作者/吳軍
這張圖是美國曆史上的高空高速戰略轟炸機，代號為XB-70，又稱為“女武神”。同時它可能是人類迄今為止製造的最先進的飛機了。
在冷戰時期，美國為了對蘇聯保持核威懾，將核彈投擲到蘇聯境內，需要一種高性能的轟炸機替代被稱為 “同溫層堡壘” 的B-52轟炸機，以超音速、超高空飛行的方式突破敵對國家的防空網，進行戰略核打擊。於是美國從上個世紀50年代開始，考慮設計新的高性能的戰略轟炸機。
到60年代中期，美國製造出這種飛機的原型機XB-70A。從照片中大家可以看出，它是三角翼基本構型的大型噴氣機。它的設計非常先進，和傳統飛機所不同的是，整架飛機是“騎”在自己產生的衝擊波上，產生一種被稱為“壓縮升力”（Compression Lift）的向上推力，將超音速衝擊波轉化成飛機的升力 。
XB-70的最高速度可達3.1馬赫，並且可以3馬赫的巡航速度長距離飛行，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戰鬥機，最高時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23000米，是今天民用客機的兩倍。
可以講，人類從60年代之後，就沒有再造出這樣高性能的飛機了。如果你回顧一下我在第92封來信《科技進步的速度是在加速還是在減速》中談到的飛機進步的歷史，再結合這個例子就會更深地體會到，為什麼我們說航空技術在過去的半個世紀裡沒有什麼進步。
那麼今天為什麼看不到這樣的飛機裝備軍隊了呢？因為美國把這個項目砍掉了。砍掉它的原因有很多，比如一架原型機在試飛中和護航的飛機碰撞墜毀了，再比如它的成本太高 （60年代時每架的造價高達7億美元，而當時的企業級核動力航空母艦造價才4.5億美元）等等。但是最重要的原因是，蘇聯設計製造出攔截它的飛機了，讓它失去了存在的意義，這款攔截它的飛機就是著名的米格-25。
20世紀60年代，面對XB-70的威脅，前蘇聯委託米高揚設計局設計一款高空高速戰鬥機進行攔截，這一款飛機的項目代號為米格-25。順便說一句，“米格” 是米高揚（前蘇聯領導人米高揚的弟弟）和格列維奇兩個飛機設計大師名字的縮寫，前蘇聯還有一個著名的設計局以設計師蘇霍伊為首，設計的飛機以 “蘇” 冠名，比如蘇-27。
雖然前蘇聯有著非常多的流體力學專家和空氣動力學專家，設計出時速超過三馬赫的飛機和相應的發動機沒有問題，但是卻製造不出來。其中的原因簡單地講，就是前蘇聯整體的工業發展不如美國平衡，它的材料工業和電子工業水平都大大落後於美國，找不到既輕便、強度又高、還能耐熱的
金屬材料做機身（也造不出一流的電子設備）。當飛機速度超過2.5馬赫時，飛機表面和空氣摩擦，會產生540攝氏度以上的高溫，在這個溫度下，鋁已經快熔化了，這時鋁的強度非常低，飛機會變得像一灘泥一樣。美國人在製造XB-70時，盡顯當時他們在材料科學和金屬加工領域超強的技術水平，在所有容易產生摩擦的地方使用了鈦合金。鈦的熔點高達1668攝氏度，在540攝氏度的溫度下，強度沒有變化。
但是鈦合金實在太貴了，即便美國也用不起100%使用鈦造的飛機。不過他們的材料工程水平實在很發達，美國的工程師們發明了一種被稱為“三明治”的不鏽鋼薄板——外表是只有0.2毫米厚的不鏽鋼蒙皮，內部是非常薄的
蜂窩狀加固結構，不過這樣結構的不鏽鋼薄板需要非常高的加工工藝才能製造。靠使用了昂貴的鈦合金，以及工藝非常複雜的輕不鏽鋼板，才保障了XB-70能用3馬赫以上的高速進行飛行，但是一架價格是核動力航空母艦1.5倍的飛機，讓美國難以裝備得起。當時以蘇聯的技術能力，根本無法有效生產、加工符合製造新型戰鬥機的鈦合金材料或者“三明治”不鏽鋼薄板（米格-25中使用了少量的鈦材料和鋁合金，但不是做機身，而是裡面一些零件），但是面對來自美國的威脅，又不能夠等待。最終，格列維奇拿出了一個讓所有人瞠目結舌的方案——使用鋼合金。
我們知道鋼的熔點很高，在500多度的溫度下保持強度是沒有問題的。但是，鋼實在太重了，它的密度幾乎是通常用來製造飛機的鋁的三倍，是鈦合金的兩倍。為了能夠讓鋼的飛機飛起來，只能把機身和機翼做得非常薄 ，只有鋁飛機厚度的1/3左右。但是鋼板一薄，新的問題又來了，飛機在高速下，薄薄的鋼板會變形。
為了加強飛機的強度，米高揚設計局的工程師們想到了給鋼製的機翼和機身加上支架。但是，一個問題解決了，新的問題又出現了。這一招固然增加了強度，不過如此一來飛機的重量又進一步增加了，直接結果就是米格-25重得出奇，空重就達到了20噸，不帶彈藥的偵查型起飛重量也高達37噸。
為了解決這個問題，工程師們給它安裝了兩臺當時推力巨大的戰鬥機發動機，才勉強讓它達到了在速度和高度上的設計要求，但是卻沒有更多的動力保障米格-25的機動性。實際上米格-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完全實現了它預先的設計目的——攔截美國XB-70那樣的高空高速轟炸機，而做這件事
並不需要太高的機動性。米格-25問世後，創造了很多項世界紀錄，它的出現讓美國人覺得部署XB-70這樣的戰略轟炸機變得不再有必要，從此中斷了這個項目，繼而把注意力放在研製和部署巡航導彈上了。因此從達成戰略目標的角度來看，米格-25非常成功。
從60年代到70年代十多年的時間裡，美國人絞盡腦汁也想不清楚，蘇聯人在沒有合格的材料工業和可憐的配套工業條件下，是如何造出這樣高性能的飛機的，直到1976年，蘇聯空軍飛行員別連科駕駛著一架米格-25叛逃到日本。美國人和日本人對這架飛機大卸八塊進行了仔細的研究，他們驚訝地發現，這架做工無比粗糙的飛機，在設計上卻又如此地巧妙。
美國人評價說，“這種飛機的製造過程，反映出俄羅斯人極善於用取之不盡的聰明才智來彌補資源的侷限。他們非常巧妙地
把新老工藝結合起來，在較短時間內及花費不多的情況下，製造出了這種戰術性能極高的飛機，而西方研製的飛機要達到這樣的性能則需要投入鉅額經費。” 雖然美國當時發現米格-25的性能並不能和當時美國的主戰飛機F-15相比，便把它還給了蘇聯，但是他們還是從蘇聯工程師身上學到了使用鋼材料製造飛機的奇思妙想。畢竟，鋼比鈦便宜得多。由於米格-25出色的高空高速性能，後來成為第三世界國家大量購買的對象。但是這個飛機畢竟是為了攔截轟炸機所設計的（後來另一個用途是作為偵察機），而不是為空中格鬥準備的，缺乏靈活性，加上自重太大，載彈量有限，因此，它在空戰中表現並不好，當然這是後話了。
故事講完了，我們來總結一下什麼是好的產品。
首先，它的目標必須明確，米格-25就是為了攔截美國高空高速轟炸機設計的，因此它整體的設計方案的所有技術指標都是針對XB-70的，其它功能都變得次要。
第二，工程和科學不同，它沒有絕對正確的答案，只有在當時情況下找最好的方法。應該講，米格-25的設計者們，立足於當時有限的條件，找到了最好的解決方法。今天各個公司裡很多人經常這樣和上級講，這個條件不具備，那個條件要等待，因此無法工作。其實，對於一個工程師來講，他不能等待條件的成熟，而是要儘可能地利用現有技術解決實際問題。
第三，在工程上，常常是一個問題被解決了，所採用的方法會派生出一個新的問題，然後需要再想辦法解決新的問題，遇到問題解決問題，這是產品經理和工程師應有的做事的態度。另外，一切實用的設計都需要有取捨，而取捨的原則都是要圍繞最終的目標。
第四，當目標變了，如果還採用原來的解決方案，就如同刻舟求劍。很多第三世界國家用米格-25進行空戰，效果不佳應該是意料之中的事情。伊拉克曾經用這樣高速的飛機去打美國時速只有0.15馬赫的無人偵察機，效果可想有多差，
這並非米格-25的問題，而是使用它的人食古不化，用錯了工具。
本文摘編自《見識》，中信出版集團出版，吳軍著。
閱讀更多 製造界網 的文章
