中國高鐵技術的重要來源之一是日本新幹線

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有趣的是,日本新幹線在某種意義上也來自於中國大地,來自於中國東北三省曾經的日本殖民化鐵路公司——「南滿洲鐵道株式會社」。

文|蕭西之水

早年間經歷過春運的人,都曾體會過「綠皮車」時代的艱苦。不過近年來,雖然春運客流逐年遞增,買票依然需要加錢買搶票軟件,但鐵路運行速度的加快還是逐步消解春運曾經的惡劣環境。

隨著運力提高,很多大城市居民還能夠在春節期間出門旅遊,應該說,高鐵為中國人的春節出行提供了更多選擇。

毋庸諱言,中國高鐵技術的重要來源之一是日本新幹線。1964年東京奧運會開幕前夕,聯通東京至大阪的東海道新幹線正式開行,日本成為世界上第一個成功建造經營時速200公里以上高速鐵路的國家。

但有趣的是,日本新幹線在某種意義上也來自於中國大地,來自於中國東北三省曾經的日本殖民化鐵路公司——「南滿洲鐵道株式會社」(滿鐵)。

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· 位於大連的滿鐵總部

日本新幹線技術開發的重要人物,如第4代日本國鐵總裁十河信二曾任「滿鐵」理事,日本國鐵總技師島秀雄的父親島安次郎也曾歷任「滿鐵」理事與社長代理之職。在戰後的日本國鐵公司中,「滿鐵」派長期具有壓倒性的影響力。

究其原因,還要說到戰前日本鐵路的發展軌跡,以及島安次郎、島秀雄這對父子的傳奇人生。

時速82:爆發的「滿鐵」實驗田

20世紀初,日本正陷入所謂「軌距之爭」,即是否應該用「標準軌」。

由於英國是鐵路發源國,英國鐵路軌道之間的距離1.435米便成為了「標準軌」,然而,日本明治維新時期資金不足,只能引入1.067米的「窄軌」。但軌距越窄,車體在高速運動時就會更不穩定,客觀限制了車輛運行速度。

從1910年到1950年間,日本鐵路的軌道試驗最高速度均未超過時速100公里,多數鐵路只能在時速40~60公里之間運行,與採用1.435米軌距的西方國家很有差距。

於是,當時日本鐵道院總裁(相當於鐵道部長)後藤新平下令進行「標準軌改造」研究工作,而其中重要參與者就是島安次郎,時任鐵道院鐵道作業局工作課長。

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· 島安次郎(1870-1946)

1917年5月開始,島安次郎在東京八王子至橫濱之間的鐵路上試行「換軌」工作,取得了很好的成績。以這一實驗為基礎,鐵道院在1918年申請預算,預計用6447萬日元,在1923年以前將日本當時6600公里鐵路全部更換為標準軌。

怎奈當時日本政界鬥爭激烈,比起鐵路改軌,日本政治家更希望擴建鐵路,將鐵路引入到自己的選舉區,以爭取選票支持。

在這種情況下,1919年2月,日本國會否決鐵路改軌的方案,只允許大城市周邊的短途城際鐵路修建標準軌。

遭遇挫折以後,島安次郎從鐵道院辭職,他把目光投向了中國東北的日本國有企業:「滿鐵」

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滿鐵的建立,源於日俄兩國爭奪東北的日俄戰爭。俄國戰敗後,滿洲被日本占領,原來由沙俄修建的中東鐵路長春至旅順段被轉讓給日本,改稱南滿鐵路。為管理鐵道,便於1906年成立南滿洲鐵道株式會社,並將總部設立在大連。

對於戰前日本政府來說,「滿鐵」是日本帝國的「特殊法人」,是殖民中國東北的重要工具;但對於日本鐵路技術人員來說,「滿鐵」則是躲避日本國內政黨鬥爭、推動新技術發展的一片「實驗田」。

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· 滿鐵大連車站,建築設計之現代風格與當代高鐵站不遑多讓

歷任「滿鐵」首席理事與社長代理後,1925年,島安次郎來到「汽車製造株式會社」(「汽車」為「火車」之意)擔任董事長,為鐵路機車車輛設計與製造傾註心血。

隨著1931年「九一八」事變爆發,日本帝國迅速在中國東北建立了偽「滿洲國」,這使得日本本土與「滿洲」之間的客貨運輸需求進一步增加。

為了提升大連至新京(長春)的運力,「滿鐵」從1933年開始開發新型客車「亞細亞」號,由「太平洋7」型蒸汽機車拉動豪華客車構成整列火車。「太平洋7」型機車仿照美國客運機車,採用了流線型車體設計,大量使用含有鋁、矽等元素的輕型合金,有效降低車體阻力與車身重量,為提升速度打下基礎。

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· 「亞細亞」號

1934年11月1日,「亞細亞」號正式投入經營,最高時速可達130公里,從大連至新京(長春)之間需要8小時30分,平均速度為82.5公里。

這一速度比起日本最快的蒸汽機車「燕」(最高時速95公里,平均時速70公里)要快出很多,象徵著日本蒸汽機車在當時進入較高發展水平。

正因如此,當日本演員李香蘭(山口淑子)坐慣了「亞細亞」號之後,再來到日本坐普速列車則感嘆非常慢。1935年,「亞細亞」號延長開行至哈爾濱,從大連至哈爾濱的943公里距離需要12小時30分。

由於參與「亞細亞」號設計有功,島安次郎名聲大噪,在1939年7月任鐵路咨詢機構「鐵道幹線調查會」特別委員長一職。

這一時期,日本侵華戰爭已經開始,大陸地區對各種軍事物資與人員調配的需求與日俱增,急需擴張鐵路運輸能力,島安次郎擔任要職後,迅速組織鐵路技術工程師開展研究,希望在日本本土做到他曾經的標準軌快速列車計劃。

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· 「彈丸列車」計劃

1940年9月,根據島安次郎的研究計劃,日本國會通過了「寬軌(即1.435米標準軌)幹線鐵道計劃」,要在東京至本州島東側的下關之間修建一條984公里的獨立運行鐵路,最高時速200公里,預計1954年通車。

如果計劃能夠執行,那麼東京至大阪之間的經營時間,將會從當時的8小時降低到4小時30分,東京至下關的經營時間會從當時的18小時30分降低到8小時。

當時世界上尚無如此快速的鐵路,日本媒體便形容其為「彈丸列車」計劃,意指速度之快如同子彈一般。

這一計劃還有更為野心勃勃的「延長線」:即從下關到朝鮮半島釜山之間修建一條長達200公里的海底隧道,將「彈丸列車」開上朝鮮半島,隨後在奉天(瀋陽)與南滿鐵路、京奉鐵路交匯,北至哈爾濱、南通北京。

展望未來,日本帝國還想要修建從北京到新加坡的長距離高速鐵路。

但由於戰況迅速惡化,日本無力繼續這一龐大的工程計劃,只得在1943年宣布全線中止。這一計劃的總負責人島安次郎也在1946年離世,接下來他的兒子、同時也是「彈丸列車」計劃的另一個參與者島秀雄拿過接力棒,繼續向高速鐵路方向進軍。

嶄新幹線:「拼湊型」高鐵技術

與父親的輝煌鐵路人生有所不同,島秀雄在職業生涯初期卻是個「問題少年」。

1925年,島秀雄跟隨父親腳步進入鐵道省(相當於鐵道部)工作,並跟隨父親的直系弟子朝倉希一工作,迅速參與進蒸汽機車的設計工作中。

但麻煩在於,C53型蒸汽機車的設計中,島秀雄負責部分卻出現重大構造缺陷;隨後他主持的C54型蒸汽機車更是問題頻發,各大鑄鋼部件在使用15年左右就出現裂痕,大半機車都沒到使用年限就被迫報廢。被譽為島秀雄一生傑作的D51型貨運機車在設計初期也備受批評,靠著另一位設計師細川泉一郎的改良才投入使用。

雖然島秀雄靠著父親的影響力免於處罰,但他本身卻並不算是一個合格的鐵路機車設計師。

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· 島秀雄的C54機車(1931年設計完成)曾被人批評有抄襲嫌疑

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· 1926年設計完成的德國國鐵01型蒸汽機車

雖然上天沒有賦予島秀雄以匠人手藝,卻在某種程度上讓他更加超脫出蒸汽機車技術本身,站在更高的角度來審視列車發展。

二戰前恰逢蒸汽機車的全盛時期,這種以煤炭作為主要燃料的機車對日本而言並不友好。日本煤炭資源並不豐富,從海外殖民地獲取的有限煤炭資源還要兼顧更為重要的鋼鐵生產,蒸汽機車的每日運行距離也有限。

這使島秀雄認為,蒸汽機車並不能完全適應日本未來發展需求,應該尋找更加節能、更為便捷的能源來發展鐵路機車。

在1937年考察歐洲鐵路後,他將研究目光投向高速電力機車,1940年提出的「彈丸列車」計劃中,島秀雄力主採用電力機車全程引導,考慮到實際情況,計劃同意在東京至靜岡、名古屋至姬路之間採用電力機車引導,其他部分依然由蒸汽機車引導。

二戰結束後,島秀雄不顧美國占領軍的限制,在1950年開發了80系電力機車,雖然設計最高時速只有110公里,卻為電力機車的發展打下了基礎。

1955年,島安次郎的同僚十河信二擔任日本國鐵公司總裁,旋即邀請故人之子島秀雄擔任日本國鐵技師長。

1959年,在島秀雄的推動下, 日本國鐵公司開啟了「動力近代化計劃」,旨在用15年時間把現有的5000多公里鐵路進行電氣化改造,剩餘鐵路引入以石油為燃料的內燃機車,最終將蒸汽機車逐步淘汰出鐵路市場。

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· 日本國鐵第4代總裁十河信二,同樣是當年滿鐵「亞細亞」號高速列車的參與者和見證者,也正是由於這段經歷,力促新幹線建設。

也就在這一時期,日本國鐵重新將修建高速鐵路計劃重新提出,而島秀雄作為曾經的「彈丸列車」計劃參與者,也以全線電氣化為基礎,重新運作起從東京至大阪的「新幹線」計劃。

應該說,當時高速鐵路的先進技術很少在日本。

當時日本電力機車最高試驗時速僅為145公里,而英、法、德等國家的試驗時速卻早已超過200公里,法國更是在1955年創下了試驗速度331公里的高峰。比起日本,顯然是歐洲國家更具有技術條件。

為了彌補技術方面的不足,島秀雄派遣大量技術人員趕赴歐洲國家考察學習,從英國引進通信信號與高速轉向架技術,從美國引入集中調度、空氣彈簧與動力分散技術,從德國引入可無縫鋼軌與無砟軌道技術,甚至還從處於敵對陣營的匈牙利引入交流供電技術。

按照已故JR東日本會長山之內秀一郎所言:

(新幹線)所謂新技術基本上全是歐洲人原創,日本只是對這些歐洲原創技術進行改良形成日本流技術,然後為我所用而已。真正屬於日本自己原創的技術基本上沒有。

經過反復學習與模仿,日本將各國技術融會貫通,形成了一套完整的高速鐵路技術體系。1962年4月,日本國鐵在神奈川縣開通了32公里的高速鐵路試驗線,新幹線正式投入試驗之中。

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· 島秀雄(1901-1998)

在機車車輛開發過程中,很多技術人員提出,世界尚無高速鐵路先例,應盡可能開發小型強量化列車。但島秀雄並不這麼認為。

作為一個經常在細節問題上出錯的設計師,他深知自己的長處在於對未來的展望,一旦糾結於小而輕的列車很可能會出現以前的問題。所以,他反而要求下屬盡可能開發較大較重的車體,以便滿足運力及安全性要求,至於細節部分可以留給後人再去優化。

在這種思路指導下,時速210公里的日本新幹線0系電車得以建造而成,新幹線的開通也為1964年東京奧運會獻上一份別致的禮物。

時間過去50多年,到2018年,日本高速鐵路總里程已經下降到世界第三(第二西班牙),總經營里程更是跌至世界第四(第三德國),不復當年之勇,但這樁誕生於中國大地上的高速鐵路思維,卻又在21世紀10年代在中國遍地開花了。