18日,由中國科學(xué)院研制的中國未來雙層高鐵動車組概念模型被媒體披露,引發(fā)關(guān)注。雙層高鐵動車組目前在世界上的研發(fā)情況如何?什么技術(shù)最經(jīng)濟(jì)、安全?
當(dāng)日,在接受科技日報記者采訪時,西南交通大學(xué)教授張衛(wèi)華介紹說,德國、法國的下一代高速列車均提倡用雙層動車組技術(shù),其目標(biāo)是提高旅客乘坐能力,提供運能,提高經(jīng)濟(jì)性。
“就速度來說,只要解決了低重心和大容量等設(shè)計技術(shù)問題,單層速度跑時速350公里,雙層動車速度也應(yīng)該沒問題。”張衛(wèi)華說。
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列車高速行駛,如果車體加高荷載加重,高速轉(zhuǎn)彎時會因離心力作用導(dǎo)致失穩(wěn),這也是雙層高鐵動車組研制中最關(guān)鍵的問題。
張衛(wèi)華認(rèn)為,只要車體重心低,在規(guī)定的平衡速度下,即離心力和曲線超高的重力橫向分量抵消,安全性不僅沒有問題,而且會更好。
如何實現(xiàn)車體低重心、大容量?“德國下一代高速列車,希望用獨立旋轉(zhuǎn)車輪技術(shù),可使整列車實現(xiàn)低地板,以保持良好的雙層空間。”張衛(wèi)華說。
所謂獨立旋轉(zhuǎn)車輪,是將兩輪通過滾動軸承安裝在車軸上,車輪相對于車軸能夠自由轉(zhuǎn)動,而車軸不必轉(zhuǎn)動。
“與軌道車輛的剛性輪對相比,獨立旋轉(zhuǎn)車輪的輪對搖頭和橫移動不再耦合,實現(xiàn)了左右輪的解耦,理論上不存在縱向蠕滑力,因而不會產(chǎn)生蛇行失穩(wěn)。”張衛(wèi)華解釋說,沒有蛇行臨界速度的限制,使得采用獨立車輪的車輛可以達(dá)到較高的運行速度。同時,由于運行時車軸不轉(zhuǎn)動,故可以取消公用車軸,或者將車軸做成下凹型,以降低地板面的高度。
除低地板技術(shù)外,張衛(wèi)華認(rèn)為,還包括車體布置總體技術(shù),包括客室與座位(或臥鋪)布置、原來車下設(shè)備的上車問題、以及除低地板外的大容量車體技術(shù)(結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造)。
公開資料顯示,在傳統(tǒng)的高鐵強(qiáng)國,雙層動車組技術(shù)已經(jīng)比較成熟了。例如,法國的TGV Duplex動車組,經(jīng)歷了長時間的運行和多次改進(jìn),能提升50%客運量,持續(xù)運行時速能達(dá)到320公里,堪稱雙層高鐵動車組的王者。
日本20年前就有了雙層的高鐵動車組。新干線E4系列車于1997年就上線運行,時速240公里,有16節(jié)車廂、定員1634人,是世界載客最多的高速車輛。我國目前16節(jié)長編組的“復(fù)興號”動車組,每列定員為1193人。春節(jié)前剛剛發(fā)布的17節(jié)超長編組“復(fù)興號”動車組,每列定員為1283人。
我國雙層高鐵動車組研制也在進(jìn)行。2018年11月,由中車株機(jī)研制的動力分散型鋁合金雙層高鐵動車組首次公開亮相。該車采用流線型車頭,全車采用模塊化設(shè)計理念,能夠?qū)崿F(xiàn)4/6/8節(jié)編組;8節(jié)編組車型全車共有坐席820個,最大載客量1708人。
據(jù)介紹,該雙層動車組瞄準(zhǔn)國際市場,以時速160公里為基礎(chǔ)技術(shù)平臺,車體、轉(zhuǎn)向架等核心部件按照高速動車組的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、驗證,可以根據(jù)不同需求進(jìn)行技術(shù)升級,達(dá)到時速160公里以上多種速度等級。同時整車采用輕量化設(shè)計,復(fù)合制動控制,安全節(jié)能環(huán)保。
“雖然是雙層動車組,但其車輛限界與單層一致。”張衛(wèi)華說,現(xiàn)有線路和接觸網(wǎng)都適用。
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