米格-25战斗机的材料选择

当“大米格”系列最初一种试验机Ye-150开始向马赫数2.5以上发起冲刺时，一个全新的障碍就已经开始横在了苏联人面前，那就是因高速飞行的机体与空气摩擦而产生高温所带来的“热障”。当Ye-150以马赫数2.05的速度飞行时，其机体表面温度已经达到摄氏107°，而当Ye-150加大油门向马赫数2.5冲刺时，其机体表面温度达到了200°以上，而根据计算，如果它飞到马赫数3，那么它的机体表面温度将达到300°！高温带来了一系列的麻烦，首先我们知道，即使是高强度的铝合金，其熔点也只有400-500°，而在300°的高温下，传统的铝合金蒙皮材料将变得比宣纸还要脆弱，如果再加上高速带来的巨大速压，那么此时的机体将只有变形一途。其次在如此高温的环境下，机载电子设备如何运转？应该使用什么方式冷却？一大堆的问题摆在了格列维奇面前。用什么材料来造机体？用钛吗？以当时苏联的技术能力，根本无法有效加工并生产符合制造新型歼击机的钛合金材料，那么怎么办？格列维奇最终确定的解决方案几乎让所有人瞠目结舌，不用硬铝，不用钛合金，用什么？米格-25结构材料的80%使用的是镍基合金钢！即便在多年后的今天，笔者在最初得知米格-25最终确认使用镍基合金钢这种材料来进行制造时，第一反应也是睁大眼睛突出舌头，半天无法恢复自如，虽然镍基合金钢的高温性能相当优异，在400°乃至以上的温度下也能保持足够的强度，但众所周知，钢的密度为7.9吨/m³，几乎是铝合金（2.7吨/m³）的三倍。钛合金（4.5吨/m³）的一倍多，采用这种材料的直接结果就是米格-25重得出奇，其结构重量达到了7.9吨，空重达到了19.6吨，如此巨大的重量使得米格-25即便安装了两台加力推力超过10吨的发动机的情况下，其起飞推重比也只有0.6左右,远远低于米格-21的0.8左右，较低的推重比使得米格-25在进行大过载机动时能量不足，直接影响了米格-25的机动性。付出了如此巨大的代价，真的值得吗？在回答这个问题之前，让我们先看看世界的另一面。当时世界上的另一个航空超级大国美国在发展自己的三马赫战机时，领先潮流的使用了钛合金来解决热障这一问题，但是钛合金极高的加工难度使他们付出了沉重的代价，一个又一个沉重的打击席卷而来，先是洛克希德公司自行生产的钛合金发生了大面积不明原因的“氢脆”而使得巨额资金生产的材料全部报废，然后是钛合金奇高的加工难度使得机体的制造举步维艰，最终耗费了巨额资金和工时制造出来的机体强度仍然差强人意，最终使得“黑鸟”成为了专职的侦察机---极低的可用过载使得黑鸟在作为截击机时根本无法做强度稍大一点的机动，甚至连急速爬升这样的截击机必备的能力都没有！黑鸟的教训使得美国人后来在发展高空高速截击机样机时，也不得不回归到钢结构上，而在这个漫长的弯路过程中，付出的资金与时间的代价更是极其的高昂！这从一个侧面证明了苏联人的务实精神和米高扬设计局的深思熟虑，镍基合金钢的机体结构虽然让米格-25付出了巨大的重量代价，但却保障了米格-25拥有足够的机体强度，使得其可以胜任在截击作战中经常遇到的诸如急跃升攻击，高速俯冲等战术动作，而且在做到这一切的同时其成本还相当的低廉。而付出了高昂代价的美国“黑鸟”，除了获得了最大速度和飞行高度的优势以外，其低劣的机动性能几乎令人无法忍受，与此同时低劣的机体结构强度更使得黑鸟在服役过程中拥有了高达30%的坠毁率，这一切使得黑鸟更像是一架技术验证机而不是实用的作战飞机，即便到了今天，如黑鸟一样使用几乎全部钛合金结构的战机依旧凤毛麟角---与闪耀着科技光芒的偶像派明星黑鸟相比，米格-25更像是一位从农村走出来的实力派明星，土里土气却依旧具备着不俗的实力。