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青島新聞
青島智造③〡首條高速磁懸浮示范線有望落戶青島
2019創新策

  中車四方 的關鍵詞“復興號”“碳纖維”“高速磁浮” 

  ■“復興號”:在“復興號”動車組技術平臺基礎上,研制不同速度等級、適應不同運營需求的系列化產品,圍繞安全、經濟、舒適、節能、人性化等方面開展持續創新

  ■“碳纖維”:下一代碳纖維地鐵列車最大的特點是更輕、更節能、更低噪

  ■“高速磁浮”:已進入高速磁浮原理樣車試制階段,首條高速磁懸浮示范線有望落戶青島

  走進中車四方股份公司交車線,一列列嶄新的高速動車組整齊排列,蓄勢待發。

  在這里,動車組最快以每四天三列的速度出品;在這里,下線的城軌地鐵列車駛向國內外50多條線路;在這里,軌道交通產品出口世界25個國家和地區,不斷擦亮中國高端裝備制造的“金名片”……

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  ▲中車四方股份公司研發的新一代碳纖維地鐵列車(資料圖)。

  步入2019年,依然會有更多的技術、產品在持續研發與迭代中從這里走向世界,走進生活。“復興號”“碳纖維”“高速磁浮”則是最為核心的關鍵詞。不僅刷新著軌道列車的運行速度,中車四方更在不斷刷新中國裝備制造的創新速度。

  新“復興號”來了

  在剛剛建成尚未投運的成貴高鐵線上,中車四方研制的時速250公里“復興號”正在進行30萬公里線路運用考核。為了確保如期完成考核任務,車輛需要保證每天運行2000公里以上。考核完成后,列車拿到由國家鐵路局頒發的“準生證”——型號合格證和制造許可證,將進行批量生產和投運。

  這列時速250公里的“復興號”是中車四方在時速350公里“復興號”動車組技術平臺基礎上研制的。為滿足“八縱八橫”高鐵網規劃中不同速度等級線路的運輸需求,形成系列化、標準化和模塊化的“復興號”產品譜系就成為了當務之急,而這也成為了中車四方技術研發的重點。

  所謂“復興號”譜系化,就是一個在“復興號”動車組技術平臺基礎上,研制不同速度等級、適應不同運營需求的系列化產品,圍繞安全、經濟、舒適、節能、人性化等方面開展持續創新的過程。

  這個過程并不輕松。從時速350公里,到時速250公里,發生變化的不只是列車的速度,更伴隨列車自主化、舒適性和智能化水平的不斷提升。

  記者了解到,時速250公里“復興號”動車組首次在我國高速動車組采用以太網控車。與之前使用的TCN網絡相比,以太網傳輸速率提升了近百倍,從而為列車的智能化和大數據應用提供了平臺支持。通過采用更加完善的車地一體化平臺,列車構建了具有自診斷、自檢測、自決策能力的平臺支持系統,支持遠程健康診斷、智能化運維。

  “時速250公里‘復興號’動車組深入開展了自主化、簡統化、互聯互通設計,是與時速350公里‘復興號’動車組具有同一代際特征的不同速度等級系列化產品。”據時速250公里“復興號”主任設計師聶穎介紹,新列車結合用戶需求、運營經驗、技術可行性等實際情況,進一步在操作界面、旅客界面、運維界面深化統型,完成了12個系統113項部件統型,提高了車廠之間產品的互換性,減少了備件種類。

  此外,聶穎還表示,新“復興號”加強了關鍵零部件的深化創新,進一步提升了關鍵零部件和材料的自主化水平。

  面對總體上屬于定制化的軌道交通裝備市場,“譜系化”也讓中車四方可以更好、更快地滿足市場需求。至今,中車四方已成功打造高速動車組、城際及市域動車組、地鐵車輛、現代有軌電車、單軌車輛(包括跨座式單軌車輛和懸掛式空中列車)、高檔客車、內燃動車組等七大產品技術平臺,實現了運營時速50公里至350公里速度等級全覆蓋、適應不同運營需求的譜系化產品,可為全球用戶提供一體化解決方案。

  新材料 新能源

  3月底,中車四方研制的下一代碳纖維地鐵車輛“CETROVO”在廣州地鐵8號線開始進行線路試驗。

  去年9月,這種采用大量新技術、新材料,具備高速(時速140公里,現國內地鐵列車最高運行時速一般為80公里)、節能、舒適、智能化等優勢的列車首次亮相德國柏林國際軌道交通技術展時,就驚艷世界。它是我國地鐵領域的最新技術成果,更代表著未來地鐵列車的技術潮流。

  相較傳統地鐵,下一代碳纖維地鐵列車最大的特點是更輕、更節能、更低噪。它采用碳纖維復合材料制造,與采用鋼、鋁合金等傳統金屬材料的地鐵列車相比,該車的車體、司機室、設備艙分別減重30%以上,轉向架構架減重40%,整車減重13%。

  碳纖維地鐵列車主任設計師鐘元木告訴記者,碳纖維跟一般金屬材料最大的區別在于,前者是根據產品形狀、受力情況等,通過計算一層層“鋪”起來的,由于結構復雜,材料成型工藝難度大。此前碳纖維復合材料僅被用在列車裝飾部件和少數次承載部件上,中車四方通過與材料供應商聯合研發,突破了碳纖維大型復雜件結構設計、成型工藝等關鍵技術,首次實現了碳纖維復合材料在地鐵列車主承載結構上的大規模應用。

  中車四方副總工程師丁叁叁此前曾表示,大規模應用碳纖維復合材料,雖然在制造成本上要高于傳統金屬材料,但碳纖維復合材料更加輕量化,節能優勢明顯,并且具有優異的耐疲勞、耐候、耐腐蝕性能,減少了維護量,因此能夠降低列車全壽命周期成本,同時車身變輕也減少了對線路的損害。

  除了新技術、新材料,中車四方還積極布局新能源。

  中車四方新能源技術主任設計師李艷昆,在中車四方第一代氫能源有軌電車的基礎上,他帶領攻關小組進一步深入攻克燃料電池系統、能量管理控制策略、儲氫用氫設備、冷卻設備、動力電池系統等核心技術。2017年12月,中車四方為佛山高明現代有軌電車示范線研發制造的首列氫能源有軌電車成功下線,標志著我國氫能源有軌電車實現批量化生產。這也是國內第一條氫能源有軌電車商業運營線路。據了解,列車即將于今年年底正式上線運營。

  2018年5月9日,另一種新能源列車——德令哈現代有軌電車在中車四方下線。該車采用超級電容和鈦酸鋰電池混合儲能技術。有軌電車正常運行時,由超級電容供電,當行駛途中超級電容電量不足無法及時補給時,調節鈦酸鋰電池給車輛供電。這種混合儲能技術,具有充電速度快、運行可靠、綠色環保的優勢。利用超級電容“快充快放”的優勢,車輛能在停站時間30秒內快速完成充電。跟氫能源有軌電車一樣,這種新能源動力車,全線無需架設傳統的供電接觸網,不僅節約了成本,也可以更好地保護城市景觀。

  “在新能源軌道交通領域,中車四方將持續進行氫能源、超級電容和鈦酸鋰電池等多種新能源混合動力系統的研發,以新能源驅動取代內燃驅動,從而滿足越來越環保、節能、高效的出行需求。”李艷昆說道。

  下一站:高速磁浮

  “高速磁浮”一直是人們關注的焦點。

  自從2018年1月,首次公開研發計劃,這項由中車四方股份公司牽頭,聯合國內15家企業、高校和科研院所共同攻關的國家重點研發計劃重點專項課題,就始終蒙著神迷的面紗。

  記者獲悉,圍繞在2020年研制出一整列樣車,并完成試驗線驗證,進行集成示范,為實現高速磁浮工程應用和產業化奠定基礎這一目標,中車四方高速磁浮項目已取得階段性成果,目前已進入高速磁浮原理樣車試制階段,同時,公司積極推動首條高速磁懸浮示范線落戶青島,為打造新產業奠定基礎。

  丁叁叁曾在評審會上表示,高速磁浮是一種新型尖端軌道交通技術,日本的超導磁浮技術最高試驗速度實現603km/h,德國的磁浮技術最高試驗速度達到505km/h,并在中國上海建成運營時速430公里的國際首條商業運營高速磁浮線。但時速600公里高速磁浮系統及工程化應用在我國尚屬空白。中國啟動的時速600公里高速磁懸浮項目,采用的是被驗證過的、成熟的常導磁浮技術和永磁電磁混合懸浮技術。目前高鐵的最高運營速度為350公里/小時,航空巡航經濟速度為800~1000公里/小時, 時速600公里高速磁浮交通系統可以填補高速鐵路和航空運輸之間的速度空白。

  研發高速磁懸浮技術,是國家科技實力的體現,是為“后高鐵”時代所做的技術儲備。該項技術的突破,將使我國繼續保持在高速列車領域的世界領先定位,具有重要的國家戰略意義。

  高速磁浮項目的落地和推進,主要得益于中車四方“先人一步”“持續創新”的頂層規劃,隨著創新體系和創新平臺的完善,企業日益展現出技術創新的先發優勢。目前,中車四方已建成國家高速動車組總成工程技術研究中心、高速列車系統集成國家工程實驗室、國家級技術中心和博士后科研工作站4個國家級研發試驗平臺,搭建了涵蓋30個專業方向的協同仿真平臺和18個試驗臺,建立起“政、產、學、研、用”協同開放創新體系。企業科技人才規模達到2135人,占員工比例的20%,形成了包括集團級科學家、首席技術專家、資深技術專家、技術專家和公司級技術專家五個層級300多人的核心技術人才隊伍。

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