体验飞驰人生！走进中南大学轨道交通科普基地
在中南大学铁道校区铁路园，三列火车头相对呈“品”字型矗立于此。这里不仅是为人瞩目的校园地标，也是中南大学轨道交通科普基地的重要组成部分。
依托学校近70年发展的轨道交通学科群沉淀的丰厚科普资源，中南大学轨道交通科普基地致力于展示我国铁路百年发展、轨道交通科技成果、向大中小学生等普及轨道交通知识，打造出集实验室与专业科普馆为一体，专业讲解与智能展示相结合，“线上+线下”相互补充的科普生态链体系。
校园里的“火车博物馆”
在铁路园，共铺设四条铁道路线模型。其中三条线路上陈列着建设型蒸汽机车、内燃机车、电力机车三台火车头，标志着我国铁路进程从无到有、从有到强的三个阶段。
园区正东方向，是我国自主生产的第一代机车——建设型蒸汽机车，铭牌上标有“JS1953”的标识，由原呼和浩特铁路局捐赠。“1953”是年份的标识，既是为了纪念长沙铁道学院在这一年成立，也是为了纪念我国铁路机车建设在这一年实现了“从无到有”的历史跨越。
在1952年，新中国第一台自主研制的蒸汽机车解放型“八一号”在青岛四方机车厂试制成功，开创了中国人自主制造机车的先河。1957年，第一辆建设型机车试制成功。自此直至上世纪70年代，蒸汽机车一直是我国的主力机车。陈列在园内的这台建设型机车，是上世纪80年代，在解放型机车的基础上改进而来的。曾经的机车司机陈师傅感慨道：“这辆车跑过包头环线，既拖过货箱，也做过客运！”
与建设型蒸汽机车隔路相对，是东风4型内燃机车。这是中国铁路第二代电传动柴油机车的首型机车，也是中国第一款交直流电传动柴油机车，内燃机车的广泛使用标志着我国的铁路机车发展由弱变强。车前铭牌刻有“1983”——在上世纪80年代，蒸汽机车开始退出历史舞台，内燃机车逐渐崭露头角。同时，也是向原长沙铁道学院“1983级”校友致谢，在他们的支持下，“火车博物馆”才能建成落地。
走进铁路园深处，紧挨着内燃机车的，迎面而来的是第三台机车：韶山3型电力机车，属于SS系列。SS系列机车是以毛泽东同志的家乡来命名，车头上的“韶山”二字是毛泽东同志的手书，这也成为了该系列机车的一个特色标志。
“车轮飞、汽笛叫，火车向着韶山跑，穿过峻岭越过河……”一首脍炙人口的儿歌《火车向着韶山跑》反映了当时“铁路人”建设祖国的决心。SS3型电力机车产量为677台，车号从0001排到0677。陈列在铁路园的这一辆机车是0654号车。2013年，为了纪念长沙铁道学院建校60周年，中南大学将这台电力机车的铭牌改为了“2013”。
2020年11月，代表中国速度的“复兴号”头车开进了铁道校区，这是继蒸汽机车、内燃机车和电力机车后，高速动车组列车第一次进入校园。CR400BF型“复兴号”中国标准动车组是由中国中车集团旗下的中车长春轨道客车股份有限公司自主设计研发，具有中国标准和自主知识产权的高速动力分散式动车组，具有8辆编组，16辆编组和17辆编组三种编组形式。设计运营速度350km/h，最高试验速度420km/h，可实现相同速度等级动车组间互联互通，在可靠性、可用性、节能环保等方面达到国际领先水平。
加速”与“碰撞
为适应我国铁路提速和发展高速铁路的需要，1994年，原长沙铁道学院的“车辆结构强度实验室”“列车空气动力研究室” 和“CAD/CAM研究室”合并组建成高速列车研究中心。把科研的根扎在泥土里，把论文写在祖国大地上。一代代中南人前行的脚步从未停止。2003年，以高速列车研究中心为主体组建的“轨道交通安全”实验室获批为教育部重点实验室。
高速列车气动外形和车隧耦合气动性能如何评估，如何确定最优隧道断面形状、隧道洞门参数、竖井横通道设计参数等，在这里。研究中心自主研制的世界上试验速度最快“列车气动性能模拟动模型试验装置”，已完成数十种具有自主知识产权的列车流线型外形的设计，对列车交会行车安全评估、隧道形状设计、隧道通风等研究提供大量实验支撑。
试验台分上下两层，上层为动模型列车运行试验线，下层为动力传递小车运行轨道。试验线为复线，铺设在轨道基础中部。试验线全长164m，分为三段：发射段、试验段和减速段。在试验段上可安装各类隧道模型，用于列车交会和列车过隧道试验。一般试验用模型列车由3节车组成，缩比为1:16～1:20，以适应不同线间距试验的需要。为了实现动模型列车的高速度运动，最高弹射速度可达 500km/h。在这里，可以模拟两交会列车、列车与地面、列车与周围环境之间的相对运动，真实再现高速列车交会、过隧道、列车风等空气三维非定常可压缩非对称流动过程，获得具有相对运动的列车空气动力特性。
先进的动模型试验装置，为进一步完成不同外形的高速列车、各种隧道缓冲结构、不同断面形状的隧道结构、隧道群、竖井、横通道等车隧耦合气动效应及外形结构优化，提供数据支撑。长白山号、春城号、神舟号、中华之星、先锋号……在高速列车研究中心，完成了我国提速、高速流线型列车空气动力外形、结构设计，已投入运营的共计39种。
模拟碰撞试验，护佑车内人员安全，是列车耐撞性研究的重要手段。研究中心所属的轨道车辆实车碰撞试验展示平台，是自主研建的国内首创实时测定大吨位冲击力的“列车整车碰撞试验系统”，可用于各型铁路客车、动车组动车和拖车、地铁车、各型货车的实车撞击试验和产品评估，直接对国内外各型轨道车辆开展碰撞试验，填补国内行业空白。
撞击试验线长88米，试验线轨距1.435米，最高设计速度120km/h。根据场馆负责人介绍，实车碰撞试验系统具有三个创新点：一是试验车-速度-气压-温度-湿度耦合气动发射可控技术，利用空气炮发射装置，可实现让60t台车以120公里的时速撞击刚性墙；二是驱动车的短距自适应变液压力摩擦终止技术，具有“后悔功能”，即发射后正常情况下驱动车与试验车分离，实现有效工况撞击；调试和非正常情况下驱动车与试验车不分离同时制动，实现调试及异常情况的试验终止；三是“并联分流、支路合流”的2500吨级碰撞力测试技术，具有2500吨的撞击承载力，可实现大吨位冲击响应的实时高精度测试。
目前，该平台已完成纽约地铁、阿根廷罗卡线等出口车辆碰撞试验、香港沙中线轨道车辆碰撞试验、中国标准动车组主吸能组件冲击试验、地铁车辆吸能结构部件实验等，设计了首辆国产地铁列车耐冲击吸能装置，已推广到9个城市，20余条线路的城轨车辆
播下科学的种子
面对国家发展科普事业的需求，科研工作人员纷纷担当起了科普工作新兵，谋划科普事业蓝图。2017年，高速列车研究中心梁习锋教授被聘为中国科协首席科学传播专家。在他的带领下，科普基地逐渐搭建起一支由学生党员、学生干部为主的科普志愿者队伍，全方位深度参与科普基地建设，担起接待的重任，把中南特色学科、琳琅满目的科普知识展示给每一位参观来访者，为他们播下追求科学梦的种子。
2021年6月10日，是全国第五个科技工作者日。中南大学第二附属中学137班在班主任的带领下，来到中南大学轨道交通科普基地，在高速中心3D会议室聆听了科普讲座，参观了列车动模型实验室、实车碰撞试验室，体验了模拟驾驶室以及科普馆。梁习锋教授在3D会议室为大家作《高速列车外形基因综合分析初探》科普报告，讲述了中国、日本、德国、法国、西班牙等国家的高速列车外形迭代过程，提取出了各国外形设计的基因特点，并分析了外形设计与列车空气动力学性能之间的关系。深入浅出的讲解，生动鲜活的比喻，师生趣味的互动，使得讲座氛围格外热烈，同学们离开时意犹未尽。
在高铁模拟驾驶实验室，一座1:1高铁仿真模拟驾驶舱，引得同学们迫不及待想当一回高铁司机。在老师们的引导下，同学们依次有序体验了一回“开火车”。“在以前坐高铁时，一直有一个疑惑，为什么现在的车头越来越平整光滑，暴露在外的设备部件越来越少？”不少同学都有这样的疑惑。在动模型与实车碰撞试验室，大家了解到：“车头的设计形状与运行速度有关。随着运行速度的增加，列车头部越来越趋于流线型，这样可以减少列车运行时的阻力。”“通过参观，我们对列车的发展历程有了初步的认识，通过与教授们的交流，我们领会到了‘逢山开路，遇水架桥’的勇于开拓、敢于创新的火车头精神！”一位同学在参观后发出感想。科学的种子已悄然播撒在这些孩子们的心间。
中南大学轨道交通科普基地
轨道科普基地依托中南大学近70年发展的轨道交通学科群沉淀的丰厚科普资源，致力于展示我国铁路百年发展特别是高速铁路建设成果，传承铁路文化、铁路精神、铁路情怀；宣传我国交通运输发展战略，展示列车空气动力、实车碰撞保护、特货运输安全、运输组织、信号控制等轨道交通科技成果；向大中小学生等普及轨道交通知识，提升青少年科学文化素质。
随着科普内容和形式的不断丰富，逐渐形成了以国家及省部级重点实验室、铁路园、现代科普馆、模型陈列馆、高铁模拟驾驶室等为一体的线下科普场所；同时开辟了“轨道交通科普基地”网站和“科普天地”公众号专栏线上科普渠道。拥有中国科协首席科学传播专家等科普专家队伍33人，配备了以党政领导为首的管理队伍8人，还有一支以大学生为主体的志愿者队伍37人。
先后接受中央电视台、美国Discovery等采访报道；年均来访逾5000人，科普报告30余场；成果入选科普图书《丝路高铁》；联合制作《科技大发现》等科普节目；权威媒体指导发表《风洞：“吹”出来的大气环境模拟器》等科普文章，逐渐发展成为国内外了解中国铁路发展的重要窗口。
2017年被湖南省科技厅认定为湖南省科普基地，2018年被评为湖南省优秀科普基地，2019年铁路园被认定为长沙市专业科普基地，2022年先后被认定为中国科协首批全国科普教育基地、交通运输部第二批国家交通运输科普基地、中国铁道学会全国铁路科普教育基地。
科普基地联系方式
地址：
湖南省长沙市天心区韶山南路22号
中南大学交通运输工程学院高速列车研究中心
电话号码：
0731-82655374
邮箱地址：
gdjtaq@csu.edu.cn
gszx@csu.edu.cn
微信公众号：
中南大学轨道交通安全实验室
来源 | 铁道记者团
作者 | 青喜洋 张绮纯 黄慧瑜
图片 | 交通运输工程学院
编辑 | 刘辛夷 于岚驹
审核 | 唐潇珺 苏广兴
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