前面介紹的是看得見(jiàn)的“外觀”創(chuàng)新,看不見(jiàn)的“內(nèi)涵”創(chuàng)新更是不勝枚舉。例如,在時(shí)速380公里的速度下運(yùn)行,火車(chē)廂內(nèi)的噪聲是如何降低的?舒適性是如何提高的?安全冗余是如何進(jìn)一步擴(kuò)大的?能耗指標(biāo)是如何不斷優(yōu)化的?諸如此類(lèi)。株洲所為CRH380A型電動(dòng)車(chē)組研制的電傳動(dòng)裝置(變流與控制系統(tǒng)),被稱(chēng)為動(dòng)車(chē)組的“心臟”。這可是一顆世界頂級(jí)運(yùn)動(dòng)員的心臟,它不僅可以輸出強(qiáng)大的能量,而且比歐洲和日本的同類(lèi)產(chǎn)品更輕巧,繪出的“心電圖”更是無(wú)與倫比。
這顆“心臟”的功能就是要將動(dòng)車(chē)組接收到的50赫茲25千伏的單相交流電,轉(zhuǎn)化成電壓和頻率都可變化(VVVF)的三相交流電,從而控制牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,以達(dá)到控制動(dòng)車(chē)組運(yùn)行速度的目的,這顆“心臟”還可將動(dòng)車(chē)組的制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化成電網(wǎng)所需要的電能。專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)將這顆“心臟”叫作逆變器,它和電機(jī)一起可將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,也可逆向?qū)?dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。通過(guò)“心臟”后的正弦波越光滑越能說(shuō)明它的“心電圖”沒(méi)有雜波,(不受歡迎的高次諧波)雜波越小,電動(dòng)機(jī)的效率越高,對(duì)電動(dòng)機(jī)的輕量化設(shè)計(jì)越有利,對(duì)電網(wǎng)的污染也越小。要做到這一點(diǎn),必須在“心臟”里植入強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)施超精確控制,為了大幅度地超越歐洲和日本的水平,這個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里采用的中央處理器(CPU)的運(yùn)算速度可達(dá)到533兆赫,是西門(mén)子的5倍多、龐巴迪的21倍;邏輯門(mén)達(dá)到50萬(wàn)門(mén),是西門(mén)子的2.5倍、龐巴迪的33倍還多。
試驗(yàn)技術(shù)在自主創(chuàng)新中的重要作用毋庸置疑,而且這些試驗(yàn)技術(shù)不可能引進(jìn)。中國(guó)鐵路的試驗(yàn)技術(shù)體系是完整的,手段及方法也處于世界的先進(jìn)水平。試驗(yàn)技術(shù)可分為3個(gè)層次:一是與基礎(chǔ)理論研究相關(guān)的試驗(yàn)主要集中在西南交通大學(xué)、北京交通大學(xué)、中南大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、中科院力學(xué)所等;二是1∶1的線路運(yùn)行試驗(yàn)主要在鐵道科學(xué)研究院;三是鐵路產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)性試驗(yàn)主要集中在相關(guān)企業(yè),例如四方公司和株洲所就有強(qiáng)大的產(chǎn)品試驗(yàn)系統(tǒng)。2010年12月3日,CRH380A型電動(dòng)車(chē)組在京滬高鐵先導(dǎo)段創(chuàng)下了時(shí)速486.1公里的世界鐵路最高營(yíng)運(yùn)試驗(yàn)速度,為什么2007年法國(guó)的V150型動(dòng)車(chē)組跑出了時(shí)速574.8公里的最高試驗(yàn)速度,卻不能稱(chēng)為最高運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)速度呢?因?yàn)閂150型動(dòng)車(chē)組是為試驗(yàn)特殊配置的動(dòng)力系統(tǒng),而CRH380A型電動(dòng)車(chē)組就是實(shí)際商業(yè)運(yùn)營(yíng)的動(dòng)力配置。
中國(guó)鐵道科學(xué)研究院坐落在有中國(guó)“硅谷”美譽(yù)的中關(guān)村,它的環(huán)形鐵道試驗(yàn)基地卻坐落在北京的東五環(huán)外,外環(huán)試驗(yàn)線長(zhǎng)達(dá)9公里,是亞洲最大的鐵路試驗(yàn)基地。只有通過(guò)了環(huán)線的試驗(yàn)才能進(jìn)行正線的試驗(yàn)。
快速行進(jìn)的試驗(yàn)列車(chē)?yán)?,幾十臺(tái)電腦分布在幾節(jié)車(chē)廂里,中國(guó)鐵路科學(xué)研究院的年輕科技人員承擔(dān)了試驗(yàn)的指揮任務(wù),每次參加這些試驗(yàn),我都為這些年輕人感到驕傲。CRH380A型電動(dòng)車(chē)組從2010年11月開(kāi)始,在京津、武廣、鄭西、滬杭、京滬高鐵進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)150多天的線路試驗(yàn),分別進(jìn)行了18大類(lèi)、54項(xiàng)型式試驗(yàn),31大類(lèi)、126項(xiàng)科學(xué)研究試驗(yàn),以及8大類(lèi)、40項(xiàng)車(chē)—橋—線—網(wǎng)—環(huán)境聯(lián)調(diào)聯(lián)動(dòng)試驗(yàn),共有27列CRH380A型電動(dòng)車(chē)組(8輛編組)和CRH380AL型電動(dòng)車(chē)組(16輛編組)參加試運(yùn)行,試驗(yàn)運(yùn)行里程長(zhǎng)達(dá)近百萬(wàn)公里,參與單位近百家,參與的大學(xué)、科研院所和南車(chē)的科研人員共上萬(wàn)人,充分驗(yàn)證了上線動(dòng)車(chē)組的運(yùn)行可靠性。一系列的試驗(yàn)是科學(xué)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重要環(huán)節(jié)。