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【中國中鐵“開路先鋒”卓越人物】王立天

來源: 時間:2021年09月17日 瀏覽次數: 【字體: 打印

  如今,高鐵已成為中國鐵路高質量發展的一張亮麗名片。在京滬、京津、京張、成渝等高鐵線路上,復興號以時速350公里飛馳著,以最直觀的方式向世界展示了“中國速度”。高鐵的突飛猛進,凝聚著無數科研人員的智慧和汗水,中鐵六院副總工程師、中鐵電化院首席專家王立天便是其中一員。他在鐵路電氣化領域耕耘30余載,主持研發的牽引供電技術及裝備構建了中國電氣化鐵路現代技術體系,為中國高速鐵路的飛速發展提供了澎湃動力,推動了中國城軌供電制式多元化發展,被譽為“中國電氣化鐵路技術創新帶頭人”,先后被評為國務院政府特殊津貼專家、天津工程勘察設計大師,榮獲詹天佑成就獎、火車頭獎章等多項榮譽。

  一根導線的故事

  我國出臺《中長期鐵路網規劃》后,明確了高鐵發展“引進、消化吸收、再創新”的基本方略。京津城際的建設,正是其中第一步“引進”的代表工程。

  2006年初,41歲的王天立作為鐵道部電氣化專業的技術主要談判代表,帶領40多位國內同行專家就京津城際建設相關技術與外國專家展開談判。

  高鐵接觸網所使用導線的基本制式,是談判中需要確定下來的一項重要內容。當初有兩種方式可供選擇,一種是鎂銅導線,導電率62%、強度470兆帕;另一類是銅包鋼導線,導電率50%、強度580兆帕。根據我國規劃建設高鐵速度高、密度大、編組大的特點,中方在談判中傾向于采用鎂銅導線。但外方一家企業拋出了一個全新的方案,數據指標達到導電率76%、強度560兆帕。然而經過一個月的談判,對方不僅不答應轉讓相關的技術,甚至連一小段樣品都不同意出售。最終,只能選擇此前的鎂銅導線方案。那一刻,讓他真切感受到“卡脖子”的難受。他暗下決心,一定要做出中國自己的高強高導導線。

  在京津城際與外國專家談判結束后,王立天對高強高導導線的關注沒有絲毫減弱。“中國要進行自主創新、國產化的話,我們必須提前布局進行研究。”抱著這一想法,他通讀了大量的國際期刊、論文,開始朝著鉻鋯銅合金這一新型材料方向邁進。在他的努力下,一個產學研合作的“同盟”形成了——其中既有作為電化院總工的王立天,也有來自浙江大學的孟亮教授,還有“電纜之鄉”河北省邢臺市寧晉縣一家生產企業負責人張進東。

  2007年10月,孟良教授在實驗室完成了樣品的研發,測試數據達到導電率80%、強度600兆帕這一標準,讓王立天欣喜不已。然而,從實驗室樣品到成規模大批量生產,卻遭遇了一次又一次的失敗。

  為解決遇到的各類問題,王立天查閱了大量的化學、合金材料等方面的著作和論文,不斷設計完善工裝設備和生產流程。他自己也記不清熬了多少個夜晚,和生產技術人員在現場一起等待試驗結果。2009年,由于試驗遲遲沒有成功,參與其中的部分技術人員也退縮了,甚至企業的總工程師都辭職了。更有人質疑,國外做的時間更早都沒有做成,我們真的能行嗎?

  王立天也坦言:“大量的人力、資金、時間投入,似乎看不到曙光。當時自己的心情也一度十分的壓抑,壓力非常大。”但他選擇了堅持下去。

  功夫不負有心人。2010年,王立天和技術人員解決了困擾他們已久的一道難題,試驗取得成功。王立天說:“經過近三年的努力,終于有了一種豁然開朗的感覺,產品各方面指標堪稱完美。當京滬高鐵先導段掛上了我們研發出的導線時,覺得一切的付出都是值得的。”

  2010年12月,作為高鐵發展“再創新”階段的代表工程,京滬高鐵先導段進行了聯調聯試和綜合試驗,最高運行時速達到創紀錄的486.1公里,其中,高強高導的鉻鋯銅導線功不可沒。

  隨著鉻鋯銅導線的研發成功,相對更為簡單的鎂銅導線生產也水到渠成,而且性能全方位超越了國外的同類產品,導致其價格降幅超過了30%。

  讓雷電遠離高鐵城軌

  以2008年第一條設計時速350公里的京津城際鐵路建成運營為標志,我國目前已成功建設了世界上規模最大、現代化水平最高的高速鐵路網。

  我國目前高鐵線路集中分布在東部、東南部和南部等雷電多發地區,并且大量的接觸網敷設在高架橋上,在京滬高鐵、武廣高鐵等主干線路,高架橋路段占比甚至超過80%,雷害成為高鐵發展過程中必須重視的一個大問題。雷擊導致的跳閘,可能讓列車大面積晚點和停運,擾亂高鐵的正常運輸秩序,進而造成更大的經濟損失和社會負面影響。

  在高鐵研究的先發國家如德國、日本、法國等,對高鐵的雷電防護沒有深入的研究,因此并沒有太多的經驗可供中國借鑒。

  對此,王立天帶領團隊聯合國內頂尖研究院所,從基礎研究著手,進行了全過程仿真模擬。在此基礎上,研發了專用防護裝置,并制定《高速鐵路牽引供電系統雷電防護技術導則》的行業標準。如今,研發成果在高鐵得到廣泛應用,雷電跳閘率減少80%。

  與此同時,針對城市軌道交通工程供電系統高架橋及地面的雷害,王立天還帶領團隊研究出了針對性的雷電防護設備和防護設計方法,編寫了《軌道交通直流架空接觸網雷電防護導則》的國家標準。

  推動牽引供電設備國產化

  作為國家科技部專家,王立天先后主持完成“十一五”國家高速列車牽引供電技術研究及裝備研制、“十二五”智能高速列車牽引供電系統關鍵技術研究和“十三五”高性能牽引供電系統技術等課題研究工作,為推動建立我國高鐵、城軌牽引供電系統設計關鍵技術突破奠定了堅實基礎。

  憑借在鐵路電氣化領域的深耕,王立天也創下了諸多的“第一”。他主持完成了我國首條全面采用國產設備的上海三號線,首條架空剛性懸掛時速為80、120、160公里的廣州二號線、三號線、北京新機場線,首條獨軌受流的重慶較新線、首條專用回流軌的寧波四號線,主持完成了我國95%以上牽引供電設備的國產化研制,實現了柔性、剛性、鋼鋁復合軌、直線電機驅動、獨軌受流系統國產化,為我國城軌牽引供電系統制式多元化技術體系建立做出了突出貢獻。

  以色列特拉維夫紅線工程,是我國鐵路行業首次在發達國家承建的第一條地鐵工程。盡管技術要求高、難度大,但電化院依然順利拿下了設計項目。王立天團隊提供的高水平設計方案,對接國際標準,絲毫不遜于國外知名公司,獲得甲方的高度評價。

  7月20日,具有完全自主知識產權的我國時速600公里高速磁浮交通系統成功下線,這也是世界首套設計時速達600公里的高速磁浮交通系統。這一項目的亮相,引發了國內外熱議。早在2003年,王立天就已經完成863計劃“高速磁懸浮交通技術”重大專項的子課題研究,并編著了《高速磁懸浮牽引供電系統》一書。2016年,王立天被聘為國家重點研發計劃“先進軌道交通”重點專項總體專家組成員,同時擔任“磁浮交通系統關鍵技術”項目的首席責任專家,代表科技部高技術研究發展中心監督該項研究工作。

  作為全過程參與過高鐵、地鐵以及磁浮列車電氣化設計的“全能選手”,王立天正在我國軌道交通未來發展的道路高歌猛進。  王鑫

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