日本新干线高铁试跑车辆结构由阻燃镁合金制造

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据《日本经济新闻》网站报道,日本新型新干线(ShinKansen)列车自5月10日起试跑,将来正式运营时速为360km,仅比中国高铁“复兴号”的速度快10km/h,中国高铁“复兴号”自2017年9月起在京沪线等部分线路运行,最高时速达350km/h。如果日本试跑的新干线列车今后实现实?#35797;?#33829;,它将创造一些世界纪录:车辆结构是用阻燃镁合金(flame-retardant magresium allog)挤压的大型材制造的,这是破天荒的首次;车头是轨道车辆史上最长的,被称为“?#20146;印保?#38271;22m,是世界上最长的。

5月上旬,该车在东日本旅客铁路公司宫城县利府町新干线综合中心向公众亮相,列车为10辆编组,全长250m,除去前后车头44m,8辆车厢总长206m,每辆长25.75m,它的高度2.9m,宽3.2m。车体以泛蓝银白色为基调,带?#26032;?#33394;线条,显得格外亮丽,气派非凡。

据东日本旅客铁路公司研发中心主任小川一路称,新干线新型列车?#38750;?#30340;有三大目标:速度尽量快、安全性应高、达到卓越的前所未有的舒适性,为此,车厢内不像通常的新干线列车那样座位排得满满的,把车头做成长长的“?#20146;印保?#21487;大大降低驶过隧道时引发噪声的压力波。

日本是一个地震频发的国家,而?#20197;幟研?#22320;震时有发生,为了在发生地震时实?#20540;?#19968;时间停车,除了有完善的强大的制动器之外,还配备了最新型的利用电磁力减速的“线性负加速度增加装置”等。除此之外,新安设了旨在减少左右摇晃和上下振动的控制装置,即使年老体弱者乘座这种车,不会有头晕、目眩、恶心之感,人人都会感到是一次愉悦的旅行。

研发人员在试跑车内安装了大量用于获取振动数据的车载设备与仪器,利用它们收集的数据通过物联网集中,借此可以预测车辆容易发生问题的场所与部位等,帮助维护人员有针对性进行重点维护与提前维修,可以提高维护效率、?#36234;?#20302;事故率与维修成本都大有帮助。

速度360km/h的高铁目前属于世界最高的,如果列车以该速度行驶,从东京到札幌仅需约4h。中国自2017年9月以来,“复兴号”已在京沪高铁实现350km/h的实?#35797;?#33829;,我想将运行速度提高到360km/h或更高一些并不困难,完全有这个可能性,?#27604;唬?#27442;实行360km/h或更高一些速度全线运营也不是一件轻而易举的事,还需要做不少工作。在全球运营的高铁线路中,?#40763;?#26085;本东北新干线的E5系?#22836;?#22269;的TGV的速度都稳定在320km/h。

自5月10日起,测试列车在东北新干线仙台站-新青森站进行测试运行,测试在半夜,以免影响正常列车运行,每周约两次。这种测试将进行相当长的时间,直到2022年,这是测试的第一阶段,其任务是确定能否以360km/h的速度稳定运行。确定以此速度可以可?#24247;?#31283;定运行后,进行下一阶段测试,这是一个高级阶段测试,目标是优化车内服务,力争在实现2030年北海道新干线?#30001;?#21040;札幌,都以12辆编组的列车360km/h的速度运营。

他?#21069;?#36825;次测试的列车组命名为FASTECH360,是日本时隔14年来再次有针对性的、有组织的对新干线车辆进行严格大量测试工作,所获取的数据不但对360km/h的列车与线路的建设大有帮助,而且对发展下一代高铁的各项工作也不无裨益。通常,测试速度应比以后实?#35797;?#33829;速度≥10%,所以FASTECH360项目的测试速度为398km/a。

日本正在试跑的FASTECH360列车的原型车辆部分结构是用阻燃镁合金制造的,这种新的镁合金是日本新能源与工业技术发展组织(New Energyand Industrial Technology Development Organization,NEDO),它是一个政府机构,与新技术结构材料协会(Innovative Structural Association,ISMM)2017年发明的。这种阻燃镁合金在特高速列车车厢结构上的较大规模实际应用是首次,在镁合金发展史上具有划时代意义。

阻燃镁合金是指那些加?#20219;?#24230;未达到熔点之前不遇明火不会燃烧的镁合金,但不管什么镁合金一旦变为液体就会燃烧,发出极为耀眼的亮光,让人心惊胆战,可是铝、铜、?#24247;?#19981;管被加热到多高温度,即使被加热到超过溶点1000℃也不会燃烧,只会向下流,冷到熔点以下又会凝固成块状。

用镁合金制造高铁车厢结构质量下降,镁合金密度约1.74g/cm3,而铝合金的为2.7g/cm3,同一强度镁合金结构件质量比铝合金的轻20%左右,同时,镁合金结构吸收冲击能的能力比铝合金的强,尽管镁的价格比铝的高,报废车辆的废料回收性不如铝的那样好,但可在长期运营中得到补偿。

最后还需指出,中国上海交通大学丁文江院士率领的镁合金研究团队在研制阻燃镁合金方面取得了一些令科技界瞩目的成?#20572;?#25454;称合金的最高熔点超过935℃。日本这次开发的阻燃镁合金熔点尚未见报道,很可能不会超过中国的,这也是中日在镁合金研究领域的一场竞赛。

文章来源:新材料

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