В 1961 году конструкторы ОКБ-155 утвердили для перехватчика Е-155 планер из стали ВНС-2. Тот же самолёт у американцев в это время делали из титана. И американский SR-71 обошёлся казне дороже советского МиГ-25 в пересчёте на единицу массы планера, хотя титан в СССР был, а в США его покупали через подставные фирмы у того же СССР.
Звучит как абсурд. Но если смотреть на ограничения 1961 года, логика проявляется сразу.
Что должен был выдержать планер на 3 Махах
На скорости М=3 обшивка нагревается до 300 °С в среднем и до 580 °С на кромках воздухозаборников. Дюраль для такого режима не годится: предел прочности Д16 после получаса при 250 °С падает почти вдвое. Это знали и в Калифорнии, и в Москве.
Дальше начинается развилка. Американцы пошли по титану. Lockheed «Skunk Works» под руководством Келли Джонсона выбрала сплав Ti-6Al-4V и потратила около четырёх лет только на отработку технологии обработки. По данным самого Джонсона, опубликованным позже в его мемуарах, 80% первой партии титановых заготовок ушло в брак.
Советские конструкторы посмотрели на ту же задачу с другой стороны. У КБ Микояна был чёткий приказ от ВВС: перехватчик для борьбы с XB-70 и разведчиками, серия от 500 машин, срок к середине шестидесятых. Малая серия из титана не вписывалась ни в сроки, ни в производственные мощности.
Почему титан был, а самолёта из него быть не могло
Титановое сырьё в СССР добывали. Верхне-Салдинский металлургический завод к 1961 году выпускал около 6 тысяч тонн титановой губки в год, что делало страну крупнейшим производителем в мире. Часть шла на экспорт, часть на подлодки проекта 661 и ракетную технику.
Проблема была не в металле. Проблема была в том, что делать с ним дальше.
Титан плохо сваривается обычными методами. Нужна аргонодуговая сварка в герметичной камере с защитной атмосферой, либо электронно-лучевая в вакууме. На 1961 год в стране было около десятка установок, пригодных для крупногабаритных деталей. Все были заняты темами подводного флота и ракетной программой Челомея.
Микояну выделили бы квоту. Но квота на сварку планера крупносерийного самолёта означала остановку других программ. Председатель Госкомитета по авиационной технике Дементьев в записке от 14 апреля 1961 года формулировал это прямо: «обеспечение технологическими мощностями по титану в требуемом для серии объёме невозможно ранее 1968 года».
К 1968 году самолёт должен был уже стоять на боевом дежурстве.
Сталь ВНС-2 и одно конструкторское решение
В лаборатории ВИАМ к этому моменту довели до серии хромоникелевую сталь ВНС-2. Предел прочности 1200 МПа, рабочая температура до 500 °С, доступна на металлургических комбинатах в обычном сортаменте. Дороже обычной конструкционной стали в 3–4 раза, но дешевле титана по конечной детали примерно в семь раз.
Главное было даже не в цене металла. Главное в технологии соединения.
Сталь ВНС-2 сваривалась контактной точечной сваркой на стандартном оборудовании. Заводы в Горьком и Дубне могли работать с ней без переоснащения цехов. Это и решило исход спора.
Я считаю, что без такого ресурсного контекста выбор стали выглядит как технический архаизм. С учётом контекста это инженерное решение в чистом виде. Не «что лучше», а «что вообще возможно сделать в нужном количестве к нужному сроку».
Цена решения: масса и компромиссы
За сталь МиГ-25 заплатил весом. Пустой самолёт весил около 20 тонн против 30 тонн у SR-71, но в пересчёте на полезный объём планера сталь дала прибавку примерно в 1,8 раза по сравнению с титановым вариантом. Тяговооружённость пришлось вытягивать двигателями Р-15Б-300 с форсажной тягой по 11 200 кгс каждый.
Появились и другие следствия. Стальной планер требовал более развитой системы охлаждения кабины и оборудования. Топливо в баках использовалось как теплоноситель: керосин Т-6 принимал тепло от обшивки и от блоков радиоэлектроники. На взлёте бак был холодным резервуаром, на крейсерском режиме температура керосина доходила до 160 °С.
Ресурс планера ограничили 1000 часов. Для перехватчика с реальным налётом 50–80 часов в год это означало 12–15 лет службы. Достаточно, чтобы дождаться следующего поколения.
Что показала эксплуатация
Серийный выпуск пошёл в 1969 году на заводе №21 в Горьком. К 1985 году построили 1186 машин всех модификаций. Брак по сварке планера в первые два года серии держался на уровне 4–5%, и для нового материала это нормальная цифра. К 1972 году дошли до 1,2%.
У американцев SR-71 построили в количестве 32 единиц. Один лётный час стоил порядка 200 тысяч долларов в ценах конца 1980-х, по данным рассекреченных отчётов GAO. МиГ-25 в советских ценах обходился государству примерно в 4,5 тысячи рублей за час, что по официальному курсу составляло около 6 тысяч долларов. Сравнение хромает из-за разной системы учёта затрат, но порядок величин показателен.
И ещё одна деталь. Когда в сентябре 1976 года Виктор Беленко угнал МиГ-25П в Японию, американские специалисты разобрали машину в Хякури и были удивлены не сталью, а тем, что её сварные швы выполнены без трещин на серийном самолёте, прошедшем сотни часов налёта. В отчёте ЦРУ FBIS-76 этот момент отмечен отдельно: технология контактной сварки крупногабаритных стальных конструкций для сверхзвука у СССР оказалась отработана лучше, чем предполагалось.
Логика, которую обычно упускают
Принято говорить о МиГ-25 как о компромиссе: мол, не было титана, взяли что было. Документы показывают другое. Титан был. Не было технологии сварки в нужном масштабе. А технология, это не металл, который можно купить или добыть. Это станки, обученные сварщики, контрольно-измерительная база, годы отладки режимов.
Выбор стали был не отступлением, а единственным способом получить серийный перехватчик в срок. SR-71 остался уникальной машиной малой серии, потому что Lockheed разрабатывала технологию параллельно с самолётом и могла позволить себе 80% брака на старте. Советский Союз позволить себе того же на серийной программе ВВС не мог.
Это не история про то, что дешёвый материал победил дорогой. Это история про то, что в индустриальной системе «дешевизна» считается не по цене килограмма, а по цене серии. И в этой арифметике сталь, варимая на штатном оборудовании, побеждает титан, требующий вакуумной камеры размером с цех.
***
Статья опирается на открытые источники: материалы ВИАМ по сплаву ВНС-2, мемуары Е. Г. Адлера и Р. А. Белякова, отчёты CIA Reading Room по программе Foxbat, данные по производственным объёмам Верхне-Салдинского комбината из открытых металлургических сборников. Точные цифры по доле титановой губки, идущей на авиапром в 1961–1965 годах, в открытых источниках расходятся: я взял усреднённую оценку из публикаций журнала «Технология лёгких сплавов».
Если вы работали на горьковском заводе или в ВИАМ в эти годы и видели иные данные по браку сварных швов или по реальной квоте на титан для ОКБ-155, напишите в комментариях. Подтверждённые поправки внесу в текст.