新材料：我が国初の炭素繊維複合材料重荷鉄道貨車製

図は炭素繊維複合材料の軽量化重荷鉄道貨車

国家エネルギーグループによると、同グループの鉄道装備会社などが共同で開発した我が国初の炭素繊維複合材料軽量重荷鉄道貨車が9月10日に正式にラインオフした。これは我が国が重荷鉄道移動装備の研究開発応用分野で重大な突破を得たことを示し、我が国の重荷鉄道輸送のグリーン低炭素転換の促進に重要な模範的意義がある。

軌道交通技術の分野では、車両の軽量化、すなわち車両性能を保証する前提でできるだけ車体重量を軽減し、運行エネルギー消費を低減することは、軌道車両のグリーン化、低炭素化を実現するための重要な技術である。伝統的な重荷鉄道貨車は主に鋼、アルミニウム合金などの金属材料を採用し、材料特性に制約され、車両は減量のボトルネックに直面している。炭素繊維は軽量、高強度、疲労抵抗、耐食性などの利点があるため、重荷鉄道貨車の軽量化を実現する絶好の材料である。

今回、国家エネルギー集団鉄道装備会社は国家エネルギー集団北京低炭素クリーンエネルギー研究院、中車斉車公司と共同で、重負荷鉄道貨車分野に適用される先進的な炭素繊維強化樹脂基複合材料の研究開発に成功し、複合板材の大部品の一体化製造などの重要な技術的難題を克服し、このような新材料を重荷鉄道貨車の車体主支持構造に初めて応用した。

「我々が開発した炭素繊維強化樹脂基複合材料の比強度、比弾性率はそれぞれアルミニウム合金材質の3 ~ 5倍と1.5 ~ 1.8倍であり、重荷鉄道貨車の軽量化と部品の生産使用要求をよりよく満たすことができ、より軽く、より省エネ、強度が高く、環境適応性がより強いなどの技術的優位性がある」国家エネルギーグループ北京低炭素クリーンエネルギー研究院先進材料研究開発センター複合材料部の呉福梅社長によると、新型車両の車体自重は同類のアルミニウム合金材料の車体より20%以上低下した。

同時に、この型重荷鉄道貨車は高強度重荷車フック、集積式空気制動装置、ダンプ式底扉開閉装置などの新型部品を集積し、モノのインターネット、ビッグデータ、クラウドコンピューティングなどの現代情報技術の鉄道貨車への集積応用を実現した。