天南地北宜兴人:牵引“中国速度”的宜兴人——记中国高速铁路牵引动力首席科学家张卫华

【引  言】

在中华大地上,当一列列高速行驶的动车呼啸而过,人们或许不会知道,有一群追逐速度的人在幕后默默奉献了二十多年。风是他们的羽翼,铁轨是他们延伸出的梦想。而用质量和速度书写着中国轨道交通发展轨迹的领军人物,其中就有宜兴籍的中国高速铁路牵引动力首席科学家张卫华。

实验室跑出最快动车

在西南交通大学,有一座外观为红色的房子格外引人注目,这就是牵引动力国家重点实验室。

这里拥有世界上最高时速的动车组运行模拟实验平台,以每小时600公里的运行速度下,模拟动车组在不同干扰下运行,全方位实现对动车组运行性能的测试和参数优化。国内所有新型列车,出厂的第一辆车都要先运到实验室接受监测,通过之后才能实地试验。

高速列车每提速10公里,都是对技术的重大挑战,这个实验室,见证了中国列车的提速进程。而主持这个实验室的是西南交通大学首席教授、国家“973”项目首席科学家张卫华。他带领的这个特殊团队获得了2个国家科技进步一等奖,2个二等奖和1个国家自然科学二等奖。

二十多年前,国外高速列车时速达300公里以上,我国铁路列车平均时速为54公里,旅行时速更低,只有43公里。中国铁路需要大发展,列车速度需要大提高——这是中国高速铁路之梦的起点。

1989年,西南交通大学教授、现为两院院士的沈志云认识到铁路的未来除了要建设更多的铁路网,实现能力扩充外,还应提高列车的运行速度。为此,他提出建立铁路机车车辆的试验研究平台,开始筹建牵引动力国家重点实验室。

踏实勤恳、拥有机械和力学两个学位的张卫华引起了沈志云的注意,他邀请张卫华加入牵引动力国家重点实验室的筹建工作,并成为他的博士研究生,那一年张卫华28岁。

铁路独特的轮轨系统,不仅支撑了整个列车,还负责列车运行的导向、牵引与制动。在筹建牵引动力国家重点实验室之初,沈志云希望建设一个单轮对的轮轨滚动接触试验台,以了解和验证轮轨接触力学。以张卫华为代表的年轻团队却雄心勃勃,希望直接建设可以满足机车车辆整车试验的平台,这样不仅可以更加真实地研究轮轨关系,也可以实现机车车辆运行模拟。

然而,类似这样复杂的机车车辆试验台,在国外都极为罕见。当时我们国家列车运行时速只有几十公里,张卫华他们的设计目标却向世界看齐,试验台的设计时速是400Km/h。尽管这一速度指标远远脱离现状,但大胆和“好高骛远”却成就了牵引国家重点实验室。

当年沈志云希望张卫华去筹建实验室时曾问他一句话:你能不能吃苦,敢不敢当“拼命三郎”?不甘示弱的张卫华毅然接受了这份邀请。

当参与到实验室的筹建工作后,张卫华才真正体会到沈志云说的“拼命”二字。设计没有蓝本,年轻的设计者甚至没有见过世面,更没有设计的经验。

设计不仅需要理论上的突破,更需要符合我国当时的工业现状和制造水平。白手起家的他们,北上南下奔东跑西,四处寻找能够制造部件的厂家,奔波的生活一过就是五年。

回忆起那段经历,张卫华教授感慨:“那时候真是年轻,有时候一坐火车就是几十个小时,天南地北到处闯。有一次去安徽的一个厂家调研,出来时饿得要命、冷得要命,没有饭馆,只发现一个工地,工地上的工友很多是四川人。一听说我们也是从四川来的,他们很热情,结果,我们只花了5角钱,吃得很好,而且很饱,仿佛是那段时期吃得最好的宴席!”

1994年,试验台终于建成,中国因此成为世界上第二个拥有机车车辆整车滚动试验台的国家。经过改扩建,2003年,新落成的试验台成为世界上规模最大、功能最多、技术最先进、唯一可实现内外轨速差的机车车辆(六轴)滚动振动试验台,标志着中国在铁路机车车辆试验研究能力方面已经迈入了世界的前列。

我国机车升级换代、铁路一次次提速、火车舒适度和安全系数提高,都离不开这个“宝贝”实验室。

中国高铁每一次跨越式发展,都与实验室的技术支撑密不可分。

2008年8月1日,我国第一条自主设计建造、具有国际一流水平的京津城际铁路通车运营。“和谐号”高速动车组营运时速达到350公里,创造了当时铁路运营速度的世界之最。

从时速几十公里到160公里、200公里,再到“中华之星”以及CRH动车组突破350公里/小时……中国在世界高铁的地位,已与过去不可同日而语。而在“高铁时代”速度与力量的强烈冲击下,我国的经济社会文化生活发生了极大的变化。张卫华带领他的团队为之奋斗了很久很久,人们不会忘记这位牵引动力专家付出的艰辛与汗水。

铁牛和金牛的故事

其实,对于出生于宜兴大塍三阳村普通农家的张卫华而言,在上大学前,他从没见过火车,更别说坐火车了。

上世纪六七十年代的江南水乡,耕作还是靠传统的水牛。这耕田不但是个技术活,更是个体力活,即使在大冬天,几圈下来,老农也已汗流浃背了。张卫华那时的梦想实在又简单,他希望成为农机技术人员,掌握农村最先进的技术。在张家仨兄弟中,属牛的张卫华排行最小。当时三阳村的水牛由他二哥建华负责看管,张卫华放学后把书包往桌上一撂,就跑去帮二哥放牛。终于有一天,生产队拥有了一台手扶拖拉机,这台“铁牛”耕田不吃草,翻田速度比老牛快。张卫华稀奇极了,忍不住爬上拖拉机,用手去摸一摸,脑子里琢磨着“铁牛”的神奇,也许正是从那个时候开始,他对机械产生了特别浓厚的兴趣。

1979年张卫华参加高考,以优异的成绩被西南交通大学录取。四川,当时在他心目中遥远而又陌生的地方,却成了张卫华一生工作和奋斗的地方。在这里,他与火车与轨道交通结下不解之缘。

个子不高,思维活跃的张卫华对机械有一种天生的领悟能力,他对专业的热爱,他的敬业精神更让师生们折服。经过多年的奋斗,他很快站在了这一领域的前沿,在制约列车速度提升的车辆系统动力学、转向架技术和弓网关系研究方面结出了丰硕的成果。

在西南交大牵引动力国家重点实验室,梅桂明博士从24岁那年读硕士研究生开始就跟随张卫华教授,14年来张老师的品格和言行深深影响了他。记得那年为了国家“973”计划项目(“高速列车安全服役关键基础问题研究”),张教授没日没夜地工作,每天只能睡四五个小时,长期超负荷工作,他突发面神经瘫痪。当梅桂明和其他学生去医院看望他时,他笑着说:“你们各自把手中的活儿干好就是对我最大的支持和安慰。”

有一个数据足以说明张卫华的忙碌辛劳的程度,去年一年他坐飞机单程达111次。他的日程安排总是满满的,出差时都在不停思考。有时候一个灵感出现往往是在夜半思考中产生,同事们经常收到他的邮件是深夜十一二点钟,甚至更晚。

作为从宜兴走出来的著名专家教授,张卫华身上有着宜兴人特有的品质。在牵引动力科技领域,他像老黄牛一样勤奋、肯苦,属牛的他已连续两届(十年评选一次)被科技部评为国家重点实验室建设先进工作者,获得“金牛奖”,曾有媒体称他是“擒住金牛的人”。

今年6月他又获得工程院最高奖——“光华工程科技奖”。而在所有获得的奖项中,他最看重的是英国机械工程师学会授予他的金奖。张卫华提出的接触网数字模型被国外同行认为是世界上三大接触模型中最完备的模型,相关论文被评选为2005年度学会最佳优秀论文,并被授ThomasHawksley金奖。该奖项自1914年设立,到2005年每年评选一篇,其中有22年空缺,张卫华是唯一获此殊荣的中国学者。这一珍贵的荣誉是对他多年付出的肯定,正如英国方面给他的贺信中所说“这是值得您非常非常自豪的”。

乡音未改乡情浓

面对专程赶到成都采访他的家乡媒体,张卫华用一口宜兴话跟记者聊了起来。

“小辰光,我毕细的个头什么活都干过,割草放牛挑担都做过。”回忆往事,张卫华年少时的生动有趣依然清晰可见。

那一年高考,他和大塍中学的学生一起到周铁中学的考点去,隔夜生产队里聚餐,不会喝酒的他钻在大人堆里不知怎么就喝多了,出发时还晕乎乎的。那时候的高考不像现在这样隆重由家长陪同,他和同学到周铁考点住在棠下小学,此地距离他舅舅家几公里路。舅舅王炳全是个读书人,以前就读镇江师专,因为历史原因学校解散后回家务农。张卫华非常敬重这位知识分子舅舅,高考前的晚上他带一个同学步行去看望舅舅。外甥来了舅舅自然高兴,沙塘村盛产渎上西瓜,舅舅客气地款待他们,两人吃饱了西瓜夜里摸黑赶回住宿地,不知怎么就迷路了,到半夜才摸对住的地方,第二天考试张卫华发挥不好,这一年他以相差13分落榜,父亲为此严厉地批评了他,这件事对他影响深刻,自此他踏实用功,发愤图强,第二年终于考上西南交大。

年少时的张卫华非常真诚率性,智慧聪颖,家乡的山水养育了他,农村摸爬滚打的经历又使他比一般人更会吃苦。如今,张卫华功成名就,成为著名的专家教授,但树高千尺连着根,离开家乡三十多年,家乡始终在张卫华心里,家乡有他85岁的老母,有他血肉相连的亲情,他经常会回老家看望。宜兴这几年日新月异的变化,让他倍感自豪。在采访中他也建议,宜兴要建立长效联络机制,让在外乡贤的资源为家乡发展所用。

【人物档案】 

张卫华:西南交通大学牵引动力国家重点实验室主任、轨道交通国家重点实验室(筹)常务副主任、长江学者特聘教授、西南交通大学首席教授。

1983年毕业于西南交通大学机械系。1996年西南交通大学获工学博士学位。1995年到英国曼彻斯特城市大学进行合作研究。张卫华是国家杰出青年科学基金、全国优秀百篇博士论文和教育部跨世纪优秀人才基金获得者。国家“973”项目首席科学家,科技部铁道部“中国高速列车自主创新联合行动计划”总体组专家。他先后获得国家科技进步奖一、二等奖,省部级科技进步特等奖等奖项,拥有授权发明专利10项。最近,他又喜获工程院最高奖“光华工程科技奖”。

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