18日，由中國(guó)科學(xué)院研制的中國(guó)未來(lái)雙層高鐵動(dòng)車組概念模型被媒體披露，引發(fā)關(guān)注。雙層高鐵動(dòng)車組目前在世界上的研發(fā)情況如何？什么技術(shù)最經(jīng)濟(jì)、安全？
當(dāng)日，在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)，西南交通大學(xué)教授張衛(wèi)華介紹說(shuō)，德國(guó)、法國(guó)的下一代高速列車均提倡用雙層動(dòng)車組技術(shù)，其目標(biāo)是提高旅客乘坐能力，提供運(yùn)能，提高經(jīng)濟(jì)性。
“就速度來(lái)說(shuō)，只要解決了低重心和大容量等設(shè)計(jì)技術(shù)問題，單層速度跑時(shí)速350公里，雙層動(dòng)車速度也應(yīng)該沒問題。”張衛(wèi)華說(shuō)。
列車高速行駛，如果車體加高荷載加重，高速轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)因離心力作用導(dǎo)致失穩(wěn)，這也是雙層高鐵動(dòng)車組研制中最關(guān)鍵的問題。
張衛(wèi)華認(rèn)為，只要車體重心低，在規(guī)定的平衡速度下，即離心力和曲線超高的重力橫向分量抵消，安全性不僅沒有問題，而且會(huì)更好。
如何實(shí)現(xiàn)車體低重心、大容量？“德國(guó)下一代高速列車，希望用獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪技術(shù)，可使整列車實(shí)現(xiàn)低地板，以保持良好的雙層空間。”張衛(wèi)華說(shuō)。
所謂獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪，是將兩輪通過(guò)滾動(dòng)軸承安裝在車軸上，車輪相對(duì)于車軸能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)，而車軸不必轉(zhuǎn)動(dòng)。
“與軌道車輛的剛性輪對(duì)相比，獨(dú)立旋轉(zhuǎn)車輪的輪對(duì)搖頭和橫移動(dòng)不再耦合，實(shí)現(xiàn)了左右輪的解耦，理論上不存在縱向蠕滑力，因而不會(huì)產(chǎn)生蛇行失穩(wěn)。”張衛(wèi)華解釋說(shuō)，沒有蛇行臨界速度的限制，使得采用獨(dú)立車輪的車輛可以達(dá)到較高的運(yùn)行速度。同時(shí)，由于運(yùn)行時(shí)車軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，故可以取消公用車軸，或者將車軸做成下凹型，以降低地板面的高度。
除低地板技術(shù)外，張衛(wèi)華認(rèn)為，還包括車體布置總體技術(shù)，包括客室與座位（或臥鋪）布置、原來(lái)車下設(shè)備的上車問題、以及除低地板外的大容量車體技術(shù)（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造）。
公開資料顯示，在傳統(tǒng)的高鐵強(qiáng)國(guó)，雙層動(dòng)車組技術(shù)已經(jīng)比較成熟了。例如，法國(guó)的TGV Duplex動(dòng)車組，經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行和多次改進(jìn)，能提升50％客運(yùn)量，持續(xù)運(yùn)行時(shí)速能達(dá)到320公里，堪稱雙層高鐵動(dòng)車組的王者。
日本20年前就有了雙層的高鐵動(dòng)車組。新干線E4系列車于1997年就上線運(yùn)行，時(shí)速240公里，有16節(jié)車廂、定員1634人，是世界載客最多的高速車輛。我國(guó)目前16節(jié)長(zhǎng)編組的“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組，每列定員為1193人。春節(jié)前剛剛發(fā)布的17節(jié)超長(zhǎng)編組“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組，每列定員為1283人。
我國(guó)雙層高鐵動(dòng)車組研制也在進(jìn)行。2018年11月，由中車株機(jī)研制的動(dòng)力分散型鋁合金雙層高鐵動(dòng)車組首次公開亮相。該車采用流線型車頭，全車采用模塊化設(shè)計(jì)理念，能夠?qū)崿F(xiàn)4/6/8節(jié)編組；8節(jié)編組車型全車共有坐席820個(gè)，最大載客量1708人。
據(jù)介紹，該雙層動(dòng)車組瞄準(zhǔn)國(guó)際市場(chǎng)，以時(shí)速160公里為基礎(chǔ)技術(shù)平臺(tái)，車體、轉(zhuǎn)向架等核心部件按照高速動(dòng)車組的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證，可以根據(jù)不同需求進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，達(dá)到時(shí)速160公里以上多種速度等級(jí)。同時(shí)整車采用輕量化設(shè)計(jì)，復(fù)合制動(dòng)控制，安全節(jié)能環(huán)保。
“雖然是雙層動(dòng)車組，但其車輛限界與單層一致。”張衛(wèi)華說(shuō)，現(xiàn)有線路和接觸網(wǎng)都適用。(記者 矯陽(yáng))