CÔNG NGHỆ

Trung Quốc đã phát triển mạng lưới đường sắt cao tốc đồ sộ nhất toàn cầu để đáp ứng nhu cầu di chuyển ngày càng cao của người dân. Hiện tại, tổng chiều dài của hệ thống này đã vượt qua 45.000 km. Đặc biệt, dự án tàu cao tốc Fuxing vinh dự nhận Giải thưởng Tiến bộ Khoa học và Công nghệ Nhà nước vào tháng 6 năm 2024, khẳng định vị thế tiên phong trong lĩnh vực giao thông vận tải hiện đại.

Đến năm 2024, tàu cao tốc Fuxing đã thiết lập kỷ lục mới với tư cách là tàu EMU có tốc độ vận hành thương mại cao nhất và đa dạng nhất trên thế giới. Quá trình phát triển của Fuxing khởi đầu vào năm 2013 và chính thức ra mắt vào năm 2017. Từ việc theo kịp công nghệ toàn cầu, Fuxing đã vượt lên hàng đầu, trở thành biểu tượng của sự tiến bộ của các quốc gia lớn và khẳng định đỉnh cao đổi mới của Trung Quốc.

Một video được đăng tải trên trang Xinhuanet từ năm 2017 đã gây chú ý với hình ảnh ấn tượng về tàu Fuxing. Dù di chuyển với tốc độ lên tới 350 km/h, đồng xu vẫn đứng vững, chiếc bút và chai nước cũng không hề bị đổ. Sự ổn định này khiến mọi người phải trầm trồ trước những tiến bộ công nghệ đáng kinh ngạc của ngành đường sắt Trung Quốc.

“Gia tộc” Fuxing lớn cỡ nào?

Vào tháng 6 năm 2015, Trung Quốc đã chính thức trình làng tiêu chuẩn EMU mới. Hai chiếc EMU Fuxing đã được lắp ráp và hoàn tất quá trình gỡ lỗi, thành công rời khỏi dây chuyền sản xuất. Dù vậy, việc đưa những chiếc tàu này vào vận hành thực tế vẫn còn nhiều công đoạn cần được hoàn thiện.

Trong hơn một năm qua, tàu cao tốc Fuxing đã hoạt động và trải qua quá trình thử nghiệm nghiêm ngặt. Với quãng đường 610.000 km đã hoàn thành, con số này tương đương với việc vòng quanh đường xích đạo tới 15 lần. Sự kiện này không chỉ chứng tỏ khả năng vượt trội của công nghệ đường sắt mà còn khẳng định cam kết về an toàn và hiệu suất của hệ thống vận tải hiện đại.

Năm 2017, tàu EMU tiêu chuẩn của Trung Quốc đã chính thức nhận chứng chỉ loại cùng giấy phép sản xuất, đánh dấu sự phát triển vượt bậc của ngành đường sắt. Sau hàng chục nghìn lần mô phỏng, thử nghiệm trên mặt đất và chạy thử thực tế, hệ thống “gia tộc Fuxing” không ngừng được mở rộng, khẳng định vị thế tiên phong trong công nghệ vận tải.

Thiết lập tiêu chuẩn Trung Quốc

Đoàn tàu cao tốc với vận tốc đáng kinh ngạc 350 km/h được chế tạo từ hơn 40.000 bộ phận. Những bộ phận này thuộc nhiều lĩnh vực kỹ thuật như máy móc, luyện kim, vật liệu, điện tử công suất, kỹ thuật hóa học và kiểm soát thông tin. Ông Vương Tuấn, một nhà khoa học tại CRRC, đơn vị sản xuất toa xe của Trung Quốc, nhấn mạnh rằng việc phát triển tàu cao tốc nội địa gặp phải nhiều thách thức. Những khó khăn này bao gồm mạng lưới đường bộ rộng lớn, điều kiện địa lý phức tạp và khí hậu thay đổi. Đặc biệt, tàu cao tốc cần phải hoạt động liên tục trên quãng đường rất dài để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

Hệ thống điều khiển mạng lưới tàu hỏa đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả. Nó giám sát các yếu tố chính như điện áp cao, lực kéo, và phanh. Không chỉ vậy, hệ thống còn chịu trách nhiệm quản lý nguồn điện phụ và cửa ra vào. Tất cả thông tin điều khiển cùng với thông tin lỗi trên tàu EMU đều được truyền tải, xử lý, lưu trữ và hiển thị một cách chính xác. Nhờ vào công nghệ tiên tiến, hệ thống này mang lại sự liên kết chặt chẽ và tin cậy cho toàn bộ mạng lưới vận tải đường sắt.

Chương trình phát triển phần mềm cho hệ thống điều khiển đường sắt yêu cầu một nền tảng thử nghiệm mô phỏng vững chắc. Trong bối cảnh đó, các nhà khoa học Trung Quốc đã chủ động thực hiện tự nghiên cứu từ giai đoạn thiết kế sơ đồ cho đến triển khai bản vẽ. Họ không chỉ thử nghiệm hệ thống dây điện mà còn hoàn thành việc xây dựng nền tảng mô phỏng chỉ trong vòng một năm. Sự nỗ lực này không chỉ thể hiện khả năng tự chủ trong nghiên cứu mà còn khẳng định quyết tâm cải tiến công nghệ đường sắt.

Nền tảng mạng đã được xây dựng hoàn chỉnh. Tuy nhiên, chip và card mạng hiện tại vẫn chưa có mặt trên thị trường. Toàn bộ mã nguồn phần mềm mạng được phát triển bởi các chuyên gia trong nước, cho thấy sự độc lập tuyệt đối trong việc thiết kế cả phần cứng và phần mềm cho hệ thống điều khiển mạng trên các đoàn tàu EMU tiêu chuẩn. Điều này thực sự khẳng định sức mạnh của "bộ não Trung Quốc" trong lĩnh vực công nghệ mạng.

Hành trình phát triển của tàu Fuxing đã chứng kiến ​​hơn 3.000 cuộc thử nghiệm cách âm trên nhiều vật liệu và thiết kế khác nhau. Kết quả đáng chú ý là tàu có thể vận hành với tốc độ 350 km/giờ trong không gian cabin chỉ còn tiếng ồn 65 decibel. Để tối ưu hóa hiệu suất, nhóm nghiên cứu đã tiến hành mô phỏng và phân tích hơn 40 phương án nhằm giảm sức cản và mức tiêu thụ năng lượng. Qua các cuộc thử nghiệm trong hầm gió, sức cản khí động học đã giảm 14%. Bên cạnh đó, chỉ số tiêu thụ năng lượng bình quân trên 100 km cũng giảm tới 20%. Quá trình thiết kế và tối ưu hóa được thực hiện một cách tỉ mỉ, đảm bảo khả năng kiểm soát toàn diện của chiếc tàu đạt tiêu chuẩn hàng đầu thế giới.

Trên hành trình phát triển độc lập, Fuxing đã ghi dấu ấn với nhiều bước đột phá trong các công nghệ then chốt. Nhóm nghiên cứu đã tối ưu hóa các hệ thống điều khiển như lực kéo, phanh và mạng, đồng thời phát triển thành công thiết kế và sản xuất cho bánh xe, trục và hộp số. Đáng chú ý, trong tổng số 254 tiêu chuẩn quan trọng mà Fuxing áp dụng, có tới 84% là tiêu chuẩn riêng của Trung Quốc. Tất cả các công nghệ then chốt như thân xe và giá chuyển hướng, cũng như phần mềm đều được phát triển độc lập, khẳng định quyền sở hữu trí tuệ hoàn toàn của hãng. Sự độc lập trong thiết kế và sản xuất không chỉ mang lại lợi thế cạnh tranh mà còn khẳng định vị thế của Fuxing trong ngành công nghiệp.