引进的平台都是时速200到250公里的货,而中国规划的客运专线目标是350。中间这100公里,不是油门踩深一点的事。这一章讲两件事:时速从250提到350,物理上要付出什么代价;以及中国选哪条线来付这个代价。
多这100公里,贵在哪里
速度从250提到350,增幅40%,但麻烦不是40%:
- 空气阻力约翻倍。气动阻力随速度的平方增长,350公里时列车牵引功率的绝大部分都在推空气。所以头车外形成了关键变量——CRH380A的「海豚头」是几十种候选头型在风洞和气动仿真里筛出来的,车头长、截面渐变,为的是减小进出隧道时的气压波:列车以350公里冲进隧道,会像活塞一样压缩前方空气,车头形状不好,隧道口会传出炮响一样的音爆。
- 受电弓成了最脆弱的环节。列车从头顶的接触网取电,靠受电弓滑板贴着导线滑动。350公里时速下,接触网的任何一点不平顺都会让弓网瞬间脱离,拉弧、烧蚀、断电。弓网匹配成了独立的学科,中国的解决方案是把接触网的张力、悬挂弹性全线统一标定,误差以毫米计。
- 轨道平顺度的要求上了一个量级。250公里时无感的轨道起伏,350公里时就是剧烈颠簸。这就是为什么350线路普遍上无砟轨道——不用道砟(碎石子),轨道板直接浇在混凝土底座上,几十年不沉降、不变形,代价是造价高、坏了难修。
京津城际:先用最短的路交学费
第一条350高铁选了北京到天津,120公里,2008年8月1日、北京奥运会开幕前一周开通。选它当第一,道理和当年广深线当试验场一样:距离短、客流大、两头都是大站,就算出问题,影响面也可控。京津城际运营的初期车型是CRH3C和CRH2C——引进平台的「增推改版」,在原型基础上提升牵引功率、改头型,是消化吸收后的第一次大考。北京到天津从此半小时直达,「双城记」这个词第一次有了物理实体。
武广高铁:证明350能跑长途
京津证明了350「能跑」,2009年12月26日开通的武广高铁证明了350「能天天跑、跑长途」。武汉到广州1068公里,当时世界上一次建成运营里程最长的高速铁路,把两地10个多小时的行程压到3小时上下。长距离350运营要解决的新问题是耐久性:列车全速连续跑三个多小时,转向架轴承、齿轮箱、牵引电机的温度管理,和跑半小时完全不是一个量级。武广跑顺了,350才算从「演示速度」变成「运营速度」。
京沪高铁:总验收
然后是压轴的京沪线。这条线的论证从1990年代就开始了,中间打了一场著名的路线之争:轮轨派主张传统钢轮钢轨,磁浮派主张直接上磁悬浮跨越式赶超。争论持续十余年,最终轮轨派胜出——理由很朴素:轮轨可以和全国既有网络兼容,车可以从高铁直接开进普通车站,而磁悬浮是一张全新的、互不连通的网。
京沪高铁2008年4月开工,2011年6月30日通车,1318公里,一次建成。开通前夜,2010年12月,CRH380A在它的先导段跑出了486.1公里的世界纪录。从邓小平坐新干线的1978年算起,32年;从2004年引进谈判算起,6年。中国高铁的速度指标,在这一刻站到了世界最前面。
大白话:如果把中国高铁比作一个学生,京津城际是单元测验,武广是期中考,京沪是高考。三场考试递进的不是难度系数,而是「持续可靠」四个字——考一百分一次不难,难的是把考一百分变成日常。但就在京沪通车后不到一个月,一场事故把这个刚刚封顶的系统打回了地面。这是下一章必须直面的一段。