如何设计一款好产品

在上个世纪,美国生产出了一架代号为XB-70的战略轰炸机,这架飞机的代号为“女武神”。同时,这也是人类迄今为止造出的最先进的飞机了。这架飞机产生的背景是冷战,美国为了对苏联保持核威慑,需要一种高性能的轰炸机代替被称为“同温层堡垒”的B-52轰炸机,它的特点是以超高速、超高空飞行的方式突破对方的空中防御网,对目标国进行战略核打击。

到了上世纪60年代中期,美国就造出了这架飞机的原型机XB-70A。它的设计非常先进,整架飞机采用的飞行原理是“骑”在自己产生的冲击波上,将超音速冲击波转化成飞机的动力。这架飞机的最高航速达到3.1马赫,并且能以3马赫的速度做长距离巡航,可以将,人类从60年代之后,就没有再造出这样高性能的飞机了。是的,我们的航空技术在半个世纪里没有什么进步。

那么为什么现在已经看不到这样的飞机列入装备呢?因为美国把这个项目给砍掉了。砍掉它的原因有很多,主要有两个:一个是这种飞机的造价实在太过昂贵,在当时需要7亿美元,这相当于1.5倍的企业级核动力航母的造价。更为重要的原因是,苏联设计出了拦截它的飞机了,让它失去了存在的意义,这种飞机就是著名的米格-25。

虽然前苏联具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马赫的飞机和相应地发动机没有问题,但却制造不出来。其中的原因简单的讲,就是前苏联的整体工业水平不如美国,它的材料科学和电子工业都大大的落后于美国,找不到合适的材料制作飞机的机身。

美国工程师发明的“三明治”不锈钢薄板,需要极高的工业加工工艺,以当时苏联的技术能力,根本无法有效生产。最终,戈列维奇拿出了一个让所有人瞠目结舌的方案–使用钢合金(一种强度足够但却非常重的材料)。但钢合金太重了,只能把飞机做的非常薄,这又会导致在高速状态下的机身强度问题,为了加强强度,又做了支架,这又导致飞机重量进一步加重,直接结果就是米格-25出奇的重,为了解决这个问题,工程师给它安装了两台推力巨大的发动机,这才勉强让它达到了既定的速度和飞行高度,但它的转弯距离大的出奇,有人嘲笑它只能飞直线,但这架飞机设计的目的就是拦截美国的XB-70战略轰炸机,并不需要很高的机动性,按照这个目的看来,米格-25非常成功。

故事讲完,我们来探讨一下,如何设计好的产品。

首先,它的设计目的必须明确,米格-25就是为了拦截XB-70,只要能做到,其它方面都是其次。

其次,工程没有绝对的正确答案,在科学上可能会计算出一个问题的答案,但在工程中只是在当时的有限条件下找到最好的解决方案,作为一个工程师,我们需要的是在既定的条件下,尽可能的利用现有的技术来解决实际的问题。

最后,懂得取舍,一切有效的设计目的都是为了一个既定的目标,这也是我们对问题进行取舍的重要判断条件,当目标改变了,如果还采用原来的设计,就会产生问题。这需要我们不断的解决问题,并不断的解决在解决问题过程中产生的新问题。