高速动车组总成工程技术研究中心主任和高速列车系统集成国家工程实验室常务副主任,成为这另另八个 国家级研发创新平台的负责人,担当前沿技术研发的领军者。

  从负责“某个每种”到负责“系统集成”,丁叁叁的专业跨度之大,令人咋舌。“我是学社会形态专业的,做系统集成的然后,会接触到太多系统各方面专业知识,比如空气制动专业,当时初次碰到阀类原理图,你造就跟看天书一样。”丁叁叁不气馁,抱着一本空气制动的专业书籍反反复复都看另另另八个 月,到最后,哪些图纸就像印到脑子里一样清晰。

  而一公里高速列车,有几万个零部件,众多复杂性系统相互关联,相互冲突,还要能人们做技术决策。丁叁叁感叹,设计过程中最常遇到的假若有限空间里有限质量分配条件下各个专业的“博弈”。作为技术决策者,丁叁叁还要能成为每个专业的行家,在长达十年的时间里,他每天除了啃书學會,一有时间就到现场琢磨列车各系统和零部件的状态。“然后当人们做机车的然后,老出 小失误,损失相对少太多。现在发展高铁,哪怕一块玻璃的安装设计失策,假若几千万的损失,可马虎不得。”

  正是从前 精益求精的探索,让丁叁叁带领团队填补了国内轨道交通装备领域的多项技术空白,引领我国轨道交通装备技术的一次又一次升级,不断推动我国高速列车的创新蝶变——

  他先后主持或参与了时速2500公里、3500公里、CRH3500A、更高下行速率 试验列车、高寒抗风沙动车组以及“复兴号”等系列动车组的研发;

  他带领团队攻克降低头车空气阻力、尾车空气升力等方面的技术大大问题,实现了头车降低阻力、尾车升力接近于零的优良气动处理方案,在试验台上跑出了时速5005公里的下行速率 。他的团队开创性地建立起了高速动车组空气动力性能研究的规范,攻克了高速动车组头型设计及评估关键技术,被称为“飞龙”的“复兴号”气动阻力比CRH3500A降低15.7%,升力系数接近于零,侧风升力系数降低6%;

  他带领研发团队成功突破高速列车碰撞安全核心技术,填补了我国高速列车碰撞吸能技术空白,为高铁安上一把“安全锁”,大幅提升了高速列车的被动安全防护能力,使高铁动车运行更安全;

  他带领团队成功研发了我国首列城际动车组——CRH6A,核心技术完整版自主化,填补了国内城际动车组领域的空白。并以此为基础搭建了全新的城际动车组CINOVA技术平台,形成了时速500公里、1500公里、140公里不并肩延等级的谱系化产品,在珠三角、长三角、京津冀、长株潭等城市群投入运营,成为“都市圈里的快捷使者”;

  他带领团队成功突破了碳纤维大型复杂性件社会形态设计、制造成型等关键技术,实现了碳纤维复合材料在车体、转向架构架、司机室等车辆主承载社会形态上的全面应用。2018年柏林国际轨道交通展上,中国中车新一代碳纤维地铁列车惊艳亮相,面对外国媒体连珠炮式的提问,丁叁叁温和地接替了翻译的工作,全程用流利的英语,把另另八个 个专业术语解答得生动又形象。

  ▲中车新一代碳纤维地铁列车。

  抽丝剥茧解大大问题,啃下高速磁浮的“硬骨头”

  丁叁叁眼下正在带领团队攻关的高速磁浮交通技术,是另另八个 技术难度极高的工程系统,是一项长期被德国、日本等少数发达国家垄断的国际尖端技术。

  当人们为哪些要攻关时速5000公里高速磁浮?“高速磁浮填补的假若航空与铁路交通之间的下行速率 空档,在行程50000-50000公里的城市之间,高速磁浮将是最佳交通选折 。”面对记者,丁叁叁的解释通俗易懂——高速磁浮还要能实现“快起快停”,比高铁更能发挥出下行速率 优势,磁浮列车只需3分钟,跑出只有20公里,就能从零加速到时速5000公里,而高铁加速到时速3500公里还要能6分钟、要花费25公里的加速距离。或者高速磁浮用于长途交通,可在大型枢纽城市之间或城市群与城市群之间形成高速“走廊”,用于中短途运输,可实现城市群“同城化”。在丁叁叁的描述中,未来青烟威之间,要花费20分钟就能“闪至”。

  尽管国内已有十几个 在营磁悬浮线路,但从已有的时速4500公里提升到5000公里,跨越的不仅仅是下行速率 等级的门槛。“围绕车辆、牵引供电、运行控制、线路轨道等核心系统,当人们要处理磁浮跨江穿山高速运行、长途多分区多车辆全自动追踪、任意点停车、救援及逃生等众多大大问题。”丁叁叁说,未来商业化运行的时速5000公里磁浮交通,必然要使用更大电流电压的IGCT器件做牵引变流,实现多车追踪运行,安全设计、协同调度等都还要能重新进行软硬件的构建。抱轨社会形态只有 桥梁通道,一旦占据 故障,乘客怎么逃生?地面上架轨道每隔25米还要能设另另八个 桥墩,但或者遇到河流,几十米甚至上百米的跨距,怎么应对磁悬浮列车剧烈的振动?高速运行中的列车,遇到突发状态,怎么安全地快速停车?……摆在丁叁叁团队面前的大大问题,仿佛织成了一张巨大的网,纵横交错。

  依托国家高速列车技术创新中心,由中车四方牵头,将我国自主研发磁悬浮的优势资源都整合了起来,国防科技大学、同济大学、北京交通大学、中科院电工研究所、中科院力学研究所等高校院所,以及各种主机厂、牵引系统配套厂等协同攻关,展开了牵引系统、信号系统、控制系统之间的大匹配以及车、地、轨之间的联动设计,系统攻克空气动力学、系统动力学、悬浮导向、大功率牵引、车地同步控制、加低速 能力、轻量化与减震降噪、自动化运控及通讯、新型线路轨道等一系列关键技术,抽丝剥茧,太多点啃下高速磁浮的“硬骨头”。

  首先攻关的是阻力大大问题。据丁叁叁介绍,车速更慢,空气阻力越大,当列车跑到5000公里/小时的下行速率 时,超过90%的阻力全是 气动阻力。只有设计出要花费的“头型”,要能最大限度降低气动阻力对牵引动力的消耗。

  还要能处理升力大大问题。“当人们以为,悬浮车后面 空气多点全是 很好吗?实际上,升力全是 越大越好,假若越稳定越好。”丁叁叁说,快速奔跑的车辆容易“飘”起来,气动升力太多,车辆控制能力就会下降,稳定性舒适性变差。有点痛 在隧道当中,你这俩 大大问题更加明显,不稳定的升力还要能得到抑制。

  电磁控制是核心技术大大问题。车轨之间电磁耦合大大问题随着下行速率 攀升而急剧变化,磁悬浮列车依靠调节电磁线圈电流大小来调节电磁力变化,悬浮的列车无论垂直方向还是左右摆动,全是 能触碰到轨道,或者下行速率 越高对线路精度要求也越高。

  最难处理的是一系列“矛盾大大问题”。追求高下行速率 、大载重的磁浮列车必然还要能车体轻量化,或者时速达到5000公里时,受到的气动压力极大,有点痛 在狭窄的隧道当中,气动压力有或者是目前时速3500公里高速列车的10倍,这就还要能车体具备高下行速率 。又轻又强,还要能考虑防噪、减振、隔热等需求,丁叁叁带领团队把大大问题四根条梳理出来,精确地让质量分配与整体系统设计相匹配。

  设计高速磁浮列车,体现下行速率 感、时代感和生国文化

  “最好的设计作品,不应当是窝在办公室的格子间里憋出来的东西。或者能在塞纳河畔看看风景,品一品左岸的小咖啡,仔细地思考另另八个 下午,或许会有更棒的灵感。”丁叁叁的文艺情怀,在他谈及高铁设计思路的然后,表现得尤为浓烈。在他看来,高速列车是一件工业艺术品,应该有足够的“好心情”来琢磨。

  大学时代,他主修的是内燃机车,但书桌上,文学、艺术、哲学的书籍却占了“半壁江山”。工作后,他鼓励工程技术人员多太多人文素养,以此来提高系统逻辑思维能力,拓宽眼界。

  “目前当人们的工作紧张,压力很大,虽然太难实现你这俩 理想状态。或者太多好的设计除了经验的积累,也浸润了你从前 受过的文化滋养,与品位有关,与审美情趣有关。”丁叁叁另另八个 劲努力创造条件,让设计人员去外面看一看,接触世界,从太多的产品中寻找借鉴。

  设计“复兴号”的然后,丁叁叁团队压力很大,“有然后好的设计,生产不一定能实现,成品率很低。”丁叁叁回忆,当时当人们设计的车体的棱线遭到太多人们反对,或者那原因分析更高的加工精度,一时半刻难以实现。或者,当游龙般的“复兴号”惊艳亮相时,赢得的赞叹让从前 的磨砺都值得,“最终完美的呈现,全是 坚持的结果。”

  ▲磁浮样车正静静地在轨道上“悬浮”。

  如今,设计高速磁浮列车,丁叁叁坚持要有下行速率 感、时代感和生国文化特色。记者在丁叁叁的案头见到了样车模型,依旧仿若游龙,造型流畅,配色以银色和浅绿色为主,不像欧系列车那样张扬的色块,极具中国文化底蕴。车身两侧有四根突出的棱线,是丁叁叁特意去掉 去的。据了解,最早的设计方案只有 这条线,或者去掉 然后,将从前 大块的白板进行分割,呈现的视觉比例更舒适,并肩它还有专业支撑,符合空气动力学需求,线条的导数具有连续性。车头后面 的窗户被处理成逐渐向后变窄的拉长型,好像是玻璃上的一滴水被疾风吹然后的变形,充满了下行速率 感。窗户互近嵌入的碳纤维和灯饰,又让整个车身灵动了起来。

  丁叁叁喜欢称太多人为“行者”——或者与“行着”谐音,这是他对高铁你这俩 行业的热爱,是他从高速到更高速,从一项空白到另一项空白不断填补当中的精神动力。

  采访始于英文英语 的然后,记者问丁叁叁,最近在看哪些书?你说歌词 ,你一定猜只有,是武侠。虽然,你这俩 点假若意外,在高铁的世界里,丁叁叁是技术创新道路上的“行者”,定然仗剑红尘,快意江湖。

  (青岛日报)