最近未來交通大會在浙江開幕,新一代的碳纖維列車可以說吸引了所有人的眼光,因為碳纖維可是其他國際都夢寐以求想要掌握的材料技術,而中國居然壕到用來造列車。
碳纖維是指含碳量在90%以上的高強度高模量纖維。耐高溫居所有化纖之首。用腈綸和粘膠纖維做原料,經高溫氧化碳化而成。
碳纖維具有耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性 外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物,由於其石墨微晶結構沿纖維軸擇優取向,因此沿纖維軸方向有很高的強度和模量。碳纖維的密度小,因此比強度和比模量高。碳纖維的主要用途是作為增強材料與樹脂、金屬、陶瓷及炭等複合,製造先進複合材料。
現代戰爭武器裝備向著低能耗、大載荷、隱身化和高機動性快速發展,對製造武器的材料也提出了更高要求。被譽為“黑色黃金”的碳纖維複合材料,因其優異的材料特性而被廣泛應用於國防軍工等領域。藉助碳纖維材料打造效能更優的武器裝備,早已成為各軍事強國比拼較量的新戰場。
20世紀50年代初,美國Wright-Patterson空軍基地以黏膠纖維為原料,試製碳纖維成功,產品作火箭噴管和鼻錐的燒蝕材料,效果很好。1956年美國聯合碳化物公司試製高模量黏膠基碳纖維成功,商品名“Thornel—25”投放市場,同時開發了應力石墨化的技術,提高碳纖維的強度與模量。
20世紀60年代初,日本進藤昭男發明了以聚丙烯腈(PAN)纖維為原料製取碳纖維的方法,並取得了專利。1963年日本碳公司及東海電極公司用進藤的專利開發聚丙烯腈基碳纖維。1965年日本碳公司工業化生產普通型聚丙烯腈基碳纖維成功。
到目前為之,高效能碳纖維材料僅有日美兩個國家,目前,世界碳纖維技術主要掌握在日本公司手中,其生產的碳纖維無論品質還是數量上均處於世界領先地位,日本東麗、日本東邦和日本三菱麗陽目前擁有全球丙烯腈基碳纖維50%以上的市場份額。
碳纖維材料是航空航天領域的重要材料,碳纖維的T數是指碳素材料的級別,多少T指的是橫截面面積為1平方釐米單位數量的該類碳纖維可承受的拉力噸數。所以在一般情況下,T數越高,則代表碳纖等級越高,品質越好。
美國的F-22“猛禽”戰鬥機通過採用包括碳纖維多軸向經編複合材料在內的多種碳纖維增強複合材料,主翼、垂尾翼、平尾翼以及機身蒙皮等部位用量比例高達35%,明顯減輕了機身重量,提高了機動靈活性以及抗疲勞、抗腐蝕等效能。
中國碳纖維材料雖然供給海外市場能力不強,但是卻足夠軍用,中復神鷹目前具有一定規模的T300、T700、T800和M30的碳纖維生產和銷售能力,並且實現了T800級碳纖維向國內市場的供貨,具備了在航空航天及重點工業領域推廣應用的條件,目前中復神鷹更是完成了T1000的研發,在國際上屬於一流水準。
可是被廣泛運用於航空航天的碳纖維材料,中國居然被大規模用來造地鐵列車,這樣的科技水準真的讓其他國家只能羨慕嫉妒恨。
中國打造的新一代碳纖維列車,採用先進的碳纖維技術,車體、轉向架構架、司機室、裝置艙及裝置機體等均使用碳纖維複合材料製造,是大規模應用碳纖維複合材料的地鐵車輛。特別是成功突破碳纖維大型複雜件結構設計、製造成型等關鍵技術,實現了碳纖維複合材料在車體、轉向架構架、司機室等車輛主承載結構上的全面應用。
除了碳纖維材料,列車還採用了碳化矽逆變器、永磁牽引電機、全主動懸掛和新型隔聲降噪等新技術和材料。
這些新技術的運用,可以讓列車能夠探測車廂振動,實時對懸掛系統進行調節,使其時刻處在最佳的減振狀態,車輛執行更平穩;並且使得裝置客室噪聲降低5分貝以上。
新一代地鐵車輛還進行了氣密性設計,首次採用密封車體,乘客在乘坐時,不會因為車內壓力波動引起耳膜有壓迫感。
跟傳統的地鐵相比,新一代地鐵最大的特點就是更輕、更節能,因為碳纖維技術,使整個車身減重了13%;速度也大大提高了,平時地鐵行駛速度是90公里/小時,現在碳纖維地鐵車輛行駛速度140公里/小時;節能方面,比傳統列車上,新一代碳纖維列車可節能15%以上。
此前全球執行速度最快的舊金山地鐵,時速達到了128公里。
而且碳纖維列車將採用無人駕駛技術,人工成本都節省了一大筆,雖然這輛碳纖維地鐵列車造價比較高,但後期維護的費用較低,碳纖維複合材料更加輕量化,節能優勢明顯,並且具有優異的耐疲勞、耐候、耐腐蝕效能,可有效保證列車在30年服役期內不發生疲勞、腐蝕等失效,減少了維護量,因此能夠降低全壽命週期成本。同時碳纖維列車也可適應惡劣運營環境,無論高溫、高寒、高海拔,還是小曲線、大坡道,列車都能執行自如。
該車執行全過程為全自動駕駛,空調和照明均採用智慧調節,車窗變身一面觸控大屏,用指尖點選車窗,就能在車窗上看新聞、瀏覽網頁、購票、刷視訊、觀看電視直播等,便捷地獲取各種服務。額,到時候會不會為了爭電視,給打起來。。。
除此之外,還有多媒體曲面屏、自清潔座椅、為聽力殘疾乘客配備的助聽系統……中國稱呼新一代碳纖維列車為“智慧列車”,是未來列車發展的趨勢。
據悉,碳纖維列車會應用在廣州地鐵8號線。並且從9月開始,由廣州地鐵參與研製的中國“下一代碳纖維地鐵列車”已經“祕密”地利用非運營時間在廣州地鐵八號線上完成了線路試驗工作,這也是該車型首次在國內運營線路上的試驗。
怎麼樣,各位是不是想體驗一下。