500公里動車組風阻制動板安裝于列車的頂部，列車正常運行時，制動板收攏于車體內；列車制動時，風阻制動板打開，垂直于車體頂部。

更高速度試驗列車日前于青島亮相，引來眾多關注。經(jīng)濟導報記者赴青島城陽區(qū)中國南車四方車輛股份有限公司，親眼目睹了這列被外界稱為時速可達500公里的超高速列車。車頭形如“寶劍”，車尾酷似“火箭”，質感流暢的外觀下，蘊含了中國高速列車的最新科研技術。

高鐵流動試驗臺資料圖

四方股份公司副總工程師梁建英稱，該列車試驗速度將超越我國目前所有的動車組列車速度。導報記者了解到，該車并不用于商業(yè)運營，下一步將在高速列車國家工程實驗室做全面臺架試驗。

“劍”與“火箭”的頭尾組合

導報記者在四方股份公司廠區(qū)內看到，這列試驗車車身呈灰色，中間有黑色的條紋及“CRH”的標志。車頭造型猶如寶劍出鞘，鋒芒畢現(xiàn)；而車尾的造型沿襲了CRH380A的“火箭”造型。

　　列車共有6節(jié)車廂組，全部為動力車。1車廂和2車廂內布滿實驗設備和儀器，上面標注著“空氣動力學實驗”、“引網(wǎng)關系實驗”、“制動性能實驗”等字樣；3車廂內為綜合系統(tǒng)，所有測試數(shù)據(jù)和信息都在此匯集和評估；4車廂和5車廂為坐席，類似于現(xiàn)在的CRH380A 列車一等座車廂；第六節(jié)車廂則是“火箭”型車尾。

據(jù)中國南車首席技術專家丁叁叁介紹，該試驗列車頭型技術方案通過大量的概念設計、數(shù)值仿真分析、風洞試驗，優(yōu)化出“劍”、“火箭”的頭尾組合，實現(xiàn)了頭車降低阻力，尾車升力接近于零的最優(yōu)技術匹配。頭車的設計靈感來源于中國古代的兵器“劍”，突出尖楔形結構。

導報記者注意到，該列車牽引系統(tǒng)為全新開發(fā)的大功率牽引系統(tǒng)，牽引總功率可達到2.28萬千瓦。比此前創(chuàng)出世界鐵路運營試驗最高時速紀錄的CRH380AL型動車，牽引總功率還要大。配備如此超級馬力，該列車的運行速度究竟能有多快？

“該列車還沒有上線試驗，所以很難說具體時速究竟是多少。”在運行速度上，相關人員并沒有給導報記者明確的回答。業(yè)內人士分析，從中國近兩年自主創(chuàng)新高速列車的研發(fā)軌跡來看，該試驗列車會再次刷新世界紀錄，該列車運行試驗時速，將會遠遠超出500公里。

流動試驗臺

“500公里時速，你敢坐嗎？”最高速試驗列車的建成，引發(fā)了各論壇的熱議。

“該車并非運營車，不會用于商業(yè)用途，相當于一個流動的試驗臺。”面對高速運行的安全性，四方股份的工作人員向導報記者解釋。

事實上，按照當前的條件，列車時速超過400公里之后，列車的能耗和對環(huán)境的破壞將大大增加，不可能實現(xiàn)商業(yè)營運。“通過對高速列車進行試驗，能夠指導時速400公里以下高速鐵路的運行 。” 據(jù)該工作人員介紹，該試驗列車以CRH380A 創(chuàng)新成果為基礎，以更高速條件下安全、可靠運行為首要目標，其主要用途在于為進一步鞏固現(xiàn)有商業(yè)運營高速列車的安全性、可靠性提供試驗研究平臺，為中國高速列車的發(fā)展提供前瞻性的研究。

據(jù)介紹，該列車轉向架通過系統(tǒng)參數(shù)循環(huán)優(yōu)化匹配，成功解決了隨速度的提升多系統(tǒng)更加復雜的耦合關系，具有高速、平穩(wěn)、可靠、輕量化等特點。新增加的風阻制動板作為輔助制動裝置，使得列車的制動效果更加理想。據(jù)了解，風阻制動板安裝于列車的頂部，列車正常運行時，制動板收攏于車體內；列車制動時，風阻制動板打開，垂直于車體頂部。高速試驗列車同樣也是“新技術、新材料、新產品的工程化應用試驗平臺”。導報記者獲悉，以太環(huán)網(wǎng)控制、風阻制動等新技術，碳纖維、鎂合金、新型納米隔音等新材料在該試驗列車上得以成功應用。如碳纖維復合材料的使用，不僅能使車體成功減輕自重，同時也能為它塑造出獨特的外觀。而新型納米隔音材料的使用，則能盡可能降低風噪和機械噪音，確保車廂內的安靜舒適。

據(jù)了解，該車的建成標志著我國高速列車前瞻性研究取得了階段性重大成果，對于完善中國高速列車技術體系，使我國在高速鐵路領域擁有更大話語權，推動世界高速列車技術的發(fā)展有著重要的意義。安全性是高速列車技術發(fā)展的決定性指標。此次試驗通過探索更高速度條件下高速列車的運行穩(wěn)定性、結構強度、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進行高速列車前瞻性基礎問題的研究，以更好地指導商業(yè)運營列車的工程實踐和工程運用。

關鍵技術實現(xiàn)自主化

更高速度試驗列車按照科學嚴謹?shù)难邪l(fā)流程層層推進，歷經(jīng)大量的數(shù)據(jù)分析、仿真計算、方案比選和零部件試驗、系統(tǒng)試驗以及系統(tǒng)間匹配試驗。圍繞提升臨界速度、牽引能力，降低阻力等，高速試驗列車對系統(tǒng)集成、頭型、車體、轉向架、牽引、制動等系統(tǒng)進行了全面創(chuàng)新，列車的關鍵技術在中國南車實現(xiàn)了自主化和產業(yè)化。

“這是中國南車全面自主創(chuàng)新，采用國際通行技術標準體系的尖端產品，它的建成，不僅建立了中國更高速度高速動車組的全新技術平臺，而且為實施高速動車組‘走出去’奠定了堅實的基礎。”中國南車首席技術專家馬云雙說。

據(jù)梁建英介紹，試驗列車的成功建成得益于中國南車在高速動車組研發(fā)上的整體布局以及中科院力學所、鐵科院、西南交通大學、北京交通大學、同濟大學等的通力協(xié)作。

據(jù)了解，該試驗列車下一步將在高速列車國家工程實驗室做全面臺架試驗，進行動力學、牽引、網(wǎng)絡等試驗。“特別是要進行超高速條件下的滾動試驗，充分驗證系統(tǒng)的安全性、可靠性及各項性能指標。有些項目會在該實驗室進行千萬次的運行試驗。”上述四方股份工作人員向導報記者介紹說。

在此之后，高速列車將擇機上線試驗，并將作為高速綜合檢測列車長期使用，成為中國高速列車前瞻性技術研究的移動試驗平臺。在更高速運行條件下進行軌道、接觸網(wǎng)、輪軌動力學、車輛動態(tài)響應、轉向架載荷等實時檢測，為高速鐵路運營的安全性、平穩(wěn)性、舒適性提供可靠保障。

500公里動車組有關問題答記者問
 
　　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)、結構、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、結構強度、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，研究關鍵結構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，采用產學研用的研發(fā)模式，聯(lián)合國內優(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、結構、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)的結構可靠性研究。在更高速度條件下對車輛進行測試，為轉向架、車體、車下設備和設備艙等關鍵結構的安全可靠性提供數(shù)據(jù)支撐。通過振動模態(tài)測試，研究轉向架、車體、車下設備和車內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構的影響規(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、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406.9 km/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443 km/h。2007年法國研發(fā)的V150高速試驗列車創(chuàng)造了574.8 km/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。