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擦亮“中国名片” 跑出“中国速度”

发布时间:2020/12/23 10:06:33 来源:中国知识产权报

  ——访第二十一届中国外观设计金奖项目发明人、中车青岛四方机车车辆股份有限公司研发设计团队

  2017年,拥有自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁上实现时速350公里运营,开启了中国高速列车领跑的新征程。

  “复兴号”一经亮相,其中一款拥有修长流线型的车头“飞龙”便受到了广泛关注。

  据悉,“飞龙”是由中车青岛四方机车车辆股份有限公司(下称中车四方)、中国铁路总公司共同研发设计的。2014年,中车四方围绕“飞龙”提交了相关专利申请并获得授权。2019年,“轨道车辆车头(2014-3)”(专利号:ZL201430379808.6)获得第二十一届中国外观设计金奖。

  “‘复兴号’是中国的一张名片,需要颜值和实力并存,其外观设计与技术性能同样重要。”中车四方高级主任设计师肖智是获奖专利发明人之一,他在接受本报记者采访时表示,“飞龙”外观造型灵感来源于龙的意象。银灰色的车身极具科技和工业质感,环绕车头的“中国红”色带,形状演变自“龙髯”,遒劲逸动,黑色涂装的前脸庄严厚重,车灯犹如龙的眼睛,整体造型气势恢弘,宛如蓄势腾飞的巨龙,“中国范儿”十足。

  直面新挑战 “才貌双全”

  “复兴号”的“硬核”,也意味着其研发设计过程中遇到的困难更加复杂,需要更多的关键核心技术支撑。

  “当动车组列车在时速350公里的高速状态下运行时,90%左右的阻力来自空气,可以说,列车的动力输出几乎都消耗在与空气的对抗上了。”中车四方相关负责人介绍,与“和谐号”动车组相比,“复兴号”的外形有了很大改变,车体高度从3.7米增高到4.05米,车体断面面积增大7.3%。更高大的“身材”让“复兴号”必须具备更优异的气动性能,才能够有效降低运行阻力。这当中,“头型”设计是关键性的一步。

  肖智介绍,“复兴号”车头研发项目开始于2013年。最初,研发设计团队采用外观和技术交互式设计方法,根据美学灵感设计了46种概念方案,从中反复比选,选择23种进入工业设计。之后,团队又通过气动分析,从中遴选出6种,开展了海量的仿真计算、风洞试验以及动模型试验,最终敲定了外形与性能兼具的“飞龙”方案。

  设计方案的确定并不是结束,研发设计团队接下来面临的是更大的挑战。“‘飞龙’车头曲面造型非常复杂,需要精益求精的制造工艺支撑。”中车四方相关负责人介绍,“飞龙”车头有6条长达11米的主棱线,需要将84块形状各异的蒙皮焊接起来。经过了36道工序,囊括了平焊、横焊、仰焊等高难度的焊接姿势后,最终,研发设计团队用3258条焊缝,实现了最终棱线曲面等效果。

  “车头研发设计团队达100余人,来自工艺设计、车体结构设计、空气动力学等多个部门。”具有20年从业经验的肖智认为,外形设计需综合气动性能、人文背景与现代艺术等多重影响因素,提炼出优美、舒适、速度感强烈的解决方案。“虽然在研发设计‘飞龙’过程中经历过很多次失败,但通过不断尝试、磨合,终于获得了成功。”

  科技出效益 支撑创新

  很多乘客发现乘坐“复兴号”动车组列车时,车厢内的环境要比“和谐号”更安静,人与人之间交流无需提高嗓门说话,这与“复兴号”车头、车身的设计有很大关系。

  肖智介绍,经过180次数值仿真、64次风洞试验、264次动模型试验,循环优化验证、实车线路试验,结果表明:与“和谐号”动车组列车相比,“飞龙”整车运行阻力降低了14.3%,侧风升力系数降低6%,不但将气动噪声降低2分贝,还使百公里人均能耗下降17%,往返一趟京沪线可节省5000多度电。

  目前,“飞龙”成为国内主流车型,市场份额超过43%,累计销售额突破370亿元。在海外,“飞龙”成为主推车型,远销伊朗、瑞典、英国等国家和地区。

  “当得知获得中国外观设计金奖时,我和团队的每一位成员都感到激动、兴奋。”肖智说,“这对我们来说是莫大的鼓励。”

  作为国家知识产权示范企业,近年来,中车四方在深入实施创新驱动发展战略、全面深化科技体制改革的同时,紧紧把握国家科技创新的良好形势和轨道交通快速发展的战略机遇,紧跟科技前沿,持续加大对公司知识产权的保护和管理力度。2019年全年技术投入23亿元,年知识产权事务资金投入超过2000万元。截至目前,中车四方共有9件专利获得中国专利奖,其中,1件获得中国专利金奖、1件获得中国外观设计金奖。

  “未来,中车四方将继续以专利保护和风险防范两条主线为基础,在知识产权管理方面深入开展相关工作,在专利布局策略方面进行优化调整,在专利与技术秘密联合保护、高价值专利培育等方面不断深入探索,为研发一流列车提供支撑。”中车四方相关负责人表示。(本报记者  李 倩)




  (编辑:侯岭)

  (中国知识产权报独家稿件,未经授权不得转载。)

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