有高速列车,然后有超高速列车
凭借专为速度而打造的产品组合,Wabtec 在这两方面都表现出色
导言
在阅读本文所需的五分钟左右的时间内,日本或欧洲某处的超高速(VHS)列车将行驶至少约25千米 1。在中国,甚至更远。那是因为VHS列车,即每小时行驶超过250千米(kph)或每小时超过155英里(mph)的列车,行驶速度非常快。
而今天,250公里/小时几乎没有浮出水面。
从欧洲(英国、法国、德国、意大利、西班牙)到亚洲(日本和中国)的世界各地的VHS列车都在突破速度极限,中国目前正在测试一列用于商业服务的列车,时速为450 kph!
无论列车速度记录下降到哪里,更重要的是,只要被商业服务所采用,Wabtec的创新就会如雨后春笋般涌现。从前到后、从上到下,Wabtec 几乎遍布于 VHS 列车各处,提供领先的受电弓和制动器、车门和 HVAC 系统,这些系统继续满足高速铁路的多种要求:
- 安全 — 没有出错的余地,VHS 需要精确的设计。
- 空气动力学 — 想想思维和金属弯曲的压力。
- 舒适 — 乘客不想听到或感受到这些压力
- 成本 — 创新的成本无法将门票价格推得遥不可及。
尽管所有列车出行方式都涉及一些相同的要求,但简而言之,极高的速度是一种力量倍增器。
“别忘了,” Wabtec交通工程副总裁Paolo Pagliero提醒道,“空气动力学阻力会随着速度的增加而以抛物线的形式增加,因此每小时的两倍将阻力增加4倍。以最高速度对VHS列车产生的空气动力几乎是不可想象的,当这些列车进入隧道或近距离穿过对方时产生的压力也是如此。”
如果这一切听起来很有挑战性,那么 Wabtec 站在这个复杂的设计和制造前沿的第一线也就不足为奇了。
VHS 铁路,一个不断增长且充满活力的市场
如今,人们对VHS铁路的兴趣很高,从美国和印度等多元化的新兴市场一直延伸到欧洲和亚洲的开拓者。例如,欧盟委员会计划到2030年将高铁客运量翻一番,到2050年增加三倍。
这些雄心勃勃的目标不仅需要持续的设计创新,即建造更快的列车,提供可与航空旅行相媲美且具有竞争力的乘客体验,还需要为速度而建造的轨道交通网络,即 “基础设施”。目前,后者是更大的瓶颈——至少在欧洲是如此。
帕列罗补充说:“如今,欧洲的高铁线路存在类似于'空中交通管制'的问题。在许多国家,高速和超高速列车与较慢的区域列车共享相同的轨道,这意味着这些更快的列车必须以次优状态运行。运行频繁停靠路线的高速列车也是如此。考虑到列车全速到达和运行所需的时间和精力,以及停止所需的时间和距离,VHS列车通常必须以较低的速度运行。”
尽管存在这些障碍,但对VHS列车的需求仍然强劲,许多运营商对冲了他们的赌注,即他们的VHS列车最终将花更多的时间以设计的速度行驶。
帕列罗说:“请记住,铁路运营商将购买新的列车视为40年的投资,因此,即使他们的线路目前没有针对超高速旅行进行优化,他们也通常希望确保一旦国内基础设施以及欧洲的跨境基础设施相应发展,他们就能提供这种体验的列车。”
建设VHS铁路网络最终将需要大规模的基础设施投资,从在主要铁路枢纽下建造新隧道,到设计专门针对超高速进行优化的新线路。
铁路公报集团高级编辑克里斯·杰克逊说:“穿越人口相对密集的国家的高速线路是一项棘手的任务。”“成功最终取决于强大的政治支持。除非有政治意愿说,'我们希望这件事发生',否则它不会发生。”
适用于 HS2 的受电弓等
英国就是这样,高速二号(HS2)铁路项目希望以330公里/小时(205英里/小时)的常规速度和360公里/小时(220英里/小时)的峰值速度在伯明翰和伦敦之间的225千米(140米)路线上吸引数百万乘客。尽管铁路网络仍在建设中,但HS2官员已经与日立阿尔斯通财团签订了合同,为新铁路设计和建造54列电动高速列车。
反过来,该财团选择了Wabtec来提供新列车的受电弓、刹车和车门。
帕列罗说:“日立阿尔斯通正在根据成功的 ETR1000 车型为HS2设计新的列车,该车型在意大利和西班牙的高速网络上运行,最高时速可达400 kph。”“Wabtec 为 ETR1000 提供关键组件的经验非常丰富,这促使我们选择了 HS2 项目。”
由于新的日立-阿尔斯通列车是为HS2定制的,Wabtec将为该项目开发全新的受电弓设计,除了目前在全球90,000多列列车上运行的150多个受电弓模型外,还将增加该项目。
“Wabtec的受电弓创新是首屈一指的,” Wabtec电力收集系统工程负责人亚当·哈耶克说,“尤其是在高速行驶时,Wabtec的受电弓使列车创下了可追溯到1955年的世界速度记录,最近在1990年和2007年,我们分别帮助实现了515公里/小时和574公里/小时的创纪录。”
Wabtec Power Collection 受电弓产品开发负责人 Philippe Geoffroy 补充说:“HS2项目的新型受电弓将使我们有机会突出设计方法的灵活性。我们正在设计一辆全新的火车,这意味着一个全新的屋顶,随之而来的是具有挑战性的全新整合。应对此类挑战需要采取 “协同设计” 的方法,与我们的客户日立阿尔斯通的密切合作。当你想在从未为VHS列车设计过的屋顶上减少受电弓的空气动力学损失时,你无法独自完成。”
同样,Wabtec正在通过创新方式应对新型VHS HS2列车车门的设计挑战。
Wabtec 门业工程总监 Nicolas Mangeol 解释说:“创新并不总是要重塑方向盘:而是要知道如何将成熟的技术应用于新的挑战。”“对于HS2,我们正在调整经过服务验证的高性能充气密封件,以应对高速运行的典型空气动力学冲击。
“作为乘客,你可能已经经历过:穿过隧道或穿过另一列火车时会有很大的噪音或耳朵有压迫感。充气密封件可确保最佳的气密性,从而降低噪音并防止可能导致乘客不适的压力突然变化。这只是我们门系统的众多特性之一,使其成为高速行驶时安全性和舒适性的关键推动力。”
VHS 创新是一项团队运动
无论是与客户合作创新,例如与日立阿尔斯通在HS2的受电弓上所做的那样,还是在法国图尔、意大利皮奥萨斯科和阿韦利诺或德国莱比锡的自有设计中心 “独自行动”,Wabtec在高速创新方面的记录都难以击败。
例如,在开发 ETR1000 的制动系统时,Wabtec 进行了大量测试,模拟了高速紧急停止。在测试期间,Wabtec盘式制动器达到了沸腾的900华氏度(480°C),并继续完美运行。如此全面的测试以及Wabtec在其所有产品(包括VHS列车产品)中设计的对恶劣条件的适应能力有助于避免灾难和挽救生命。
帕列罗总结说:“当你以如此高的速度跑步时,一切都非常极端。”
并非巧合的是,这种在极端条件下运营和创新的承诺也使Wabtec获得了HS2的制动系统合同。
在世界各地获胜
说到极端,高速列车旅行无可争议的新前沿是中国。还记得限制非洲大陆速度的基础设施瓶颈吗?在大多数情况下,中国没有它们。
该国已经修建了可随时支持350-360公里/小时旅行的京沪高速铁路,并且如前所述,正在测试下一代VHS列车以450公里/小时的速度提供商业服务。甚至有人低声说一列处于早期开发阶段的600公里/小时的火车,但这又是另一回事了。
目前的故事是,无论在哪里进行或讨论VHS列车旅行,Wabtec都在积极创新,将超高速的梦想变成安全、舒适和引人入胜的商业现实。而且它拥有在世界各地证明这一点的合同。
1 假设速度为 300 公里/小时。