高鐵已成為許多旅客出行的首選,但鮮為人知的是,高速列車(chē)流線(xiàn)型外形及碰撞吸能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)背后,是中南大學(xué)軌道交通空氣動(dòng)力與碰撞安全技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的辛勤付出。我國(guó)首個(gè)準(zhǔn)高速列車(chē)項(xiàng)目設(shè)立之初,長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院(現(xiàn)中南大學(xué))的幾名青年教師敏銳地意識(shí)到空氣動(dòng)力學(xué)在高速列車(chē)發(fā)展中的重要性,組建了國(guó)內(nèi)首個(gè)相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)。他們深入工程一線(xiàn),建議生產(chǎn)廠(chǎng)家考慮高速列車(chē)空氣動(dòng)力效應(yīng)的影響,并最終承擔(dān)了我國(guó)首個(gè)列車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)外形設(shè)計(jì)的任務(wù)。
沒(méi)有計(jì)算機(jī)輔助的情況下,該團(tuán)隊(duì)成員手繪出中國(guó)首臺(tái)準(zhǔn)高速機(jī)車(chē)的三維輪廓。為了更準(zhǔn)確地模擬列車(chē)運(yùn)行時(shí)的情況,團(tuán)隊(duì)建設(shè)了鐵路專(zhuān)用的列車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)裝備。1998年,他們自主建成國(guó)內(nèi)首套高速列車(chē)動(dòng)模試驗(yàn)系統(tǒng),為和諧號(hào)、復(fù)興號(hào)等高速列車(chē)的研發(fā)提供了關(guān)鍵支持。經(jīng)過(guò)多年的努力,團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了我國(guó)鐵路空氣動(dòng)力學(xué)理論和技術(shù)體系,使CR400復(fù)興號(hào)氣動(dòng)阻力相比既有車(chē)型降低10%以上,支撐高速列車(chē)350km/h不減速穿越長(zhǎng)大隧道。
面對(duì)復(fù)雜多變的環(huán)境,團(tuán)隊(duì)致力于攻克極端條件下的列車(chē)行車(chē)安全保障難題。例如,在新疆等地,頻發(fā)的大風(fēng)成為影響鐵路運(yùn)輸安全的重要隱患。為此,團(tuán)隊(duì)成員經(jīng)常在艱苦環(huán)境中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),確保列車(chē)運(yùn)行安全。2008年,張雷剛加入團(tuán)隊(duì)后立即參與合武線(xiàn)通車(chē)前的測(cè)試,背著沉重的設(shè)備在大別山隧道中往返。蘭新高鐵開(kāi)通前的試驗(yàn)中,團(tuán)隊(duì)成員在戈壁灘上遭遇15級(jí)大風(fēng),但仍堅(jiān)持完成試驗(yàn),獲取了寶貴的數(shù)據(jù)。在新疆實(shí)車(chē)試驗(yàn)時(shí),盡管列車(chē)因風(fēng)速過(guò)大出現(xiàn)劇烈晃動(dòng),團(tuán)隊(duì)成員仍堅(jiān)持完成了試驗(yàn),積累了大量數(shù)據(jù),最終創(chuàng)建了大風(fēng)環(huán)境下行車(chē)安全保障系統(tǒng),解決了世界風(fēng)災(zāi)最嚴(yán)重地區(qū)的高速、高原、高寒鐵路行車(chē)難題。
2024年年底,時(shí)速400公里的新一代動(dòng)車(chē)組樣車(chē)發(fā)布,再次展示了中國(guó)速度。團(tuán)隊(duì)還率先在國(guó)內(nèi)開(kāi)展碰撞安全保護(hù)技術(shù)的研究。在碰撞實(shí)驗(yàn)室里,通過(guò)實(shí)際運(yùn)營(yíng)軌道車(chē)輛撞擊世界上最大噸位測(cè)力剛性墻的實(shí)驗(yàn),團(tuán)隊(duì)研發(fā)的車(chē)端吸能結(jié)構(gòu)能在極短時(shí)間內(nèi)吸收碰撞能量,最大限度保障乘客安全。自主研建的國(guó)際首套實(shí)際運(yùn)營(yíng)軌道車(chē)輛撞擊/測(cè)力試驗(yàn)系統(tǒng)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,整車(chē)吸能指標(biāo)顯著優(yōu)于國(guó)外。
30多年來(lái),中南大學(xué)軌道交通空氣動(dòng)力與碰撞安全技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)解決了空氣動(dòng)力制約高鐵發(fā)展、列車(chē)碰撞安全保護(hù)以及大風(fēng)行車(chē)安全綜合防護(hù)三大世界性難題,創(chuàng)造了多個(gè)第一。今年,該團(tuán)隊(duì)獲評(píng)2025年度中國(guó)青年五四獎(jiǎng)?wù)录w,用青春和汗水詮釋了新時(shí)代青年的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。