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每逢假期出遊季，乘坐高鐵動車成為很多人的出行選擇。從時速200公裡到300公裡，再到現在的時速350公裡，中國高鐵越跑越快，也給人們的出行帶來更多便利。
據最新消息，CR450動車組樣車計劃今年年内下線，營運時速将由350公裡提升至400公裡。從時速350公裡提升至時速400公裡，意味着什麼？有何必要性？又是否具備可行性？
為何要提速？
2017年9月起，複興号中國标準動車組CR400型列車在京滬高鐵上線營運，以時速350公裡打造了世界高鐵營運速度的新标杆。如今，時速400公裡的CR450動車組正在加緊研制。
按照中國高鐵命名規則（CR是China Railway的縮寫，即中國鐵路，而後面的數字則表示速度等級），CR450是指實驗運作時速450公裡、商業運作時速400公裡的高速動車組列車。
從時速350公裡到時速400公裡，高鐵提速具有重要意義。
一方面，這是大陸鐵路技術能力和水準持續進步的結果，也使大陸高鐵保持着在世界範圍内的領先優勢。
據國鐵集團科技和資訊化部負責人介紹，“CR450科技創新工程”是國家“十四五”規劃确定的重大科研項目。“CR450科技創新工程”主要包括CR450動車組和時速400公裡高鐵線路、橋梁、隧道等基礎設施技術創新。
即将在年内下線的CR450動車組，将促進大陸高速鐵路動車組、基礎設施系統技術創新，填補時速400公裡高鐵技術标準體系空白。CR450科技創新工程取得的相關科研成果将廣泛運用于鐵路建設和營運領域，進一步提升鐵路科技自立自強能力，鞏固擴大大陸高鐵技術世界領跑優勢。
如今，中國高鐵已經形成全球最大的營運網絡，國内通車裡程超過4.5萬公裡，複興号通達31個省區市，超過22億人次乘坐複興号旅行。
另一方面，這是經濟社會發展的需要，将進一步壓縮各區域間時空距離，密切城市間聯系。
從時速350公裡到時速400公裡，提速50公裡，這不僅是一個數字，更是一種時空距離的重構。
有研究表明，乘坐時速200公裡以上的動車組，最佳旅行距離在800公裡以内；時速300公裡的高鐵，最佳旅行距離在1200公裡左右；時速達到400公裡等級，最佳旅行距離将延長到1600公裡。
目前，中國現有的高鐵列車時速已經可以達到350公裡，如果未來時速提升至400公裡，有可能将北京到上海之間的旅行時間從4個多小時縮短至4小時以内。
此外，高鐵提速發展也促進相關産業發展。一列複興号動車組大概由50多萬個零件組成，涵蓋了機械、冶金、材料、電力電子、精密儀器等衆多技術領域。
國鐵集團牽頭組建了涵蓋鐵路行業内外重點企業、高校和科研機關的鐵路科技創新聯盟，實作産學研深度融合。從研發、制造，到運維服務的全鍊條協同發展，已經形成260個獨立的技術系統，設計生産動車組零部件的核心企業超過100家、關聯企業2100多家，覆寫國内20多個省區市。
時速350公裡→時速400公裡
可行嗎？
高鐵提速并非簡單的加速過程，涉及多方面考量。
首先，要跑得快。讓列車跑得快的關鍵，是讓它的“體力”更強、“體重”更輕。
“體力”方面，中國鐵道科學研究院首席研究員趙紅衛表示，要想達到時速400公裡，要提升功率。CR400的牽引功率是9600千瓦，在CR450上功率達到了11000千瓦。
CR450牽引系統的永磁電機，是第一次應用在大陸商業營運的高鐵列車上。工作狀态下，它的帶電在兩千伏以上，轉數每秒一百轉，功率提高14.5%。
“體重”方面，CR450使用鎂合金、碳纖維等新材料，滿載旅客時的“體重”從500多噸下降到460多噸。
其次，要停得穩。趙紅衛認為，從時速350公裡到時速400公裡，最關鍵的技術，不是能不能跑起來，而是能不能停得住、停得穩、停得準。
當行駛時速400公裡時，一次緊急停車産生的能量可以在兩分鐘内将6.8噸的水從冰點燒到沸點。在如此大的能量推動下，列車能不能安全停下呢？
下圖中高速旋轉的紅色圓盤正在測試的就是閘片和制動盤的比對度，看看刹車系統靠不靠譜。這個燒紅的圓盤正在不停地采集資料，列車的智能系統也正精準計算出起步、提速、停車的最佳方案。
趙紅衛說：“最重要的是制動系統，它要能夠停得下來。我們在頂層的技術名額要求，制動距離要達到和CR400時速350公裡時候的制動距離保持一緻，也同樣是6500米，就要提升整個列車的制動能力。”
最後，要能耗低。提速意味着能耗增加，如何降低能耗？高速列車輕量化是關鍵。
CR450動車組采用了大量碳纖維複合材料，這種材料相比傳統材料密度更低，擁有輕量化、高強度、耐高溫、抗疲勞等一系列技術名額優勢，為高速列車輕量化提供了優選方案，有利于車輛減重、提速和降低能耗。
中車四方股份公司高速動車組總體進階主任設計師聶穎說，像CR450，裝置艙還有排障器都應用了碳纖維材料，比傳統材料能夠降低30%的重量，這樣車身更輕，跑起來能耗更低。
通過一組資料來看CR450交出的“成績單”——
根據已知的試驗資料，CR450車體的重量大約10噸，比既有的CR400複興号列車減少12%左右；
同時運作阻力、能耗名額各降低20%；
制動性能和牽引效率分别提升20%和3%，讓列車在制動距離、噪聲、能耗名額不變的情況下，實作營運時速提高50公裡，達到時速400公裡。
此外，要想實作時速400公裡運作，不僅對列車有要求，對高鐵線路也有要求。目前正在修建中的成渝中線高鐵，設計時速350公裡，在部分區段預留進一步提速條件。
“CR450科技創新工程”自2021年啟動以來，先後完成了17項新技術部件樣機研制，搭載CR400綜合檢測列車開展57項科研試驗，創造了動車組明線單列時速453公裡、相對交會時速891公裡和隧道交會時速840公裡新紀錄。
國鐵集團科技和資訊化部主任張大勇表示，目前，時速400公裡鐵路基礎設施技術創新和更高速度綜合試驗段建設取得重要進展。CR450動車組已完成頂層名額和總體方案制定，進入施工設計和樣車研制階段，樣車将在年内下線，并将開展一系列試驗。
高鐵已不僅僅是一項交通工具，更是中國科技創新能力和綜合國力的展現。或許，在不久的将來，時速400公裡高鐵将呼嘯而來。
來源：央視新聞聯播