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CR450动车组司机室。

图为中新社记者贾天勇摄

数据来源：中国铁道科学研究院集团

CR450青年团队成员在试验列车上研讨技术细节。

图为中国铁道科学研究院集团提供

试验列车行驶在湄洲湾跨海大桥上。

图为中国铁道科学研究院集团提供

核心阅读

日前，CR450动车组样车正式亮相。商业运营时速400公里，试验时速450公里，中国高铁再次领跑全球。

CR450动车组研发有何难点，实现了哪些技术突破，背后有怎样的故事？日前，本报记者走近CR450科技创新工程关键系统研发和试验青年团队，看他们如何助力CR450动车组“贴地飞行”。

广袤大地，列车飞驰。

商业运营时速400公里，从时速400公里到时速0、制动距离只需要6500米，标准动车组每公里能耗只需22至23千瓦时……CR450动车组的研制，汇聚着众多科研工作者的智慧与艰辛，见证着中国高铁新的辉煌与荣光。

时间拨回到2021年。这一年，“CR450科技创新工程”正式实施，由国铁集团牵头，联合国内科研院所、高校、企业等科研力量组成创新联合体，开展协同攻关。其中，中国铁道科学研究院集团作为技术牵头单位，组建了一支参与人数达210人、横跨七大专业的CR450科技创新工程关键系统研发和试验青年团队（以下简称“CR450青年团队”）。

与时间赛跑，这项耗时多年的项目让我国在全球范围内首次建立起商业运营时速400公里动车组的标准体系，为更快的“中国速度”写下生动注脚。

既要起步快更要停得稳，如何实现

研发新材料，升级响应系统，提升制动性能

“在没有任何经验可供借鉴的情况下，为CR450动车组确定顶层技术指标像是在‘无人区’里进行探索，一切必须慎之又慎。”CR450青年团队负责人许聪说。

为了探索出新的技术路径，许聪带领团队先后实地开展50余次调查研究和访谈咨询，开展100余项仿真试验和70余项地面试验，以确保总体技术条件的先进性和可行性。最终，通过不同系统成员协同攻关，包括速度、安全、能耗、噪声等在内的指标被确定下来。

“放眼全球，商业运营时速400公里确属首次。”许聪说，虽然国内外曾有过类似尝试，但都是试验列车，“商业运营考验的是列车长期稳定安全运行的能力。”

长期稳定安全运行，意味着动车既要起步快，更要停得稳。时速提高50公里，但要与CR400动车组在时速350公里时的紧急制动距离基本一致，如何做到？

数据测算显示，在时速400公里背景下，如果使用CR400动车组的制动系统，紧急制动距离需要8500至9000米，与6500米的目标相差甚远。

“列车的制动过程，需要将机械能转化为热能，在6500米内将时速从400公里降到0，所释放的能量能在2分钟内将6.8吨水从零摄氏度加热到100摄氏度。”铁科院集团机辆所副研究员韩晓东说，CR400动车组制动系统所使用的材料已无法满足新工况要求，亟须研发新材料。

为此，以CR450青年团队为主力的攻关小组正式成立，专门研发耐高温、抗变形、耐疲劳的新材料。“光是寻找最佳材料‘配方’，我们就花了半年时间。后续，又用了一年时间验证工艺过程、材料性能。”韩晓东说。

材料的研发有条不紊，制动响应系统的升级也在进行。“响应时间越短，留给真正制动的时间就越多。”CR450青年团队成员、铁科院集团机辆所副研究员邵林介绍，CR450动车组通过创新采用时间敏感网（TSN）传输信号，实时传输性能提升10倍，制动响应时间从CR400动车组的2.3秒减少到1.7秒。

从制动系统、牵引动力、网络控制到安全监测，团队为每个关键系统都设计了专属数字模型，通过精密计算和反复试验，实现制动性能提升20%以上。最终，在运行时速提高50公里情况下，CR450动车组制动距离与CR400动车组基本一致。

跑得更快能耗不变，怎样达成

包覆转向架腔，降低运行阻力，应用轻质材料，实现“瘦身健体”

实现动车组商业运营，要在安全的基础上保证经济性。因此，能否让列车跑得更快、能耗不变便成为研发团队面临的又一道难题。

“降阻、减重是关键。”许聪介绍，高速飞驰的列车，气动阻力随速度的平方增长，列车95%的运行阻力来自空气。理论测算显示，时速提高50公里，阻力将增加30%，牵引能耗主要在与空气阻力“对抗”。