“穿上”碳纖維，地鐵輕裝前行

山東青島地鐵1號(hào)線今年1月上線了“CETROVO1.0　碳星快軌”地鐵列車(以下簡(jiǎn)稱“碳星快軌”)。碳星快軌首次采用碳纖維復(fù)合材料作為車體和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架等主承載結(jié)構(gòu)的主要材料，是全球首列實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用、商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的碳纖維地鐵車輛。

數(shù)據(jù)能更好說明成果：減重11％，運(yùn)行能耗降低7％，每列列車每年大約能減少130噸二氧化碳排放；行駛過程中，曲線通過噪聲降低15分貝，車內(nèi)噪聲也能降低2分貝以上；全壽命周期檢修成本降低22％……

碳星快軌如何實(shí)現(xiàn)這些出色的性能？

以往列車的主承載結(jié)構(gòu)，大多使用金屬材料，重且不夠靈活。碳星快軌采用碳纖維一體化設(shè)計(jì)技術(shù)，把各部分結(jié)合成一個(gè)整體，像是給列車打造了一副輕盈又堅(jiān)固的“超級(jí)骨架”。打個(gè)比方，以前的列車像是用許多積木搭建的，碳星快軌則像是一整塊精心雕琢的“超級(jí)積木”。這種設(shè)計(jì)不僅給列車脫掉了沉重的“盔甲”，換上了輕便的“運(yùn)動(dòng)裝”，還增強(qiáng)了整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，讓列車在行駛中更加安全穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)變形等問題，為列車的節(jié)能、安全運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

提起碳纖維材料，很多人首先想到的就是貴。碳星快軌的碳纖維成型制造過程突破了這種認(rèn)知。拉擠成型工藝就像制造米花筒一樣，一下子拉擠出幾十米長(zhǎng)的碳纖維車體邊梁；編織和纏繞工藝就像自動(dòng)毛衣編織機(jī)，利用編織設(shè)備靈巧的“雙手”把復(fù)雜外形的構(gòu)架橫梁和側(cè)梁制造出來……高效率的碳纖維制造設(shè)備、低成本的碳纖維制造能力，大幅降低了碳纖維材料制造成本。

碳星快軌在降低運(yùn)維成本方面也做出了努力。碳纖維材料和先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，讓列車整體結(jié)構(gòu)更加可靠，不容易出現(xiàn)故障。列車上配備的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，像一名24小時(shí)在線的“醫(yī)生”，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)列車各個(gè)部件的運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，就會(huì)立刻發(fā)出警報(bào)，讓維修人員提前做好準(zhǔn)備，避免了因故障導(dǎo)致的長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)和維修。

憑借碳纖維一體化設(shè)計(jì)技術(shù)、碳纖維成型制造能力等方面的突破，碳星快軌成為安全、節(jié)能、舒適且低成本的新一代軌道交通車輛。碳星快軌成功上線運(yùn)營(yíng)，是軌道交通領(lǐng)域的一次巨大創(chuàng)新，預(yù)示著未來軌道交通車輛將朝著更環(huán)保、更智能的方向邁進(jìn)。

（作者為中車四方股份公司主任設(shè)計(jì)師，記者侯琳良采訪整理）