大陸高鐵為何這麼強? 航天科技深藏功與名

大陸高鐵為何這麼強?

出門乘坐風馳電掣般的高鐵,當你讚嘆高鐵舒適安全的時候,也許你還不知道,有一批航太人採用航太技術為高鐵安全保駕護航。

根據人民網報導,記者日前來到中國運載火箭研究院第七〇二研究所,看到了他們為高鐵所做的一系列試驗。

『神舟』飛船科技幫助高鐵減少運行震動

高鐵時速達到300公里時,要克服巨大的空氣阻力,從而產產生不小的振動,如何保證車內乘客的舒適感,在武廣高鐵開通前,航太七〇二所對武廣高鐵進行了列車運行全程的振動資料採集,拿到第一手資料,透過資料採集和分析研究,找出可能產生故障的原因,為相關產品結構改進提供了支撐,確保列車安全運行。

為什麼要選擇航太科技隊伍保障高鐵安全?原來,這是一支了不起的隊伍,是他們讓大陸的航太運輸實現了從『奧拓』變『奧迪』的跨越。

原來,在『神舟五號』飛船發射時,楊利偉在火箭起飛120到140秒的這一段時間內,突然感覺到一種在訓練過程中從來沒有感受過的振動,讓他非常難受。

讓楊利偉感覺到『幾乎難以承受』的振動,是一個世界性的航太發射難題。航太七〇二所承接了這項任務,經過試驗和分析發現,當火箭液體燃料在管路中輸送時會引起振動,這一振動頻率與火箭箭體結構的振動頻率接近的時候,就極有可能產生共振,共振的後果,火箭就會在空中『哆嗦』。

為了拿到有效方案,那段日子,科技人員實行『白加黑』(白天試驗、晚上分析)、『7+2』(每週工作7天,每天增加2小時)、『夜總會』(晚上總開會)。經過半年多的調查、分析、計算、試驗。火箭『哆嗦』的原因終於查清——燃料輸送與結構耦合振動!後來,在火箭上增加了一個叫『變能蓄壓器』的裝置,能夠抑制火箭燃料輸送時產生振動,火箭不再共振。

到『神舟六號』時,太空人感覺振動輕多了。『神舟七號』時,太空人終於坐上了『奧迪』,用太空人聶海勝的話說,『我們乘坐的火箭非常舒適,幾乎感覺不到振動。』

車門、廁所等耐用性實驗

車門是高鐵使用最頻繁的一個部件,還有,當兩車交匯,或者列車進出隧道等情況下,車門和車窗都要承受巨大的擠壓力,航太七〇二所透過100萬次循環的疲勞試驗,考核產品的結構強度及密封性,同時還進行了破壞性試驗,確保意外情況下列車的安全性。

許多坐過高鐵的人都對高鐵的廁所稱讚不已,誰知高鐵廁所的汚物箱卻要承擔巨大的振動和衝擊,因為箱體內有流體(水)物質負載,導致支撐臂振動回應加大。如何確保支撐臂不斷裂,科技人員對箱體內不同注水情況下振動的應力分佈及薄弱點進行模擬計算,對支撐臂進行優化設計。並對改進過的產品進行振動衝擊試驗,驗證了產品的結構安全性。

當然,乘客使用時間最長的莫過於座椅了,如何確保座椅舒適耐用?科技人員也進行了振動、衝擊和疲勞耐久試驗,驗證了座椅的靜、動強度和耐久性、安全性。乘客頭頂的行李架直接關係乘客安全,科技人員重點對行李架結構在承載情況下的應力分布進行了模擬計算,還進行了極限破壞強度測試,驗證了行李架的靜、動強度和耐久性、安全性。

當然,包括車體主橫梁等各個關鍵部件,科技人員都進行了疲勞模擬分析計算,找出薄弱點,進行結構優化,為高鐵的安全再上一道保險。目前,航太七〇二所已經在試驗中累計申報相關專利近60項,掌握了大量智慧財產權。

中國高鐵為何這麼強?航天科技深藏功與名
京廣高鐵上商務座。