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中华之星

中华之星中华之星”电动车组是中国自行设计,拥有完全自主知识产权的高速电动车组,设计时速为每小时270公里,满座能够承载726名旅客。2003年初,该电动车组在秦沈客运专线进行正线试验时曾创造了每小时321.5公里的“中国铁路第一速”。中国铁路第一速“中华之星”号列车外形酷似“鸭嘴兽”的双拱流线型机车头,列车密封性能良好,代表了目前中国国内的最高水平。

概述

有“中国新型电力机车摇篮”之称的株洲电力机车厂日前又为中国电力机车创下新的纪录,新下线的“中华之星”机车在试验时创下了三百二十一点五公里的高速纪录。该机车具有双拱外型,微机网络控制平台以及四百八十千瓦交流传动装置。“中华之星”冲刺三百二十公里的成功之举震惊了中国,同时也为明年中国铁路的再提速打下了基础。图为造型独特的“中华之星”。

2005年8月16日,中国铁路第一速“中华之星”号列车在秦沈线上载客运营。外形酷似“鸭嘴兽”的双拱流线型机车头。“中华之星”高速列车是为京秦沈快速客运通道研制的主型列车,由铁道部组织全国机车车辆制造工厂、科研院所、高等院校联合攻关共同研制,主机厂包括株洲电力机车厂、大同机车车辆厂、长春客车厂和四方机车车辆

中华之星中华之星

厂。

该车采用了交直交传动技术、计算机网络控制技术等众多国际先进技术,体现了中国机车车辆制造技术的最高水平。“中华之星”目前有两辆机车,其中DJJ2-0001A由南车集团株州电力机车厂生产,DJJ2-0001B由北车集团大同机车厂生产。两车使用同一图纸,因而基本上是完全一样的,只是由于各厂工艺条件不同,局部有细微差别。拖车分别由四方和长客生产。

拥有“中国铁路第一速”美誉的“中华之星”号列车,8月1日在沈阳北站首次正式载客运营。沈阳运载的首批旅客200余人,准时驶进河北山海关车站,完成了它的首次载客运输行程,全程400公里用时仅3小时,运行时速160公里,这个时速于“中华之星”来说只使用了一半的力气。

“中华之星”电动车组是中国自行设计,拥有完全自主知识产权的高速电动车组,设计时速为每小时270公里,满座能够承载726名旅客。2003年初,该电动车组在秦沈客运专线进行正线试验时,曾创造了每小时312.5公里的“中国铁路第一速”。经过近两年时间、50万公里的模拟载客运输试验后,最高时速可达312.5公里的“中华之星”号列车正式运营。

“中华之星”动车组的车头外形是根据空气动力原理设计,以减少空气阻力。中国“八五”以来,对高速列车动力学问题进行了大量的理论和实验研究,包括风动实验、弹射实验、线路实验等,“中华之星”就是这些研究成果的具体体现。

参数

1  列车型式

中华之星列车的牵引室


列车采用交直交电力牵引,由分别编组在头部和尾部的两个动力车以前拉后推的方式推挽运行。

2  列车组成

列车由2辆动力车和9辆拖车组成,中间拖车包括2辆一等座车,6辆二等座车,1辆酒吧车。

3  最高运营速度                       270km/h

最高试验速度                    >  300km/h

4  轮周牵引功率                       9600kW

5  电制动功率                         8800kW

6  列车定员                        ≥ 700人

7  列车总重                        约 678 t

8  列车总长                        约 280 m

9  供电制式           单相工频交流,额定电压为25kV

在铁道部下达的设计任务书中,对“中华之星”的用途有很明确的说明:京沈快速客运通道主型列车,未来高速铁路的中短途高速列车和跨线快速列车。“中华之星”的立项明确是以“产业化”为目标,预计用两年左右时间,达到年生产15列“中华之星”的能力。在铁道部下达的设计任务书中,对“中华之星”的用途有很明确的说明:京沈快速客运通道主型列车,未来高速铁路的中短途高速列车和跨线快速列车。“中华之星”的立项明确是以“产业化”为目标,预计用两年左右时间,达到年生产15列“中华之星”的能力。为保证项目的尽快实施和研发工作顺利推进,“中华之星”项目集中了当时国内铁路机车车辆制造和研发的最核心力量进行联合攻关。刘友梅告诉本刊,“中华之星”的研发工作集合了南、北车集团旗下的四大铁路机车车辆企业(株洲电力机车厂、大同机车厂、长春客车厂、四方机车车辆厂)、四大科研院所(中国铁道科学研究院、株洲电力机车研究所、四方车辆研究所、戚墅堰机车车辆工艺研究所)和两个高等院校(西南交通大学、中南大学),涉及设计开发人员多达几百号人。

其中,株洲电力机车厂和大同机车厂分别负责研制一台动力车,长春客车厂负责研制4节拖车,四方机车车辆厂负责研制5节拖车。

2001年8月,“中华之星”项目通过了技术设计审查,开始进入试制阶段。在随后一年多的试制阶段,四个主机厂制造的动力车和拖车分别在西南交通大学国家牵引动力重点实验室的滚动试验台上通过了330km/h、400km/h速度的模拟动力学试验。

2002年9月,“中华之星”动车组集结在位于北京东郊的中国铁道科学研究院环行铁道试验基地,开始进行列车编组调试。试验期间,动力车头的各项功能测试完成,包括牵引、制动、电空车调试。

2003年7月1日秦沈客运专线开通之后,“中华之星”高速列车将投入北京至沈阳的试运营。2003年6月10日至18日,“中华之星”动车组从秦沈客运专线上下线整修,目的就是为各制造单位在7月秦沈客运专线开通前解决各自存在的问题。6月24日,中国南车集团北车集团曾会同各厂家和皇姑屯动车所在沈阳市沈铁大厦召开“中华之星”动车组运营筹备会。

但2003年7月1日,“中华之星”并没有如期进入载客试运营。有人士披露,是因为“中华之星”上进口的法国信号系统出现了问题。刘友梅对记者承认:“在初期,进口的法国TVM430信号系统确实出现了一些问题,但问题很快得到解决。”

高速制动系统。“中华之星”的整个制动系统是自主知识产权的,从整个系统的控制逻辑单元到基础制动到防滑器,一整套子系统的集成都是中国自己做的,并自主研发了动力再生制动加列车电空制动的直通式数字制动机。转向架。转向架除承载功能外,还起到减振和安全功能。转向架有两种,一种是动力转向架,一种是非动力转向架。“中华之星”的动力转向架由南车集团的株洲厂和北车集团的大同厂联合承担自主研发,非动力转向架由长春厂和青岛四方各承担一个方案。在重大技术项目中,优先保护民族产业和支持自主技术是国际惯例。

正式运营

“中华之星”的前身是现在广深线运行的“蓝箭”号,都是以欧洲高速铁路技术模式为基础,属于动力集中型动车组。2000年,中国通过技贸结合和国际合作,引进国外核心技术部件----牵引变流器,完成了200km/h速度级的

中华之星外形酷似“鸭嘴兽”的双拱流线型机车头

“蓝箭”电动车组,并在随后的正线试验中达到了236公里的时速,于2001年完成了8列动车组的生产,并正式投入广深线商业运营。“‘蓝箭’已累计安全运营1200多万公里,关键是为我国立项开始270km/h高速列车的研制提供了宝贵的实践经验和试验数据。”刘友梅认为,这也说明中国已掌握和具备了200km/h级电动车组产业化的能力和条件。

从1998年出现了一个很有意思的变化。当年6月,两年一度的中国科学院、中国工程院院士大会上,时任国务院总理朱基做形势报告,提到了倡议已久的京沪高速铁路,也提到了磁悬浮技术。于是磁悬浮技术的研讨和磁悬浮高速铁路的修建被提上了日程,也正是从那时开始,铁道部支持的轮轨方案与磁悬浮方案的争论越来越激烈,进行中的中国高速铁路研究逐渐变成了铁道部的“争气项目”,铁道部想以实际效果说服国务院领导相信自己的轮轨方案(参见2004年9月5日《商务周刊》文章《京沪高铁十年一觉》)。

中国铁路机车车辆产业自新中国成立以来就坚持自主发展的路线。改革开放后,通过技术引进和国际合作,自主研发和制造能力得到明显提高。1994年,中国完成了160km/h电力机车、内燃机车和客车车辆的研制,到目前已全面掌握了时速160公里的电力机车、内燃机车、动车组和车辆的核心技术和系统集成,而且关键是形成了相当的产业规模和科研技术体系。

2000年初,经过专家的多次论证,铁道部拿出270km/h高速列车产业化项目报告,并提交原国家计划委员会,当年下半年,国家计委以2458号文件正式批准立项,同时列入国家高新技术产业化发展计划项目。该文件明确这是中国具有完全自主知识产权的高速列车,并命名为“中华之星”。2001年4月,铁道部下达“270km/h高速列车设计任务书”,确定了列车的总参数,由此拉开了“中华之星”自主研发的序幕。中国工程院院士、南车集团株洲电力机车厂高速研究所所长刘友梅被任命为该项目的总设计师。在铁道部下达的设计任务书中,对“中华之星”的用途有很明确的说明:京沈快速客运通道主型列车,未来高速铁路的中短途高速列车和跨线快速列车。“中华之星”的立项明确是以“产业化”为目标,预计用两年左右时间,达到年生产15列“中华之星”的能力。  

按照规划,270km/h高速列车“中华之星”项目总投资1.3亿元人民币,其中国家拨款4000万元,铁道部投资4000万元,企业自筹??利推进,“中华之星”项目集中了当时国内铁路机车车辆制造和研发的最核心力量进行联合攻关。刘友梅告诉本刊,“中华之星”的研发工作集合了南、北车集团旗下的四大铁路机车车辆企业(株洲电力机车厂、大同机车厂、长春客车厂、四方机车车辆厂)、四大科研院所(中国铁道科学研究院、株洲电力机车研究所、四方车辆研究所、戚墅堰机车车辆工艺研究所)和两个高等院校(西南交通大学、中南大学),涉及设计开发人员多达几百号人。其中,株洲电力机车厂和大同机车厂分别负责研制一台动力车,长春客车厂负责研制4节拖车,四方机车车辆厂负责研制5节拖车。  

中华之星中华之星



2001年8月,“中华之星”项目通过了技术设计审查,开始进入试制阶段。在随后一年多的试制阶段,四个主机厂制造的动力车和拖车分别在西南交通大学国家牵引动力重点实验室的滚动试验台上通过了330km/h、400 km/h速度的模拟动力学试验。  

2002年9月,“中华之星”动车组集结在位于北京东郊的中国铁道科学研究院环行铁道试验基地,开始进行列车编组调试。试验期间,动力车头的各项功能测试完成,包括牵引、制动、电空联合制动等基本功能得到了验证,随后又完成了机车调试。  

当年11月,“中华之星”分别在北京环行铁道试验基地和秦沈客运专线上进行了高速综合性能试验。  

1990年代末,中国经过多次高速列车综合试验,取得了开发高速列车的大量实践试验数据。中国高速列车研发按部就班地进行着。

2002年11月27日,对于刘友梅来说是个难忘的日子。这一天,“中华之星”在秦沈客运专线的冲刺试验达到321.5公里的最高时速,创造了我国铁路试验速度的最高记录。  

中国开始了高速列车关键技术的先期研究和科研攻关,包括大功率交直交牵引变流器、大功率交流异步牵引电机、高速转向架、直通式制动系统、微机控制系统和列车空气动力学等。

从2003年1月起,“中华之星”开始在秦沈客运专线上进行线路运行考核。刘友梅告诉记者,截止到2004年12月,“中华之星”在秦沈客运专线累计运行53.6万公里,创造了目前中国铁路新型机车车辆试验运行考核里程最长、运行考核速度最高的纪录。期间虽然也出现过故障,但最终“经受了新产品最严格的试验和考核”。  

中华之星中华之星



2005年初,“中华之星”在经历了53.6万公里的线路运行考核,两节动力车和9节拖车分别返回四大主机厂进行“解体拆检”,拆检后没有发现任何重大问题,可以确认整车和零部件状态良好。  

“这说明‘中华之星’是可靠的,研制是成功的。” 刘友梅说。

如果没有后来发生的一些事情,或许“中华之星”今天已经顺利运行在更多的客运专线上,并按照最初的目标实现产业化。“这一切都是人为因素造成的。”作为技术专家,他深刻感受到了来自人治和行政权威背后的巨大压力。

在2002年11月27日“中华之星”冲刺试验并创造了312.5公里最高时速的第二天,时任铁道部部长傅志寰希望亲自上车试乘,体验“中华之星”的速度。当天,傅志寰还把几位副部长都带来了。  

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质量问题

按计划是9点钟正式试验,为稳妥起见,全体试验人员起了个大早,先在线路上跑了一趟,最高时速达到285公里。但恰在快回到基地前的17秒钟,安装在“中华之星”上的转向架故障诊断系统出现报警。列车回到基地,下车检查发现B动力车有一个根轴的托架轴承座冒烟。当时在场的南车、北车集团领导和技术人员都很着急,据说当时急得南车集团的副总工程师都钻到车下去检查。北车集团的领导更是着急,因为这节动车头是北车旗下的大同机车厂负责制造的。这套故障诊断系统原本用于诊断军用航空发动机的故障,由航空集团“608所”开发并转化民用。发现轴承温度已经达到109摄氏度,完全超标,属于一级报警。随后用红外线测温计检查,轴承座温度也达到90多度。 但部长们都还等着登车,是继续试验还是立刻停止?在看完数据、分析完现场后,作为总设计师的刘友梅找来南北车的两位领导商议,他个人意见是接下来的试验应该停止,“因为已经列入一级报警了,应该相信这套系统,否则就会出大事故”。 随后,情况向傅志寰做了汇报,傅也决定取消接下来的试验。故障转向架被马上拉回大同厂解体,检查发现是进口轴承质量问题。在与国外制造商协调后,轴承得到退换。刘友梅告诉记者,到现在替换的轴承也没问题,“这也证明安装在‘中华之星’上的故障诊断系统是有效的”。“但这件事情却成为‘中华之星’安全性不可靠的最重要依据。

铁道部一些先生大做文章,否定‘中华之星’,说‘几位部长的命差点都要被中华之星报销了 ’。” 刘友梅很气愤,“我认为这恰恰说明‘中华之星’安全诊断保障系统很有效,能提升‘中华之星’的可靠性,就看你站在什么立场上去说了。” 随后在2003年9月19—20日长春召开的“高速动车组专家研讨会”上,“中华之星”被评价为“与国外先进水平相比,在技术水平、产品成熟程度和可靠性等方面还存在较明显的差距”。这次会议已经明确要从国外引进200km/h动车组和300km/h以上高速动车组,但专家们在“建议综合”里仍强调,要进一步完善“中华之星”高速动车组的试验。  

2005年7月11-12日,铁道部主持召开“中华之星”阶段验收总结会,会上铁道部对国家立项自主研发的高速列车在口头上表示了支持。“但实质上对‘中华之星’持全盘否定的态度。” 刘友梅认为,这次验收会刻意否决了“中华之星”项目从设计、研制、试验、运行考核的严格过程以及“中华之星”所具备的200km/h以上速度级技术能力的事实。

中华之星酒吧车厢内含有吧台、高台转吧、低台沙发吧及靠吧等多种吧席形式,上部配以多种隐形灯和射灯。



2004年,在铁道部200km/h动车组项目采购招标中,“中华之星”彻底出局。“中华之星”重蹈当年大飞机项目“运十”的覆辙。  

“这次验收会极大地伤害了我们科技人员的自信,也损害了政府部门的诚信形象。”刘友梅很痛心,但更关键的是,“‘中华之星’高速列车夭折了,中国刚刚自主建立起来的高速列车技术的系统集成平台被扼杀了”。

中华之星自2003年4月载客试运营,自2005年8月1日首次载客运营,每天沿秦沈客运专线往返沈阳北-山海关之间,车次为L517/8次,列车全程400公里用时仅3小时,这个时速对于“中华之星”来说只使用了一半的力气。

2006年8月2日,中华之星完成了最后一次营运任务,成为一颗流星陨落在辽沈大地。

相关链接

列车长春
道岔系统铁路
轮式高铁机动车

 

 

 

参考资料


1.http://www.hb.xinhuanet.com/newscenter/2006-03/16/content_6489288.htm

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