美國旅行家曾在游記中寫道:“只要有昆侖山脈在,鐵路就永遠到不了拉薩?!?/strong>
后來,我國青藏鐵路通車,從此火車穿越昆侖山脈,在拉薩的雪峰穿梭。
青藏鐵路是中國乃至世界工程史上的“奇跡”,整體工程分為兩期,第一期是西寧到格爾木,第二期是格爾木到西寧。不過,當火車抵達格爾木之后,需要先更換美國的內(nèi)燃機火車頭后再前往拉薩。
可中國是基建大國,為什么不選擇抗寒性更好的電力車頭,又為什么要更換美國的火車頭?
在長達數(shù)千年的歷史長河中,青藏高原一直都是“危險”的代名詞。
唐代文成公主進藏聯(lián)姻,結(jié)果在抵達拉薩時,隊伍只剩下一半人,隨行畜牲更是死傷無數(shù)。
但是就算進入西藏的難度如同攀天梯,我們也從來沒有想過丟掉西藏,為此我們修建了青藏公路。
可在經(jīng)濟發(fā)展的驅(qū)使下,公路的運力已經(jīng)無法滿足需求,青藏和其他省份都需要一條從早到黑、一年四季都能跑的鐵路,于是中國花了半個世紀修建了青藏鐵路。
但是,在建造鐵路的同時,考慮到鐵路沿線環(huán)境的特殊性跟惡劣性,中國還需要專門為青藏鐵路量身打造一款火車。
如今中國的火車線路基本上已經(jīng)實現(xiàn)電氣化,在西寧到格爾木路段也是采用電機驅(qū)動的內(nèi)燃機,這里地勢相對平穩(wěn),可以采用電力驅(qū)動的內(nèi)燃機,既環(huán)保又能滿足運力需求。
但是,既然電力驅(qū)動內(nèi)燃機這么好,為什么到了格爾木到拉薩路段就要選用美國的柴油內(nèi)燃機?中國不能自己造內(nèi)燃機嗎?
有人說,這是因為美國的內(nèi)燃機比較好,確實是這樣子的。
當時中國選擇購買美國通用汽車公司專門設(shè)計的“NJ2型”火車頭,該款火車頭采用柴油增壓技術(shù)。
簡單來講,該款火車頭的驅(qū)動原理是通過燃燒柴油轉(zhuǎn)化電能,配備有7FDL柴油機,標定功率3234kw,裝車功率3000kw。
在運行過程中,柴油機的功率可以根據(jù)海拔變化而進行調(diào)整,從這幾個方面來看,該款火車頭的優(yōu)勢是相當明顯的。
其實格拉段選用美國內(nèi)燃機確實是因為美國的內(nèi)燃機更好,當時中國也沒辦法立刻造出來適合這一路段的內(nèi)燃機,這主要跟青藏鐵路面臨的一些世界級難題有關(guān)。
首先,青藏鐵路途經(jīng)的凍土區(qū)長達545公里,是截至目前全球途經(jīng)凍土區(qū)最長的鐵路。
凍土實際上是指含有水分的土壤,一旦氣溫到達或者低于零度,凍土就會結(jié)成冰,成為梆硬梆硬的土塊,反之則會融化。
青藏鐵路相當于要到世界上最高的地方,中間要跨越5000多米的高山,還有大量河流、峽谷等等,這時加上凍土相當于安了一地的不定時炸彈。
當夏季溫度上升時,一些非永久的凍土?xí)诨?,看起來就像是一個隨時會陷下去的泥潭。
因為水化成冰會導(dǎo)致體積縮小,進而使得地面下沉,而冬季恰恰相反。
凍土的凍脹會直接威脅鐵軌跟列車的安全,后來工作人員先是到了青藏高原建設(shè)凍土觀測站,以便摸清沿線的凍土情況,然后采取在基地鋪設(shè)草皮、泡沫塑料等材料給凍土“保溫”,進而降低凍土對鐵軌的影響。
在盡量降低凍土對鐵軌的影響之后,還需要考慮凍土跟溫度的變化給火車帶來的影響。這些變化會直接影響火車頭的功率,而“NJ2”型火車頭能夠根據(jù)這些變化而調(diào)整功率。
其次,青藏鐵路格爾木到拉薩路段的平均海拔高達4438.41千米,其中有超過八成的線路,海拔超過4000米。
在這一段線路中,青藏鐵路需要經(jīng)過高山、峽谷等復(fù)雜地形,地形的起伏跌宕要求火車車頭要有足夠的牽引力,而中國的內(nèi)燃機主要還是適用于平原、丘陵地區(qū),牽引力不足以滿足列車在高原高速行駛的需求。
其實一般海拔4千米以上的地方已經(jīng)直接跟“死亡”掛鉤,這里的含氧量極低,許多人會因為缺氧而出現(xiàn)惡心、血壓升高等高原反應(yīng)。
加上海拔較高的地方氣候寒冷,導(dǎo)致每年真正能夠施工的時間僅有七八個月。
如果選擇采用電氣化線路,工人們需要先到海拔4000多米高的地方鋪設(shè)電纜,這相當于要去高原鋪電線、建電站,可想而知整個過程會有多困難。
更為棘手的是,特殊的氣候、地質(zhì)、地形導(dǎo)致格拉段自然災(zāi)害多發(fā),這些自然災(zāi)害隨時可能會導(dǎo)致供電線路出現(xiàn)中斷,甚至引發(fā)安全事故。
而柴油機發(fā)動機的內(nèi)燃機不用外部提供電力,加速、變軌等都只依賴內(nèi)部裝置,只要鐵軌正常就能行駛,更加具有穩(wěn)定性。
另外,相比較傳統(tǒng)線路,電氣化線路對于維護的要求較高。
以高鐵為例,如今中國一條高鐵的維護成本是幾千萬乃至上億元不等,而放到高原上這一數(shù)字還會繼續(xù)飆升。
就算真的財大氣粗不愁錢,有沒有人每天去維護都是個大問題。
但問題來了,為什么就格拉段選擇柴油發(fā)動機?這與柴油發(fā)動機一大弊端有關(guān)。
柴油機在工作過程中會產(chǎn)生一氧化碳、二氧化硫等諸多污染物,但是青藏高原的生態(tài)環(huán)境相當脆弱,一旦遭遇破壞,很有可能在幾年乃至幾十年內(nèi)都沒有辦法恢復(fù),所以要盡可能地減少使用內(nèi)燃機。
更直白一點來講,格拉段選擇內(nèi)燃機是不得不選的,既然已經(jīng)決定要使用內(nèi)燃機,中國為什么不自己造呢?
事實上,中國并不是完全沒有內(nèi)燃機,但是當時中國的重心是放在研究高鐵上,很難掏出大量金錢投入內(nèi)燃機的研發(fā)。
加上建設(shè)青藏鐵路已經(jīng)迫在眉睫,最終中國便選擇了最簡單粗暴的辦法,即從美國購買火車頭,直接搞出了“混血列車”。
正是在如此惡劣的環(huán)境下,中國人花了近半個世紀的時間,終于將青藏鐵路修完了,這再一次給世界上演了一出逆天改命的大作。
但是,隨著技術(shù)的進步,未來格拉段有沒有可能更換成電氣線路,甚至讓高鐵動車跑上青藏高原呢?
早在2023年7月1日,“復(fù)興號”動車順利駛?cè)胛鞲穸危@意味著青藏鐵路已經(jīng)正式進入“動車時代”。
本次駛?cè)肭嗖罔F路的動車是新型的CR200J復(fù)興號動車組,時速高達160公里。該款動車是專門根據(jù)高原地區(qū)的環(huán)境設(shè)計的,可以在海拔3500高的地區(qū)行駛。
在鐵路科技快速發(fā)展的,動國中車駛?cè)肭嗖罔F路已經(jīng)不是難題,未來動車駛進海拔更高的格拉段更是指日可待!