日前,“复兴号”中国标准动车组在京沪高铁以350公里的时速载客运行,跑出了世界高铁商业运营最高速,再次刷新“中国速度”。

修长的流线造型,极具工业质感的银灰色车身,点缀以靓丽的“中国红”飘带……当由中车四方股份公司设计制造的“复兴号”CR400AF惊艳亮相时,人们震撼于它漂亮的外形。而在高颜值背后,蕴藏着这么一项不同寻常的数据:运行阻力降低12%。这意味着,当“复兴号”以时速350公里运行时,人均能耗下降17%,人均百公里能耗仅3.8千瓦时电。

如此高科技含量的头型是怎样练成的?它的背后,是极限挑战的创新精神和对产品性能的极致追求。

众所周知,车体是高速动车组的9大关键技术之一,而头型又是关键中的关键。当动车组的运行速度超过时速300公里时,80%的阻力来自空气阻力,在高速状态下,动车组的动力输出几乎都消耗在与空气的对抗上了。因此,车头造型不仅是为了好看,更为关键的是要降低运行阻力。

然而,跟既有动车组相比,“复兴号”的外形有了很大改变。CR400AF动车组的车体高度从3.7米增高到了4.05米,车体断面积增大了7.3%,这意味着,要提升车头的气动性能,难度随之大大攀升。

为攻克头型技术难题,研发团队最初设计了46种头型概念方案,最终提炼了23种方案进入工业设计,并从中遴选出7种头型,开展了海量的仿真计算、气动性能和气动噪声风洞试验以及动模型试验,通过反复的对比分析和评估,才最终敲定头型设计方案。

车头的制造是另一大挑战。CR400AF动车组的车头采用了流线型设计,通过棱线曲面对空气进行导流,从而降低空气阻力。而车头的棱线曲面造型复杂,对成型精度的要求极高,制造难度极大。

据中车四方股份公司技术工程部部长张志毅介绍,CR400AF的车头造型有六条棱线,每条棱线长达11米,为达到造型要求,棱线部位的内部骨架定位精度精确到了0.5毫米,操作人员要控制每一根骨架的定位,出现任何细小的错误都可能要推倒重来;此外,还需要精确控制精度,做到严丝合缝,操作难度极高。对焊接变形的控制同样是一道难题。整个车头有3000多条焊缝,加起来长达600多米,如此高的焊接密度,几乎囊括了平焊、横焊、仰焊等所有高难度的焊接姿势。CR400AF车头试制时,光焊接试件就试验了1000多种。

整个车头的制造,前后经过30多道工序,可以说每道工序都是对精益求精的极致追求。