由中國中車長春軌道客車股份有限公司（以下簡稱“中車長客”）自主研制的我國首列氫能源市域列車日前成功完成時(shí)速160公里滿載運(yùn)行試驗(yàn)，標(biāo)志著我國在將氫能應(yīng)用于軌道交通領(lǐng)域取得新突破。
飛馳的列車背后，是科研工作者夜以繼日的鉆研、全情投入的堅(jiān)守和勇于挑戰(zhàn)的擔(dān)當(dāng)。日前，本報(bào)記者走進(jìn)中車長客，走近列車研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，聽一聽他們團(tuán)結(jié)協(xié)作、創(chuàng)新攻堅(jiān)的故事。
——編者
3月21日，我國自主研制的首列氫能源市域列車成功完成時(shí)速160公里滿載運(yùn)行試驗(yàn)，完成達(dá)速試跑，實(shí)現(xiàn)了全系統(tǒng)、全場景、多層級性能驗(yàn)證，標(biāo)志著氫能在軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用取得新突破。
全球首列時(shí)速350公里自動駕駛列車、首個(gè)搭載5G+4K超高清演播室的智能列車、首次在動車組上應(yīng)用北斗衛(wèi)星定位技術(shù)……這許多個(gè)讓人心生自豪的“第一”，都與中車長客列車研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)有關(guān)。他們?nèi)找构?jiān)，打造出多項(xiàng)世界之最，一直奔跑在創(chuàng)新奮進(jìn)的路上。
90后團(tuán)隊(duì)“邊干邊學(xué)、邊學(xué)邊用”，實(shí)現(xiàn)氫能源列車達(dá)速試跑
3月23日，中車長客國家軌道客車工程研究中心新技術(shù)研究部副部長王健又是加班到晚上10點(diǎn)多才回家。氫能源列車成功達(dá)速試跑，給王健注入新的信心和動力。“雖然很有成就感，但也不能懈怠，一山爬完還有一山，前方總有更多探索和提升。”王健說。
32歲的王健是吉林長春人，畢業(yè)于清華大學(xué)，2019年來到中車長客工作。“上大學(xué)時(shí)，我就經(jīng)常坐長春到北京的高鐵動車往返。公司讓我們承擔(dān)重要項(xiàng)目的研發(fā)工作，是對我們的信任與考驗(yàn)。”王健說。
此次時(shí)速160公里氫能源市域列車項(xiàng)目，從2022年初研發(fā)立項(xiàng)到車輛下線再到最終整車試驗(yàn)完成，歷經(jīng)了2年多時(shí)間。年輕的王健牽頭研發(fā)整個(gè)車輛的氫能源動力系統(tǒng)。“團(tuán)隊(duì)的力量無窮大。”王健說，他所在的氫能源動力系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，成員年齡最大的生于1990年，最小的生于1998年。
此次氫能源列車動力系統(tǒng)的研發(fā)工作，中車長客采取競賽機(jī)制，共有三個(gè)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了三個(gè)方案。經(jīng)過層層把關(guān)，王健所帶團(tuán)隊(duì)勝出。“方案入選后，三個(gè)團(tuán)隊(duì)又合成一個(gè)團(tuán)隊(duì)合力攻關(guān)。”王健說。
起初，面對氫能源市域列車這一全新的軌道交通車輛類型，以及從未采用過的氫燃料電池和儲能電池相結(jié)合的混合動力供電方式，車輛研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)沒有可以直接借鑒的經(jīng)驗(yàn)。“雖說是摸著石頭過河，但其實(shí)可摸的石頭也不多。”王健說。
團(tuán)隊(duì)的年輕人們加班加點(diǎn)，幾十次調(diào)整方案，逐步細(xì)化完善。最后，研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)攻克了車輛架構(gòu)設(shè)計(jì)、混合動力控制、能量管理策略等重重難關(guān)，讓這樣一列市域列車的面世成為可能。
讓王健印象最深的一個(gè)“難關(guān)”，是開發(fā)混合動力系統(tǒng)的能量管理控制策略。“這個(gè)問題困擾了團(tuán)隊(duì)很久。如果不解決，車輛就不能實(shí)現(xiàn)節(jié)能低碳的目標(biāo)。”王健說，“有段時(shí)間，吃飯?jiān)谙?，睡覺在想，滿腦子都是這個(gè)問題。”后來，團(tuán)隊(duì)從電網(wǎng)智能調(diào)度優(yōu)化相關(guān)研究中汲取了靈感，終于實(shí)現(xiàn)了突破。
“我們這些年輕人都是邊干邊學(xué)、邊學(xué)邊用，在解決一個(gè)個(gè)難題的過程中快速成長。”王健說，團(tuán)隊(duì)這種“干中學(xué)、學(xué)中干”的模式，正是承襲了中車長客一些前輩們的工作方法。
2019年，王健剛到中車長客工作時(shí)，就投入到世界上首條時(shí)速350公里的智能高鐵——京張高鐵研發(fā)項(xiàng)目的沖刺階段。“前輩們的傳幫帶讓我受益匪淺，同時(shí)也讓我感受到，邊學(xué)邊干對于年輕人成長有很大幫助。”王健說。
攻克多項(xiàng)技術(shù)難題，成功設(shè)計(jì)世界上首列時(shí)速350公里智能動車組
車身色彩以青花藍(lán)為主基調(diào)，配以動感十足的白色飄帶，一朵朵晶瑩剔透的雪花若隱若現(xiàn)……時(shí)間回到2019年12月30日，首列京張高鐵“復(fù)興號”智能動車組從北京北站出發(fā)，駛向河北張家口市崇禮區(qū)太子城站，世界上首條時(shí)速350公里的智能高鐵——京張高鐵正式開通試運(yùn)營。
“如今，‘復(fù)興號’家族已形成系列產(chǎn)品，能夠適應(yīng)高原、高寒、濕熱、風(fēng)沙等多種運(yùn)行環(huán)境需求。”京張高鐵“復(fù)興號”智能動車組副總設(shè)計(jì)師朱彥，正是王健所說的前輩之一。“一列‘復(fù)興號’高速列車，有50多萬個(gè)零部件，高鐵制造涉及冶金、高分子材料、合成材料、精密儀器、機(jī)械、電力等眾多產(chǎn)業(yè)。中國鐵路的發(fā)展，背后是我們自主創(chuàng)新能力的增強(qiáng)和制造業(yè)的升級。”
2017年，國家啟動2022年北京冬奧會配套高速軌道交通建設(shè)，中車長客隨即組建了京張高鐵“復(fù)興號”智能動車組設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，啟用了大批青年設(shè)計(jì)師，35歲以下青年設(shè)計(jì)師136人，是設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的主力。
2007年開始，朱彥就一直從事動車組研發(fā)工作，從時(shí)速250公里到350公里，從高寒、抗風(fēng)沙再到新一代高速動車組，參與了近20個(gè)動車組型號的研發(fā)。2018年，公司安排朱彥擔(dān)任京張高鐵研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人。
“當(dāng)時(shí)，很多技術(shù)難題等著我們?nèi)スタ恕?rdquo;朱彥說，自項(xiàng)目投標(biāo)階段起，團(tuán)隊(duì)3個(gè)月封閉辦公，車頭做了42套方案，繪制各種結(jié)構(gòu)圖紙5289份，電氣圖紙升級了4版近萬張。
在北京八達(dá)嶺長城地區(qū)地下102米，有著世界上最深的高鐵站——京張高鐵八達(dá)嶺長城站。“八達(dá)嶺高鐵站扶梯有400多米。列車以時(shí)速350公里的速度通過這個(gè)隧道時(shí)，如果壓力波控制不好，乘客就會產(chǎn)生類似于坐飛機(jī)遇到強(qiáng)氣流驟降的感覺。”京張高鐵“復(fù)興號”智能動車組設(shè)計(jì)主管董雪妍說，“最終通過優(yōu)化車輛氣密性和壓力控制這兩方面的功能，我們成功解決了京張高鐵車輛壓力舒適性的問題。”
京張高鐵“復(fù)興號”智能動車組電氣系統(tǒng)負(fù)責(zé)人張國芹介紹，全車設(shè)置了2700多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測列車的各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)向地面平臺傳輸車輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)。同時(shí)，列車可以積累大量運(yùn)行數(shù)據(jù)，有助于實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維。5G直播、智能燈光和溫度調(diào)節(jié)、手機(jī)無線充電、北斗衛(wèi)星定位……智能系統(tǒng)成果都轉(zhuǎn)化為旅客舒適的乘車體驗(yàn)。
“其實(shí)挺難的，剛開始幾乎全是花屏。”負(fù)責(zé)列車5G技術(shù)應(yīng)用的設(shè)計(jì)主管、高級工程師高林林感慨，“那是2021年7、8月份，天氣最熱的時(shí)候，我們在線上跟了2個(gè)月，每天幾乎只睡三五個(gè)小時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)問題就立刻想辦法解決。”最后，團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)首次在時(shí)速350公里的高鐵列車上，依托5G技術(shù)打造超高清移動演播室。北京冬奧會期間累計(jì)開行冬奧列車1664列，在高鐵上現(xiàn)場直播40多場。
科研人員與一線工人密切合作，秉持工匠精神完成每一項(xiàng)工作
一大早，在位于長春市綠園區(qū)的中車長客國家軌道客車工程研究中心，朱彥帶著設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)聚在會議室認(rèn)真研究列車優(yōu)化方案。朱彥說：“只有用高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格要求自己，才能做出高質(zhì)量的產(chǎn)品。”
張國芹工作很忙，每天顧不上化妝，穿著工裝，背上電腦和洗漱包就天南海北地跑。“走在路上看別人打扮得漂漂亮亮也很羨慕，可是沒辦法，沒有那么多時(shí)間和精力。”張國芹說，有一次，她做電磁兼容試驗(yàn)，需要拆一些零部件，沒有設(shè)備，又著急做試驗(yàn)，就用手扒線，手被扎得滿是傷痕。
對生活要求不高，對工作卻很苛刻。“高鐵不僅是工業(yè)產(chǎn)品，還是一件件藝術(shù)品，所以我們倡導(dǎo)團(tuán)隊(duì)的每個(gè)成員都要秉持工匠精神來完成每一項(xiàng)工作。”朱彥說。
成功來自拼搏，也來自協(xié)作。中車長客一直十分重視科研人員與一線工人的密切合作。
謝元立是中車長客轉(zhuǎn)向架事業(yè)部焊接產(chǎn)線上的一名機(jī)械手操作工。他從一名普通的一線工人，逐漸成長為一名技術(shù)精湛、經(jīng)驗(yàn)豐富的中華技能大獎(jiǎng)獲得者、全國勞動模范。
“‘復(fù)興號’研發(fā)過程中，轉(zhuǎn)向架焊接的自動焊工藝開發(fā)十分重要。”謝元立說，當(dāng)時(shí)“復(fù)興號”研發(fā)時(shí)工藝設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)找到他，想請他研究一下轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁的帽筒焊接技術(shù)。“這種焊接方法難度相當(dāng)大，而且之前沒有用過。后來，我們共同總結(jié)的《構(gòu)架側(cè)梁上蓋板與帽筒自動焊工藝方法》獲國家發(fā)明專利，在‘復(fù)興號’系列動車組、城市軌道客車等多種車型上都有廣泛應(yīng)用。”謝元立說。
“每一次啃硬骨頭的經(jīng)歷，都為后續(xù)工作積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，最終目標(biāo)是不斷提升列車的技術(shù)水平。”朱彥說。
2023年7月，為杭州亞運(yùn)會打造的“復(fù)興號”亞運(yùn)智能動車組在長春正式下線。從杭州到寧波、溫州、金華、紹興、湖州5座協(xié)辦城市，亞運(yùn)列車飛馳在東南沿海丘陵地區(qū)，穿過眾多橋梁與隧道，需要不斷減速、提速。“得益于京張高鐵研發(fā)應(yīng)用積累下來的經(jīng)驗(yàn)和成熟的模擬測試，列車的平穩(wěn)性得到充分保證。”中車長客國家軌道客車工程研究中心主任助理尹振坤說。
“從‘復(fù)興號’中國標(biāo)準(zhǔn)動車組到智能動車組，從電動列車到氫能源列車，中車長客不斷探索，為研制下一代性能更好的列車不懈努力。年輕設(shè)計(jì)師們也在工作中不斷成長，許多80后、90后都能獨(dú)當(dāng)一面了。”朱彥說。
現(xiàn)在，王健正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)完善氫能源列車的升級方案。“我們要繼續(xù)為中國軌道交通事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量，讓更多高性能列車飛馳在廣袤大地上！”王健說。
■記者手記
做科研，要“攀過一山又一山”
從“復(fù)興號”中國標(biāo)準(zhǔn)動車組到杭州亞運(yùn)智能動車組，再到最近剛剛下線的氫能源市域列車，中車長客一直奔跑在創(chuàng)新的路上。
過去人們常說，火車跑得快，全靠車頭帶。而中國鐵路事業(yè)的發(fā)展，則是節(jié)節(jié)發(fā)力，形成合力。在中車長客，創(chuàng)新也是如此。創(chuàng)新不是哪個(gè)部門、哪個(gè)科研機(jī)構(gòu)的事情，而是處處都能感受到的工作方式和活力氛圍。創(chuàng)新，可能發(fā)生在焊花飛舞的車間里，也可能體現(xiàn)在一塊屏幕上。取得技術(shù)突破、攻克行業(yè)難題的，可以是科研人員，也可以是一線工人。
采訪中車長客研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，讓人心生感觸：他們心里總是記著“攀過一山又一山”。這不，時(shí)速160公里氫能源市域列車剛剛完成運(yùn)行試驗(yàn)，下一代性能更強(qiáng)的產(chǎn)品研發(fā)工作已緊鑼密鼓地開展。
創(chuàng)新，成就了中國高鐵輝煌的現(xiàn)在，更將托舉起一個(gè)高端化、智能化、綠色化的產(chǎn)業(yè)未來。
原標(biāo)題：中國中車長春軌道客車股份有限公司列車研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)——
讓更多高性能列車飛馳在廣袤大地上（講述·弘揚(yáng)科學(xué)家精神）
