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    从“天上”跨界到“地上”他让“迷你”高铁跑得快刹得住

      时间:2019-10-30 19:19:13   点击:4997

    资料来源:《科学技术日报》

    《紫色月》实习记者

    " 3、2、1!"最后一个命令是,一辆1: 8比例的火车模型在中国科学院怀柔力学研究所实验基地(以下简称力学研究所)264米长的轨道上飞驰而过,引发爆炸。参观者惊呼:多快啊!

    这是世界上最大、最快的双向高速列车动力学模型实验平台。实验平台基本上可以将100公斤级列车实验模型从静止加速到最大时速500公里,并且基本上可以匀速停止平台项目主持人、力学研究所研究员杨国伟表示。

    在此基础上,我国高速列车空气动力学研究体系逐步完善。无论是“复兴”或“和谐”或其他高速列车,在开发期间都必须在这里“运行”,然后根据实验结果调整各种参数。它们像工艺品一样精心制作,直到被“放行”投入使用。

    可以说,这里是高速铁路的摇篮,而它的东道主研究员杨国伟原本是一个“航空圈”。

    1996年,29岁的杨国伟从西北工业大学飞机工程系获得空气动力学博士学位后,决定继续深造,并在日本和德国的大学和科研机构工作。在此期间,他专注于空气动力学,获得高金含量的洪堡研究奖(Humboldt Research Award),并参与空客a380相关设计的研究。

    无论你走多远,你都不会忘记祖国土壤的芬芳。2003年,36岁的杨国伟放弃了月薪近3万元的高薪,回到力学研究所工作。虽然工资缩水了近10倍,但杨国伟精力充沛,逐渐形成了一支解决关键问题能力强、吃苦耐劳的研发团队。杨国伟团队近年来一直积极参与中国“明星”飞机的研发,如国产大型飞机c919、中俄大型飞机cr929、新支线飞机arj21。

    你为什么要从“天堂”回到“地球”?“1985年春节,我花了24小时坐火车从娄底到邵阳走了100公里。1997年,我在日本乘坐新干线列车。我感到非常震惊。日本火车的速度怎么会这么快?”从那一刻起,杨国伟就在想,“我们国家什么时候会有这么快的火车?”

    2008年,“跨境”的机会来了。科技部和原铁道部共同签署了《中国高速列车自主创新联合行动计划》(Joint Action Plan for Independent Innovation of China High Trains),鼓励中国高速铁路的技术开发和创新,并鼓励更多的人才加入。

    这也是一个高速场景。考虑到空气动力学和阻力,飞机和高速铁路的研究在空气动力学领域是相互联系的。因此,杨国伟的团队抓住机会加入了中国高速列车气动外形设计的行列。

    高速列车动力学模型实验平台的开发需要解决一系列难以克服的技术问题。这些问题几乎每天都让杨国伟崩溃。

    如何在短时间内加速火车模型?无论是传统的管道压缩空气加速,常用的滑轮倍增加速,还是空间用捆绑式火箭的喷射加速,实验结果都是失败的。

    杨国伟勃然大怒。那时,他在吃饭、工作、甚至睡觉和做梦时都在思考。他带领团队成员一步一步地研究、演示和接近答案。最后,通过反复实验,压缩空气间接加速技术终于成功“飞行”了“迷你”高铁。

    加速问题解决了,制动问题随之而来。“火车模型太快了。以前的直接接触制动技术不起作用。考虑了许多计划,但刹车的最终结果几乎是火车出轨撞到墙上。墙上的玻璃被打碎了,地上覆盖着玻璃碴和模型碎片。”杨国伟说道。

    碰巧,杨国伟经过石景山游乐园。高速滚动的过山车瞬间刹车给他留下了深刻的印象。所以他带领团队在过山车下停下来。游客们在过山车上尖叫。这组研究人员在过山车下“用力观察”,观察了几个小时。

    不久,过山车启发的即时制动方案诞生了——磁铁被用来产生非接触阻尼力,飞驰的“迷你”高速列车终于停下来。

    随后,杨国伟的团队突破并相继解决了高速列车动态模型加减速自动控制、模型复位和测量技术等一系列难题。此后,杨国伟团队参与了多项与高速列车相关的研发项目和国家重点研发计划高级轨道交通重点项目,并一直默默地走在自主研发高速列车的道路上。

    多年的努力已经结出硕果——杨国伟带领团队获得了国家科技进步特别奖、中国力学科技进步一等奖和十几项发明专利...最近,一个600公里/小时的动态模型重建方案已经成功测试,该平台将为600公里/小时的高速磁悬浮列车的开发提供实验数据。

    “我还有很多想法,想核实一下;我还有许多小目标要实现!”杨国伟望着窗外。“未来,将会有更多、更快、更安全的高速列车和飞机在天空和地球上疾驰。”

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