近日，我國高速動車組技術(shù)取得了重要進(jìn)展，CR450動車組樣車在北京隆重亮相，標(biāo)志著我國自主研發(fā)的新一代高速動車組正式邁入400公里每小時(shí)的新紀(jì)元。
據(jù)悉，CR450動車組的研發(fā)工作得到了中國科學(xué)院力學(xué)研究所的大力支持。特別是在氣動設(shè)計(jì)、抗風(fēng)安全性以及噪聲控制等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，力學(xué)研究所提供了專業(yè)且高效的解決方案。
氣動性能的優(yōu)化對于高速列車至關(guān)重要。隨著速度的提升，氣動阻力成為列車能耗的主要部分。在300公里每小時(shí)的速度下，氣動阻力占比超過75%，并且隨著速度增加，列車功率主要用于克服氣動阻力。因此，CR450動車組需要在現(xiàn)有復(fù)興號的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)21%-25%的氣動減阻。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，中國科學(xué)院力學(xué)研究所利用自主研發(fā)的高速列車雙向動模型試驗(yàn)平臺，對7個(gè)CR450動車組頭型進(jìn)行了空氣動力學(xué)性能的測試評估，為車型定型提供了科學(xué)依據(jù)。
環(huán)境風(fēng)對高速列車的安全性構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。輕量化設(shè)計(jì)使得CR450動車組對側(cè)風(fēng)抗傾覆能力的要求更高。為此，力學(xué)研究所結(jié)合空氣動力學(xué)與車輛動力學(xué)理論，對350公里每小時(shí)至450公里每小時(shí)速度范圍內(nèi)的高速列車運(yùn)行安全性進(jìn)行了深入研究，并提出了大風(fēng)環(huán)境下的評判指標(biāo)體系、風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合閾值以及大風(fēng)限速運(yùn)行方案，為列車的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。
隨著速度的提升，噪聲問題也日益突出。為了有效控制噪聲，力學(xué)研究所建立了輪軌和氣動噪聲仿真模型，對主要線路噪聲源進(jìn)行了量化分析，并構(gòu)建了車外多源噪聲預(yù)測模型。這一模型為動車組噪聲設(shè)計(jì)和鐵路環(huán)境噪聲預(yù)測提供了重要的理論依據(jù)。
在抗風(fēng)防傾方面，CR450動車組的設(shè)計(jì)充分考慮到了大風(fēng)環(huán)境對列車運(yùn)行安全性的影響。通過深入研究背風(fēng)側(cè)旋渦演化等復(fù)雜現(xiàn)象，科研人員為列車制定了更加科學(xué)的風(fēng)速風(fēng)向聯(lián)合閾值及大風(fēng)限速運(yùn)行方案，確保了列車在惡劣天氣條件下的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
同時(shí)，噪聲控制也是CR450動車組研發(fā)過程中的重要一環(huán)?？蒲腥藛T通過建立噪聲仿真模型和預(yù)測模型，對列車在不同速度下的噪聲源進(jìn)行了量化分析和排序，為動車組噪聲設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。這些努力不僅提升了乘客的乘坐體驗(yàn)，也降低了對鐵路沿線環(huán)境的影響。
