中國高鐵為何能“杯水不灑、立幣不倒”（嘮“科”）

如今，乘坐高鐵已成為人們日常出行的重要方式。從熱帶海濱到北方草原，從戈壁沙漠到崇山峻嶺，中國高鐵成為一道亮麗的風景。

數據顯示，截至2024年底，我國高速鐵路營業里程達4.8萬公里。我國是世界上高速鐵路運營里程最長、商業運營速度最高、高鐵技術最全面、運營場景最為豐富的國家。

中國高鐵為何又快又穩？這背後藏着不少科技奧秘。

就動車組而言，既要採用大功率牽引動力，提供足夠的牽引力，達到列車最高速度、加速度性能和爬坡能力等動力性指標，又要有可以滿足列車安全、可靠、平穩運行要求的車體、轉向架、制動系統等。

“快”的秘密，還藏在流線型的車頭中。因為速度越快，空氣阻力越大，採用流線型車頭、加大長細比，能夠減少阻力系數，提高運行速度。比如，復興號CR400BF的“頭型”比和諧號長2米左右，整體形態更具流線型，使其運行阻力降低了12%，因此列車更快、更節能。

車頭兩側的導流槽，則是動車組“穩”的原因之一。當列車高速運行時，氣流會帶來向上的抬升力，讓車頭“發飄”。應用導流槽，有利於引導空氣從鼻錐流到導流槽產生向下的壓力，如同附加了一雙強有力的“手”，助力列車平穩疾行。

動車組跑得又快又穩，還要歸功於轉向架。轉向架，被稱為高速動車組的“飛毛腿”，是在構架上裝有兩個輪對組成的“小車”。它可用於鐵路車輛轉向，配合道岔完成拐彎。

轉向架如何適應高速運行？隨着速度的提高，車輛可能會出現失穩現象，一旦失穩，車輪將衝擊鋼軌，甚至造成脱軌。高速轉向架通過採用軸箱彈性定位、空氣彈簧、軸箱彈簧、各類減振器、弧形車輪踏面等，避免在車輛運行速度範圍內運動失穩。高速動車組轉向架的失穩臨界速度可達到500千米每小時以上，這讓我國高速鐵路運行具有較高的安全冗餘。

安全平穩運行，軌道也功不可沒。高速鐵路的線路儘可能取直，減少彎道，且力求平順。鐵路軌道由橋樑、隧道、路基來支撐，由於它們的結構不同，剛度和沉降規律也不同。為此，鐵路部門專門在它們之間設置了過渡措施，控制鐵路的豎向差異沉降。尤其是無砟軌道路基，其差異沉降的標準是嚴苛的5毫米。

高鐵的軌道，由500米長的鋼軌無縫連接組成。其中，焊接接頭軌頂行車面導向面的平直度要控制在0.2毫米。同時，焊接接頭要能夠承受1噸重的鐵錘從5.2米高度落下的衝擊，做到不裂不斷。平時，還要用鋼軌打磨車進行養護打磨，確保高鐵軌道始終處於最佳狀態，提高平順性。

從一個零部件到一條軌道、一列動車，高鐵藴涵的科技含量還有許多。正是這些“黑科技”，保障高鐵跑得又快又穩，讓高鐵上“杯水不灑、立幣不倒”成為現實，也讓通達的高鐵更好便利人們生活、助力經濟社會發展。

（作者為中國鐵道科學研究院研究員，本報記者李心萍採訪整理）