世界航空界傳奇——米格25與材料之間的故事

在1971年第四次中東戰爭期間，以色列飛行員遇到了一件毀三觀的事情。當時，飛行員駕駛當時以色列最先進的F-4戰斗機遭遇了一架敵國飛機，隨即發射了一枚導彈。結果，人家毫無壓力地，僅僅是開足馬力，一溜煙地跑了，跑了。由此史上第一例也很可能是唯一一例因為戰斗機比空空導彈快而規避了導彈的戰例誕生。而逃之夭夭的飛機，就是前蘇聯的一款充滿傳奇色彩，也是航空界的奇跡——米格25，北約代號“狐蝠”。

等等，這是材料網站，不是軍事網站，所以不要指望我下邊會介紹米格25的英勇戰績。我們還是來談談本行：米格25里邊的材料故事。

當時發射的導彈速度大約是2馬赫（1馬赫就是一倍音速），而米格25最高可以達到3.2馬赫。自然，米格25要逃過導彈的追擊，還是沒有壓力的。

但3馬赫可不是那么容易達到，至今也僅僅只有3款飛機做到了。要過3馬赫，你得突破一道難關——熱障。飛機在飛行過程中與空氣摩擦生熱，飛機蒙皮的溫度隨著飛行速度的上升而快速上升。當時，米格（米高楊設計局）設計的第一種超音速戰斗機米格-19以1.3馬赫飛行，溫度達到了72攝氏度，而馬赫2.05的米格21則上升到107度。當時蘇聯工程師估算，如果要達到3馬赫，溫度將達到300度。

那么問題來了！之前使用的飛機結構材料鋁合金的熔點只有400-500來度，要想保持強度只能承受140度，也就是2.5馬赫數。而馬赫數達到3時，需要材料耐300度以上的高溫，鋁合金自然是不行了。

至于換什么材料，也是個難題。當時美國就想到了用鈦合金，并且成功制成了3馬赫飛機——SR-71黑鳥偵察機。

當時，蘇聯的鈦加工工業要比美國弱，所以米格25一問世，著實讓美國人嚇了一大跳。原來蘇聯人也掌握了鈦合金的加工。（當然，米格25其他變態性能讓歐美“顫抖”了很多年）。直到1976年9月，蘇聯飛行員駕駛米格25叛逃到日本，一切才揭開真相。原來，蘇聯并不是用的鈦合金，而是不銹鋼。

那為什么當初歐美沒有想到蘇聯用的不銹鋼呢？雖然它抗300度的溫度沒問題，但它太重了，根本沒有想到蘇聯人會用這么“落后”的材料來造飛機。

話說回來，只有想不到沒有做不到。使用鋼而不是鈦，既是蘇聯的無奈也是創新。

鈦合金的耐熱能力絕對可以承擔300度的高溫，而且它輕質高強，的確是一種理想的材料。不過，它還有2個最大的短板：貴、難加工。

因為難加工，蘇聯當時還沒有很好的辦法實現，所以無奈只好退而求其次采用主體不銹鋼，關鍵部位鈦合金的方案。米格25采用的是塑性好、不易開裂和便于補焊的鎳基不銹鋼，在400度的高溫下也能保持強度，自然是達到了要求。而且，不銹鋼的焊接技術成熟，還能避開高溫鉚釘這一問題。最終，不銹鋼大約占整個機體結構重量的80%，高溫鋁合金約占11%、鈦合金占8%。

但為什么又說是創新呢？原因也有幾方面。

首先，大量使用昂貴的鈦合金使得造價非常高，這對于飛機的量產是極大的挑戰。美國的SR-71黑鳥偵察機最終只生產了32架，而米格25是1200余架，這對于戰時是很大的優勢。

而且，鈦合金的史詩級加工難度也為了蘇聯的選擇助攻了一把。反觀美國，鈦合金這條路走得也非常不省心。巨額資金生產和加工得到的卻是差強人意的性能。極低的可用過載和機體結構強度使得黑鳥無法做強度稍大一點的機動，甚至急速爬升都難以做到，所以黑鳥只能成為專職的偵察機。而且整個服役過程中，沒有一架黑鳥被擊落，卻發生了多達20次墜毀事件。

而采用不銹鋼的米格25雖然重量驚人，甚至可以和中型民航客機相比，但卻保障了米格-25擁有足夠的機體強度，在蘇聯工程師的設計下，它既擁有優異的高空高速的同時，還可以勝任在截擊作戰中的急躍升攻擊，高速俯沖等戰術動作，成為一架極佳的防空截擊機。更何況，人家還很便宜。

說到這里，美國人還做過試驗：把坦克開上了繳獲伊拉克的米格25。假如這要是把坦克開到“黑鳥”上，嘖嘖，畫面太美不敢看！

其實，除了材料之外，米格25還在很多零部件上都落后于美國，例如使用的并非晶體管而是電子管等等，但在升降、速度、應激反應等諸多方面的性能反超美國飛機。所以，在蘇聯工程師眼里，“土”這都不是事：只要結構設計合理，落后的零部件都能組建出先進的設備。由此，還誕生了一個效應：米格25效應。它的意思是如果合理性和協調性完美組合的內部結構會產生“整體大于部分之和”的效果。

寫到這里，我又想起了那句話：“材料是基礎、工藝是關鍵、設計是靈魂”。

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