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院士揭秘中国高铁速度是怎样“炼成”的

  中国高铁经历了哪些发展历程?最快高铁速度是怎样“炼成”的?3月28日,科学与中国“千名院士·千场科普”——院士与中学生面对面活动在重庆两江新区西南大学附属中学校举行。中国科学院院士、西南交通大学首席教授、轨道交通工程专家翟婉明作了题为《中国高速铁路发展与展望》科普报告,与600余名师生展开分享与对话。

  第一次坐火车经历现实版“人在囧途”,成最好的“入学教育”

  “1981年,经过高考的磨砺,我被西南交通大学机械系录取了。”简短的开场白后,翟婉明院士分享了自己的求学科研之路。

  开学前夕,翟婉明从家乡江苏靖江坐火车到位于四川峨眉的学校。作为一个“农村娃”,这是他第一次坐火车。

  “我从江苏到四川,没想到辗转奔波了三天四夜。”原来,当时的一场大雨,造成宝成铁路的一段路基塌方。无奈之下,他只能辗转多地绕道而行。

  中途更换火车、车厢拥挤不堪,加上饥饿和疲惫难耐,让翟婉明深切地感受了一趟现实版“人在囧途”。作为一名与铁路相关专业的新生,第一次坐火车,他就惊讶地发现中国铁路的落后,无疑是给了他当头一棒,也成为了最好的“入学教育”。

  这一趟“囧途”,也影响了他一生的志向。

  首创“翟模型”,为中国高铁速度提供重要理论支撑

  进入西南交大后,翟婉明如饥似渴、夜以继日地勤奋学习和钻研,并以优异的表现完成了本科、硕士、博士学业,进入铁路交通科研的前沿领域。

  活动现场,翟婉明用通俗易懂的语言和生动的案例回顾了中国高铁的发展历程。“在1990年以前,中国铁路时速才八九十公里,在经过6次大提速后,中国铁路速度有了质的提升。”他介绍,2008年8月1日,我国首条设计时速350公里的高铁——京津城际高铁开通运营,正式开启了高铁时代,实现了中国铁路的历史性跨越。

  现场,回溯这一切时,翟婉明感慨万千。他说,“从2008年到现在,16年的时间,中国已建成4.5万公里的高铁,超过了除中国以外,全世界其他国家所有高铁里程的总和!我们还是高铁运营速度最高的国家!”

  辉煌的背后,是无数困难和挑战。没有建设标准,地形地貌复杂,运营环境严苛……在他看来,中国高铁建设遇到的困难,难度之大,世界罕见!

  轨道交通工程动力学与振动控制是翟婉明长期研究的方向。过去,传统的车辆动力学、轨道动力学理论是将车辆和轨道分开研究的,这不能很好地解决复杂的车辆与轨道动态相互作用问题。

  针对上述局限性,翟婉明在读博士时,大胆地提出了“车辆—轨道耦合动力学”新理论,首次将车辆与轨道一体化研究。后来,这一全新理论体系也被称作“翟模型”,成为了国内外轨道交通动力学研究的基本方法,也是中国高铁速度不断提升的重要理论支撑。

  遇到挫折不要心灰意冷,院士也犯过“最最低级的小错误”

  活动现场,翟婉明还与4名学生同台并排而坐,围绕学业困惑、科学话题、未来规划等展开了对话。

  “当年您在创建‘车辆—轨道耦合动力学’新理论时,有遇到什么困难吗?当时是什么样的心情?”西大附中高二7班学生熊思齐问道。

  “我们国家原来的科研底子薄,建高铁对我们来说,是件相当不简单的事情。”翟婉明回答道,那时,还在读博士的他,非常期待中国能有高铁,并坚信这个目标一定能实现。

  那时,他夜以继日地去探索、去收集资料、去刻苦钻研,在这个过程中,遇到挫折也是家常便饭。

  “作为一个博士生,当时提出‘车辆—轨道耦合动力学’新理论,胆子是有点儿大的。”翟婉明的话音刚落,台下的师生就被他逗笑了。

  他说,刚开始,自己用计算机建模进行仿真模拟,但算出来的结果却是列车在运行中与轨道脱离了。“这就好比是,火车在轨道上开着开着就飞起来了。有人甚至开玩笑说,翟婉明建的模型,仿真出来的火车像飞机一样。”翟婉明一番话把现场师生逗得捧腹大笑。

  那时,他花了很多时间,都没有找到问题出在哪里,虽然他坚信自己的原理和思路方法是对的,但要从成千上万条编程代码中找到错在哪里,犹如大海捞针。面对这样的挫折,他也感到过迷茫。直到两三个月之后,他才终于发现,自己犯了一个“最最低级的小错误”。

  “如果当时我放弃了,就不会有现在的‘车辆—轨道耦合动力学’理论。”借着自己的亲身经历,翟婉明再次勉励在场的中学生:遇到挫折很正常,不要心灰意冷,“你们有很好的潜质去从事科学探索,对挫折要有充分的心理准备,也要有沉下去钻研、思考的工夫。要有理想、有韧性、能坚持,不要轻言放弃,要抓住机遇。”

  如今,中国高铁后来居上,已经从跟跑到并跑,并向领跑过渡,取得的成就有目共睹。翟婉明告诉大家,“将来要持续领跑,就需要你们这样的青年才俊加入,把‘接力棒’一棒接一棒传递下去,为我国的轨道交通事业,实现交通强国作贡献。”

  活动临近结束,翟婉明还向4名学生赠送了科普图书,鼓励他们热爱科学,勇敢追逐自己的科学梦想。

  翻开院士赠送的科普图书,看到院士书写的“热爱科学、建设祖国”几个字,高二13班学生王紫涵心潮澎湃,久久不能平静。“希望我明年考上理想的大学,像科学家一样,潜心去做科研,为国家的科研事业贡献自己的一份力量!”

编辑: 陈雨
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