飞驰青春 驭风逐梦——记中南大学轨道交通空气动力与碰撞安全技术创新团队
来源:新湘评论 点击次数:次 发布时间:2025年05月22日 作者:胡雅南 张米
2025年4月30日,中南大学轨道交通空气动力与碰撞安全技术创新团队荣获“中国青年五四奖章集体”荣誉称号。这支坚韧不拔的科研团队以30余年的不懈坚守、以科技报国的执着信念,实现了中国轨道交通空气动力学研究从“跟跑”到“领跑”的蜕变,在高速列车前沿领域书写了科技创新的中国篇章。
筚路蓝缕:从零起步的“科研长征”
今天,风驰电掣、安全便利的高铁已是广大旅客的出行首选。但把时间倒回到20世纪90年代初,日本拥有时速200公里的新干线已有近30年,德国ICE、法国TGV等高速列车也接连问世。而我国“绿皮火车”平均时速不到50公里,“提速”成为全国人民最迫切的渴望。
1991年,我国首个准高速列车研制项目列入了国家“八五”规划重点科技攻关计划。长沙铁道学院(现中南大学)的几位老师敏锐地察觉到空气动力学在高速列车发展中的关键作用,得知消息后便前往主机厂“软磨硬泡”争取合作机会,最终接下了该准高速列车头型设计和结构轻量化的重任,并以此为契机,组建了国内首个高速列车空气动力学研究团队。
从一张白纸起步,困难可想而知。没有计算机辅助,团队老师借用船舶设计的方法,一笔一画手绘出中国首台准高速机车的三维轮廓。
此时团队成员们意识到,白手起家做高速列车空气动力学研究,必须有自己的模拟实验系统。尽管没有任何经验和参考,但当时还是青年教师的田红旗院士下定决心:“咱们中国人嘛,无所谓难和不难,就是觉得该干就干。”
“起步阶段别说是风洞实验和动模实验系统了,就连一套像样的测试装置都没有。”中南大学二级教授、轨道交通安全教育部重点实验室主任梁习锋教授回忆道。为了早日建立起自己的实验平台,科研团队将从牙缝里省出来的科研结余经费全部投入条件建设,“绩效可以少发或者不发,完成科研任务才是最重要的。”梁习锋教授说。
正是这种忘我奉献的劲头,让团队迎来里程碑式突破——1998年,团队自主建成国内首台高速列车动模试验系统。这台自主设计的装置能模拟高速列车运行时空气与车体的相互作用,为此后“和谐号”“复兴号”等高速列车的问世奠定了基石。
千磨万击:创新突围的破壁之策
建立了轨道交通空气动力学成套理论和应用体系、突破了列车碰撞安全保护系列关键技术,中南大学轨道交通空气动力与碰撞安全技术创新团队为我国6次铁路大提速都作出了重大贡献。
突破了“速度”,还要挑战“环境”。我国地域辽阔,铁路沿线地质条件各异,环境复杂多变。其中沿海、青藏、新疆等地区铁路频发的环境大风成为影响铁路运输安全的重要隐患。国家铁路发展的需求就是团队的研究目标,攻克复杂极端自然环境制约轨道交通发展的难题成为团队的核心任务。
新疆铁路是我国乃至世界上风灾最严重的铁路,最大风速达64米/秒,超过了有定义的风力最高等级17级的范围,局部路段8级以上的大风天气年均在160天以上。“一刮风,人都很难站住,而且这风还怪,专挑夜里来,在这样的环境下做实验困难重重,没有良好的心理素质和坚强的意志是很难坚持下来的。”党支部书记鲁寨军教授说。
“我研究生还没去报道,六月份就去乌鲁木齐做实验去了”,团队成员90后副教授刘东润回想当时的场景深有感慨,“去的第一天,就看见导师钻到狭小而且特别脏的设备舱里装设备,当时心里尽管有怕脏、畏难情绪,但榜样的力量驱使我也跟着钻了进去。”在团队“实干为先”的作风影响下,“传帮带”不是坐而论道,而是率先垂范。
青蓝相继、薪火相传。团队成员,特别是青年技术骨干跟随前辈丈量雪域高原、穿越茫茫戈壁,最终创建了大风环境下行车安全保障系统,解决了世界风灾最严重地区的高速高原高寒铁路行车难题。
列车碰撞安全保护是团队另一个特色研究领域,几乎跟国外同步开展研究,取得了丰硕成果。自主研建的国际首套实际运营轨道车辆撞击/测力试验系统,实现了车辆/轨道/人体耦合碰撞、爬车、脱轨等碰撞试验及产品评估,解决了列车碰撞事故成因分析及场景再现技术难题,研究成果保障万千旅客平安出行。
长风破浪:交通强国的使命担当
铁路,作为国家交通的大动脉,提速不仅是运输效率的提升,更是经济腾飞的关键推力。从1997年铁路第一次大提速的空气动力实车试验,到2024年12月29日下线的时速400公里高速列车CR450气动性能优化;从智能高铁时代的前瞻布局,到助力中国高铁驶向世界舞台,中南大学轨道交通空气动力与碰撞安全技术创新团队始终将实验室的“小数点”与国家发展的“里程碑”紧密相连。
“经过大量的试验、大量的理论研究、大量的技术研发,制定了我们中国自己的标准。”田红旗院士轻描淡写的话语背后,是三十年如一日的攻坚克难,是无数个在实验室通宵达旦的坚守。
从无到有,从“跟跑”到“领跑”,这场持续数十年的交通变革,完成了科技与国家的深度共振。实验室里0.01毫米的参数调整,化作列车运行中千钧一发的安全保障;风洞试验中气流模型的细微优化,推动整个行业标准的革新。中南大学这支团队,用行动深刻诠释了“科技报国”四个字的分量。
“团队成员都有共同的信念:我们肩负的不仅仅是科研任务,更是交通强国的使命与担当。”鲁寨军教授对记者说道。这份担当,既镌刻在新疆戈壁滩上保障列车安全运行的技术突破里,也闪耀在对民生细微处的敏锐洞察中。
新冠疫情暴发后,团队第一时间捕捉到密闭车厢内的防疫隐患,首创列车客室疫情防控实验系统,通过对气流循环、通风消杀等核心环节的研究,提出的防控建议被迅速采纳。这一创举生动证明了大国重器的研发既要攀登“上天入海”的技术高峰,更要坚守“人民至上”的民生温度。
面对速度与安全的永恒课题,田红旗院士曾说:“速度的提升不是盲目冒进,而是要以安全为基石、以技术为底气。”真正的科技创新,永远以人民为中心,交通强国的伟大征程,从来都与万家灯火同频共振。
30余载春秋风雨兼程,中南大学轨道交通团队诠释了新时代青年的担当——他们的故事,是手绘韶山8型机车头部外型图纸的执着,是戈壁、高原上顶风冒雪的坚守,更是中国科研人“把论文写在祖国大地上”的缩影。
“中国青年五四奖章集体”荣誉称号,是对团队过往几代科研人的致敬,更是对年轻一代科技工作者的召唤。在智能时代的轨道上,科研人就像那一根根坚实稳固的铁轨,托举起中国速度驶向更远的未来。