1月22日，北京至哈尔滨高速铁路北京至承德开通运营。至此，京哈高铁实现全线贯通！
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图源：中国铁路
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图源：中国铁路
众所周知，我国东北地区冬季严寒，京哈高铁的起始城市黑龙江哈尔滨市2月份的平均气温仅为-20摄氏度到-7摄氏度，往年，由于气温过低，动车组无法提高行驶速度，而今年春运，京哈高铁有望迎来我国新型时速350公里复兴号高寒动车组。1月6日，复兴号首次在中国铁路北京局集团有限公司北京动车段朝阳动车运用所亮相，其实，在2020年12月21日，我们的高寒动车组就已经在京沈客专进行考核试验，且一切性能良好。在这一喜讯传来的同时，我们不禁问到，高寒动车组复兴号真的可以加快归家人的脚步吗？
什么是高寒动车呢？
一般来说建设在冬季最低温度低于零下15℃的地区，所有外露的设施和设备，能够承受低温环境的考验，线下(基础设施)设计速度目标值至少达到200公里/小时的铁路客运专线，并可在本线开行G字头车次的高速动车组的铁路及车组，一般称为高寒高铁。
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图源：中国铁路
动车在低温环境下运营并不是一个简单的工作，背后有诸多技术难点：摄氏0度，水开始结冰；摄氏零下30度，煤油开始凝固；摄氏零下38.87度，水银开始凝固、温度计无法工作……车体缝隙如何阻拦暴风雪入侵、如何跳出“冷凝水”陷阱保护电器部件、克服恶劣天气对路轨干扰……这些高寒区高铁的技术难题，一度困扰中国高铁，也让全世界高铁为之头疼。
直到8年前，世界首条高寒高铁线路哈大高铁在我国北部低温地区的成功运营，向世界展示了中国高寒高铁技术，成功突破了高寒高铁速度、温度之间的“世界性”难题。当时，40列CRH380B型高寒动车组问世。虽然CRH380B型高寒动车组的设计时速可以达到350公里/小时，但由于技术限制，在冬季该动车组需在200公里/小时速度下运行，仅在夏季可将速度提至300公里/小时。
“最抗冻”动车组问世
在过去的几年里，中国在高寒高铁方面取得了诸多突破。而今年亮相的CR400AF-G是是高铁家族中的“战寒神器”，拥有耐低温、耐冰雪的“绝技”，在-40℃的极寒天气下也能奔跑如常，堪称“最抗冻”的动车组。使我国高铁在严寒地区冬天时可不再减速运行，时速可达到350公里，适应摄氏零下40度的复兴号有望在京哈高铁上线运营，被网友戏称为“让东北人民去海南度假更快的车”，“这是通往西伯利亚的第一步”。
如何做到“最抗冻”？
高寒版复兴号动车组所使用的材料、电气元件以及车体、转向架、供风制动等系统部件均进行了耐低温设计，并从密封防雪防击打、水系统防冻、冷凝水防治等方面采取技术措施，使动车组具备了特殊的“抗寒”性能，能够承受零下40℃低温以及冰雪等极端恶劣运行条件的考验。
都运用了那些新科技？
1“神经系统”抗冻
动车组的部分指令性功能是通过开关来实现的。极寒环境下，开关内部润滑脂黏度增加，会出现正负极触点“拉弧现象”，可能导致控制失灵。因此，新型高寒动车组采用了特殊的低温控制开关，保障了低温环境下开关的正常运行。
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2“关节”抗冻
部分螺栓螺母采用铬钼合金钢等低温材料，在刺骨寒风中避免脆裂。
由于铬（Cr）的 固溶强化以及提高钢的耐腐蚀性能，和钼（Mo）的细晶沙强化以及提高回火稳定性的作用，铬钼合金钢高温加工性好，熔接性能强大，吸收冲击的性能高，能有效吸收冲击，并能承受极低温度。
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3“脚”抗冻
首次批量使用自动化防冻结功能：在冰雪线路行车，高速运行卷起的冰雪附在制动夹钳上，停放时容易出现结冰冻结的现象，导致刹车不能正常使用。冰雪天气列车停放于库外时，通过网络系统控制夹钳关节区域间歇性活动，单车制动闸片和制动盘每次松开55秒，抱住5秒，各车依次循环动作3小时，以减小冻结概率。
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4“血管”抗冻
水箱、污染箱、水管等供排水管路全部覆盖防寒材料，相当于集体穿上棉衣。水箱底部增加“小电炉”，箱体底部和管路上，还分别增加了“小电炉”、电伴热线，保障列车“血管”天寒地冻仍畅通无阻。
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5.“心脏”抗冻
列车连接的电线长度可达240余公里，在高寒环境中，配电柜极易因“结露现象”产生冷凝水。设计人员为列车配电柜骨架上喷涂了新型微米级陶瓷多孔材料，空气遇冷凝结的冷凝水可以储在涂料的孔隙中。当客室温度升高时，冷凝水便可自然蒸发避免了冷凝水的产生。
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此外，该车车体采用轻量化铝合金材质，各系统模块化设计，编组重量低于国内同系列产品。
正是这些运用在诸多细节中的科技，为我们的复兴号动车组穿上了“防寒甲”，让它在冰天雪地里依旧能跑得飞快！同时，经受 “风雪考验”的复兴号，也为乘坐复兴号的旅客抵挡住了严寒，撑起了“保护伞”！如果你是其中一员，你将会享受到一份温暖高速的出行体验。这也是中国科技为这个60年来最寒冷的冬季带来的一缕暖阳，更是一股抵抗严寒的“中国力量”。因此，我们有理由相信，如果复兴号站在了春运的起跑线上，一定会跑出让人赞叹的成绩。
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图源：中国铁路
有人感叹2020年对于中国来说过于魔幻，从年初的在家隔离到控制疫情，从经济停摆到迅速复工复产，我们顺利通过了一次又一次的“大考”。其实回顾2020，并不是它太过魔幻，一切魔幻背后有着无数的准备、付出和蓄势待发。在经历了一年的调整后，今年我们一定能交出更加令人满意的答卷，就像我们的高寒动车组一样，不断突破重重难关，最终拿出驰骋在世界舞台上的作品—— “复兴”。
作者丨田璐璐
审稿丨黄宇 北京市科学技术情报研究所助理研究员
文章由腾讯“全民爱科学”团队推出
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