2026年4月17日

 

• 德國航空航天中心 (DLR) 的研究平台 FuN 首次實現了以 1:1 的比例對帶有機電軌道導向的鐵路轉向架進行檢驗和測試。
• 未來鐵路運輸的關鍵工作領域是開發緊湊型單輪轉向架。
• 重點領域：交通運輸、鐵路運輸

 

未來的高速列車應該更安全、更可靠、更舒適，尤其要節能節水，同時盡可能降低噪音。鐵路作為一種環保的交通方式，未來將在客運和貨運中發揮日益重要的作用。同時，製造商和營運商面臨的要求也越來越高。技術可靠性和穩健性、無障礙設施、舒適性和降噪等問題，以及營運成本效益等，都必須進一步發展和協調。這需要創新技術，而轉向架技術在其中扮演關鍵角色。為了支持該領域的研究和開發，德國航空航天中心（DLR）於2026年4月16日在其位於奧伯普法芬霍芬的基地啟用了「FuN——未來研究平台」研究基礎設施。該設施首次實現了對配備機電一體化控制的鐵路轉向架進行1:1比例的檢驗和測試。

「FuN平台能夠對現代單輪轉向架這類高度複雜的部件進行整體性分析——從機械結構和輪軌相互作用，到驅動系統、控制、輕量化部件和安全問題等領域，再到『數位孿生』和軟體仿真，」德國航空航天中心（DLR）能源與交通執行委員會成員梅克·吉普教授表示。 “我們與工業界和研究機構攜手合作，可以開發出讓未來鐵路運輸更有效率、更安靜、更舒適的解決方案。我們誠摯邀請企業和機構使用我們的平台，與我們共同塑造未來的交通出行方式。”

「透過這個研究平台，我們正將自身定位為未來幾代軌道交通發展的關鍵參與者。該設施不僅能夠促進科學進步，還能為研究成果轉化為實際應用創造切實條件，」德國航空航天中心（DLR）負責創新、轉化和科學基礎設施的執行委員會成員卡斯滕·萊默教授解釋道。 「從長遠來看，FuN旨在推動新型轉​​向架概念融入日常運營，從而使軌道交通更加可持續、高效和包容。同時，該平台加強了科研與產業界的合作，並為德國乃至歐洲交通運輸行業的創新能力做出了重大貢獻。”

 

更少的磨損和噪音——透過FuN實現可控的獨立車輪懸吊

FuN平台由德國航空航天中心（DLR）車輛概念研究所運營，位於奧伯普法芬霍芬。該平台專為研究創新底盤概念而設計，特別是帶有機電一體化控制的獨立輪式底盤。例如，該測試台能夠對感測器、執行器（執行器透過將能量轉換為運動來移動或控制系統中的組件）以及控制和自動化技術進行簡單的定性功能測試。機電一體化系統能夠以毫米級的精度獨立控制車輪的位置。

在傳統的鐵路轉向架中，兩個車輪透過剛性軸連接。由於其設計和鋼軌幾何形狀的限制，車輪在轉彎時處於被動狀態。這導致車輪和鋼軌承受相當大的機械應力，造成嚴重的磨損，並產生列車行駛時常見的尖銳摩擦聲。相較之下，在獨立輪式轉向架中，每個車輪都由動力驅動、控制和主動引導，從而實現轉彎。

FuN試驗台上的感測器持續記錄車輪在軌道上的位置、作用在車輪上的力以及車輪的轉速。該系統旨在為未來驗證時速高達300公里的轉向架做好準備。控制系統可調整每個車輪的驅動扭矩，以主動保持轉向架在軌道上行駛。例如，在轉彎時，可以選擇性地設定外側車輪和內側車輪不同的轉速，使轉向架能夠最佳地適應軌道幾何形狀。

主動式車道導引的優勢一覽：

• 由於研磨運動減少，車輪和鋼軌的磨損也隨之降低。
• 降低車內外的噪音水平－尤其是在急彎處
• 提升駕駛穩定性並提高速度

 

更包容、更舒適的駕駛體驗

除了上述優勢之外，該概念還為車輛設計開闢了新的自由度。由於無需連續軸，列車底盤尺寸顯著縮小。這使得車廂內無需階梯即可上下，並可設計出連續的內部空間。這大大改善了輪椅使用者以及攜帶行李、嬰兒車或助行器的乘客的出行便利性。

全新的設計彈性也提升了乘客的舒適度。由於擺脫了連續軸的限制，車廂內部設計更加靈活——座椅佈局、多功能區域和無障礙區域都可以更自由地規劃。此外，緊湊的獨立式轉向架減少了傳遞到乘客艙的振動和結構噪聲，因為機電一體化導引系統減少了不利的輪軌接觸和衝擊。

 

加速鐵路業的創新

隨著FuN測試平台的投入使用，德國航空航天中心（DLR）正在擴展其在永續交通領域的研究基礎設施。未來，DLR將利用該平台對其自主研發的底盤原型進行全尺寸評估。該平台也面向鐵路業的車輛製造商、營運商和供應商。其目標是共同研發新的底盤概念，並加速將其推向市場。該平台被明確設計為一個開放資源：企業可以利用它來測試自身的研發成果，而DLR則貢獻其在模擬、控制和系統整合方面的專業知識。此舉旨在創造一個促進創新的生態系統，加速研究成果向鐵路運輸應用領域的轉換。

 

[照片]

(A) 採用獨立懸吊的現代底盤設計

這款起落架的輕量化優化架構、驅動馬達及其控制系統、線性渦流煞車以及兩級懸吊系統均由德國航空航天中心 (DLR) 開發。這款高科技起落架的結構和材料，包括承載部件和驅動電機，都經過優化，以實現最大限度的輕量化。更輕的重量意味著更低的能耗，從而可以承載更高的有效載荷。

(B) PROTEUS 和 ISTAR

無人實驗飛機 PROTEUS 位於實驗飛機 ISTAR 旁。

(C) 軌道滾動試驗台「FuN – 未來研究平台」（示意圖）

FuN平台由德國航空航天中心（DLR）車輛概念研究所運營，位於奧伯普法芬霍芬。該平台專為研究創新底盤概念而設計，特別是帶有機電一體化控制的獨立輪式底盤。例如，該測試台能夠對感測器、執行器以及控制和自動化技術進行簡單的定性功能測試。機電一體化系統能夠以毫米級的精度獨立控制車輪的位置。

(D) 資訊圖表：傳統底盤搭配剛性軸在轉彎時的性能

傳統鐵路轉向架中輪對的剛性平行導向會導致車輛在通過曲線時，滾動方向與行駛方向之間產生偏差。這種偏差會透過在曲線上的橫向滑動來補償。這種現象稱為橫向滑移，會導致過度磨損和雜訊。