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京沪高铁科技杂谈自主创新 |
分类: 思维篇 |
京沪高铁连接北京、上海这两座政治、经济中心城市,汇聚了中国铁路科研人员数年的心血,攻克了路基沉降控制、设计载荷最大的高速铁路桥、高速仿生车头、高强高导接触网导线等世界难题,代表着中国高铁的最高水平,其一声半响都会牵动公众神经。四天内京沪高铁发生三次故障并导致停车,继而造成大量延误,引起网友质疑。
四天三停暴露出的问题,既包括技术和工程有待完善,也包括高铁的服务态度、服务质量有待改进。发生故障停车后,铁路部门没有在第一时间通报情况安抚人心,事后没有向乘客诚恳地道歉,也没打算就高铁延误对乘客造成的损失进行赔偿。京沪高铁发生故障并不可怕,可怕的是十年不改的铁老大嘴脸。
然而抛开铁老大为人诟病的服务质量,也抛开铁老大赶工期献礼的不明智做法,去窥探京沪高铁背后无数科研人员攻克技术难关的艰辛,以及自主创新成果的来之不易,就不难理解我为什么要在这里呼吁,公众要给自主创新多一点宽容。
以南京大胜关长江大桥为例,江中围堰,是大胜关长江大桥开工伊始最大的难题,重达6000多吨的6号和8号墩钢围堰在深达51米的长江上定位并非易事。中铁大桥局大胜关桥项目经理文武松介绍,长江有短暂的枯水期,如果不能按时完成既定施工目标,工期将因此滞后一个水文年。更为严重的是,如此庞大的钢围堰就像一颗炸弹威胁着长江航道的安全,随时会出现“桥毁人亡”的局面。经过深思熟虑,大胜关大桥在长江上打基础首次使用高桩承台的方案,仅仅一年就高质量完成了水中墩全部钻孔桩基础施工,创造了长江中下游多项桥梁快速施工的新纪录。全长约9.3公里的大胜关桥,为了确保桥下万吨级船舶顺利通过,通航净空要达到32米,江中建有11个桥墩将大桥高高举起,其中主跨达到惊人的336米,成为不折不扣的“世界第一跨”。
仿生“火箭”车头则是京沪高铁自主创新的又一亮点。为了适应高铁380公里的时速,设计团队从仿生学的设计思想出发,经过32个设计变量和200多次的模型优化,形成了20个车头设计方案。每个方案都要在计算机上进行17项、75次三维仿真分析,从动力学、空气动力学、牵引制动、振动、噪声、结构可靠性等方面分析其优劣。经过综合比选,10个方案进入第二轮,经过优化改稿,在第二轮筛选中,10个方案剩下了5个。进入最后角逐的5个车头,每个备选头型均按1比8的比例做成模型,送到中国空气动力发展研究中心去做风洞试验。所有的试验数据加起来,有5243万兆,如果要用2G的U盘把这些数据存储下来,需要用掉2.56万个U盘。
以上仅是京沪高铁自主创新、挑战世界高铁技术制高点的冰山一角。任何一项重大的自主创新技术,都要经历从无到有、从不成熟到成熟、从不完善到完善的过程。京沪高铁在华北平原和长三角地区复杂多变的地理环境中挑战最高时速,可谓前无古人,将各种工程技术难点、各种自主创新成果熔于一炉,又怎可能一蹴而就?回想2008年中国自主3G标准TD-SCDMA启动社会化测试和试商用时,手机发热、死机、掉话率高、功能山寨等诸多毛病困扰着用户,这项技术在用户的使用体验和反馈中不断改进,才有了今天丰富多样、性能稳定的TD手机。创新的反复调整过程并非中国所独有,国外也不例外。如今风靡全球的iPhone
建设创新型国家,就意味着更多的自主创新技术会经历从实验室测试到试商用、在试商用中逐步完善并最终实现大规模商用的路程。任何一项缺陷的改进、问题的解决,都可能意味着重要专利和独创技术的诞生,自主知识产权就是在这样的阵痛中形成。如果国人一心想着等一项技术在国外成熟完善,再舒舒服服地拿过来用,那自主创新就成了一句空话,自主知识产权将无从谈起。对不成熟的宽容,是创新型国家的必备心态。
确实,京沪高铁存在很多为人诟病、应该改进的地方,乘客的意见是提升高铁服务、完善高铁技术的宝库,但要注意的是,绝不应对自主创新失去耐心和信心。