“全球最快高鐵”如何煉成

本報記者 李迅典

正在試驗中的CR450動車組 （鐵科院鐵道科技影視中心攝影）

跑出單列時速453公里、相對交會時速896公里最新紀錄的CR450動車組，正在進行運營前的“畢業考試”——60萬公里運用考核。這款被視為“十四五”重大工程明星裝備的動車組，通過22%的減阻突破、50噸減重革命和300余種降噪方案篩選，實現了運營時速400公里的跨越，標志著中國高鐵正式邁入自主創新的“速度無人區”，還帶動2000余家企業構建起自主可控的產業鏈集群。近日，《環球時報》記者對參與CR450研發的核心工程師團隊進行了專訪，揭秘這款被譽為“全球最快高鐵”的動車組如何以系統性、全域性的技術創新，突破時速400公里大關，并在能耗、噪聲、舒適度等綜合性能上實現全面領先。

CR450的“畢業考試”

在滬渝蓉高鐵宜昌北至漢川段的線路上，每天清晨CR450動車組都會從宜昌北站出發，在近300公里線路上開啟“折返跑”模式，日復一日地完成著看似單調卻至關重要的“刷里程”任務。“這不是簡單的重復，而是CR450邁向載客運營的必經之路。”鐵科院機輛所整車技術規范研究室副主任、研究員邵軍向《環球時報》記者解釋稱，“運用考核是動車組的‘畢業考試’，在各項指標合格的前提下，必須跑夠60萬公里，才能獲得載客運營的‘入場券’。”

前期試驗期間，它一舉跑出了單列時速453公里、相對交會時速896公里的驚人紀錄。這意味著當兩列CR450擦肩而過時，它們之間的相對速度約為音速的0.7倍，空氣壓力波沖擊、氣動噪聲激增、車體結構承壓等一系列極端工況同時疊加。邵軍坦言，從CR400到CR450，時速從350公里躍升至400公里，這50公里的突破進入了“速度無人區”，“每一公里的提升都帶來了指數級的技術挑戰。”

CR450何以能跑得如此之快？其背后是設計理念的全面革新。鐵科院機輛所空氣動力學及振動噪聲研究室研究員白夜向《環球時報》記者介紹，隨著列車運行速度提升，氣動阻力在總運行阻力中的占比大幅增加，時速達到400公里時，占比已超過90%，成為影響能耗與效率的主導因素。為此，CR450團隊進行了系統性的減阻優化。

對于旅客而言，最直觀的感受是“加速更快”。數據顯示，CR450動車組從起步到提速至時速350公里，僅需4分40秒，而當前運營的時速350公里復興號動車組則需要6分20秒，提速周期縮短了100秒。“在長途旅行中，這種提速優勢會更加明顯，”邵軍說，“CR450投入運營后，能夠進一步拉近城市間的時空距離。”

“更快、更靜、更綠”

“CR450的每一項性能指標，都是對現有技術的挑戰與超越。”白夜的話道出了這款動車組的核心競爭力。在速度、能耗、噪聲、制動距離等關鍵指標上，CR450均實現了“國際領先”。

“飛箭”與“鷹隼”，這兩個充滿速度感的名字，屬于CR450最終確定的兩種仿生頭型。白夜向《環球時報》記者詳解其中的技術邏輯：“研發團隊從仿生流體力學中汲取靈感，經過多輪篩選，最終確定了這兩種具有大長細比的流線型頭型方案。”“更尖更細”的設計讓阻力顯著降低。

列車底部的轉向架區域，是另一處氣動優化的關鍵。CR450創新性地采用了轉向架“一體化全包覆結構”，用光滑整流罩將所有非流線型部件完全遮蔽，從根源上消除了形狀阻力和干擾阻力。白夜透露：“以時速350公里運行時，CR450的整車阻力較CR400減小了22%，這一成果在全球高速列車領域處于領先地位。”

“跑得快”的同時，還要“跑得安靜”，這是CR450面臨的另一項重大挑戰。時速提升50公里，往往會帶來噪聲的顯著增長，但CR450的設計要求卻是“速度提升，噪聲不變”。更棘手的是，列車輕量化的需求使得傳統降噪材料難以在有限重量下達到效果，且不同類型的噪聲需要針對性的解決方案。“我們制定了分車、分區、分頻的降噪策略，從噪聲源和傳播路徑兩方面同時發力。”

如今，這一努力已收獲成果：在時速400公里的運行條件下，CR450的車內噪聲小于70分貝，相當于坐在一輛時速70公里的家用汽車中。邵軍表示，“乘坐舒適度是高鐵競爭力的重要體現，我們要讓旅客在享受更高速出行的同時，也能擁有安靜、舒適的環境。”

“更快速且更綠色”，是CR450的又一核心亮點。鐵科院機輛所空氣動力學及振動噪聲研究室副主任、研究員李國順告訴《環球時報》記者，CR450動車組相比現有的CR400復興號，在時速提升50公里的同時，能耗反而降低了20%以上，實現了速度與能效的反向優化。這一突破得益于兩大技術創新：永磁牽引系統和整車輕量化設計。

CR450還大量采用碳纖維復合材料、鎂合金等新型材料，并應用拓撲優化技術，整車重量較CR400減輕了50噸。“重量的降低不僅減少了輪軌摩擦產生的機械阻力，還降低了牽引系統的負荷，進一步提升了能效。”李國順表示。

從技術突破到全球引領

“CR450的研制，帶動了2000余家企業形成產業鏈集群，覆蓋20多個省市。”李國順給出的這組數據，直觀展現了其對產業的拉動效應。不僅形成了“用產學研”相互融合的鐵路技術創新體系，而且形成了“元件-部件-系統-整機”完整的產業鏈條。“這種‘技術+產業’的雙元驅動模式，打造了全球領先、規模最大的高速列車研發、批量制造能力。”

邵軍對CR450研發超額完成目標給出了肯定評價：“從前期驗證結果看，CR450動車組運行速度、緊急制動距離、噪聲、能耗等頂層指標全面落實，達到國際領先水平，相信CR450能早日實現商業運營，服務人民大眾出行。未來，CR450動車組及其先進技術將不斷擴大我國高鐵技術世界領跑優勢，進一步帶動全球高鐵技術的共同進步。”