2017年，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車(chē)組列車(chē)在京滬高鐵上實(shí)現(xiàn)時(shí)速350公里運(yùn)營(yíng)，開(kāi)啟了中國(guó)高速列車(chē)領(lǐng)跑的新征程。
“復(fù)興號(hào)”一經(jīng)亮相，其中一款擁有修長(zhǎng)流線型的車(chē)頭“飛龍”便受到了廣泛關(guān)注。
據(jù)悉，“飛龍”是由中車(chē)青島四方機(jī)車(chē)車(chē)輛股份有限公司（下稱(chēng)中車(chē)四方）、中國(guó)鐵路總公司共同研發(fā)設(shè)計(jì)的。2014年，中車(chē)四方圍繞“飛龍”提交了相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)并獲得授權(quán)。2019年，“軌道車(chē)輛車(chē)頭（2014-3）”（專(zhuān)利號(hào)：ZL201430379808.6）獲得第二十一屆中國(guó)外觀設(shè)計(jì)金獎(jiǎng)。
“‘復(fù)興號(hào)’是中國(guó)的一張名片，需要顏值和實(shí)力并存，其外觀設(shè)計(jì)與技術(shù)性能同樣重要。”中車(chē)四方高級(jí)主任設(shè)計(jì)師肖智是獲獎(jiǎng)專(zhuān)利發(fā)明人之一，他在接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示，“飛龍”外觀造型靈感來(lái)源于龍的意象。銀灰色的車(chē)身極具科技和工業(yè)質(zhì)感，環(huán)繞車(chē)頭的“中國(guó)紅”色帶，形狀演變自“龍髯”，遒勁逸動(dòng)，黑色涂裝的前臉莊嚴(yán)厚重，車(chē)燈猶如龍的眼睛，整體造型氣勢(shì)恢弘，宛如蓄勢(shì)騰飛的巨龍，“中國(guó)范兒”十足。
直面新挑戰(zhàn) “才貌雙全”
“復(fù)興號(hào)”的“硬核”，也意味著其研發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的困難更加復(fù)雜，需要更多的關(guān)鍵核心技術(shù)支撐。
“當(dāng)動(dòng)車(chē)組列車(chē)在時(shí)速350公里的高速狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，90%左右的阻力來(lái)自空氣，可以說(shuō)，列車(chē)的動(dòng)力輸出幾乎都消耗在與空氣的對(duì)抗上了。”中車(chē)四方相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，與“和諧號(hào)”動(dòng)車(chē)組相比，“復(fù)興號(hào)”的外形有了很大改變，車(chē)體高度從3.7米增高到4.05米，車(chē)體斷面面積增大7.3%。更高大的“身材”讓“復(fù)興號(hào)”必須具備更優(yōu)異的氣動(dòng)性能，才能夠有效降低運(yùn)行阻力。這當(dāng)中，“頭型”設(shè)計(jì)是關(guān)鍵性的一步。
肖智介紹，“復(fù)興號(hào)”車(chē)頭研發(fā)項(xiàng)目開(kāi)始于2013年。最初，研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)采用外觀和技術(shù)交互式設(shè)計(jì)方法，根據(jù)美學(xué)靈感設(shè)計(jì)了46種概念方案，從中反復(fù)比選，選擇23種進(jìn)入工業(yè)設(shè)計(jì)。之后，團(tuán)隊(duì)又通過(guò)氣動(dòng)分析，從中遴選出6種，開(kāi)展了海量的仿真計(jì)算、風(fēng)洞試驗(yàn)以及動(dòng)模型試驗(yàn)，最終敲定了外形與性能兼具的“飛龍”方案。
設(shè)計(jì)方案的確定并不是結(jié)束，研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)接下來(lái)面臨的是更大的挑戰(zhàn)。“‘飛龍’車(chē)頭曲面造型非常復(fù)雜，需要精益求精的制造工藝支撐。”中車(chē)四方相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，“飛龍”車(chē)頭有6條長(zhǎng)達(dá)11米的主棱線，需要將84塊形狀各異的蒙皮焊接起來(lái)。經(jīng)過(guò)了36道工序，囊括了平焊、橫焊、仰焊等高難度的焊接姿勢(shì)后，最終，研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)用3258條焊縫，實(shí)現(xiàn)了最終棱線曲面等效果。
“車(chē)頭研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)達(dá)100余人，來(lái)自工藝設(shè)計(jì)、車(chē)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、空氣動(dòng)力學(xué)等多個(gè)部門(mén)。”具有20年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的肖智認(rèn)為，外形設(shè)計(jì)需綜合氣動(dòng)性能、人文背景與現(xiàn)代藝術(shù)等多重影響因素，提煉出優(yōu)美、舒適、速度感強(qiáng)烈的解決方案。“雖然在研發(fā)設(shè)計(jì)‘飛龍’過(guò)程中經(jīng)歷過(guò)很多次失敗，但通過(guò)不斷嘗試、磨合，終于獲得了成功。”
科技出效益 支撐創(chuàng)新
很多乘客發(fā)現(xiàn)乘坐“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車(chē)組列車(chē)時(shí)，車(chē)廂內(nèi)的環(huán)境要比“和諧號(hào)”更安靜，人與人之間交流無(wú)需提高嗓門(mén)說(shuō)話，這與“復(fù)興號(hào)”車(chē)頭、車(chē)身的設(shè)計(jì)有很大關(guān)系。
肖智介紹，經(jīng)過(guò)180次數(shù)值仿真、64次風(fēng)洞試驗(yàn)、264次動(dòng)模型試驗(yàn)，循環(huán)優(yōu)化驗(yàn)證、實(shí)車(chē)線路試驗(yàn)，結(jié)果表明：與“和諧號(hào)”動(dòng)車(chē)組列車(chē)相比，“飛龍”整車(chē)運(yùn)行阻力降低了14.3%，側(cè)風(fēng)升力系數(shù)降低6%，不但將氣動(dòng)噪聲降低2分貝，還使百公里人均能耗下降17%，往返一趟京滬線可節(jié)省5000多度電。
目前，“飛龍”成為國(guó)內(nèi)主流車(chē)型，市場(chǎng)份額超過(guò)43%，累計(jì)銷(xiāo)售額突破370億元。在海外，“飛龍”成為主推車(chē)型，遠(yuǎn)銷(xiāo)伊朗、瑞典、英國(guó)等國(guó)家和地區(qū)。
“當(dāng)?shù)弥@得中國(guó)外觀設(shè)計(jì)金獎(jiǎng)時(shí)，我和團(tuán)隊(duì)的每一位成員都感到激動(dòng)、興奮。”肖智說(shuō)，“這對(duì)我們來(lái)說(shuō)是莫大的鼓勵(lì)。”
作為國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)示范企業(yè)，近年來(lái)，中車(chē)四方在深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略、全面深化科技體制改革的同時(shí)，緊緊把握國(guó)家科技創(chuàng)新的良好形勢(shì)和軌道交通快速發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇，緊跟科技前沿，持續(xù)加大對(duì)公司知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)和管理力度。2019年全年技術(shù)投入23億元，年知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)資金投入超過(guò)2000萬(wàn)元。截至目前，中車(chē)四方共有9件專(zhuān)利獲得中國(guó)專(zhuān)利獎(jiǎng)，其中，1件獲得中國(guó)專(zhuān)利金獎(jiǎng)、1件獲得中國(guó)外觀設(shè)計(jì)金獎(jiǎng)。（本報(bào)記者 李 倩）
