热点关注·CR450动车组样车年内下线大量采用碳纤维复合材料

6月前浏览9449

高铁是我国自主创新的一个成功范例，也是新质生产力的重要体现。进入“十四五”以来，我国高铁在领跑世界的同时，不断研发新技术，研制新产品。由中国国家铁路集团有限公司牵头实施的CR450科技创新工程目前正全面推进，这是瞄准高铁发展未来，努力实现高铁更高速度商业运营的关键举措。

2017年9月起，复兴号CR400型高速动车组在京沪高铁上线运营，它以时速350公里，打造了世界高铁运营速度的新标杆。由中国国家铁路集团有限公司牵头实施、中车四方股份公司正在研制的CR450动车组，又将实现哪些新突破，什么时候可以下线呢？

一起走进CR450动车组样车研制一线

↓↓↓

记者探访CR450
关键系统实验室

走进CR450动车组关键系统实验室，中国铁道科学研究院首席研究员赵红卫首先带记者看的是制动系统数字模型。在她看来，从时速350公里到400公里，最关键的技术，不是能不能跑起来，而是能不能停得住、停得稳、停得准。

中国铁道科学研究院首席研究员赵红卫：最重要的是制动系统，它要能够停得下来。我们在顶层的技术指标要求，制动距离要达到和CR400时速350公里时候的制动距离保持一致，也同样是6500米，就要提升整个列车的制动能力。

记者随后模拟刹车，大屏幕上显示，制动缸数据模块发生明显变化，而这些数据来自成百上千次真实的试验记录。

镜头中烧红的圆盘就是正在试验的制动盘，它在仿真极端工况下，逐渐由黑变红，再由红变黑，温差可以超过700℃。而变化过程中积累的数据都会存入“智慧大脑”，搭建数字模型，对每一个环节进行精量计算。

中国铁道科学研究院首席研究员赵红卫：我们原来的CR400制动响应时间在2.3秒左右，这一次我们要提升到1.7秒，响应时间可以进一步压缩列车制动距离。

不只是制动系统，从牵引动力、网络控制到安全监测，每个关键系统都有自己的专属数字模型。通过精准计算，他们找到了让列车跑得快、停得稳、能耗低的关键，那就是让它的“体力”更强、“体重”更轻。

中国铁道科学研究院首席研究员赵红卫：我们要想达到时速400公里，还是要提升功率。CR400的牵引功率是9600千瓦，在CR450上功率达到了11000千瓦，我们还减轻了列车的重量。

多项技术攻关
确保CR450时速达到400公里

根据已知的试验数据，CR450车体的重量大约10吨，比既有的CR400复兴号列车减少12%左右；同时运行阻力、能耗指标各降低20%；制动性能和牵引效率分别提升20%和3%，让列车在制动距离、噪声、能耗指标不变的情况下，实现运营时速提高50公里，达到时速400公里。

CR450动车组样车将在年内下线

2017年9月起，复兴号中国标准动车组CR400型列车在京沪高铁上线运营，它以时速350公里，打造了世界高铁运营速度的新标杆。

正在研制的CR450动车组，又将在速度上实现哪些新突破，什么时候可以下线呢？

CR450动车组的研制是在2017年下线的复兴号中国标准动车组CR400的基础上又一次技术突破，列车运行时速将从350公里提升到400公里。

CR450科技创新工程自2021年启动以来，先后完成了17项新技术部件样机研制，搭载CR400综合检测列车开展57项科研试验，创造了动车组明线单列时速453公里、相对交会时速891公里和隧道交会时速840公里新纪录。

国铁集团科技和信息化部主任张大勇：目前，时速400公里铁路基础设施技术创新和更高速度综合试验段建设取得重要进展。CR450动车组已完成顶层指标和总体方案制定，进入施工设计和样车研制阶段，样车将在年内下线，并将开展一系列试验。

轻质新材料广泛应用
撬动高铁大市场

按照设计要求，CR450动车组在时速提高50公里的同时，噪声和能耗等环保指标都不超过CR400复兴号列车。这得益于轻质高效的新材料、新技术的应用，与此同时，这些新材料新技术也带动了高铁产业链不断提质升级。

中车四方股份公司正在研制的CR450动车组采用了大量碳纤维复合材料，这种材料相比传统材料密度更低，拥有轻量化、高强度、耐高温、抗疲劳等一系列技术指标优势，为高速列车轻量化提供了优选方案，有利于车辆减重、提速和降低能耗。

中车四方股份公司高速动车组总体高级主任设计师聂颖：我手里拿的是一个碳纤维的垫片，像CR450，设备舱还有排障器都应用了碳纤维材料，比传统材料能够降低30%的重量，这样车身更轻，跑起来能耗更低。

从时速300公里、350公里到400公里，高铁列车越跑越快，不仅是材料越换越新，也带动整个高铁产业链不断提质升级。

中国铁道科学研究院首席研究员赵红卫：像一些主机企业，他们周边有很多的配套供应商，形成了千亿级的产业规模。高铁的发展，对于整个的工业转型升级还是有非常大的拉动作用。

数据洞察：
“数”说高铁科技创新

即将在年内下线的CR450动车组，将促进我国高速铁路动车组、基础设施系统技术创新，填补时速400公里高铁技术标准体系空白。CR450科技创新工程取得的相关科研成果将广泛运用于铁路建设和运营领域，进一步提升铁路科技自立自强能力，巩固扩大我国高铁技术世界领跑优势。

科技创新，让高铁越跑越快。中国高铁依靠自主创新，基础设施和移动装备水平不断提升，一步一个台阶，经历了时速200公里、250公里、300公里、350公里，未来将开启时速400公里的新时代。如今，中国高铁已经形成全球最大的运营网络，国内通车里程超过4.5万公里，复兴号通达31个省区市，超过22亿人次乘坐复兴号旅行。

科技创新，让距离越来越近。从时速350公里到时速400公里，提速50公里，这不仅是一个数字，更是一种时空距离的重构。研究表明，乘坐时速200公里以上的动车组，最佳旅行距离在800公里以内；时速300公里的高铁，最佳旅行距离在1200公里左右；时速达到400公里等级，最佳旅行距离将延长到1600公里。

科技创新，让产业越做越大。一列复兴号动车组大概由50多万个零件组成，涵盖了机械、冶金、材料、电力电子、化工、信息控制、计算机、精密仪器等众多技术领域。国铁集团牵头组建了涵盖铁路行业内外重点企业、高校和科研单位的铁路科技创新联盟，实现产学研深度融合。从研发、制造、到运维服务的全链条协同发展，已经形成260个独立的技术系统，设计生产动车组零部件的核心企业超过100家、关联企业2100多家，覆盖国内20多个省区市。

来源：高铁四方

来源：碳纤维生产技术

复材资讯·正在崛起的碳纤维热塑性材料有望改变汽车和航空航天工业

根据BNNbreaking网站于2月16日发布的最新市场资讯，碳纤维增强热塑性塑料（CFRTP）将从2023年的89亿美元跃升至2028年的168亿美元，预测期内复合年增长率（CAGR）为13.5%，CFRTP的高速增长有望为汽车工业和航空航天领域发展揭开新篇章。 CFRTP具有无与伦比的优势，包括轻量化结构、尺寸稳定性以及耐化学品和腐蚀性。它将碳纤维的高强度、多功能性与热塑性材料的灵活性和易加工性相结合，这种协同作用可以提供比以往更轻、更强、适应性更强的结构件，而这些技术上的进步具有深远的意义，其关键应用涵盖了包括航空航天、汽车和耐用消费品等诸多领域。尤其是对于汽车行业而言，由于CFRTP复合材料在降低车辆重量方面处于领先地位，从而提高了燃油经济性并减少了碳足迹。在组成CFRTP的基体树脂中，聚酰胺、聚醚醚酮（PEEK）、聚碳酸酯和聚苯硫醚（PPS）以其独特的性能和应用而备受关注。例如，PEEK为基体的CFRTP因其高温和压力稳定性、抗冲击性等特性，而主要用于航空航天领域；PPS为基体的CFRTP因其强度、阻燃性和化学弹性而备受青睐，因此，在汽车和消费品领域占有一席之地。从地区来看，亚太市场有望实现最高的复合年增长率（CAGR），这证明了该地区蓬勃发展的汽车工业及其对创新材料的快速应用。这一增长也得益于巴斯夫、索尔维和东丽工业等主要市场参与者的战略定位和进步，这些行业巨头不仅为市场提供高质量的材料，还推动了技术研发以及CFRTP的技术发展。 CFRTP市场不仅在增长，而且在巴斯夫SE、索尔维和东丽工业等主要参与者的领导下，正在不断高速增长。这些公司致力于创新和可持续发展，正在为未来CFRTP成为各种制造业不可或缺的一部分奠定基础。这些公司的努力不仅集中在生产上，还延伸到研发上，为CFRTP的应用打开了新的大门。随着亚太地区在市场增长方面处于领先地位，CFRTP的全球格局正在迅速扩大。这一增长得益于对更轻、更节能汽车的共同推动，以及CFRTP在航空航天和消费品中的广泛采用。预计到2028年，仅汽车领域用碳纤维增强热塑性塑料的市场规模就达到9.83亿美元，这突显了未来的巨大机遇。来源：BNNbreaking网站、DT-Carbontech、中国复合材料学会来源：碳纤维生产技术

热点关注·CR450动车组样车年内下线 大量采用碳纤维复合材料

记者探访CR450关键系统实验室

多项技术攻关确保CR450时速达到400公里