“穿上”碳纖維，地鐵輕裝前行（嘮“科”）

尚克明

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”)。碳星快軌首次採用碳纖維複合材料作爲車體和轉向架構架等主承載結構的主要材料，是全球首列實現工程化應用、商業化運營的碳纖維地鐵車輛。

數據能更好說明成果：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，車內噪聲也能降低2分貝以上；全壽命週期檢修成本降低22%……

碳星快軌如何實現這些出色的性能？

以往列車的主承載結構，大多使用金屬材料，重且不夠靈活。碳星快軌採用碳纖維一體化設計技術，把各部分結合成一個整體，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”，還增強了整體的結構強度，讓列車在行駛中更加安全穩定，不容易出現變形等問題，爲列車的節能、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製造過程突破了這種認知。拉擠成型工藝就像製造米花筒一樣，一下子拉擠出幾十米長的碳纖維車體邊樑；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”把複雜外形的構架橫樑和側樑製造出來……高效率的碳纖維製造設備、低成本的碳纖維製造能力，大幅降低了碳纖維材料製造成本。

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，讓列車整體結構更加可靠，不容易出現故障。列車上配備的智能監測系統，像一名24小時在線的“醫生”，能夠實時監測列車各個部件的運行狀態，一旦發現異常，就會立刻發出警報，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。

憑藉碳纖維一體化設計技術、碳纖維成型製造能力等方面的突破，碳星快軌成爲安全、節能、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新，預示着未來軌道交通車輛將朝着更環保、更智能的方向邁進。

(作者爲中車四方股份公司主任設計師，本報記者侯琳良採訪整理)

《 人民日報 》( 2025年05月24日 05 版)