山東青島地鐵1號線今年1月上線了“CETROVO1.0 碳星快軌”地鐵列車（以下簡稱“碳星快軌”）。碳星快軌首次采用碳纖維復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，是全球首列實現(xiàn)工程化應用、商業(yè)化運營的碳纖維地鐵車輛。
數(shù)據(jù)能更好說明成果：減重11%，運行能耗降低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計技術，把各部分結(jié)合成一個整體，像是給列車打造了一副輕盈又堅固的“超級骨架”。打個比方，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“超級積木”。這種設計不僅給列車脫掉了沉重的“盔甲”，換上了輕便的“運動裝”，還增強了整體的結(jié)構(gòu)強度，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、安全運行打下了堅實基礎。
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的碳纖維車體邊梁；編織和纏繞工藝就像自動毛衣編織機，利用編織設備靈巧的“雙手”把復雜外形的構(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。
碳星快軌在降低運維成本方面也做出了努力。碳纖維材料和先進的設計技術，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)測系統(tǒng)，像一名24小時在線的“醫(yī)生”，能夠?qū)崟r監(jiān)測列車各個部件的運行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，就會立刻發(fā)出警報，讓維修人員提前做好準備，避免了因故障導致的長時間停運和維修。
憑借碳纖維一體化設計技術、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營，是軌道交通領域的一次巨大創(chuàng)新，預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。
（作者為中車四方股份公司主任設計師，本報記者侯琳良采訪整理）
《 人民日報 》（ 2025年05月24日 05 版）