速度往往意味着危险,所以,高速铁路不是每一个国家都有能力建造。
高铁高速运行时车体稳定性,是检验高铁性能的重要指标。
尤其当两列高铁列车以350公里以上的时速相向而行,其相对速度则高达700公里以上。这时,两列高铁列车给彼此的气压推力,其风速远超台风风速,随后产生的“失压”,又使两列车相互“吸引”,这就会使车身产生晃动。如果控制不佳就会倾覆。
今年4月21日,中国国铁集团在济(南)郑(州)高铁(尚未完全完工)濮阳至郑州段,成功进行了时速870公里高铁会车实验,成为目前世界最快火车列车会车速度记录,为中国高铁创造了一张新的技术名片。
本次实验采用两列我国自主研发的CR450“复兴号”高速动车组。
4月21日早上,两列CR450动车组分别从郑州和濮阳相对运行。中午12:53,两车在河南浚县境内会车,单车运行表数为435公里每小时。
两车相对交汇时速就为435 X 2 = 870公里,每秒相对行程242米,两车交会时间0.86秒。
1万米高空的音速是1097公里每小时,870公里每小时已经接近0.8倍音速。列车高速会车时、或者驶入隧道中,坐在车厢内的乘客会听到轰的一声。
这是因为列车高速运行带动了周边的空气,形成
也就是说435公里每小时运行的列车交会时形成的压力扰动,比100公里每小时运行的列车交会时形成的压力扰动要大4.35的平方等于19倍,相当于刮起17级飓风时形成的动压力。
17级飓风是台风、飓风分级表中最高一档,具有毁灭性的摧毁能力。从1900年以来,登陆我国大陆的17级台风,一共只有4个。
如果435公里每小时的高铁运行起来,每次会车都相当于遭受一次17级飓风的袭击,对于高铁的安全稳定运
以现有技术运行参数排列,国际上的高速列车大致次序如下。
第1名,中国CR450,设计最高时速450公里,持续运行时速400公里。
第2名,日本的新干线,最高时速360公里。
第3名,德国西门子,最高时速330公里。
第4名,韩国(KTX-山川/起亚,现代),最高时速330公里。
第5名,法国(TGV/阿尔斯通),最高时速320公里。
我国从引进国外高铁开始到CR450,已经实现关键项目自主创新。
CR450动车组从2021年5月份开始研制,已经纳入十四五规划,理论上说应该在2025年之前投入使用。按照目前的试验进度,有望在2024年上半年投入使用。
CR450采用中国自主研发的涡流制动、碳陶制动盘、永磁牵引系统、主动控制受电弓等九项新技术,搭载北斗导航系统,并且具有AI自动驾驶功能。
中国的高铁建设,发端于1992年召开的“高速铁路发展研讨会”,中国政府决定尽快启动中国高铁建设。
2000年(2004年正式中标),承建土耳其伊安高铁,成为中国高铁走出国门第一单。
2004年起,先后从加拿大庞巴迪、日本联合高铁、德国西门子引进时速200公里高铁动车技术。
2008年,第一条具有自主知识产权的商业高速铁路-京津高速铁路,投入运营,列车时速350公里。
2009年,沙特王国麦加至麦地那双线高速铁路(又名:哈拉曼高铁)开工,设计时速360公里,这是中国企业参与修建的首条穿越沙漠的高速铁路。
2010年,时速380公里的CRH380A下线,象征中国已初步掌握高铁生产核心技术。
2016年,印尼雅(加达)万(隆)高铁开工,这是境外首条以中国标准及技术建设的设计时速350公里,工程于2022年5月全部完工。
2018,具有完全知识产权的“复兴号”CR400高速动车组正式入列中国铁路运输系统。标志着中国已进入世界高体一线强国,已初步了具备国际市场竞争力。
2021年,启动时速400公里级别的CR450高速动车研发工作,并被中国政府列入“十四五规划”,并于2022年4月和5月,成功进行了CR450隧道及明路,400公里时速会车实验。
中国作为高铁工业的后来者,刚起步时,差距是巨大的,但通过不断引进,吸收,再创新,集成,再自主研发,中国高铁现已成为全球高铁市场不可小觑的竞争者。
整个高铁行走系统,有三个部分最为核心和关键,这就是:1)牵引系统,2)转向架,3)制动系统。
首先,牵引系统方面,由一开始全部需要进口,到现在中国已掌握全部核心技术,软件及源代码全部国产化,是中国高铁的成本优势更加明显。
高铁刹车是由电刹车和气刹车前后联动方式来实现高铁平稳安全停车,这方面,德国的克诺尔公司产品占有了中国铁路一半的产品份额,中国纵横机电针对性地对克诺尔产品进行学习和吸收,终于在CR450上全部替代德国产品。
转向架方面,CR380A动车组已换装国产产品,全部换装国产品,也是大势所趋。
第一,极大
中国的国土是世界上最复杂的地形,所以各种建设施工难度很大。而铁路建设对于质量和标准的要求要高于一般性的公路,而高铁的建设要求又高于一般性的铁路。
我国为解决各种地质难题,创造性
川藏铁路全长1800公里,桥梁和隧道占比高达84%。我国在高铁施工中用于铺设桥梁的是黑科技架桥机,目前已经进化到第3代。
2021年评选的央企10大重器,其中就有昆仑号高铁架桥机,目前正用于福州至厦门高铁湄洲湾跨海特大桥施工。
第二,拉动内需,调动相关产业链。
高铁的大规模建设,使“同城效应”日趋明显,城市边界日趋模糊,城市间人群的市场分工更趋合理和理性,投资消费需求随之提高,高铁商圈,已成为各地枢纽城市新的创富基地。
同时在高铁沿线形成产业走廊,各生产要素都是自觉配对互补,从而成为新经济生态的参与者,让各城市软性生产力要素进一步激活,第一和第二产业带动起第三产业增长,第三产业也反哺第一及第二产业。
以长三角为例,随着高铁网路的丰富,上海
第三,区间交通时间缩短,让单位
高铁路网的不断延伸,旅行的效率和范围超出以往。个人职业生涯的拓展方式,也有机会由同城到双城,两城
高铁对时间的成本的节省,也会以巨大的经济效益的方式得到反馈,以武广高铁为例,两地交通时间由11个小时缩短为3个小时,每年这条路节约的社会交易成本高达数十亿元。
高铁不仅扩大了人们的生活半径,也扩大了人们的职业机会范围,上午跨省面谈,中午吃饭,晚上回家,只有在高铁时代才为可能。
第四,密切了内陆和边疆的联系,巩固了国防建设。
西部高铁网,包括了:渝(重庆)昆(明)高铁,成(都)渝(重庆)中线高铁,成(都)达(州)万(县)高铁,西(安)渝(重庆)高铁,渝(重庆)贵(阳)高铁,泸(州)遵(义)高铁,六(盘水)威(宁)昭(通)高铁,等7条高铁线路。
它使昆明不再孤悬在西南之外,为云南融入成渝经济圈提供了前提。促进成渝撑起中国西南经济版图,进一步强化成都的西南政经中心地位,同时将西北与西南拉近,加强两经济区优势互补,并将西南与珠三角串联,以期广东经济效应辐射西南,在加强西南各省内部经济联系的同时,将经济与旅游资源与西藏对接。
而在西藏方面,拉(萨)林(芝)高铁已经通车,进一步扩展了西藏的旅游经济空间,加强了西藏与西南各省乃至全国的交流,为边疆稳定创造了积极条件。
经过了20多年的大规模建设,中国高铁运营里程到2021年为止已经达到了4万公里,占全世界高铁运营里程的60%。
可以说中国高铁从零开始,现在已经全面超越西方,整体建设水平居于世界最顶尖。
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