何华武和张曙光 梅花香自苦寒来—— 记张曙光和他的创新团队
在刚刚开展的中国国际现代化铁路技术装备展览会馆前,于阳光下熠熠生辉、蕴含中国元素的国产列车和谐号CRH380A高速列车新头型颇招人青睐——参观者纷纷与之拍照留念。
在和谐号CRH380A高速列车的十大创新中,车头创新排在首位。这个楔形和梭形有机结合的新头型融合了民族元素与现代最新技术,使气动阻力减少了6.1%,气动噪声下降了7%,气动升力降低了51.7%,侧向力降低了6.1%。
这个新机车头型是怎样创新出笼的?记者走进高速列车创新团队,探寻创新背后许多鲜为人知的故事……
中国特色的“联调联试”
作为中国铁路科学研究院主管科技工作的常务副院长、研究员,康熊和铁路结缘近30年、与中国铁路一起成长——他是先后参加过中国铁路六次大提速的为数不多的老铁路人之一。对中国高铁的发展、建设所经历过的阵痛、分娩和喜悦,了如指掌,最具发言权。
言及中国高铁在短短的不到六年时间内一次又一次地如巨鹏冲天翱翔、亮丽转身,康熊难掩兴奋,有太多的感慨坦陈:“高速铁路能够快速崛起发展到今天,是得益于党中央、国务院领导的高瞻远瞩,得益于铁道部党组的大智慧、果敢决策;得益于科研人员尊重科学、勇于实践、勤于创新;更得益于所有工作人员的甘于奉献。”
直到如今,康熊提起2年前那个春节仍记忆犹新。2008年初,京津铁路开通前夕,在浓厚的春节年味中,包括康熊在内的20多名专家离开了家,集中到北京西站附近一幢大厦里攻关,张曙光任攻关工作总指挥。大年初一,连回家吃顿饺子的时间都没有,张曙光以及诸位专家都像开足马力的发动机,轮回进行各种模拟试验、查找问题、修改数据,再回归测试,这样的日子一直持续了半月有余。期间,没有一个人抱怨,没有一个人请假……
正是靠着这种不懈的拼搏精神,一个个难题被他们攻破,一个个创新在他们手中诞生。“联调联试”就是另一个力证。
康熊告诉记者,在高铁以前,中国并没有“联调联试”这一个概念,直到2007年年底,在张曙光的倡议下,“联调联试”才正式进入人们的视野。与曾经分批、分系统检测不同,联调联试是指在测试时,对沿线轨道、接触网、通信、信号、客服等多个系统同时检测,共同排查,系统调整。这一变化极大提高了检测的效率,并使整个高铁系统运行更为顺畅。
“这一方面是中国建设管理模式的优势所在,各种运营商、承包商可以在铁道部统一领导下,立体化同时进行调试检验,另一方面也考验了领导者的管理能力。要知道高速铁曙光作为概念的提出者和具体的推进领导者功不可没。”康熊感慨地说。
我们知道一般技术可以通过引进掌握,但核心技术是花多少钱也买不来的。这一点,在联调联试的重点环节中也显露无遗。
据康熊介绍,中国曾多次派出考察团赴国外考察检测阶段应注意的问题。然而,到达现场后,均以各种理由被这些国家拒绝登上他们的检测车。在这种状况下,中国铁路科研人员只能靠自己自主完成检测流程。测什么?以什么方法测?用什么标准评价合格?张曙光带领着专家们一一考证、研究、修改并最终确定了具体参数,建立起一整套评价标准体系。
中国铁路科学研究院科研处处长王澜告诉记者这样一个事例。长期以来,中国并没有高速铁路检测车,原来只是拿出一列运营车辆,将座椅撤掉后将检测仪器安装上去。为了提高检测的科学性和精确性,制造专业检测车刻不容缓。
在张曙光和各位专家的集体攻关之下,2008年6月,中国自主研制的首列高速综合检测列车——0号车诞生,中国跨入了世界少数几个掌握高速综合检测列车研制技术国家的行列。截至目前,中国已有2列负责检测运行时速250公里,3列检测运行时速350公里的专业检测列车,并且明年将会有2辆检测时速400公里的检测列车上线。
正如中国铁道部总工程师何华武所说,中国高速铁路能够跑出今天这个速度,从来不是一蹴而就的,而是一步一个脚印、一点一滴地摸爬滚打出来的,每一个成果都浸透着铁路工作者的心血与汗水。
面对国内外对于中国高速铁路创新之路的一些质疑,康熊有些激动:“我都不愿意和他们辩论,6年来中国高速列车的腾飞是对他们的最好回复。实践证明,我们选择引进、吸收、消化、再创新这条路是非常正确的。避免了低水平的重复,效率很高。
中国高速铁路站在巨人的肩膀之上,用5年走完了外国40年的道路,正从一个跟随者变为一个引领者。曾经是国外的核心技术掌握者已经成为中国的供货商,中国高铁的软硬件方面正在全面脱离外国的控制,不再受制于人。”
系统集成考验管理能力
作为铁道部运输局副局长、客车专线技术部主任,程先东跟随着张曙光几年来奋战在中国高速铁路的“战场”之上,高速铁路延伸在哪,他们就出现在哪里。提起印象深刻的事情,程先东言之滔滔,如数家珍,重点介绍了几则记忆深刻、并不如烟的往事:
高速铁路系统集成涉及的专业非常多,各种设计、施工、装备制造、监测测试、运营单位均要参与其中。以京沪高铁为例,就涉及了100余个单位,10万多人参与其中。作为技术的负责人与指挥者,张曙光需要对各专业有深刻的了解、融会贯通,并需要具有超于常人的管理能力。
在CRH380A冲击最高时速之前,张曙光已经在现场待了9天,白天搭乘测试车行走在铁轨之上,仔细研究各种数据,判断分析存在原因;晚上召开总结会议,与各方统筹协调,连夜做出整改,确定第二天的运行速度和运行方式。会议进行到深夜二三点钟是家常便饭……
在12月3日冲击最高速度的前两天,CRH380A的速度已经达到时速460公里。在保证舒适度的情况下是否还要继续加速?这个决定是否要下?张曙光将所有数据汇集到一起,仔细研究判断;并专程到几个弯道现场查看。
经过反复分析,张曙光认为过弯道时从460公里加速到470公里可以保证列车安全和运行稳定。第二天,列车在470公里的时速下风驰电掣般通过了会直接影响全线速度的弯道。“这样的技术决策非常关键,是保证12月3日列车时速顺利达到486.1公里的重要保证。如果这个弯道的速度不能达到470公里,486.1公里就不可能实现。”程先东表示。
与此同时,程先东指出,由于中国高速铁路目前的发展状况,已经没有先例可以借鉴和参照。在建设初期就需要做好顶层设计,如接触网是什么状况,各子系统之间如何匹配、检测什么数据、采用什么标准下才算合格均需要提前设定。
张曙光从一开始就提出要重视这个问题,要求各方规划前移,在设计之初就要做好各系统集成的规划。他带领着9大子系统的人员一一落实,亲自确定出几大重点参数,部署出新一代高速列车的设计规划蓝图。以噪音数据为例,为了使旅客舒适度提升,张曙光与几位专家一起分析噪音源、探讨其分布规律,提出多种解决方案。目前,车内噪音在时速380公里时低于68分贝,首次将车内噪声控制做到了世界最高标准。
最应感谢我们的领头人
谈到CRH380A高速列车新头型的创新,年轻、精干的铁道部运输局客运处处长刘作琦滔滔不绝:对这个车头设计,张曙光副总组织设计了一年多的时间。不仅技术上高要求,在文化特性上,设计时也强调要体现中华民族的优美、蓬勃向上,要有速度感、力量感,以它来代表着一个国家和民族的精神。
为此,先后设计了20个头型,全部做成模型并做了仿真计算,又从中筛选出5个,再对这5个进行1∶10的小模型弹射高速试验后选出3个,其中一个就用在了CRH380A上。
这个头型是取源于长征3号火箭,具有典型的旋转抛物体特征。“在车头设计时,光做空气动力学的计算就有80多类,车头模型的试验60多项。做成完整的车实体之后,又在线路上做了3个多月的试验来进行检验。一个整列的高速列车即包含了4-5万个零件、150个子系统。仅仅一个车头创新就做了这么多的试验。可以想见,整个列车的创新又有多么复杂和艰难。”
采访中,受访者对记者提到最多的还是他们的领头人、高速列车总设计师张曙光。康雄多次提到张曙光是“联调联试”概念的提出者、具体的推进者,也是几大关键参数的主要制定者。程先东也指出,张曙光不仅是一位优秀的管理者,更是渊博的科学家,他对于技术的掌握了解程度让很多人惊叹。
刘作琦告诉记者这样一个故事:为了把高速列车车头做到精益求精,张曙光总是和年轻人一样加班加点。“记得2009年1月上旬,我和他一起到青岛和四方厂技术人员共同研究头型的问题,从晚上6点多进厂开始一直干到凌晨1点多钟,直到确定了头型的长度、长细比和倾角的匹配方案及进一步优化的方案,他还意犹未尽。”
谈及张总设计师,刘作琦脸上充满敬仰:“高速列车是高速铁路的核心装备,是整体技术的标志性工程。我觉得最重要的是一个领军人物。作为决策者,他的思想方法直接涉及到试验的方向与成败。当初,在京津城际线350公里试验时,有好几个月的时间,张总天天都上京津线对试验运行速度进行分析,从这些试验数据里找出进一步可以优化的空间,为下一步自主研发的车奠定了基础……”
日计不足,岁计有余。理论和实践的长期修养,决定了张曙光和他的创新团队无愧于这艰难而崇高的历史使命。刘作琦说:“张总总是和我们强调学习的重要性,他最大的一个特点就是善于学习。白天工作忙没时间,天天晚上利用难得的业余时间看书。他经常会在晚上打电话来找我和局里的其他人要资料。就这么不分昼夜地加班加点,你看他现在的头发,五年前还是又黑又密的,现在又稀还全白了。”
