在談今天這個(gè)題目之前，我先給你看一架飛機(jī)，漂亮吧！
>
圖1 XB-70戰(zhàn)略轟炸機(jī)
你可能會(huì)問(wèn)，這是什么飛機(jī)，看上去很先進(jìn)的樣子，是概念機(jī)么？不是的，這是美國(guó)歷史上的高空高速戰(zhàn)略轟炸機(jī)，代號(hào)為XB－70，又稱為“女武神”。同時(shí)它可能是人類迄今為止制造的最先進(jìn)的飛機(jī)了。
在冷戰(zhàn)時(shí)期，美國(guó)為了對(duì)蘇聯(lián)保持核威懾，將核彈投擲到蘇聯(lián)境內(nèi)，需要一種高性能的轟炸機(jī)替代被稱為“同溫層堡壘”的B-52轟炸機(jī)，以超音速、超高空飛行的方式突破敵對(duì)國(guó)家的防空網(wǎng)，進(jìn)行戰(zhàn)略核打擊。于是美國(guó)從上個(gè)世紀(jì)50年代開始，考慮設(shè)計(jì)新的高性能的戰(zhàn)略轟炸機(jī)。
到60年代中期，美國(guó)制造出這種飛機(jī)的原型機(jī)XB-70A。從照片中大家可以看出，它是三角翼基本構(gòu)型的大型噴氣機(jī)。它的設(shè)計(jì)非常先進(jìn)，和傳統(tǒng)飛機(jī)所不同的是，整架飛機(jī)是“騎”在自己產(chǎn)生的沖擊波上，產(chǎn)生一種被稱為“壓縮升力”（Compression Lift）的向上推力，將超音速?zèng)_擊波轉(zhuǎn)化成飛機(jī)的升力。
XB－70的最高速度可達(dá)3.1馬赫，并且可以3馬赫的巡航速度長(zhǎng)距離飛行，而今天的波音747和空客A380的巡航速度只有0.85馬赫，即便是蘇-30戰(zhàn)斗機(jī)，最高時(shí)速也只有兩馬赫左右，更談不上超音速巡航了。XB－70的飛行高度高達(dá)23000米，是今天民用客機(jī)的兩倍。
可以講，人類從60年代之后，就沒(méi)有再造出這樣高性能的飛機(jī)了。如果你回顧一下之前談到的飛機(jī)進(jìn)步的歷史，再結(jié)合這個(gè)例子就會(huì)更深地體會(huì)到，為什么我們說(shuō)航空技術(shù)在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)里沒(méi)有什么進(jìn)步。
那么今天為什么看不到這樣的飛機(jī)裝備軍隊(duì)了呢？因?yàn)槊绹?guó)把這個(gè)項(xiàng)目砍掉了?？车羲脑蛴泻芏?，比如一架原型機(jī)在試飛中和護(hù)航的飛機(jī)碰撞墜毀了，再比如它的成本太高（60年代時(shí)每架的造價(jià)高達(dá)7億美元，而當(dāng)時(shí)的企業(yè)級(jí)核動(dòng)力航空母艦造價(jià)才4.5億美元）等等。但是最重要的原因是，蘇聯(lián)設(shè)計(jì)制造出攔截它的飛機(jī)了，讓它失去了存在的意義，這款攔截它的飛機(jī)就是著名的米格-25。
20世紀(jì)60年代，面對(duì)XB－70的威脅，前蘇聯(lián)委托米高揚(yáng)設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)一款高空高速戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行攔截，這一款飛機(jī)的項(xiàng)目代號(hào)為米格-25。順便說(shuō)一句，“米格”是米高揚(yáng)（前蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人米高揚(yáng)的弟弟）和格列維奇兩個(gè)飛機(jī)設(shè)計(jì)大師名字的縮寫，前蘇聯(lián)還有一個(gè)著名的設(shè)計(jì)局以設(shè)計(jì)師蘇霍伊為首，設(shè)計(jì)的飛機(jī)以“蘇”冠名，比如蘇-27。
雖然前蘇聯(lián)有著非常多的流體力學(xué)專家和空氣動(dòng)力學(xué)專家，設(shè)計(jì)出時(shí)速超過(guò)三馬赫的飛機(jī)和相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有問(wèn)題，但是卻制造不出來(lái)。其中的原因簡(jiǎn)單地講，就是前蘇聯(lián)整體的工業(yè)發(fā)展不如美國(guó)平衡，它的材料工業(yè)和電子工業(yè)水平都大大落后于美國(guó)，找不到既輕便、強(qiáng)度又高、還能耐熱的金屬材料做機(jī)身（也造不出一流的電子設(shè)備）。
當(dāng)飛機(jī)速度超過(guò)2.5馬赫時(shí)，飛機(jī)表面和空氣摩擦，會(huì)產(chǎn)生540攝氏度以上的高溫，在這個(gè)溫度下，鋁已經(jīng)快熔化了，這時(shí)鋁的強(qiáng)度非常低，飛機(jī)會(huì)變得像一灘泥一樣。美國(guó)人在制造XB－70時(shí)，盡顯當(dāng)時(shí)他們?cè)诓牧峡茖W(xué)和金屬加工領(lǐng)域超強(qiáng)的技術(shù)水平，在所有容易產(chǎn)生摩擦的地方使用了鈦合金。鈦的熔點(diǎn)高達(dá)1668攝氏度，在540攝氏度的溫度下，強(qiáng)度沒(méi)有變化。
但是鈦合金實(shí)在太貴了，即便美國(guó)也用不起100%使用鈦造的飛機(jī)。不過(guò)他們的材料工程水平實(shí)在很發(fā)達(dá)，美國(guó)的工程師們發(fā)明了一種被稱為“三明治”的不銹鋼薄板——外表是只有0.2毫米厚的不銹鋼蒙皮，內(nèi)部是非常薄的蜂窩狀加固結(jié)構(gòu)，不過(guò)這樣結(jié)構(gòu)的不銹鋼薄板需要非常高的加工工藝才能制造。靠使用了昂貴的鈦合金，以及工藝非常復(fù)雜的輕不銹鋼板，才保障了XB－70能用3馬赫以上的高速進(jìn)行飛行，但是一架價(jià)格是核動(dòng)力航空母艦1.5倍的飛機(jī)，讓美國(guó)難以裝備得起。
當(dāng)時(shí)以蘇聯(lián)的技術(shù)能力，根本無(wú)法有效生產(chǎn)、加工符合制造新型戰(zhàn)斗機(jī)的鈦合金材料或者“三明治”不銹鋼薄板（米格-25中使用了少量的鈦材料和鋁合金，但不是做機(jī)身，而是里面一些零件），但是面對(duì)來(lái)自美國(guó)的威脅，又不能夠等待。最終，格列維奇拿出了一個(gè)讓所有人瞠目結(jié)舌的方案——使用鋼合金。
我們知道鋼的熔點(diǎn)很高，在500多度的溫度下保持強(qiáng)度是沒(méi)有問(wèn)題的。但是，鋼實(shí)在太重了，它的密度幾乎是通常用來(lái)制造飛機(jī)的鋁的三倍，是鈦合金的兩倍。為了能夠讓鋼的飛機(jī)飛起來(lái)，只能把機(jī)身和機(jī)翼做得非常薄，只有鋁飛機(jī)厚度的1/3左右。但是鋼板一薄，新的問(wèn)題又來(lái)了，飛機(jī)在高速下，薄薄的鋼板會(huì)變形。
為了加強(qiáng)飛機(jī)的強(qiáng)度，米高揚(yáng)設(shè)計(jì)局的工程師們想到了給鋼制的機(jī)翼和機(jī)身加上支架。但是，一個(gè)問(wèn)題解決了，新的問(wèn)題又出現(xiàn)了。這一招固然增加了強(qiáng)度，不過(guò)如此一來(lái)飛機(jī)的重量又進(jìn)一步增加了，直接結(jié)果就是米格-25 重得出奇，空重就達(dá)到了20噸，不帶彈藥的偵查型起飛重量也高達(dá)37噸。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，工程師們給它安裝了兩臺(tái)當(dāng)時(shí)推力巨大的戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，才勉強(qiáng)讓它達(dá)到了在速度和高度上的設(shè)計(jì)要求，但是卻沒(méi)有更多的動(dòng)力保障米格-25的機(jī)動(dòng)性。實(shí)際上米格-25拐彎的半徑大得出奇，甚至有人嘲笑它只能飛直線。即便如此，米格-25完全實(shí)現(xiàn)了它預(yù)先的設(shè)計(jì)目的——攔截美國(guó)XB－70那樣的高空高速轟炸機(jī)，而做這件事并不需要太高的機(jī)動(dòng)性。
米格-25問(wèn)世后，創(chuàng)造了很多項(xiàng)世界紀(jì)錄，它的出現(xiàn)讓美國(guó)人覺(jué)得部署XB－70這樣的戰(zhàn)略轟炸機(jī)變得不再有必要，從此中斷了這個(gè)項(xiàng)目，繼而把注意力放在研制和部署巡航導(dǎo)彈上了。因此從達(dá)成戰(zhàn)略目標(biāo)的角度來(lái)看，米格-25非常成功。
從60年代到70年代十多年的時(shí)間里，美國(guó)人絞盡腦汁也想不清楚，蘇聯(lián)人在沒(méi)有合格的材料工業(yè)和可憐的配套工業(yè)條件下，是如何造出這樣高性能的飛機(jī)的，直到1976年，蘇聯(lián)空軍飛行員別連科駕駛著一架米格-25叛逃到日本。美國(guó)人和日本人對(duì)這架飛機(jī)大卸八塊進(jìn)行了仔細(xì)地研究，他們驚訝地發(fā)現(xiàn)，這架做工無(wú)比粗糙的飛機(jī)，在設(shè)計(jì)上卻又如此地巧妙。
美國(guó)人評(píng)價(jià)說(shuō)，“這種飛機(jī)的制造過(guò)程，反映出俄羅斯人極善于用取之不盡的聰明才智來(lái)彌補(bǔ)資源的局限。他們非常巧妙地把新老工藝結(jié)合起來(lái)，在較短時(shí)間內(nèi)及花費(fèi)不多的情況下，制造出了這種戰(zhàn)術(shù)性能極高的飛機(jī)，而西方研制的飛機(jī)要達(dá)到這樣的性能則需要投入巨額經(jīng)費(fèi)?！彪m然美國(guó)當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)米格-25的性能并不能和當(dāng)時(shí)美國(guó)的主戰(zhàn)飛機(jī)F-15相比，便把它還給了蘇聯(lián)，但是他們還是從蘇聯(lián)工程師身上學(xué)到了使用鋼材料制造飛機(jī)的奇思妙想。畢竟，鋼比鈦便宜得多。
由于米格-25出色的高空高速性能，后來(lái)成為第三世界國(guó)家大量購(gòu)買的對(duì)象。但是這個(gè)飛機(jī)畢竟是為了攔截轟炸機(jī)所設(shè)計(jì)的（后來(lái)另一個(gè)用途是作為偵察機(jī)），而不是為空中格斗準(zhǔn)備的，缺乏靈活性，加上自重太大，載彈量有限，因此，它在空戰(zhàn)中表現(xiàn)并不好，當(dāng)然這是后話了。
圖2 米格-25
故事講完了，我們來(lái)總結(jié)一下什么是好的產(chǎn)品。首先，它的目標(biāo)必須明確，米格-25就是為了攔截美國(guó)高空高速轟炸機(jī)設(shè)計(jì)的，因此它整體的設(shè)計(jì)方案的所有技術(shù)指標(biāo)都是針對(duì)XB－70的，其它功能都變得次要。
第二，工程和科學(xué)不同，它沒(méi)有絕對(duì)正確的答案，只有在當(dāng)時(shí)情況下找最好的方法。應(yīng)該講，米格-25的設(shè)計(jì)者們，立足于當(dāng)時(shí)有限的條件，找到了最好的解決方法。今天各個(gè)公司里很多人經(jīng)常這樣和上級(jí)講，這個(gè)條件不具備，那個(gè)條件要等待，因此無(wú)法工作。其實(shí)，對(duì)于一個(gè)工程師來(lái)講，他不能等待條件的成熟，而是要盡可能地利用現(xiàn)有技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題。
第三，在工程上，常常是一個(gè)問(wèn)題被解決了，所采用的方法會(huì)派生出一個(gè)新的問(wèn)題，然后需要再想辦法解決新的問(wèn)題，遇到問(wèn)題解決問(wèn)題，這是產(chǎn)品經(jīng)理和工程師應(yīng)有的做事的態(tài)度。另外，一切實(shí)用的設(shè)計(jì)都需要有取舍，而取舍的原則都是要圍繞最終的目標(biāo)。
第四，當(dāng)目標(biāo)變了，如果還采用原來(lái)的解決方案，就如同刻舟求劍。很多第三世界國(guó)家用米格-25進(jìn)行空戰(zhàn)，效果不佳應(yīng)該是意料之中的事情。伊拉克曾經(jīng)用這樣高速的飛機(jī)去打美國(guó)時(shí)速只有0.15馬赫的無(wú)人偵察機(jī)，效果可想有多差，這并非米格-25的問(wèn)題，而是使用它的人食古不化，用錯(cuò)了工具。
明天，我會(huì)再介紹一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的案例，供你參考。
聯(lián)系客服
