日前，“復(fù)興號(hào)”中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組在京滬高鐵以350公里的時(shí)速載客運(yùn)行，跑出了世界高鐵商業(yè)運(yùn)營最高速，再次刷新“中國速度”。
修長的流線造型，極具工業(yè)質(zhì)感的銀灰色車身，點(diǎn)綴以靚麗的“中國紅”飄帶……當(dāng)由中車四方股份公司設(shè)計(jì)制造的“復(fù)興號(hào)”CR400AF驚艷亮相時(shí)，人們震撼于它漂亮的外形。而在高顏值背后，蘊(yùn)藏著這么一項(xiàng)不同尋常的數(shù)據(jù)：運(yùn)行阻力降低12%。這意味著，當(dāng)“復(fù)興號(hào)”以時(shí)速350公里運(yùn)行時(shí)，人均能耗下降17%，人均百公里能耗僅3.8千瓦時(shí)電。
如此高科技含量的頭型是怎樣練成的？它的背后，是極限挑戰(zhàn)的創(chuàng)新精神和對產(chǎn)品性能的極致追求。
眾所周知，車體是高速動(dòng)車組的9大關(guān)鍵技術(shù)之一，而頭型又是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。當(dāng)動(dòng)車組的運(yùn)行速度超過時(shí)速300公里時(shí)，80%的阻力來自空氣阻力，在高速狀態(tài)下，動(dòng)車組的動(dòng)力輸出幾乎都消耗在與空氣的對抗上了。因此，車頭造型不僅是為了好看，更為關(guān)鍵的是要降低運(yùn)行阻力。
然而，跟既有動(dòng)車組相比，“復(fù)興號(hào)”的外形有了很大改變。CR400AF動(dòng)車組的車體高度從3.7米增高到了4.05米，車體斷面積增大了7.3%，這意味著，要提升車頭的氣動(dòng)性能，難度隨之大大攀升。
為攻克頭型技術(shù)難題，研發(fā)團(tuán)隊(duì)最初設(shè)計(jì)了46種頭型概念方案，最終提煉了23種方案進(jìn)入工業(yè)設(shè)計(jì)，并從中遴選出7種頭型，開展了海量的仿真計(jì)算、氣動(dòng)性能和氣動(dòng)噪聲風(fēng)洞試驗(yàn)以及動(dòng)模型試驗(yàn)，通過反復(fù)的對比分析和評估，才最終敲定頭型設(shè)計(jì)方案。
車頭的制造是另一大挑戰(zhàn)。CR400AF動(dòng)車組的車頭采用了流線型設(shè)計(jì)，通過棱線曲面對空氣進(jìn)行導(dǎo)流，從而降低空氣阻力。而車頭的棱線曲面造型復(fù)雜，對成型精度的要求極高，制造難度極大。
據(jù)中車四方股份公司技術(shù)工程部部長張志毅介紹，CR400AF的車頭造型有六條棱線，每條棱線長達(dá)11米，為達(dá)到造型要求，棱線部位的內(nèi)部骨架定位精度精確到了0.5毫米，操作人員要控制每一根骨架的定位，出現(xiàn)任何細(xì)小的錯(cuò)誤都可能要推倒重來；此外，還需要精確控制精度，做到嚴(yán)絲合縫，操作難度極高。對焊接變形的控制同樣是一道難題。整個(gè)車頭有3000多條焊縫，加起來長達(dá)600多米，如此高的焊接密度，幾乎囊括了平焊、橫焊、仰焊等所有高難度的焊接姿勢。CR400AF車頭試制時(shí)，光焊接試件就試驗(yàn)了1000多種。
整個(gè)車頭的制造，前后經(jīng)過30多道工序，可以說每道工序都是對精益求精的極致追求。