刘友梅——为中国电力机车创新开路
文/骆瀚
2014年4月23日下午3点，76岁的刘友梅院士利用去厦门出差前的一个半小时，在株洲南车株洲电力机车有限公司（简称株机公司）的办公室里接受了本刊记者的专访。采访前刘院士还特意约法二章：不谈个人，只谈株机车。
然而，虽然时间紧张，采访却不匆忙。随着谈话的深入，一幅长达半个多世纪，包括刘友梅院士在内的株机人在中国电力机车领域奋斗不息、开路不止的动人画卷，还是自然而然地打开了。
——中低速磁浮列车运营近在眼前
采访初始，被誉为“中国电力机车之父”的刘友梅院士果然没有谈自己辉煌的过往，而是饶有兴趣地谈起了他在古稀之年才开始“做小学生”的两个最新研究领域：中低速磁浮列车和智能电车。
“我这个年龄还能在学术上有点追求，最多的想法还是感恩。一方面是我个人没有私欲，另一方面是株机公司给了我人生的三个拐点，尤其是晚年，还能得到年轻一辈的尊重，请注意我用的是‘尊重’这个词。”作为一位几乎一辈子都投身于电力机车发展最前沿并不断取得进展的专家，刘友梅较早时候就对中国轨道交通发展的方向有了新的思考：在现代轨道交通发展史上，“高速”和“重载”已成为反映当今技术的两大标志，无论是运行速度还是载重量的提升，均取得了巨大成功。但高速和重载绝不是无限的，应该有一个最佳值，中国机车的未来应当是安全、低碳、绿色、智能的，刘友梅开始寻找新的发展方向。
刘友梅的目光首先落在了中低速磁浮列车上，同时他也注意到了株机公司在这项技术开发上的优势：有70余年发展经验的株机公司已成功构建起世界一流的轨道交通装备设计、制造、产品三大技术平台和产业集群，积累了电力机车、城轨车辆、动车组等领域广泛成熟的解决方案经验，需要做的就是把这些基础与悬浮技术很好地结合起来。株机公司非常认同刘友梅的判断。为抢占技术制高点，中国南车株机公司在2006年抽调业内精英组成磁浮开发部，专门从事中低速磁浮车辆研发。
在中国中低速磁浮列车的研发中，刘友梅一直强调要加强大系统的顶层设计。通过株机公司内外联合、上下贯通全力拼搏，磁浮小车如期在2011年6月底完成组装、调试试验，达到了系统演示功能，2011年9月1日至2日，中国南车中低速磁悬浮试验线建设及车辆研制项目可行性研究报告获得业内专家审批通过，2012年1月20日，中低速磁浮列车在中国南车株机公司如期成功下线。5年时间，中国南车株机公司已经拥有包括悬浮系统、牵引系统等磁浮核心技术，株机人把下线列车命名为“追风者”。刘友梅心中更是有种别样的畅快，采访当晚还特意发了一篇《“追风者”，轨道交通系统的新星——中国南车株机公司中低速磁浮列车研制纪实》的文章给记者。
“追风者”于2012年1月诞生，目前已在“运营仿真考核验证试验线”上行驶了1.3万公里，其多项成果被鉴定为达到国际领先水平，中国也因此成为世界仅有的4个掌握中低速磁悬浮列车技术的国家。在刘友梅看来，磁悬浮项目成功运营后，意味着南车株机公司掌握了磁悬浮交通核心技术和系统集成技术，建立了完整、专业化的工程化体系。长沙磁悬浮项目作为全国第一条自主研发磁悬浮线，必将在行业内树立极强的示范作用。中低速磁浮交通产业作为高科技、高附加值的高端装备制造业，还将带动冶金、机电、信息、车辆制造、建筑等多个相关行业的发展，未来潜力无穷。
发稿时，记者注意到2014年5月16日《湖南日报》的一则报道，“湖南首条中低速磁悬浮线今日动工建设”：5月16日，高铁长沙南站至长沙黄花国际机场的长沙磁悬浮工程正式开工建设。这是我国第一条完全自主研发的商业运营磁悬浮线，预计2016年上半年投产运营。届时，乘客从长沙南站至长沙黄花机场T2航站楼，仅需10分钟。
——世界首列超级电容有轨电车年底运营
另一条让世界同行瞩目的消息恰好也发生在发稿前。世界首列超级电容100%低地板有轨电车已经在2014年6月18日上午抵达广州，该列车将应用于广州新型有轨电车海珠试验段，经过严格的测试后，预计今年12月完成现场联调并正式上线运营。
其实这对于广州人而言早就不是新闻了。作为世界上首条拟投入商业运营的储能式轻轨线，全长7.7公里的广州市海珠环岛（万胜围——广州塔段）2013年1月就开始动工，而世界首列储能式轻轨原型列车早在2012年8月已经南车株机公司就成功下线。2013年9月，中国南车与广州地铁合资成立了广州南车有轨交通研究院，将双方的合作推向了产、学、研、用、维保的新高度。而所有这一切准备、努力的起点，都是该型车的总设计师、南车株机专家委员会主任、中国工程院院士刘友梅发明的一个词：储能式轻轨。
对储能式轻轨的关注源于中国已经基本完成了高速、重载列车的转型，刘友梅认为，现代轨道交通借助于高速和重载技术的进步，已完成自身这一轮的技术演化。“我们研发储能式轨道交通的目的，就是力争实现能量循环利用、高效利用的智能发展道路。”
将超级电容运用于列车的大胆想法，最早来自于刘友梅和某华裔外籍专家在一次交谈中迸发的灵感。当时，这位外籍专家正向中方介绍超级电容储能在港口起重机上的应用案例。刘友梅很快联想到，“既然吊装集装箱时消耗的势能可以转存储化，列车制动时消耗的动能为什么不可以？
经过一番调查，刘友梅了解到，大功率超级电容储能技术在国外某些特定领域已有应用，比如赛车和坦克。但并非用于能量回收，而是用于在特定条件下进行能量补给。超级电容的这一优势刚好可以满足城际轨道交通的需求——不仅可使列车在进站停靠时的30秒钟内充完电，制动时的充电速度更可达毫秒级——在南车株机2012年8月研制出的原型车上，这一要求已经实现。那种有站点、有规律、站间距不太远的城际轻轨，是目前最适宜储能式轨道交通发展的领域——在高速铁路逐渐支撑起干线大动脉的同时，如何解决各区域城市圈的交通难题？储能式轻轨可谓正当其时。
刘友梅的思路成熟后立即得到株机公司的肯定，在充分的调查论证后，投资18亿元，在宁波南车产业基地建设一个全球最先进的超级电容研发、生产基地。到2013年8月，南车株机已经研发成功了全球领先的9500F（电容量单位：法拉）超级电容器。发展速度之快、量产效率之高让国外同行惊叹。这项研究也使南车株机在超级电容的结构设计、材料制备、器件加工、系统集成等领域取得了系列发明和创新，并拥有自主知识产权，突破了若干制约超级电容技术发展的关键瓶颈，打破了国外技术封锁，使中国成为世界上少数具有大功率超级电容研发能力的国家。
——市场运营的不变追求
能在古稀之年与南车株机一起，取得一个又一个领先世界的成就，决不是刘友梅一时的“老夫犹发少年狂”。他对南车株机的爱是发自内心的，是南车在上世纪六七十年代，发现了一位母亲早逝、父亲在台湾做国民党少将的年轻人的科研天赋，使他这样的中国自己培养的上海交通大学第三批电力机车专业的毕业生，能够一辈子从事自己喜爱和擅长的事情，成为一个满足爱因斯坦人才三定律——即自由律、好奇律和戒急律的“自然人”。
“我不是一个高尚的人，也不是一个卑鄙的人，就是一个有缺点也有优点的‘自然人’。社会就是由不同的人构成的，让每个自然人发挥他最感兴趣的优势所在，才是一个国家原始创新的最大动力。”刘友梅这样分析自己走过的路，还不忘顺便揶揄一下记者：“所以我也反对你对我个人的采访，个人的路无法复制。”但采访的时间还是被不自觉地延长了，因为刘友梅的“自然人”之路最终融入了中国电力机车充满波折又无比壮丽的“自主梦”当中。
当刘友梅还在读书时，中国从苏联引进的电力机车技术就落脚在有“中国电力机车摇篮”之称的株洲电力机车厂（后改为公司）。1961年刘友梅进株机厂当工人，却赶上了中苏关系逐渐恶化，苏联专家撤离，国家又遭受自然灾害，中国电力机车研发工作的自主之路艰难起步。与工友们打成一片，整天乐呵呵地看书学习、积极参与改进电力机车韶山1型的绘图设计和试验研制的刘友梅被株机厂启用为工艺科、设计科任技术员，很快成为我国第一代、第二代电力机车的总体设计师。成为“技术员”和“总体设计师”就是刘友梅眼中人生的前两个“拐点”。他的拐点就是中国电力机车自主化的起点，1968年，他主持的第一代电力机车韶山1型开始投入批量生产，到1976年前后进行了三次重大技术改进，最终实现定型（从221号机车始）。1978年他又主持第二代电力机车韶山3型的研制，实现了电力机车技术的更新换代，获国家科技进步二等奖。
作为中国电力机车系列化、型谱化、标准化的组织者和实施者，刘友梅于1985年至1993年，主持了第三代电力机车中韶山4型、5型、6型和6B型的研发，其中韶山4型机车双机重联在大秦线上成功牵引万吨列车，使我国跨入国际铁路万吨重载牵引国家行列。目前，该型号机车已成为我国铁路干线重载牵引的主型机车，并获得国家科技进步一等奖。
刘友梅也是中国电力机车“高速”和“交流传动”技术的主创者之一。1994年至1996年，他主持“八五”国家重点科技攻关项目韶山8型电力机车研制，填补了快速客运电力机车国内空白，于1998年形成了有4、6、8轴列的快速客运、客货两用、重载货运等系列产品。同年，在郑州——武昌铁路正线高速综合试验中创造了240公里/小时的高速度，获铁道部科技进步特等奖。他主持研制的我国第四代电力机车AC4000型，成功地实现了我国铁路机车交流传动技术“零”的突破，为我国铁路运输的重载、提速作出重大贡献，为轨道交通装备产业的现代化奠定了技术基础。1999年11月，刘友梅由于科研成果突出，当选为中国工程院院士。这是刘友梅眼中，人生的第三个拐点。
随后在“高速”和“重载”的道路上刘友梅不断前行，“蓝箭号”、“九方号”、“中原之星”、“奥星”、“中华之星”、“韶山4改进型”等一批交流传动电力机车和电动车组不断刷新中国的高速和载重纪录，产品的国产化率也不断提高，中国的电力机车技术也逐渐由引进消化真正进入了自主创新的高新技术时代。然而出人意料的是，在他人生的这个高点上，一向低调做人的刘友梅又旗帜鲜明地站出来，反对当时流行的通过再引进实现中国“高速、重载的跨越式发展”的政策和发展高速磁浮列车的意向，他的理由很直白：那些选择与中国的产业基础脱节，受制于人，不能自主，更不是市场运营的路数。
刘友梅觉得，在后发的工业产业中，引进不可避免，但过程的终端必须要摆脱依赖、实现自主，不摆脱依赖就没有国际竞争力。产业的发展最终要立足市场，战略上也必须放眼全球。
刘友梅还认为，从引进到自主，最核心的问题是要形成独立的技术团队和配套的产业能力。比如韶山一型是全苏联化，二型是全法国化，三型就已经是中国化产品了，但前二型培养了团队，打下了基础。当前株机研究所的骨干，都是1960年以后的生人，刘友梅的第一任助手就是现在的研究所的首席专家，坚持自主的道路也帮助株机培养出了机车发展各个方向所需的专家。刘友梅把株机4000多人的整个科研团队都看作是一个壕沟里的战友，从来没有说“我教你什么”，他更愿意大家在争论中相互促进，共同成长。“这里从不停留在依葫芦画瓢学习老外知识的水平，而是更有原创精神。”刘友梅觉得这是他对株机、对株洲、对中国电力机车产业的最大作为。
现在株机的科研团队已经成长、成熟起来了，在国际上地位崇高，比刘友梅本人都活跃得多。对此，他感到轻松又开心，甚至连“院士”的“帽子”也想放下了，“如果可能，我很想退休，我的历史任务完成了。”
截至2014年，中国高速铁路运营里程达到1.1万公里，居世界首位，占到世界总里程的一半，中国的“丝绸之路经济带”和21世纪“海上丝绸之路”构想与“高铁外交”战略也终于有了坚实的基础与广阔的未来。