世界航空界传奇——米格25与材料之间的故事

在1971年第四次中东战争期间，以色列飞行员遇到了一件毁三观的事情。当时，飞行员驾驶当时以色列最先进的F-4战斗机遭遇了一架敌国飞机，随即发射了一枚导弹。结果，人家毫无压力地，仅仅是开足马力，一溜烟地跑了，跑了。由此史上第一例也很可能是唯一一例因为战斗机比空空导弹快而规避了导弹的战例诞生。而逃之夭夭的飞机，就是前苏联的一款充满传奇色彩，也是航空界的奇迹——米格25，北约代号“狐蝠”。

等等，这是材料网站，不是军事网站，所以不要指望我下边会介绍米格25的英勇战绩。我们还是来谈谈本行：米格25里边的材料故事。

当时发射的导弹速度大约是2马赫（1马赫就是一倍音速），而米格25最高可以达到3.2马赫。自然，米格25要逃过导弹的追击，还是没有压力的。

但3马赫可不是那么容易达到，至今也仅仅只有3款飞机做到了。要过3马赫，你得突破一道难关——热障。飞机在飞行过程中与空气摩擦生热，飞机蒙皮的温度随着飞行速度的上升而快速上升。当时，米格（米高杨设计局）设计的第一种超音速战斗机米格-19以1.3马赫飞行，温度达到了72摄氏度，而马赫2.05的米格21则上升到107度。当时苏联工程师估算，如果要达到3马赫，温度将达到300度。

那么问题来了！之前使用的飞机结构材料铝合金的熔点只有400-500来度，要想保持强度只能承受140度，也就是2.5马赫数。而马赫数达到3时，需要材料耐300度以上的高温，铝合金自然是不行了。

至于换什么材料，也是个难题。当时美国就想到了用钛合金，并且成功制成了3马赫飞机——SR-71黑鸟侦察机。

当时，苏联的钛加工工业要比美国弱，所以米格25一问世，着实让美国人吓了一大跳。原来苏联人也掌握了钛合金的加工。（当然，米格25其他变态性能让欧美“颤抖”了很多年）。直到1976年9月，苏联飞行员驾驶米格25叛逃到日本，一切才揭开真相。原来，苏联并不是用的钛合金，而是不锈钢。

那为什么当初欧美没有想到苏联用的不锈钢呢？虽然它抗300度的温度没问题，但它太重了，根本没有想到苏联人会用这么“落后”的材料来造飞机。

话说回来，只有想不到没有做不到。使用钢而不是钛，既是苏联的无奈也是创新。

钛合金的耐热能力绝对可以承担300度的高温，而且它轻质高强，的确是一种理想的材料。不过，它还有2个最大的短板：贵、难加工。

因为难加工，苏联当时还没有很好的办法实现，所以无奈只好退而求其次采用主体不锈钢，关键部位钛合金的方案。米格25采用的是塑性好、不易开裂和便于补焊的镍基不锈钢，在400度的高温下也能保持强度，自然是达到了要求。而且，不锈钢的焊接技术成熟，还能避开高温铆钉这一问题。最终，不锈钢大约占整个机体结构重量的80%，高温铝合金约占11%、钛合金占8%。

但为什么又说是创新呢？原因也有几方面。

首先，大量使用昂贵的钛合金使得造价非常高，这对于飞机的量产是极大的挑战。美国的SR-71黑鸟侦察机最终只生产了32架，而米格25是1200余架，这对于战时是很大的优势。

而且，钛合金的史诗级加工难度也为了苏联的选择助攻了一把。反观美国，钛合金这条路走得也非常不省心。巨额资金生产和加工得到的却是差强人意的性能。极低的可用过载和机体结构强度使得黑鸟无法做强度稍大一点的机动，甚至急速爬升都难以做到，所以黑鸟只能成为专职的侦察机。而且整个服役过程中，没有一架黑鸟被击落，却发生了多达20次坠毁事件。

而采用不锈钢的米格25虽然重量惊人，甚至可以和中型民航客机相比，但却保障了米格-25拥有足够的机体强度，在苏联工程师的设计下，它既拥有优异的高空高速的同时，还可以胜任在截击作战中的急跃升攻击，高速俯冲等战术动作，成为一架极佳的防空截击机。更何况，人家还很便宜。

说到这里，美国人还做过试验：把坦克开上了缴获伊拉克的米格25。假如这要是把坦克开到“黑鸟”上，啧啧，画面太美不敢看！

其实，除了材料之外，米格25还在很多零部件上都落后于美国，例如使用的并非晶体管而是电子管等等，但在升降、速度、应激反应等诸多方面的性能反超美国飞机。所以，在苏联工程师眼里，“土”这都不是事：只要结构设计合理，落后的零部件都能组建出先进的设备。由此，还诞生了一个效应：米格25效应。它的意思是如果合理性和协调性完美组合的内部结构会产生“整体大于部分之和”的效果。

写到这里，我又想起了那句话：“材料是基础、工艺是关键、设计是灵魂”。

材料人网itmen提供，材料牛编辑整理。