高铁是中国的骄傲,但却是中国制造业的最大痛点......

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发表于 2018-2-8 10:27:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
来源:新浪网
高铁在中国的飞速发展,在世界来看也是少有的,高铁确实是中国实实在在的名片,而这张名片对于中国制造业而言却是个痛点。
“ 一位参与动车引进工作的技术工程师举例说,我们可以按外方图纸生产转向架、电机、变压器,用外方的核心零部件组装变流器和自动控制系统,却不知道头型的设计依据、原理,不知道加宽车体有没有风险,得不到车体的原始设计计算书,得不到转向架的关键参数和升级改进方法,也得不到电机和变压器的电磁场、热场、力场的计算机多维协同仿真技术,更不知结构可靠性的设计方法、检验标准和相关材料疲劳特性数据库,自动控制系统的软件源代码等,“这些看似最基础的东西,却是最关键的,我们都没有通过引进获得”。
换句话说,经过数年培育,中国确实已经拥有了动车规模化生产和制造能力,但宣称的由中国企业自主生产的动车,关键零部件仍从国外进口,只是在中国完成组装,这才短短几年实现几百辆动车下线——这与汽车领域如出一辙,而汽车领域的市场换技术已被普遍认为是失败的试验。刘志军时代高铁技术跨越式发展的秘密即在于此。
从西门子进口的占总金额近一半的原装进口零部件,因在国内组装,就算在国产化率,可谓自欺欺人。
在一位西门子的技术人员看来,列车核心技术只有三大部分:牵引系统、转向架和制动系统。其中,最关键的是牵引系统,像“列车的心脏一样”。这些技术外方既不打算降价,也不会转让。
牵引系统中只有部分零部件如牵引电机,技术含量相对较低,国产化时引入的厂商较多,降幅较大。CRH2的牵引电机在国产化第二阶段降了12.5%。
整个牵引系统中,最核心、技术含量最高的是软件系统,多位业内专家表示,西门子、川崎、阿尔斯通都没有转让这一技术。“只有掌握了列车控制系统,才能设置各个部件的参数,才有真正的设计能力。这是他们多年研发成果,不可能拱手让人。”前述西门子技术人员表示。唐车一位技术人员说,现在声称国内自主研发的CRH380B系列车型,一旦列车运行出现问题,还要靠西门子。
“软件的升级版要西门子做,试验数据也需反馈给西门子总部。修改周期很长。”
牵引系统这样的关键技术占到一列动车总价的多少呢?20%-30%。其中列车自动控制系统又占整个牵引系统的一半以上,利润最高。原西门子采购部人士坦言:“现在西门子采购部就是靠卖牵引系统赚钱。”阿尔斯通也是如此。
与牵引系统一样,被外方视为赖以生存之本的制动系统也没有实行技术转让,而是由外方在中国的合资厂生产。“合资厂更不存在技术转让,中方连图纸可能都看不到。”高铁制动系统由克诺尔垄断,核心技术没有转让。
三大系统中签订了技术转让合同的是转向架制造,只卖安装图纸,不讲设计原理,中方知其然不知所以然。一位参与引进人士透露,长客曾向西门子请教转向架参数为什么这样设置,西门子专家就打马虎眼。现在转向架的构件是在长客焊接,其余零部件在国外买。
南车株洲一位工程师比喻说:
“通过购买几家外国公司的动车组,我们买到了四条鱼,但没有买到钓鱼技术和方法,自动控制系统的关键零部件还得进口,控制软件源代码从来不在转让范围。”
在高铁技术引进中,中方创造和让出了庞大的市场,但真正在金字塔顶端赚取高额利润的还是外国厂商,他们通过控制核心技术和关键零配件掌握主动权。
高铁创造了奇迹,但对于中国制造业来说,确实个很大的痛点,如同大飞机一样,中国制造向高端迈进需要走的路更远,艰难程度不亚于我们看到的汽车行业,我们走过这么多年,可核心技术又在哪里?值得国人反思!
延伸阅读
时速4000公里,这的确不是科幻,这是科盲

时速4000公里是什么概念?
歼10战机的1.5倍;
声音空气传播速度的3倍;
DAP92式手枪子弹速度4倍;
现有先进民航客机速度的5倍;
正在运行的高速动车速度的10倍。

如果坐上高速飞行列车,北京到上海,只需30分钟。
上午约个女网友,当天早上出发两人能喝个咖啡。
消息一出,马上引发十八路诸候的各种骄傲放纵。
当然也有质疑:又是熟悉的套路,全是为了那点科研经费。
一开始还以为是谣言,后来到“中国航天科工”微博上看了下,的确是官方发布的消息。
到底是满嘴跑火车,还是科学家在实证梦想。
无关立场,从技术角度来讨论这个问题。
1
加速度问题
所有人工高速行驶工具,必须考虑加速度问题。
排除物理约束,加速段最少得5分钟,减速段还得5分钟,瞬间上4000公里?中国航天科工的哪位领导不要命了,要不让领导先坐。
有些人坐个过山车都会坐出心脏病来呢,那普通人能承受多大的加速度呢?

人体的胸腔保护着心脏免受撞击的伤害,它的保护功能在现代科学技术的发展下却日趋脆弱。在达到一定程度的加速度时,胸腔也根本起不到保护的作用。
横向加速会因为对人体施加不对称力而对人体造成伤害。根据《大众科学》最近刊载的一项研究表明,14个g的加速度可以让人的器官分离,而2.7到7.6个g的加速度可以让人昏迷。以普通人对加速度的承受力(舒适度感觉),超过1.2G就非常不舒服。
那贴地飞车从0到4000Km/H,加速度是多少?人体结构能否承受,我们来计算一下一个最简单的加速度的问题~
题目:以京港线为例,从北京到香港约2000公里,所花时间60分钟,中间设立3站,也就是每站15分钟,每站15分钟包括启动和制动时间。计算在启动和制动期间的火车加速度。
等加速度五个公式,每个公式都取其中四个量来运算:(其中Vo^2=初速平方,以此类推)
S=Vt^2+a(t^2)/2
Vt=Vo+at
S=(Vo+Vt)*t/2
Vt^2=(Vo^2)+ 2aS
我们可以计算出加速度大概是1.6G。
很大一部分人的心脏可能受不了,还是让尊敬的领导先坐吧。
对于这一点的物理学置疑,飞行列车项目技术负责人毛凯也解释到:飞车在加速时将按照人体承受能力,加速度不能太高,一直加速到巡航速度(或最高速度),减速也是一样。
可见这的确是个问题。
2
地球曲率问题
此次谈到的真空管磁悬浮,其实在2010年媒体就报道出来,当初说的是10万公里每小时,院士们显然连地球曲率都没考虑进去!也是服了。多年以后降低至2万公里,今年降到4000千公里,明年的数据,等到明年再说吧。

为什么要考虑地球曲率,举个例子,北京到香港并不是一个标准水平面,北京的纬度是北纬39°54’,香港的纬度是北纬22°18’,跨过了纬度17°36’,这是一条弧度不小的曲线了,志玲姐姐的臀部曲线都达不到这个水平。
平面曲线的曲率是密切圆的曲率半径的倒数,空间曲面的曲率更加复杂。用切西瓜打个比方,在西瓜上选定一个点,垂直西瓜曲面切下去,切出来的切口曲线的曲率,就是西瓜曲面上该点的曲率。然而你在对准该点的时候,可以让刀面顺着西瓜花纹或横着西瓜花纹等等,所切出来的切口曲线也就不一样,曲率也就不一样,所以曲面某个点上的曲率有两个主曲率。
回到火车铁轨上。水平不倾斜的弯曲铁轨,就是一个平面,选定铁轨面上任意一点垂直切下,无论刀面方向怎样,切口都是直线,即曲率为零。而倾斜的弯曲铁轨,是倒立的圆台的侧面,选定铁轨面上任意一点垂直切下,切口是直线,曲率为零,刀面横着枕木,切口是曲线,曲率为正。
两个城市之间有这么大的曲率,而速度这么快,需要很大的转弯半径,线路必须几乎呈直线布局,非常困难。飞车每时每刻都在产生巨大的离心力,如果不考虑这一点,搞不定就飞出了太阳系。4000km/h都快跟上地壳曲率啊,而且必须沿着地表跑,曲率一旦转不过来,直接钻透地壳里了。
3
关于安全
有点心慌慌
虽然有生之年可能都坐不上这飞车,但大家还是表达了自己的担忧。
观点1:时速4000公里,每秒1111m,只要路的任何地方修歪了1cm,自己撞死也就算了,不要祸害路边的花花草草啊。
观点2:原谅我想的却是这要是翻车了,都不知道自己掉在哪个城市。
高速飞行列车的安全的确非常重要,出了事就是一枚巨型洲际导弹。

利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力,通过磁悬浮减小摩擦阻力,这也是为何称为飞行列车的原因,因为磁悬浮可以让列车离地飞行。骤停真的是一个难以想象的可怕问题,它的速度可是超过了4倍子弹,地球上有什么物理能挡得住这一击。另外,真空中车体不允许发生一丁点破损,人体无法承受体内外巨大的压力差。人类历尽千难万苦,攻破了超音速飞行难题,但是“音障”后面又遇到意想不到的“热障”难题。而飞行列车还有更多值得担忧的技术问题,无论是电磁驱动还是巨型场所的封闭真空,若想商业应用还有很长的路要走。
如果科学界把它当作一个技术高标,每个人都必须尊重这种豪情,但如果只是为了科研话题搬出“一带一路”来进行忽悠的话,那还是先让忧郁的350码的高铁提升到400码,这个比较实在。

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