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知易行难 | 赴马来西亚试验实录——高速列车的一次远征
2019-9-24 09:54
阅读:726

马来西亚的KLIA Ekspres公司购买了一批中车集团某公司的新型动车组,邀请我方列车空气动力学团队赴吉隆坡进行相关空气动力学测试,以判断动车组是否符合安全运行标准。本次出征的试验团队成员有4人,本人有幸全程参与了这一新奇又激动人心的出国试验,下面为大家回顾一下在这次远征的新奇见闻,同时也是将第一线的科研任务分享给大家。

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吉隆坡 (Kuala Lumpur,简称KL)作为马来西亚的首都,城市别具特色,除现代建筑与高楼大厦林立,清真寺和教堂也遍布其每一个角落,它是各种文化背景的人民和谐相处的家园。吉隆坡国际机场距离市中心55公里,其城市规模与布局可见一斑。到达宾馆,稍作休整,我们出发前往KL sentral车站乘车去见中车驻马来西亚工程师们,还没开始试验,就看到了很多made in China。当然最关心的还是专业相关的大制造,比如在通勤列车上看到的株洲出品的电力机车,顿时作为国人的自豪感爆棚。

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在位于SalakTinggi depot的长客办公场所,与工程师们详细了解与调查了长客生产的动车组车辆情况,进行了厂区内的安全培训,准备着手下一步试验计划。

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明线列车风与轨侧压力的测试地点由KLIAEkspres公司提供,我们在马方技术人员的陪同下进行了初期测试地点的调研。历经奔波到达现场后发现,预期地点的环境十分恶劣,线路周围布满一人多高的灌木丛,以及湿软的沼泽,还有各种蛇类与其他动物的出没,对实验设备的搬运架设及夜晚试验人员的安全都极具挑战。试验的选址也是一个艰难的过程,针对试验目标,要多方面的考虑某一段线路能不能满足试验要求。由于第一个计划地点的轨道无法满足列车运行方向的要求,试验地点被迫更换。

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根据计划,第二处试验地点位于热带草原内,距最近的公路有几公里,这里地形非常崎岖,有很多深坑与洞穴掩藏在茂盛的灌木丛之下。马方派出两名技术人员跟随我们前往现场,由于地形复杂,他们采取一人下车在前方探路,一人开车缓慢跟随的方法靠近试验线路。短短几公里的距离,一行人耗时一个多小时才抵达现场。克服重重困难到达现场后发现,预期的地点是一处较深的沟渠,而非平坦地面,无法满足架设试验台的要求,马方非常理解我们的试验需求,于是大家返回厂区,进一步商议试验地点事宜。

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吸取了前面的经验,马方第三次选定的试验地点较为理想,此地点地势较为平坦,位于一处高架桥下,同时,线路也满足直线区间的要求。故最终确定为明线试验地点。

在确定了明线试验地点之后,我们来到StesenSalakTinggi确定站台试验位置,相比户外试验地点的一波三折,站台地点的确定顺利了很多,最终决定把靠近2号轨道的2号站台位置确定为站台列车风试验的地点。

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站台地点确定之后,当晚我们着手进行站台列车风试验。现阶段国际上对列车风的测量实验一般基于EN标准中:《BS EN 14067-4_2013-p4 Railway applications. Aerodynamics. Requirements and test procedures for aerodynamics on open track》中的要求进行。标准中要求无论是现场试验还是数值模拟,都要对额外的两个特殊位置的列车风数值进行考核。这种测量方法也出现在对列车风研究的相关文献Comparative numerical analysis of the slipstream caused by singleand double unit trains (Journal of Wind Engineering and IndustrialAerodynamics, Volume 172, 2018)》中也有提及。这里要感谢LetPub机构的专业能力,使本人体验到发表第一篇SCI的激动心情,同时帮助我们把研究推广到专业领域里去(相关文献Comparative numerical analysis of the slipstream caused by single and double unit trains第一作者即为本文作者,发表在期刊Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics2019年最新IF=3.01,小编注)。

回到现场试验,马方要求所有试验设备于3个小时内架设调试完毕,这么短的时间内完成一系列相关工作是非常紧张的。为保证试验顺利开展,我们提前到达现场进行前期准备工作,在安装调试阶段,每人都负责一块自己的工作,长客的工程师也对我们伸出援手。经过大家的共同努力,最终工作在2.5小时内全部完成,保证了试验的顺利开展。站台列车风试验总计持续两天,每天的试验从晚上10点一直进行到凌晨4点,通过与马方人员的不断沟通,双方通力协作,保证了该项试验的顺利开展。

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第二个单项试验是运动列车脉动压力测试,即测试两交会列车交会侧的压力分布情况。此试验包含车上测试与地面测试两部分,而整个试验准备时间只有4个小时,这对于我们人员的分配与效率是巨大的考验。我们采取先集体行动后分组行动的方案,集中力量完成列车表面传感器的安装,而后两人留在车上进行调试,两人到达选定的48.7km明线试验地点进行地面设备架设。由于马来西亚属于赤道国家,野外环境十分独特,随时有霸王眼镜蛇出没的危险,为保证试验人员的生命安全,长客的朋友交给我们克制蛇类的秘诀——硫磺。于是在架设地面设备前,我们在场地周围撒上硫磺,以驱离蛇类。

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果然,Deadline是第一生产力,最终我们在当晚试验开始前完成了近乎不可能的任务,使交会试验得以顺利开展。

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接下来的一周,我们陆续进行了明线运行线路侧脉动压力测试,以及明线线路侧列车风的测试。试验场地没有电,我们就用汽油发电机提供电能;现场没有灯光,我们使用两辆汽车的远光灯提供照明;害怕天气突然下雨,担心设备淋雨受到损坏,我们就搭起了帐篷,并额外监控起气压和湿度的变化。

最终,经过团队日日夜夜的不懈奋斗,试验阵列被搭建起来,一项项试验都井然有序的开展,试验任务也得以圆满完成。经过两周的大马试验,每个人都深深感受到团队合作力量的伟大,也感觉到亲自操刀国家名片时候的责任感。这次实验毫无疑问是艰苦的,但是在我国国力飞速发展的大背景下,相信很多科研人员都在这样负重前行,万事皆有因果。在此,我要向每一个科研工作者表达崇高的敬意!

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作者:郭子健

单位:中南大学

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