中科院力学所科技成果——高速列车系列技术
中国高速铁路技术

中国快速铁路网知识小结—记孙永福院士演讲听了孙院士的中国快速铁路网的介绍,总结起来就有一以下几个要点。
1,中国高速铁路的安全性高速铁路,其中最突出的技术经济优势就是它的安全性能好,从高速铁路诞生、开通那天起,到现在已经有41年了,运营历史都证明了它的安全性能。
我们国家高速铁路运营时间长、速度高,而且密度还大,运营安全是靠系统工程来保障的,把安全作为一个系统工程来抓、来保障。
从现在的高速铁路来看,实现了高品质、高稳定的轨道结构和轨道基础。
举一个大家都比较熟悉的指标,铁路有一个轨距普速铁路和高速铁路直线上,轨距都是1435毫米,普速铁路有一些偏差,对时速350公里的高速铁路来说,偏差在正负1毫米,要保证这个精度,难度是很大的。
也就是说,高速铁路相对普速铁路在技术上是快于它的。
我们在列车运行过程中要注意弓网关系,实现了弓网结构的简单、可靠、优良。
我们实现了全封闭的行车环境。
我们现在采用的高速列车动车组,性能非常优越,它的监测、侦断系统都是非常先进可靠的。
列车在运行过程中要跑得快,要停得住,要靠列车运营控制系统。
我们国家列车运营控制系统是非常先进、成熟的列车控制系统,像大家看到的京津、武广,都是无线传输列车控制系统,然后把这些信息反映到一台计算机,跟踪它的主控区间,做到了智能控车,而且严格采用了故障导向安全的系统技术,比如当某个车位发生故障的时候,系统会自动采取降速、慢行,甚至停车,等等,这点确保了系统的安全性。
再看看整个高速铁路的建设过程,无论是从勘察设计、建筑工程、产品设备安装工程,都进行了严格的质量控制。
如何控制呢?主要是采用标准化管理,采用了专业化、机械化、工厂化、信息化施工,还采用了监理、监督、检验一整套监控来保障,而且要经过充分的试运行。
比如武广,它的一条干线有若干个站,可以是武汉直达长沙,也可以从长沙直达广州,也可以在每站都停,也可以隔站停,这就带来了列车运行的若干场景,这些场景是不是安全?我们都要进行试验,武广一共进行了17大项、2000多个场景的试验,试运行里程上百万公里,最后保证它的安全性、舒适度等指标,筹备好再开通运行。
中国高速铁路建设科技创新之成果

中国高速铁路建设科技创新之成果中国高速铁路建设科技创新在过去几十年中取得了显著的成果,不仅在国内得到了广泛的认可,也在国际上赢得了声誉。
这些成果包括技术创新、工程管理和服务品质等多个方面。
本文将从这些不同的角度介绍中国高速铁路建设科技创新之成果。
一、技术创新1. 列车设计和制造:中国高速铁路采用了自主研发的动车组技术,具备了更高的速度和更低的能耗。
同时,技术创新也提高了列车的安全性和乘坐舒适性。
2. 轨道技术:中国高速铁路采用了独特的复合轨道技术,有效地提高了线路的承载力和稳定性。
这项创新使得列车能够以更高的速度行驶,同时减少了设备维护所需的人力和物力资源。
3. 信号与通信技术:中国高速铁路引入了先进的信号与通信技术,实现了列车的自动控制和运行管理。
这项创新不仅提高了运行的准时性和可靠性,还大大减少了人工操作的风险。
4. 结构材料和施工技术:中国高速铁路采用了新型的结构材料和施工技术,提高了线路和车辆的耐久性和安全性。
这项创新使得高速铁路能够适应各种复杂的气候和地质条件,同时减少了维护和修缮的成本。
二、工程管理1. 整体规划:中国高速铁路建设科技创新首先在规划阶段就具备了系统性和综合性。
通过整体规划,高速铁路能够与其他交通工具和城市发展相协调,提高了整个交通系统的效率。
2. 项目管理:中国高速铁路建设采用了先进的项目管理方法,实现了资源的优化配置和进度的控制。
这些创新使得高速铁路建设能够高效地进行,同时降低了成本和风险。
3. 资金筹措:中国高速铁路建设科技创新不仅体现在技术和工程上,也体现在资金筹措方面。
中国政府通过多种渠道和方式进行资金筹措,确保了高速铁路建设的顺利进行。
三、服务品质1. 线路覆盖和可达性:中国高速铁路建设科技创新通过增加线路覆盖和提高可达性,大大方便了人们的出行。
高速铁路连接了许多城市和地区,使得旅客能够以更快速和便捷的方式到达目的地。
2. 乘客体验:中国高速铁路在服务品质方面也进行了创新。
突破性的高铁技术专利

突破性的高铁技术专利高铁作为一种快速、高效、环保的交通工具,已经在全球范围内广泛应用。
然而,随着科技的不断进步和需求的日益增长,研发出更加先进和突破性的高铁技术显得尤为重要。
本文将介绍一项突破性的高铁技术专利,该专利的创新之处以及对高铁行业的影响。
1. 介绍本项专利名为“高速磁悬浮列车技术”,由国内著名高铁技术公司研发完成。
该专利是基于磁悬浮技术的改进,通过在列车和轨道之间建立磁场,实现列车与轨道之间的接触减小,从而提升了高铁行驶速度。
2. 技术创新该专利的创新之处主要体现在以下方面:2.1 磁悬浮技术的改进传统的磁悬浮技术通过利用磁力将列车悬浮起来,并通过磁场的吸引力使列车保持在一定高度上行驶。
然而,这种方式存在磁场衰减导致列车降落的风险。
而该专利通过引入新型的磁场发生装置,解决了这一问题,确保列车在整个行驶过程中都能保持悬浮状态,从而提高了安全性和稳定性。
2.2 动力系统的升级为了进一步提升高铁的速度,该专利在动力系统方面进行了升级。
传统的高铁动力系统通常采用电力驱动,但电力驱动存在能量转化损失,限制了高铁的速度。
而该专利采用了新型的永磁电机,实现了高效能量转化,并且电机体积小、重量轻,有利于提高高铁的速度和加速度。
2.3 数据处理与智能控制该专利在数据处理和智能控制方面也有所创新。
通过安装传感器和摄像头等设备,实时收集列车和轨道的数据,通过智能算法对数据进行分析和处理,在行驶过程中及时调整磁场和动力系统,进一步提高高铁的安全性和效能。
3. 影响与前景这项突破性的高铁技术专利将在高铁行业产生深远影响:3.1 提高高铁运行速度通过磁悬浮技术的改进和动力系统的升级,该专利实现了高铁的飞跃性突破。
目前的测试结果显示,采用该技术的高铁可达到每小时500公里以上的速度,大大缩短了长途出行的时间,提高了人们的出行效率。
3.2 促进高铁科技创新这项专利的推出将会激发高铁行业的技术创新潜力,推动行业的发展。
中国时速4000公里的磁悬浮列车

中国时速4000公里的磁悬浮列车近日,中国航天科工集团正在论证研制的“最高时速4000公里”高速飞行列车在网络上“刷屏”,被网友称为“飞铁”,也引发了对“北京到上海半小时”的未来憧憬。
毕竟,相比京沪高铁最高时速350公里,“高速飞行列车”要快出10倍。
据航天科工透露,“高速飞行列车”的原理是利用超导磁悬浮技术和真空管道,实现超音速的“近地飞行”。
时速4000公里,意味着车中乘客的速度,是地面音速的3倍、步枪子弹出膛速度的1.5倍。
面对这个数字,许多人最关注的还是舒适性和安全性的问题。
对人体来说,“飞”得比子弹还快究竟意味着什么呢?站点要“远”:以磁悬浮的加速度,要从北京一路加速到上海首先,对于“坐地日行八万里”的我们来说,速度本身并不是关键,关键在于加速度。
要通俗地理解加速度给人带来的感受,可以参考超级跑车全力启动的过程。
一辆能够做到3秒内突破百公里时速的超级跑车,其最快加速度可以超过1g(重力加速度,约为9.8m/s²),这时,驾驶者会有一个强烈的“推背感”,感觉人像是被紧紧地钉在座椅上,这个力的大小,相当于一个人压在自己的身上。
中国工程院院士、空军航空医学研究所航空医学工程研究中心主任俞梦孙曾介绍,战机飞行员一般需要承受高达9g的加速度,但飞行员可能会出现黑视或晕厥的现象。
“神舟”十一号航天员陈冬也曾向公众描述过训练时体验4g加速度时的感受:身体像被三个自己牢牢按死,眼泪直流,十分狼狈。
但这种加速持续时间只是数秒或几十秒,是瞬间的事。
对于一般的交通运输工具来说,设计者要权衡加速度、加速时间和加速路程,尽量保证乘客的舒适性。
8月31日,航天科工三院三部“高速飞行列车”技术总负责人毛凯回应媒体称:“列车进入高速运行状态前有个缓慢的加速过程,加速度比飞机启动要小”。
在“缓慢加速”的情况下,加速时间和加速距离都会相应增加。
波音787客机启动的加速度约为0.25g,以0.25g加速到时速4000公里,加速时间约为450秒,即7.5分钟,加速距离约为250公里。
高速列车技术的新进展与发展

高速列车技术的新进展与发展高速列车技术是目前世界上的热点话题之一,因为它不仅推动了交通运输行业的发展,还促进了经济的发展。
高速列车技术经历了不断的探索和实践,已经实现了从时速200公里到时速400公里乃至更高时速的技术突破,目前已经成为各国交通运输发展的重头戏之一。
一、高速列车技术的新进展1.复合材料的应用复合材料是近年来高速列车制造中的重要材料。
对复合材料的科学应用可以提高列车的安全性、性能和运行效率。
世界上许多列车制造商已经开始使用纤维复合材料来替换传统的金属材料。
2.磁浮技术的应用磁浮技术是高速列车技术的重要组成部分,它可以利用磁悬浮原理来实现高速列车的运行。
随着科学技术的发展,磁浮技术在高速列车领域的应用越来越广泛,已经成为一种供给方便、快捷、安全的高速铁路交通方式。
3.能量回收技术的应用针对高速列车在操作过程中能量的浪费,能量回收技术是一个高效的解决方案。
这种技术可以通过回收电能来提高列车的能源利用率,并创造更加环保的交通方式。
二、高速列车技术的发展1.设备更新技术的应用设备更新技术可以提高列车的运行效率,同时也可以降低交通事故的风险。
可以使用最新的设备技术和设备管理技术,以确保列车设备的高效稳定运行。
2.自动驾驶技术的应用自动驾驶技术是高速列车领域的新兴技术,获得了许多的关注。
使用自动驾驶技术,可以实现列车在规定路线上的自动驾驶,同时还可以提高列车的安全性和运行效率。
3.全球定位技术的应用全球定位技术被广泛应用在高速列车领域中,可以在不断的改进和完善下,提高列车的安全性和能源利用率,同时使列车运行的更加准确和更加高效。
三、发展高速列车技术的意义1.改善城市交通拥堵情况高速列车技术的使用可以有效减少道路拥堵和交通事故发生的风险。
在城市中,高速列车可以作为一种快速、安全、经济的交通工具来改善城市交通拥挤状况,促进城市的发展。
2.促进国际贸易及物流业的发展高速列车技术能够连接各种交通网络,促进国际贸易和物流业的进步。
高速列车轮轨接触力研究

高速列车轮轨接触力研究在现代交通运输领域,高速列车技术一直是备受关注的研究领域。
而在高速列车技术中,轮轨接触力的研究是一个至关重要的方面。
轮轨接触力的研究涉及列车运行的稳定性、行驶速度的提升以及轨道设备的使用寿命等诸多方面。
本文将以高速列车轮轨接触力的研究为主题,探讨该领域的一些关键问题和研究成果。
在高速列车行驶过程中,轮轨接触力是指列车轮轨之间发生的力的交互作用。
它既受到列车自身重力的影响,也受到列车加速度、速度等因素的影响。
研究轮轨接触力首先需要了解这种力的产生机制。
传统的轮轨接触力研究主要基于力矩平衡原理,即轮胎力矩平衡方程。
该方程考虑了轮轨垂向力、侧向力和纵向力之间的平衡关系,通过求解该方程可以获得轮轨接触力的大小和方向。
然而,由于高速列车运行过程中各种因素的复杂性,传统的轮轨接触力研究方法已经不能满足实际需求,因此需要进一步深入研究。
近年来,随着各类高速列车的研发和投入使用,轮轨接触力的研究逐渐得到了加强。
研究者们通过建立更精确的数学模型,结合实际的运行数据,对列车轮轨接触力进行了深入的分析。
据研究者的观察和实验结果表明,轮轨接触力的大小和方向与列车运行速度、轮胎和轨道的材料特性有关。
其中,轮胎的摩擦系数和轮胎与轨道之间的摩擦特性是影响轮轨接触力的重要因素。
目前,研究者们主要通过仿真计算和实验方法来研究高速列车轮轨接触力。
其中,仿真计算方法主要基于有限元分析和多体动力学模拟等技术,可以模拟列车在不同运行状态下的轮轨接触力变化规律。
而实验方法则通过实际的列车试验和采集数据,对轮轨接触力进行测量和分析。
这两种方法各具优势,在综合应用中可以更准确地研究轮轨接触力的特性和变化规律。
除了轮轨接触力的研究方法,高速列车轮轨接触力的研究还需要关注其对列车行驶安全和轨道设备寿命的影响。
轮轨接触力过大或不稳定会导致列车不稳定、脱轨等安全问题,而过大的接触力也会加速轨道的磨损和疲劳,缩短轨道使用寿命。
因此,研究者们还需要探索轮轨接触力与列车运行速度、加速度等因素之间的关系,以及在不同轨道条件下接触力的变化规律。
高速列车的空气动力学研究

高速列车的空气动力学研究随着科学技术的不断发展和进步,高速列车作为一种高效、安全、舒适的交通工具,已经成为人们出行的首选。
而在高速列车的设计和研发中,空气动力学就是一个尤为重要的领域。
本文将就高速列车的空气动力学进行一些初步探讨。
一、高速列车的空气动力学基础空气动力学是研究物体在流体中运动的科学,而高速列车所处的环境就是流体。
因此,研究高速列车的空气动力学就是研究高速列车在运行过程中受到的各种空气流动的影响,以及如何通过设计和改变车体外形来减小风阻和空气阻力。
这是提升高速列车运行效率和降低能耗的重要手段。
高速列车的空气动力学基础主要包括以下三个方面:1. 高速列车所处的空气流动场高速列车在行驶过程中,周围的空气会因为列车的运动而发生不同的变化,从而形成不同的气流场。
这些气流场会对列车行驶的稳定性、安全性和能耗产生影响,因此需要进行深入研究。
2. 高速列车风阻和空气阻力高速列车行驶所需要克服的阻力主要有摩擦阻力、轨道阻力和空气阻力。
其中,空气阻力是高速列车行驶主要的阻力来源之一,因此减小风阻和空气阻力可以有效提高列车的运行效率。
3. 高速列车所采用的改变车体外形的设计技术为了减小高速列车的风阻和空气阻力,降低列车运行的能耗,需要对车体外形进行改进。
列车所采用的改变车体外形的设计技术包括车头形状设计、车身尾缘、气动外形与气动平衡性的设计等等。
这些技术的应用可以有效地减小列车的风阻和空气阻力。
二、高速列车空气动力学的研究现状目前,国内外对高速列车的空气动力学研究已经取得了很大的进展。
以下就是一些目前比较典型的研究成果和应用:1. 实验和数值模拟方法的研究为了深入研究高速列车的气动特性,目前研究人员主要采用实验和数值模拟方法进行研究。
通过实验和数值模拟可以深入地了解高速列车所处的气流场,分析高速列车的气动性能,优化车体外形等等。
2. 高速列车风洞试验高速列车的风洞试验是空气动力学研究中的一种重要方法。
风洞试验可以快速地获取大量数据,帮助研究人员深入了解高速列车的运行情况、车体外形和空气动力学特性等等,从而更好地优化车体设计和改进列车性能。
高速列车空气动力学研究

高速列车空气动力学研究一、引言高速列车是现代铁路交通的重要组成部分,随着技术的不断进步,高速列车运行速度也随之逐步提升,由此带来的空气动力学问题也愈加复杂。
本文将对高速列车空气动力学研究进行详细探讨。
二、高速列车空气动力学基础知识1.空气动力学的基本概念空气动力学是研究空气和固体物体相互作用的学科。
其中,空气指的是大气或气体流动。
固体物体与空气接触时,会发生压力、阻力、升力等现象。
这些现象与空气的粘性、流速等因素密切相关。
2.高速列车对空气动力学的影响高速列车行驶时,会对周围空气产生影响,产生的空气动力学现象包括:(1)压力分布不均:高速列车运行时会产生大量的气流,这些气流会对周围的空气产生压力分布不均的影响。
(2)气动力影响:高速列车运行时会产生气动力,即空气对列车的作用力,包括推力、阻力、升力、侧力等。
(3)空气声学影响:高速列车行驶时也会产生一定的声音,这些声音会对周围环境产生一定的影响。
三、高速列车空气动力学研究1.数值模拟方法数值模拟是研究高速列车空气动力学的一种重要方法。
通过建立高速列车和周围空气的数学模型,运用计算机模拟高速列车运行过程中产生的气流、气动力、声学等现象,进而分析研究高速列车空气动力学特性。
2.实验方法实验方法也是研究高速列车空气动力学的常用手段。
研究者通常使用风洞或实际列车进行试验,收集数据并进行分析,以揭示高速列车空气动力学的规律。
3.研究现状目前,国内外对于高速列车空气动力学的研究已经有了一定的积累。
其中,国外学者研究更加深入,技术更为成熟,涉及到空气动力学原理、设计优化、降噪改善等多个方面。
而国内学者则更关注实际运用,针对不同类型的高速列车进行研究,并寻求提高运行速度和降低运营成本的方法。
四、高速列车空气动力学应用1.提高列车设计效率研究高速列车空气动力学,可以为列车的设计提供更为准确的数据依据,进而提高列车设计效率和质量。
2.优化列车降噪高速列车运行时产生的噪音对周围居民造成一定的影响。
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中科院力学所科技成果——高速列车系列技术2008年科技部与原铁道部签订了两部联合行动计划即《中国高速列车自主创新行动计划》,启动了国家支撑计划重大项目“高速列车关键技术研究及装备研制”,目标是研制最高运行时速380公里的新一代高速列车。
在此背景下,初步形成了目前的高速列车空气动力学科研团队。
团队核心成员主要围绕高速列车气动性能和气动噪声评估、气动优化设计、动模型气动实验技术、列车结构静/动强度评估和设计、气动对车辆运行安全性和舒适性影响等开展研究。
涉及空气动力学、结构动力学、车辆动力学、噪声工程、实验技术等多学科系统耦合问题。
该团队参与了我国已研制和在研的所有高速列车气动性能评估和气动定型设计,具有较强的团队精神、科研攻关能力,对我国高速列车设计技术提升和高铁产业的发展起到了不可替代的作用。
技术介绍及特点
在国家科技支撑计划重大项目“中国高速列车关键技术研究及装备研制”的资助下,中国科学院力学研究所高速列车团队形成了较完备的高速列车空气动力学设计技术。
建立了优化设计方法和动模型实验平台,形成了我国高速列车空气动力学研究体系。
其主要特点有:
1、基于压缩空气加速、磁涡流非接触制动、实验快速恢复等发明技术,研制了世界上规模最大、实验速度最高的双向运行高速列车动模型实验平台。
同时,研制了具有弹性隔振支撑、加减速段限位和实验段自动切换的车载六分量测力天平,填补了动模型气动力测量的
技术空白。
利用该平台,已为我国多种高速列车研制提供了气动实验支撑数据。
2、发展了多目标优化设计方法,构建了高速列车气动优化设计平台。
以气动阻力、尾车升力和远场气动噪声为设计目标,通过优化,得到了性能更优的标准动车组气动方案。
大西线线路考核试验表明,中国标准动车组具有更加优良的气动性能。
3、本项目发展的高速列车气动优化设计技术,已用于我国CRH380系列、中国标准动车组、更高速度等级高速列车、城际列车等研制,为中国高速铁路发展做出了突出贡献。
参与“京沪高速铁路工程”项目获2015年国家科学技术进步特等奖。
主持“高速列车空气动力学优化设计及评估技术”项目分别获2016年中国力学科技进步一等奖和2014年第五届中国侨界创新成果贡献奖。
参与“设计时速380公里高速动车组技术研发及应用”项目获2012年铁道科技进步特等奖。
应用领域
1、高速列车的气动特性评估
2、高速列车动模型试验
3、高速列车外形优化设计
技术成熟度及应用案例
1、CRH380系列高速列车气动定型设计
针对新一代CRH380A高速列车研制,完成了多种头型方案无横风和不同强度横风运行场景下的气动性能和气动噪声评估;完成了单
车隧道通过、明线及隧道会车场景的压力波分析。
通过综合性能比较,筛选出5种性能优良的高速列车头型方案,进行风洞实验,最终确定了CRH380A的头型方案
针对CRH380B研制,在分析原型车CRH3的气动阻力源的基础上,完成了风挡、空调整流罩、裙板、受电弓整流罩等结构部件的多方案
气动性能比较,确定了改进方案并通过了风洞实验验证,线路试验验证了改进方案的有效性,CRH380B型高速列车总阻力相对于原型车CRH3,总阻力减小8%左右。
2、标准动车组优化设计针对筛选的标准动车组方案,以气动阻力、尾车升力和远场气动噪声为设计目标,通过优化,得到了性能更优的标准动车组气动方案(授权高速列车头型设计发明专利1项)。
相对于CRH380A,三辆编组气动阻力系数降低约11%,尾车升力系数降低约19%,远场气动噪声降低约2dBA。
3、高速列车气动性能动模型试验主要通过动模型平台测试高速列车的压力、气动力、列车风、压力波等参数。
应用案例包括:(1)超高速动车组动模型试验;
(2)时速250公里标准动车组动模型试验;
(3)双层动车组动模型试验;
(4)时速350公里标准动车组动模型试验;
(5)时速400公里高速列车动模型试验;。