什么是好产品

作者: 吴军

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我常常用苏联的米格-25战斗机来说明什么是一款好的产品。要说米格-25战斗机,先要从冷战时美苏两个阵营的核威慑说起。

20世纪50年代,对峙的双方虽然都制造了很多核武器,但是如何将它们投掷到对方的领土上仍然是个问题。当然,大家首先会想到可以用轰炸机投放,可是轰炸机飞行的速度通常比较慢,很容易被战斗机拦截。

美国的想法是制造一款超声速、可以超高空飞行的轰炸机,以突破敌对国家的防空网,进行战略核打击。20世纪60年代中期,美国制造出代号为“XB-70”的原型机,它又被称为“女武神”。这款飞机非常先进,和传统飞机不同的是,整架飞机是“骑”在自己产生的冲击波上,从而产生一种被称为“压缩升力”的向上推力,将超声速冲击波转化成飞机的升力。XB-70轰炸机的最高飞行速度可达3.1马赫,并且能以3马赫的巡航速度长距离飞行。即使是被认为很先进的苏-30战斗机,最高时速也只有2马赫,何况它还谈不上超声速巡航。

但是,为什么今天我们在美军的武器库里看不到这款飞机呢?因为美国把这个项目砍掉了。砍掉它的原因有很多,比如它的成本太高。但最重要的原因是,苏联很快设计并制造出了拦截它的飞机,让它失去了存在的意义,而这款能够拦截它的飞机就是著名的米格-25战斗机。

苏联在得知美国研制XB-70轰炸机后,就下令米高扬设计局设计一款能够拦截这种轰炸机的高空高速战斗机,它的项目代号是米格-25。

虽然苏联有非常多的流体力学专家和空气动力学专家,设计出时速超过3马赫的飞机和相应的发动机没有太大问题,但难的是制造不出来。因为苏联整体的工业发展水平不如美国,尤其是材料工业和加工技术落后于美国。美国使用昂贵的钛合金以及一种被称为“三明治”的超薄不锈钢板,才造出了3倍声速的飞机。

当飞机的飞行速度超过2.5马赫时,飞机表面和空气的摩擦会产生540摄氏度以上的高温。在这个温度下,通常用来制造机身的铝已经快熔化了,这时铝的强度非常低。美国在制造XB-70轰炸机时,尽显当时他们在材料科学和金属加工领域超强的技术水平,在所有容易因摩擦产生高温的地方使用了钛合金,钛的熔点高达1668摄氏度,在500多摄氏度的高温下强度不会发生变化。

但钛合金实在太贵了,即使美国也用不起100%使用钛合金制造的飞机。

当时以苏联的技术水平和财力,无法有效生产和加工符合新型战斗机制造需求的钛合金材料或者“三明治”超薄不锈钢板,然而面对来自美国的威胁,又不能坐以待毙。最终,飞机设计师格列维奇拿出了一个大胆的方案——使用钢合金。钢的熔点很高,在500多摄氏度的温度下保持强度没有问题。

但是,钢实在太重了,它的密度几乎是铝的3倍、钛合金的2倍。为了能够让钢造的飞机飞起来,他们只能把机身和机翼做得非常薄,薄到只有铝制飞机厚度的1/3左右。但是钢板一薄,新的问题又来了,飞机高速飞行时,薄薄的钢板会变形。

为了增加飞机的强度,米高扬设计局的工程师想到了给钢制的机翼和机身加上支架。但一个问题解决了,新的问题又出现了。这一招固然增加了强度,可飞机的重量又进一步增加,直接结果就是米格-25战斗机重得出奇,空重就达到了20吨,不带弹药的侦察型米格-25战斗机起飞重量就高达37吨。为了解决这个问题,工程师给它安装了两台推力巨大的战斗机发动机,才勉强让它在飞行速度和高度上达到设计要求,但是没有更多的动力保障米格-25战斗机的机动性。实际上,米格-25战斗机的拐弯半径大得出奇,甚至有人嘲笑它只能飞直线。即使如此,米格-25战斗机也完全实现了苏联设计它的目的——拦截美国XB-70那样的高空高速轰炸机,而做这件事并不需要太高的机动性。

米格-25战斗机问世后,创造了很多项世界纪录,它的出现让美国人觉得部署XB-70这样的战略轰炸机不再有必要,从此停止了这个项目,继而把注意力放在研制和部署巡航导弹上。因此,从达成战略目标的角度来看,米格-25战斗机非常成功。

故事讲完了,我们来总结一下什么是好的产品。

首先,好产品的设计目标必须是明确的。米格-25战斗机就是为了拦截美国高空高速轰炸机而设计的,因此它整个设计方案的所有技术指标都针对XB-70轰炸机,其他功能则变得次要。

其次,工程和科学不同,什么是好产品没有绝对正确的答案,只能在当时的情况下寻找最好的解决办法。应该说,米格-25战斗机的设计者立足于当时有限的条件,找到了最好的解决方法。对一个工程师而言,他不能等待所有条件都成熟,而是要尽可能地利用现有技术解决实际问题。

再次,在工程上,常常是一个问题被解决,又会派生出一个新的问题。遇到问题就解决问题是产品经理和工程师应有的做事态度。另外,一切实用的设计都需要有取舍,而取舍的原则要围绕最终的目标。

最后,当目标变了,如果还采用原来的解决方案,就如同刻舟求剑。米格-25战斗机由于出色的高空高速性能,后来成为第三世界国家大量购买的对象。但这款飞机毕竟是为了拦截轰炸机而设计的(后来的另一个用途是作为侦察机),而不是为了空中格斗,因为缺乏灵活性,加上自重太重、载弹量有限,它在空战中的表现并不好。伊拉克曾经用这样高速的飞机去打美国时速只有0.15马赫的无人侦察机,效果有多差可想而知。这并非米格-25战斗机的问题,而是使用它的人不知变通,用错了地方。因此,即使是好的产品,如果用错了地方,也达不到应有的效果。

(卜 玉摘自中信出版集团《见识》一书,本刊节选,杨树山图)

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