黨的十八大以來,全國各地、不同行業(yè)無數(shù)的奮斗者在實現(xiàn)中國夢的道路上砥礪前行,不斷奮進(jìn)。
2022年10月14日起,中央廣播電視總臺經(jīng)濟之聲推出融媒體報道《追夢路上》,邀請一位位追夢人生動講述他們在科技興國、脫貧攻堅、文化傳承、生態(tài)保護等方面擔(dān)當(dāng)作為、創(chuàng)新實踐的親身經(jīng)歷,展現(xiàn)神州大地各行各業(yè)日新月異的發(fā)展面貌。
本期報道,讓我們一同走進(jìn)湖南中車株洲電力機車研究所,聽一聽總工程師馮江華拓荒永磁牽引技術(shù)、首創(chuàng)智軌電車的故事。
“朝辭白帝彩云間,千里江陵一日還?!痹娙死畎自?jīng)的想象被中國高鐵人變成了現(xiàn)實。我國是世界上唯一實現(xiàn)高鐵時速350公里商業(yè)運營的國家,在這背后,中車株洲電力機車研究所研發(fā)的永磁同步牽引系統(tǒng)的成功應(yīng)用,猶如為中國高鐵裝上了更強大的“心臟”。
1989年,馮江華從浙江大學(xué)電機系碩士畢業(yè)后來到中車株洲電力機車研究所工作。“當(dāng)時我們國家沒有一列高速列車,甚至高速列車很多核心技術(shù)那時對我們來說都還是空白,包括高速列車需要的牽引動力?!瘪T江華說。
30多年來,在馮江華和同事們的共同努力下,中車株洲所在軌道交通及相關(guān)領(lǐng)域扎根深耕、成果斐然,從交流傳動系統(tǒng)到永磁同步牽引系統(tǒng),創(chuàng)造了“陸地飛行”的中國奇跡,實現(xiàn)了從“跟隨者”到“領(lǐng)跑者”的巨大跨越。
中車株洲所總工程師馮江華(左)接受《追夢路上》記者采訪(張大戰(zhàn) 攝)
“外國人不在,我們無從下手”
直到上個世紀(jì)90年代末,我國軌道交通行業(yè)在很多技術(shù)領(lǐng)域仍然是跟隨者,高速列車的研制離不開國外的產(chǎn)品和技術(shù)。
1997年,馮江華帶領(lǐng)團隊參與“藍(lán)箭號”動車組研發(fā),其中應(yīng)用了部分國外的成熟產(chǎn)品,經(jīng)過三年反復(fù)摸索、試驗、調(diào)試,到2000年商業(yè)運營時還是出了問題。
“‘藍(lán)箭號’是當(dāng)時我們和國外合作研制的時速200公里的一個高速動車組,核心的技術(shù)是國外的,所以出了問題以后,外國人不在,我們無從下手。”
技術(shù)落后,就要受制于人。為徹底避免我國牽引系統(tǒng)陷入長期被動落后的局面,在研制高速異步牽引動力的同時,馮江華瞄準(zhǔn)了軌道交通動力技術(shù)高地——永磁牽引,并在2003年組建了國內(nèi)第一支永磁牽引系統(tǒng)研發(fā)團隊。
永磁同步電機牽引系統(tǒng)是列車的動力系統(tǒng),由變流器和電機兩大部分組成,其中變流器相當(dāng)于列車的心臟,電機好比是列車的肌肉,電機主要負(fù)責(zé)傳達(dá)動力,完成電能到機械能的轉(zhuǎn)變,帶動列車平穩(wěn)行駛。
馮江華說,“永磁電機的關(guān)鍵是永磁材料,解決了永磁材料難題后永磁電機效率的提升是非常顯著的。永磁牽引電機毫無疑問就成為了未來高效牽引的一個主要方向。”毫不夸張地說,誰擁有了永磁牽引技術(shù),誰就能掌握下一代高鐵技術(shù)的話語權(quán)。
永磁牽引的拓荒者
2003年的時候,有關(guān)永磁牽引還處在理論研究階段。如何將永磁牽引與高速鐵路聯(lián)系起來,占領(lǐng)“永磁高鐵”的技術(shù)制高點?馮江華和他的團隊“從零起步”,攻堅克難,不斷摸索。
“大概是2015年,完成永磁牽引技術(shù)的高鐵裝機,然后再經(jīng)過兩年多的運營考核,到2018年我們完成了永磁高鐵的定型。”
對于當(dāng)時的研制過程,馮江華記憶猶新,“比較苦的時候,應(yīng)該是在2006年,那時候我記得是夏天,也很熱。我們有了第一次試驗的基礎(chǔ),但是很多數(shù)據(jù)還只是在實驗室階段,離實際應(yīng)用有相當(dāng)大的距離。沒有可以借鑒的資料,也缺少研發(fā)測試用的相關(guān)設(shè)備,不少數(shù)據(jù)仍要依靠比較原始的笨辦法。比如,電機升溫試驗一做就是五六個小時,電機溫控數(shù)據(jù)就得人工全程蹲守來記錄,這樣來慢慢積累。但我們都清楚,必須要快速完成這個階段的工作,為下一階段預(yù)留充足的時間,所以同事們都很努力,很拼!”
經(jīng)歷了一系列艱難的技術(shù)攻關(guān),2015年6月24日,馮江華團隊迎來了最為緊張的時刻,永磁高鐵在北京環(huán)鐵試驗基地進(jìn)行首件鑒定?!?90千瓦!”當(dāng)這個單臺電機功率數(shù)值被報送出來時,現(xiàn)場沸騰了,這意味著我國成為掌握高鐵永磁牽引技術(shù)的全球少數(shù)幾個國家之一。中國高鐵動力技術(shù)的“永磁時代”來了!
馮江華(左二)和同事們在進(jìn)行永磁牽引系統(tǒng)的技術(shù)討論(中車株洲所 供圖)
2018年,永磁高鐵完成了30萬公里運營考核,各項技術(shù)指標(biāo)完全滿足需求。作為“永磁時代”見證者與開創(chuàng)者,馮江華充滿自豪。
“2018年,我們參觀德國的一個行業(yè)展覽會,在會上我們看到了西門子推出的一款新型高速列車,用到了永磁牽引技術(shù)。這個時候我們確實是有點兒小自豪的,因為我們應(yīng)用永磁牽引技術(shù)的高鐵列車已經(jīng)定型,在中國投入了商業(yè)運行,但西門子的還只是一臺樣車。之前西門子都是我們的樣板,都是我們學(xué)習(xí)和追趕的對象,現(xiàn)在我們走到他們前面去了。通過這件事建立了我們的信心,我們有能力自主地去判斷行業(yè)未來的發(fā)展方向在哪里,關(guān)鍵技術(shù)在哪里。并且我們有信心通過自己的力量去進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),實現(xiàn)商業(yè)化的應(yīng)用。”
城市公共交通新選擇
馮江華在軌道交通前沿技術(shù)領(lǐng)域始終保持著旺盛的探索欲,不少自主創(chuàng)新成果都源自他的“靈光乍現(xiàn)”,智軌電車就是其中之一。
2022年9月6日,兩列三編組智軌電車緩緩駛出制造廠區(qū),隨后,它們從廣州港“出?!卑⒙?lián)酋,這是中車智軌首個批量交付的海外項目,為我國高端智造助力“一帶一路”增添了一抹亮麗的中國色彩。
智軌,也就是智能軌道快運系統(tǒng),由智軌電車和站臺、供電系統(tǒng)、信號系統(tǒng)等組成。智軌電車運行無需鋪設(shè)軌道,車輛通過車載傳感器識別路面的導(dǎo)向標(biāo)線,就可以精準(zhǔn)控制行駛軌跡。馮江華告訴我們,與其他公共交通方式相比,智軌在每小時客流量為3000人到12000人左右的時候,優(yōu)勢突出。
2018年5月8日,全球首條智軌示范線在株洲正式開通運行(中車株洲所 供圖)
“和公交車相比,智軌電車的運量更大,也可以做得更現(xiàn)代、更舒適、更快捷,對乘客來說,有更好的出行體驗感。同時,在這樣的運量基礎(chǔ)上,它的整體成本反而更低。”
時鐘的指針撥回到2009年,當(dāng)時馮江華偶然聽同事提及法國有一種新型的單軌交通電車,他突然想到是否可以研發(fā)一款適合我國道路的無軌電車,化解城市交通擁堵問題。2013年,馮江華開始組織團隊,進(jìn)行第一階段的理論分析,但智軌電車的研發(fā)過程同樣充滿艱辛。
“第一階段的分析結(jié)果還是令人滿意的。進(jìn)入第二階段,我們做了一個原理驗證的樣車,這是成敗的關(guān)鍵,但試驗結(jié)果與第一階段的理論分析差距很大,讓我們非常失望。”馮江華說,當(dāng)時的試驗條件非常簡陋,沒有專門的試驗場,他們就在廠區(qū)辟出一塊荒地進(jìn)行模擬試驗,但這個場地還是不能滿足智軌電車的研發(fā)需求?!爸笪覀冏隽艘粋€重要的決定,干脆就修一條試驗線,在專用的試驗場地上隨時可以去驗證一些新思路、新算法,包括一些感知的傳感器,不斷嘗試,不斷迭代?!?/span>
歷時四年科研攻關(guān),2017年6月,全球首列智軌電車橫空出世,驚艷世界。自2017年首發(fā)以來,智軌憑借技術(shù)、產(chǎn)品和運營模式的創(chuàng)新優(yōu)勢,迅速應(yīng)用推廣,目前已有宜賓、株洲、哈爾濱、西安等國內(nèi)城市引入。智軌“出海”今年也取得突破,已簽約阿聯(lián)酋、馬來西亞兩個項目,訂單車輛40多列。
“唯實、尊重、創(chuàng)新、成事”
馮江華說,之所以在自主創(chuàng)新方面能夠取得亮眼的成績,離不開“唯實、尊重、創(chuàng)新、成事”的企業(yè)文化的支撐。
“一是唯實,就是實事求是;二是尊重,對內(nèi)是尊重知識,尊重人才,對外是尊重客戶,對客戶的需求,我們要理解,要響應(yīng);三是創(chuàng)新,包括管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新;四是成事,除了唯實這種態(tài)度之外,我們要有一種干勁,腳踏實地去付出,最終目標(biāo)是做成,不能光說不練。”
從“追隨者”到“領(lǐng)跑者”,現(xiàn)在的馮江華時刻都在思考著未來的發(fā)展。他說,未來的高鐵不僅會在速度方面繼續(xù)提升,還會更加節(jié)能,更加智能化。
“一方面,高速列車速度還會有一些提升;另一方面,高速列車的能效也會進(jìn)一步提升,在這方面還需要技術(shù)取得很大的突破;另外還有一些智能化的技術(shù)會讓我們乘坐高鐵時感到更加舒服,高鐵裝備也會更加聰明,將來整個裝備運營維護所需要的資源會大大減少。這些方面還有很大的發(fā)展空間,需要我們繼續(xù)進(jìn)行科技攻關(guān)?!?/span>