“黑鳥”——SR-71偵察機，這個由洛克希德天才設計師凱利·約翰遜和他的團隊設計的一半像太空飛船，一半像飛機的航空藝術品，是世界上有人駕駛的最快的飛機，曾創下時速3529.56公里（約3.3馬赫）的速度紀錄和25929米的高度紀錄。
20多年來，雖然這隻鳥早已不在江湖，但是江湖上依然流傳著它的傳說。這不僅僅是因為它創造出的一系列記錄，更是由於它誕生背後所包含的一系列傑出設計。當然… …也有可能是因為它真的太帥了。
充滿科幻感的SR-71
不過，十足的科幻感或許和它塗裝的深黑藍色的表面漆有關，“黑鳥”也正是因此而得名。如果沒有這層漆，你會發現它其實是一隻釘滿了鉚釘的“鈦合機”。
在研製 SR-71“黑鳥”高空戰略偵察機時，由於設計指標要求最高時速是音速的3倍，此時機體表面溫度將遠遠超過常規鋁製蒙皮的承受極限，熱障的問題亟待解決。
SR-71高速飛行表面溫度分佈
小貼士
飛機在飛行時，機體表面與空氣強烈摩擦會產生熱量，飛機的飛行速度越高，機體表面溫度急劇升高，導致機體材料結構強度減弱，剛度降低，使飛機外形受到破壞，這就是飛機的熱障。一般認為，飛機出現熱障的速度段在2.5馬赫以上。
此時，可供選擇的材料基本只有不鏽鋼和鈦合金，考慮到不鏽鋼的重量太大，會影響到飛行速度和升限等性能參數，凱利·約翰遜的團隊選擇了具備高比強度、高韌性、優異的抗疲勞性能和耐高溫性能的鈦合金。
在當時，使用鈦合金主要面臨三個問題。第一個就是鈦真的太貴了。這倒不是因為它很稀有，事實上，鈦元素在地球上分佈廣泛，其含量超過地殼質量的0.4%，全球探明儲量約34億噸，在所有元素中含量居第10位。它貴就貴在，合成優質鈦合金的工藝成本太高了。
目前，從礦石中提煉出來作為工業原料的海綿鈦市場價就要10美元/kg左右
海綿鈦需要經過粉碎、放入真空電弧爐裡熔鍊，才能鑄成鈦錠，而後經加工製成各種鈦材。真空熔鍊工藝要求嚴格、設備複雜、成本高，而航空用鈦合金鑄錠更需經過三次真空熔鍊獲得，以確保其成分的均勻性。使用在黑鳥身上的鈦合金部件，還需要經過鍛件的加工過程，加工溫度通常在900-1200℃左右，對加工時間也有著很嚴格的要求，要經過十幾個火次的反覆鍛造，才能保證鈦合金能夠更加穩定。
鈦合金複雜的鍛造工藝
不過這對於研發之初的團隊來講根本不算個事兒，不差錢兒，隨便造。然而，就像著名哲學家沃斯基·彼得（wo zi ji bian de）說的那樣，“沒有人會永遠不差錢”，最終高昂的製造成本和維護成本成為SR-71永久性退役的主要原因。
回到不差錢的設計初期，錢有了，第二個問題來了，去哪兒買？當然是去鈦金屬的最大出產國了，找找，哪呢？
沒錯，就是蘇聯。為了不被蘇聯發現購置大量鈦金屬的真實目的，中情局成立了很多皮包公司用於購買蘇聯的鈦金屬。這感覺，大概跟你小時候借你同桌橡皮，再把橡皮屑吹他一臉差不多吧。
不管怎麼說，鈦是到手了。接下來就是第三個問題，怎麼加工？
鈦合金的機械加工難度很高，高切削溫度、與刀具發生化學反應、彈性模量較低等等問題使得它對加工工藝要求非常高。在當時的加工工藝並不成熟的條件下，工程師採用了鉚接組合式壁板技術，因此，你會在飛機的蒙皮上看到大量的鉚釘。不過，這也大大降低了飛機的結構強度，使得SR-71只能作為偵察機使用。
為了解決飛機在高速飛行時蒙皮發生熱膨脹的問題，研發團隊將主翼內側蒙皮沿軸向設計成了褶皺狀，這樣在高速飛行時它可以向垂直方向伸展，避免應力過強導致蒙皮撕裂，同時增強縱向強度。部份SR-71在機身中心附近有紅色的警示條，以防止維修人員不慎破壞蒙皮，因為這裡的蒙皮薄而易破，很大一塊區域的下方都沒有結構梁提供額外支撐。
最終，每架SR-71上用到的鈦足足有30噸，達到飛機結構總重量的 93%，到目前為止還沒有其它飛機能夠打破這一用鈦比例紀錄，因此，SR-71也被稱作 “全鈦飛機”。 可以說，這架傳奇飛機，從設計之初到最終退役，處處都顯示著：
我“鈦”難了。
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