打开创新突破口

深秋时节，校园里的枫叶正红。对于国防科技大学磁浮交通技术创新团队来说，更是一个收获的季节。

“磁浮列车关键技术研究”被国家科委列入国家“八五”攻关计划，让他们欣喜不已。受领任务回来，常文森等立即着手谋划下一步的研制工作，他与团队成员经过深入研究，认为必须瞄准未来实际应用，加强应用牵引技术攻关，最终目标是要让磁浮列车走出实验室，成为真正的新型交通工具。

作为一项复杂的系统工程，磁浮交通涉及自动控制、传感器技术、电力电子技术、直线推进技术、信息技术、机构动力学、交通工程等众多学科，必须实行多学科融合创新，才能实现技术突破。从世界磁浮交通研制情况看，开展此项技术研究的多是科技与工业发达的西方国家，德国、日本、美国，这些国家都具有雄厚的科技实力和先进的工业制造水平，而我国在这方面却受到综合国力、制造能力与工艺水平等方面制约。

军人生来为战胜。面对重重困难，团队成员没有丝毫畏惧，承担国家“八五”攻关计划，对于他们来说，无上荣光，责无旁贷，困难再大也要义无反顾，勇往直前。大家的干劲一如秋天里红枫，激情似火。

有创新的激情，还必须有科学的谋划。经过深入分析和思考，团队认为突破磁浮列车核心关键技术，应该“化整为零，各个击破”，先从列车的最关键基础部件做起，找准创新的技术突破口。就像打仗一样，面对坚固的防御战线，必须先撕开一条口子，然后才能攻占整个山头。

突破口在哪里？大家对原型电磁铁悬浮控制研究之后，不约而同地将目光聚焦到了磁浮列车单转向架系统。“化整为零，各个击破”就要先攻克这个最关键的基础单元。

英雄所见略同。单转向架系统是磁浮列车最基本单元，列车的悬浮、导向、牵引、制动等功能都集成在转向架上，只要先把转向架子系统技术突破了，其他部件则可以将其相关的成熟技术，融入于磁浮列车系统之中。这个技术难题一旦突破，就奠定了磁浮列车研制的基础，国家“八五”攻关计划也就基本完成了。

于是，他们决定先做一个全尺寸的载人单转向架，瞄准未来实际应用，将单转向架悬浮能力设定为6吨以上。如果一个单转向架能够实现悬浮运行，再“照葫芦画瓢”，将一列磁浮列车设计安装5个单转向架，就完全可以达到传统轮轨列车的承载能力。

经过半年多的理论研究和结构设计，参考国外磁浮列车试验样车的相关技术指标，课题组初步形成了全尺寸磁浮转向架的研制方案。

研制方案形成了，一系列复杂的技术难题也摆在研制者的前面。转向架是最基础部件也是最复杂的，与轮轨列车转向架不同，它需要实现对列车的悬浮控制，而悬浮系统本身又是一个不稳定的系统，受线路、载荷、环境等影响，悬浮的稳定控制难度极大，该如何实现？

磁浮列车车体与轨道不接触，没有摩擦的反作用力，只能使用直线电机牵引，而用于牵引控制的电机并不是独立的，它将是磁浮控制系统的重要部件，不仅本身需要有很好的性能，其牵引能力、重量体积等，又对悬浮系统提出了很高的要求，悬浮与牵引将如何融入一体？

能够实际应用的磁浮列车，其车体大小、体积、承载能力必须与传统轮轨列车一致。轮轨列车有轮子支撑，而磁浮列车没有轮子，它依靠车体底部的多个悬浮控制器支撑。每个控制点之间存在较强的耦合现象，即相互干扰。各控制点的解耦问题怎样解决？

异步直线感应电机如何控制，以及牵引力与电机法向力的耦合问题又如何解决？

再有，磁浮列车车体是平直的，在转弯时如何与弯曲的轨道相互适应？转弯和乘客上下车时，列车负载会随时变化，怎样实现负载的自动调节，结构如何设计……

啊！需要考虑、解决的问题可谓“多如牛毛”，这是研制之前就摆在大家面前的问题，需要在结构设计中进行综合考虑、预先研究，至于在系统集成及试验中还会冒出什么问题需要解决，研制之前是根本无法预料的。

所有这些问题，汇集起来就一个字：难！

“不难，还叫创新吗？”

“正因为难，才叫攻关啊！”

面对难题，团队成员的态度很明确，搞科研就是攻难题。突破掌握核心关键技术是科技工作者的职责，更是使命。

作为军队科技工作者，他们有攻坚克难的勇气，也有不达目的不罢休的韧劲。然而，大家对于磁浮列车的转向架如何做，怎样才能“浮”起来，仍是“一头雾水”。

没有资料参考、缺少技术积累、加工条件有限，许多东西别说没学过，甚至是前所未闻。

一切都要从零开始，摸着石头过河。常文森知道，搞科研要有信心和勇气，同样也需要底蕴与方法。他和尹力明等人商议后提出：不会就学，先集体“充电”，学习相关专业理论，先学习再实践，边学边干，学以致用。

于是，这些大学教授像研究生们一样，拿起书本刻苦攻读，相互交流。不仅在单位学习研讨，还到相关科研院所考察学习。尹力明还争取到了随国家科委赴俄罗斯磁浮列车研究中心、莫斯科铁道学院考察交流的机会。

经过半年的读书学习和调研，大家开始学以致用了，磁浮列车单转向架的研制工作正式启动。按照“化整为零，各个击破”的研究思路，先从悬浮电磁铁和直流功率斩波器入手。瞄准单转向架6吨以上的悬浮能力，课题组参考国外研制技术参数，设计出悬浮电磁铁的截面尺寸；刚从华中科技大学电气工程系毕业的陈贵荣被委以重任，负责采用有限单元的磁场计算方法，负责磁场分布条件核算；陈顺良工程师电气设备制造和调试经验丰富，负责硬件研制并解决工程问题；其他相关人员发挥专业特长，各自负责一项任务。经过一番努力，一套大功率的电气装置研制成功。

尹力明负责转向架的部件加工，他想出一个既省钱又省料的简易办法：就地取材，先用木板和塑料摸索着做，即便不行，改进也容易，待用木板和塑料板做得有模有样、基本可行了，再进行加工制造。这样虽然省钱省料，但手工制作要增加几倍的工作量不说，精度、强度等性能参数测算也难。唯一的办法就是一遍遍地加工、测算、修改、再加工，凭的就是一种不畏艰难的拼搏精神。

悬浮控制系统的研制也是这样，从过去小型磁浮实验样车的悬浮，跨越到全尺寸单转向架的悬浮，不知经历了多少次试验，也不清楚失败了多少回，在千难万苦的研制、试验、失败、再研制、再试验探索中，最后才将悬浮控制问题解决。

从木板、塑料板结构制作，到正规部件加工，再进行模型试验，他们不断修改设计，一遍遍加工优化。这期间，团队不知经过多少艰难曲折，也不知熬过多少不眠之夜。跌倒了，站起来；失败了，从头再来，摸索着继续前进。

就这样，凭着一股顽强的韧劲，他们经过两年的攻关，终于攻克了多自由度转向架的原理结构设计，弄清了磁浮列车转向架与汽车、轮轨火车转向架的区别，摸清了基本结构特性，在此基础上形成了磁浮列车的转向架机械解耦概念，完成了转向架结构设计与各部件加工图纸，为磁浮列车单转向架系统奠定了坚实的基础。

解决了上述这些问题，就基本扫清了研制道路上的“拦路虎”。然而，加工生产过程反反复复又经历一年多时间，总算把一个几吨重的单转向架系统研制出来。

单转向架系统是磁浮列车的最基本单元，看上去虽然十分简陋，但它的内部结构相当复杂，拥有4套独立悬浮控制系统、一套推进系统、相应的二次悬挂系统、两台直线电机和宽3米的车厢底板，可承载40多人。

单转向架系统做好后，要安装长10米的轨道，才能做悬浮控制与运行试验。实验室容纳不下，别的大房子又没有。时任系主任的常文森决定，把这套实验装置安装在实验大楼外面的一个旧教室里，他拿着卷尺来前后左右量了量，把脚往水泥地上一跺：“正好！咱们的实验装置，就安在这里好了！”

这个旧教室长度是够了，但也得进行改造啊！常文森率领尹力明、徐水红、杨泉林等科研人员拿起工具，平整场地、安装轨道，当时正值夏天，长沙的气温高达40摄氏度，他们光着膀子，像干重活的民工一样，干得热火朝天。

长10米的轨道铺好了，如何将几吨重的单转向架系统抬到2米多高的轨道上呢？租用一次吊车要花上万元，况且场地也不宽敞，吊车不好展开作业。

“我们就将它扛上去！”尹力明说，大家以为他在开玩笑，没想到他却是要动真格的。

“不能用吊车，那不得人工抬啊”。这天，团队人员齐上阵，再安排一些学员，将单转向架拆成几大块，几十个人如群蚁搬骨头，肩扛、手抬、木杠撬，再安排几个人在轨道上用绳子拉，喊着“号子”，使出吃奶的劲头，硬是将几吨重的单转向架系统搬到了2米多高的轨道上。

将单转向架搬到了轨道上，大家兴致勃勃地安装调试，想检验一下悬浮控制效果，可是牵引电机还没有安装，于是，大家又找来绳索拉着几吨重的转向架，在坡度为40‰的轨道上来回移动，进行实验。当时正值炎热的夏季，轨道边没有电扇，更没有空调，唯一散热的方式，就是不断地用自来水洗脸擦汗，所以每个人肩上都搭着一条毛巾。这一幕，正好被来校考察科研工作的国防科工委副主任聂力碰上了，她看到这一情景非常感动：“没想到未来的交通工具，大家是这样干出来的。”

这天，待一切都准备就绪之后，接通电源一试，效果却让人哭笑不得。这个让他们费尽了力气的“宝贝”，像是一个动不动就使性子的“调皮小子”，悬浮一会儿就“乱蹦乱跳”，走一段就“歇菜”，甚至“罢工”。不论你如何“调教”，它就是不改“顽皮”的性子。

见大家一筹莫展的窘态，常文森说：“别急！必须找到不听使唤的原因。”大家又各就各位，对自己负责的工作进行检查，一遍遍地反复测试，一些小的问题当天就解决了。常文森决定明天再进行综合调试。

第二天一大早，团队成员全都赶到现场，对接下来的试验充满了期待。然而，几番试验之后，问题依旧，磁浮单转向架还像从前一样“乱蹦乱跳”。围绕这个棘手的问题，科研人员先后折腾了半年多，依然束手无策。

问题到底出在哪儿呢？那段时间，大家众说纷纭，莫衷一是。在经过一遍遍地检查和反复调试之后，问题才慢慢地显露出来，大家这才发现，最大的嫌疑就在悬浮控制上。

“这才是问题的根源啊！”常文森说。可是由谁来解决这个问题呢？他一转身，目光投向了博士生李云钢。常文森没有半点犹豫，像是下达战斗命令一样，说：“李云钢！”

“到！”李云钢一愣。

“现在，由你牵头把它解决好！”

“我？”李云钢似乎不敢相信自己的耳朵，导师怎么将这么一个难题交给他来牵头呢。

李云钢是常文森的博士生，主攻磁浮控制技术，脑子灵活，创新能力强。经过几年刻苦攻读，他马上就要博士毕业了，此时正忙着撰写博士学位论文。对于一名博士生来说，毕业论文写作是最后是一道重要关口，能否按时毕业拿到学位，关键在此一役。

面对导师信任的目光和不容置疑的语气，李云钢只能像往常一样，点头应允，毅然受领了这一任务。

军人以服从命令为天职。多年军旅生涯和在团队的历练，李云钢已养成了服从命令、勇于担当的军人作风。撰写毕业论文与团队面临的攻关任务，孰重孰轻，他是分得清楚的。在悬浮控制技术面临“卡壳”的关键时刻，个人的事再大也是小事，何况导师已经“点将”，自己就必须迎难而上，攻克这个难题，决不能让导师失望，更不能使团队攻关受到影响。

李云钢毅然放下毕业论文的写作，一头钻进了实验室。针对单转向架“乱蹦乱跳”的问题，他与团队的老师和队友们密切配合，集智攻关，终于找到了解决问题的思路。接着，他重新制作了悬浮控制系统的斩波器和控制器，对系统部分结构进行了优化，在此基础上编写出了新的悬浮控制算法和软件。

这些工作完成之后，李云钢利用整整一个寒假的时间，对悬浮控制系统进行反复调试、优化和改进。慢慢地，转向架在轨道上“乱蹦乱跳”的现象消失了。经团队反复试验，最终实现了单转向架稳定悬浮控制，彻底搬开了横亘在前进路上的又一只“拦路虎”。

李云钢不负众望，出色完成任务，大家纷纷向他竖起大拇指。“现在，你可以安心地去写你的博士学位论文了。”常文森说，脸上露出了欣慰的笑容。

扫除前进道路上的障碍，研制工作又迈上了“快车道”。

1995年5月11日，我国第一台磁浮列车单转向架原型第一次进行载人试验。转向架平台上密密麻麻挤上去了30多人。大家兴致高昂，都盼望亲身体验一下“悬浮”运行的感觉。要知道，这可是全国首次试验，他们是我国磁浮列车的第一批乘客。

一切准备就绪。

“启动！”随着常文森一声令下，7对水泥墩托起的10米轨道上，载着30多人的单转向架从轨道上轻轻浮起，沿着的轨道缓慢地、平稳地向前“漂移”，30多名乘客完成了一次特殊的“旅行”。

成功了！现场响起一片热烈掌声。我国第一台载人单转向架磁浮列车从此诞生了！

载人单转向架磁浮列车的研制成功，解决了稳定的悬浮控制技术、转向架设计技术、大功率的斩波器设计技术、牵引控制技术等磁浮列车研制最基础的技术难题，为磁浮列车研制奠定了重要基石，标志着中国成了世界第3个掌握磁浮列车研制技术的国家。

当年，该成果获得部委级科技进步一等奖，入选“1995中国十大科技新闻”。