十四年前，德國。陶桂東第一次接觸到世界先進(jìn)的ICE高速列車，250公里時(shí)速給他的震憾，至今記憶猶新。
十四年后，飛馳在中華大地鐵道線上的一千多列高速列車，近一半出自他所在的中國南車四方股份公司設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)之手。
他是這個(gè)團(tuán)隊(duì)的高級主任設(shè)計(jì)師，高速動車組設(shè)計(jì)專家。由他擔(dān)當(dāng)主任設(shè)計(jì)師的CRH380A，跑出486.1公里每小時(shí)的世界鐵路運(yùn)營試驗(yàn)最高速，成為中國高鐵一張閃亮的名片；他主持廣深港動車組技術(shù)投標(biāo)，與眾多國際巨頭同臺競技，成功中標(biāo)，為中國高鐵“走出去”邁出了實(shí)質(zhì)性的第一步。
如今，他正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)中國標(biāo)準(zhǔn)動車組，我國高速列車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品系列的升級又將迎來關(guān)鍵一步。
首次體驗(yàn)250公里時(shí)速，既欣羨也不是滋味
1996年，綠皮車與紅皮車的年代，陶桂東從北方交通大學(xué)畢業(yè)，分配到四方機(jī)車車輛廠（南車四方股份的前身）。科班出身的陶桂東愛動腦、肯鉆研。從一張張座椅開始，進(jìn)廠沒多久，陶桂東就基本把火車部件的圖紙畫了個(gè)遍，很快成為老師傅眼里的“設(shè)計(jì)多面手”。
2001年，陶桂東到德國研究塞拉門技術(shù)，在ICE高速列車上體驗(yàn)了一把250公里的時(shí)速。讓第一次接觸高鐵的陶桂東心里既欣羨，也不是滋味。他說：“國內(nèi)綠皮車拖慢的不僅是客流速度，還有軌道工業(yè)發(fā)展水平。”
2004年，國家規(guī)劃高速鐵路網(wǎng)，確立“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)、打造中國品牌”的總方針。南車四方股份引進(jìn)時(shí)速200公里高速動車組，開啟引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新之路。陶桂東迎來了“親手”設(shè)計(jì)高速列車的機(jī)會。
然而，技術(shù)引進(jìn)遠(yuǎn)不是“拿來就用”那么簡單。參與設(shè)計(jì)的陶桂東說，外方設(shè)計(jì)沒考慮國情路情，照搬現(xiàn)成技術(shù)行不通。陶桂東和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)前后進(jìn)行了110多項(xiàng)設(shè)計(jì)優(yōu)化，才解決引進(jìn)技術(shù)“水土不服”的難題。兩年后，南車四方股份成功下線首列國產(chǎn)化時(shí)速200公里高速動車組。
2007年，南車四方股份在原有技術(shù)基礎(chǔ)上自主提升，設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)速300公里的CRH2C高速動車組。業(yè)內(nèi)公認(rèn)，高速列車時(shí)速到了200公里以上，每提高50公里，技術(shù)難度上升一個(gè)臺階。為了摸透動車組在高時(shí)速下的系統(tǒng)行為規(guī)律，陶桂東和技術(shù)人員在京津、武廣、鄭西等線路上跟車試驗(yàn)，歷時(shí)整整1年，突破了制約速度提升的一系列關(guān)鍵技術(shù)。“高速列車這種大工程，必須走完全自主創(chuàng)新這條軌道。”在陶桂東看來，CRH2C的成功研制為高速列車的全面自主創(chuàng)新邁出了重要一步。
擎旗CRH380A，“攢出”最佳性能整車
“思路清晰，有股狠勁，是個(gè)典型的‘技術(shù)男’。”同事這樣評價(jià)陶桂東。正是憑著這股狠勁，他在高速動車組研發(fā)中屢擔(dān)重任。
2008年，南車四方股份著手自主開發(fā)世界上最高標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)速380公里CRH380A新一代高速動車組。以此為標(biāo)志，我國高速列車跨入全面自主創(chuàng)新的新階段。
33歲的陶桂東，受命擔(dān)當(dāng)CRH380A主任設(shè)計(jì)師，成為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)主要領(lǐng)軍人之一。
未及興奮，難題迫人。“設(shè)計(jì)世界運(yùn)營速度最快的高速列車，根本沒有經(jīng)驗(yàn)可借鑒，我們不是打破成規(guī)，而是在開創(chuàng)先例。”陶桂東說。
在300多人的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)里，陶桂東負(fù)責(zé)列車的系統(tǒng)集成。系統(tǒng)集成是高速列車關(guān)鍵技術(shù)之一，直接關(guān)乎車輛運(yùn)行安全和乘坐舒適性。4萬多個(gè)零部件，上百個(gè)子系統(tǒng)，對動車組的設(shè)計(jì)而言，如何通過系統(tǒng)集成“攢出”最佳性能的整車，是首要的突破點(diǎn)。
“時(shí)速380公里，我們心里也沒底。”盡管有前期的技術(shù)積累，高速帶給陶桂東的考驗(yàn)前所未有，拿動車組接口關(guān)系來說，很多部件的設(shè)計(jì)精度是以0.001毫米來進(jìn)行誤差計(jì)算的。
從那時(shí)起，陶桂東帶領(lǐng)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)展開歷時(shí)2年的攻關(guān)。用他自己的話說，“每天就是在打仗”。那段日子，陶桂東早上6點(diǎn)就進(jìn)入工作狀態(tài)，帶領(lǐng)技術(shù)人員審核圖紙、研究方案，到現(xiàn)場試驗(yàn)。“每個(gè)設(shè)計(jì)方案，每項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，都需要反復(fù)比選。”團(tuán)隊(duì)里的同事記得，設(shè)計(jì)周期緊張，陶桂東一連半年沒怎么休息過。
速度攀升150公里，噪聲強(qiáng)度基本沒變
和時(shí)間賽跑，設(shè)計(jì)上的難題也接踵而至。
噪聲控制首當(dāng)其沖。作為國際高精尖技術(shù)之一，噪聲控制是各國研發(fā)高速列車必須突破的“瓶頸”問題。“噪聲過強(qiáng)，會直接導(dǎo)致列車不能投用。”陶桂東說，列車的噪聲會隨速度的攀升呈幾何數(shù)級增長，而到時(shí)速380公里，噪聲控制無先例可循。
在前期積累基礎(chǔ)上，陶桂東對列車噪聲做了大量分析研究，他提出根據(jù)隔聲設(shè)計(jì)原理有針對性去解決，并探索出“隔、降、吸、減”4種方法。
這對材料和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的要求近乎完美。整整1年多，陶桂東帶領(lǐng)技術(shù)人員撲在現(xiàn)場，進(jìn)行了500多次科學(xué)試驗(yàn)，反復(fù)比選材料，調(diào)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。光車窗隔音這一項(xiàng)，他和團(tuán)隊(duì)就試驗(yàn)了上百次，“前后否決過20多種方案”。
如今，當(dāng)一列列CRH380A以350公里每小時(shí)的速度飛奔時(shí)，車?yán)锏脑肼曋挥?8分貝，“跟人說話的聲音差不多，比小汽車還低”。值得一提的是，和初期引進(jìn)的時(shí)速200公里原型車相比，CRH380A時(shí)速攀升了150公里，但噪聲強(qiáng)度基本沒變。
兩年下來，陶桂東帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，還攻克了動車組總體技術(shù)指標(biāo)、系統(tǒng)接口關(guān)系、重量控制、司機(jī)室集成設(shè)計(jì)等一系列設(shè)計(jì)難題。
與德法日同臺競技，拿下廣深港動車組
2010年12月3日，長編組的CRH380AL在京滬高鐵風(fēng)馳電掣，跑出486.1km/h的速度，創(chuàng)造世界鐵路運(yùn)營試驗(yàn)最高速！陶桂東說，令他自豪的，除這第一速度外，更重要在于“有自己的品牌，我們的高速列車有了‘走出去’的資質(zhì)”。
2011年，香港鐵路有限公司面向全球招標(biāo)，采購廣深港高速動車組。南車四方股份迎來高速列車“走出去”的第一戰(zhàn)。這也是高速列車領(lǐng)域國內(nèi)企業(yè)首次參加國際角逐。
陶桂東再擔(dān)重任，掛帥技術(shù)投標(biāo)工作，與德國西門子、日本川崎、法國阿爾斯通等國際巨頭同臺競技。
香港方面有嚴(yán)密的質(zhì)量審核體系，尤其對列車技術(shù)的要求非常嚴(yán)格，近乎苛刻。“拿列車的防火性能來說，能燒多長時(shí)間，精確到了秒！”陶桂東記得，香港對動車組的每一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都作了精確規(guī)定，不僅如此，還要求投標(biāo)方拿出具體可行的技術(shù)方案。
陶桂東的“狠勁”再次被激發(fā)出來。他和設(shè)計(jì)人員通宵達(dá)旦地研究香港方面的技術(shù)要求，推敲設(shè)計(jì)方案。當(dāng)時(shí)，光列車的防火性能就涉及到50多種材料。從每一種材料的選型驗(yàn)證，到每一處防火結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，陶桂東帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)“啃”下了數(shù)不清的難題。
兩個(gè)月后，陶桂東團(tuán)隊(duì)的投標(biāo)文件出爐：400多份設(shè)計(jì)報(bào)告，2萬多頁技術(shù)文件，“整整裝了兩個(gè)大箱子”！
結(jié)果發(fā)布，南車四方股份在與德國西門子、日本川崎和法國阿爾斯通的競標(biāo)中勝出，拿下廣深港動車組。國內(nèi)高速列車由此邁出了“走出去”的第一步。
眼下，南車四方股份正研制中國標(biāo)準(zhǔn)動車組，陶桂東再度擔(dān)當(dāng)主要負(fù)責(zé)人。在他看來，這對我國高速列車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品系列的升級，又將是重要的一步。
生逢高鐵時(shí)代，作為一名設(shè)計(jì)師，陶桂東坦言自己在跟高速列車賽跑。“得使勁跑，跑得慢，就會被淘汰。”陶桂東笑言，目光堅(jiān)毅。(鄧旺強(qiáng))
