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从追赶到领跑 中国高铁是如何做到的
2018-10-23 10:28:46 湖南日报     [作者:金中基,余蓉]     [责任编辑:曾璇]      字体:【

2017年4月9日,复兴号标准动车组。 通讯员 摄

2015年10月15日,中车株洲电力机车研究所有限公司总部大楼外景。 通讯员 摄

2018年5月8日,全球首条智轨列车示范线在株洲开通试运行。通讯员 摄

本版图片均为资料图片

湖南日报记者 金中基 余蓉

早上在北京喝豆浆,中午在上海喝咖啡。中国高铁的速度,令世界变小,让人们生活圈扩大。

2018年8月1日,正值开启我国高铁时代的京津城际铁路开通运营10周年之际,上线运营列车当天全部换成“复兴号”,京津两地运营时间从35分钟缩短至30分钟。“复兴号”这个中国高铁最先进技术的标杆,不仅能以时速350公里平稳持续运行,还创下史无前例的时速840公里交会速度。

“‘复兴号’高速列车迈出从追赶到领跑的关键一步。”在今年的两院院士大会上,习近平总书记如此称赞我国高铁建设所取得的崭新成就。

金秋时节,湖南日报记者来到被称为高铁“心脏”的轨道交通牵引系统研发单位——中车株洲电力机车研究所有限公司(以下简称“株洲所”)。株洲所副总经理、总工程师冯江华在接受采访时,语气中不乏自豪:“正是改革创新的精神,让株洲所攻克一个又一个难关,自主研发出世界一流的永磁牵引系统。”

“自断皇粮”逼上梁山

1959年6月,铁道部株洲电力机车研究所(株洲所的前身)在株洲田心诞生。最早一批创业者从五湖四海汇聚到了这里,他们大多数毕业于上海交大等著名高校,有的则是留学归来的精英。

1960年,韶山1型机车改进研制进入重要阶段,可参加援建的苏联专家“奉调”带着技术全部撤离回国,这让株洲所的科技人员深刻地意识到自主掌握电力机车的核心技术的重要性。没有现成的技术资料可以借鉴,秉着奋斗与创新精神,株洲所参与研发韶山1型机车,开启了我国电力牵引技术的自主研发之路。

时光进入上世纪80年代,改革开放的春风吹遍神州大地。虽然科研成绩斐然,但株洲所也面临着当时全国科研院所普遍面临的难题:工资全靠上级拨款,科研骨干的工资收入还比不上所门外一个摆小摊的,“造原子弹的比不上卖茶叶蛋的”;花费大量心血开发的科研成果被当成了“贡品”,躺在了各类展厅里或实验室里,就是进入不了市场。

是继续端着铁饭碗,还是砸破铁饭碗创业?

“我觉得这是一个机遇。”时任株洲所所长的丁爱国回忆说,在历史抉择的关头,株洲所作出了最为重要的一次改革,“自断皇粮”,逼上梁山,开始自己组织生产、自己卖产品。

“当时国内的内燃机车大都采用机械制动,在长度比较长的下坡路段闸瓦容易磨损,制动效果并不理想。我们研发了更稳定可靠的电阻制动技术,受到了市场的广泛欢迎,第一年就赚了800万元。”丁爱国说,这第一桶金不仅让科研人员深受鼓舞,也让株洲所找到了“科研—生产—效益—科研”良性循环发展之路。

1993年,株洲所销售收入首次突破亿元大关。2000年以后,全国铁路体制改革提上日程,株洲所员工脱掉了钟爱多年的铁路制服,正式从事业型科研院所向科技先导企业转型。

此后10余年,改革成为常态。今天的株洲所已形成了电气传动与自动化、高分子复合材料应用、新能源装备、电力电子(基础)器件四大产业板块,旗下拥有三家上市公司、九个国家级科技创新中心、两个企业博士后科研工作站、四个海外研发中心的总体发展规模,产品销售全球100多个国家和地区,2017年公司实现销售收入333亿元,位居中国中车一级子公司前列。

从追赶到领跑的关键一跳

从上世纪80年代初开始到90年代末,株洲所开始向世界先进水平奋起直追,通过自主创新和技术引进,电力机车的研制从韶山3型直到韶山9型,终于使中国站到了世界直流电力机车技术的高地,并成功打破西门子、阿尔斯通、庞巴迪等国际大公司的技术垄断。

当时,株洲所的科技专家敏锐意识到,交流传动即将成为现代机车传动的主角,发起了攻关的冲锋。株洲所资深专家黄济荣回顾研发历程时说:“研发核心部件脉冲整流器时,大家两眼一抹黑无从下手,幸好我在德国学习的时候带回了一张原理图,靠着这张图,项目组艰苦奋战一个月,竟然在反复讨论中把它成功变成了一张密密麻麻的完整的线路图。”

交流传动系统电机电压在试验时,经常引发器件烧坏,烧坏的各种电路板可以用大卡车来装。这对于只有几百万元年利润的株洲所而言,简直就是“烧钱”,而当时株洲所负责人说:“科学研究不可能没有失败,烧坏了不要紧,继续干。”

1996年,株洲所和株机厂联合研制出AC4000交流传动电力机车原型车。这是中国第一台交流传动电力机车原型车。此后,株洲所联合株机厂又开发出我国第一台具有自主知识产权的商用型交流传动机车“奥星号”和高速动车组动力车“蓝箭号”,从而使我国交流传动电力机车的工程化进入新的阶段。

然而在工程运用上,我国一方面遭遇国外技术封锁,另一方面必须和国外领先的企业做一些合作。“我当时负责把国外成熟的产品应用到‘蓝箭’动车组,可在动车商业运营的时候出了问题。我们自己不掌握核心的技术,出事了我们却要替外方背锅。这对我们技术人员的自尊心是极大的打击。”冯江华开始思考,一味地跟着别人跑没有出路,必须要改变这种状况。

2000年,冯江华参加了一次国际学术会,一位外国专家发表的“永磁同步牵引技术”的演讲吸引了他的注意。 “在‘交流传动时代’,我们是追赶者;在‘永磁时代’,我们要做竞跑者,抓住机遇,抢占制高点。”回国后,冯江华立刻组建团队,发起了技术攻关的集结令。

试验室的灯亮得越来越早,也熄得越来越晚。终于,一台功率为5千瓦的永磁电机开发成功。此后,团队又研发了100千瓦的永磁驱动系统,如今已成功应用在国内10多个城市的6000多辆电动公交车上。

2014年,高速列车永磁同步牵引系统成功通过国家铁道检测试验中心的地面试验考核,进入装车考核。这意味着我国高铁在节能、减排、安全、舒适等方面的综合竞争优势增强,我国高速列车牵引技术跻身世界领先行列。

一年后,长沙地铁1号线永磁同步电机成功交付使用。这是国内首次将永磁同步电机装载在整列地铁车辆投入装车应用。“中国具有完全自主知识产权的永磁牵引系统已经迈开产业化步伐,中国轨道交通的‘永磁牵引时代’终于来临了。”中国工程院院士、时任株洲所董事长丁荣军兴奋地说。

2017年6月25日,装载株洲所牵引变流器、网络控制系统等八大子系统的“复兴号”在京沪线开跑,9月21日实现350公里时速运营,成为世界商运速度最快的高铁。

从直流到交流再到永磁系统,从“追赶”到“领跑”,中国速度世界瞩目。

  自主创新争当行业排头兵

2011年春天,时任中共中央政治局常委、中央书记处书记、国家副主席习近平来到株洲所视察。永磁驱动电机、高速试验列车牵引变流器、7200kW牵引变流器、风电变频控制器及整机,一系列具有国内领先水平的技术及产品集中展现了公司的科技创新能力,习近平感到十分满意。他殷殷嘱托:“实现‘十二五’时期良好开局,关键是要把科学发展的主题和加快转变经济发展方式这条主线贯穿于经济社会发展的全过程,以自主创新引领带动,坚持在发展中促转变,在转变中谋发展,做到好字当头。”

7年过去,如今的变流器制造中心,一台台电脑实现了无纸化作业,让前来参观的日本同行羡慕不已;工业机器人上阵,一条人机协同的自动化生产线就此诞生,这是轨道交通行业全球首条按智能制造标准打造的生产线;正在京沪线上飞驰的中国标准动车组“复兴号”装备的全新的变流器都由这里生产提供。

当年习近平考察时乘坐过的该公司自主研制的电动巴士,已在技术上完成多次升级,从省内走向全国市场,公司也发展成为国内规模最大的专业化电动客车产业基地。

习近平考察时的殷殷嘱托,成为株洲所不断创新、开疆辟土的强大动力。冯江华满怀信心地说:“株洲所要当行业的排头兵,要在世界轨道交通装备行业唱主角,我们的目标是星辰大海。”

  株洲所电力机车研发历程大事记

1958年12月

中国第一台电力机车研发成功,命名为韶山型1号车,株洲所的初创团队参与了研制,它的诞生拉开了我国电力机车发展的序幕。

1959年6月5日

铁道部株洲机车车辆修理工厂党委研究决定正式成立“铁道部株洲电力机车研究所”。

1968年5月

株洲所与株机厂联合对韶山1型0008号电力机车进行硅整流器代替引燃管整流器装车获得成功,从此开始批量生产硅整流器电力机车。

1996年6月

株洲所与株机厂联合研制的中国第一台交流传动电力机车“AC4000”交-直-交电力机车原型车诞生。

2001年9月21日

株洲所与株机厂联合研制出我国第一台具有自主知识产权的商用型交流传动机车“奥星号”。

2009年6月12日

由株洲所与株机厂联合研制的“和谐型”HXD1C型大功率交流传动六轴7200千瓦电力机车成功下线。

2010年12月3日

由株洲所提供牵引和控制系统等关键部件的“和谐号”CRH380A新一代高速动车组跑出486.1公里的最高时速,创造了世界铁路运营实验最高速。

2011年底

历经11年,株洲所自主研发的永磁牵引系统在沈阳地铁2号线成功装车,实现了国内轨道交通领域的首次应用,结束了中国铁路没有永磁牵引系统的历史。

2017年6月2日

株洲所对外发布全球首列智能轨道快运列车。

2017年6月25日

装载株洲所八大子系统产品的“复兴号”标准动车组在京沪线开跑,9月21日实现350公里时速运营,成为世界商运速度最快的高铁。

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