俄羅斯最新型的圖160M轟炸機在2022年1月12號首飛成功。圖160轟炸機是變後掠翼轟炸機，也是世界上最大的轟炸機，滿載起飛重量270噸。

變後掠翼飛機是地球上唯一能夠改變物理外形的飛機。翅膀張開的時候低速性非常好，便於起飛和降落；翅膀併攏的時候阻力小，便於高空高速飛行。

讓飛機翅膀開啟和併攏需要一個裝在主翼根部的鉸鏈裝置。

這個鉸鏈只起轉動翅膀的作用，對空氣動力學的貢獻是0，而且要付出很大的結構重量。

這就是變後掠翼飛機必須承受的代價。

所以，這個鉸鏈必須用既輕又結實的材料來製造，絕對不能用鋼鐵來製造，也不能用鋁來製造。因為鋼鐵太沉重，鋁的又太不結實，最合適的材料就是鈦合金。

前蘇聯的鈦合金工業是全球領先的，而且這種領先一直延伸到俄羅斯，被俄羅斯繼承，並且一直保持下來。

圖160翼根鈦合金鉸鏈尺寸為2.1米，是世界上最大的變翼鉸鏈。

與這個鈦合金鉸鏈相連線的是一個長度12米的機身鈦合金箱梁，這些都是世界之最。

圖160機身上70%的結構材料是鈦，最大過載可以達到5個G。也就是說圖160機身的結構可以承擔自身5倍的重量不散架，所以理論上來說，這架270噸重的轟炸機可以做類似戰鬥機的機動動作。

▍為什麼鈦這麼優秀？

鈦這個元素在18世紀末就被發現了，但是在1910年才由美國科學家用鈉還原法制取了10克純鈦。

如果一個金屬要用鈉來還原的話，說明是很活躍的。我們通常有講鈦這個東西很耐腐蝕，這是因為鈦表面上會形成一層緻密的金屬氧化物保護層。

從機械效能上來說，純鈦的強度和普通鋼材相當，但是它的密度只有鋼的1/2多一點，同時熔點和沸點都比鋼鐵要高，所以鈦是一種非常優秀的金屬結構材料。

地球上的鈦礦有兩種，一種是金紅石，還有一種是鈦鐵礦。金紅石基本上是含二氧化鈦90%以上的純礦物，鈦鐵礦裡面鐵和碳的含量基本上是對半分。

目前工業上製取鈦的方法是先用氯氣置換二氧化鈦中的氧原子，製成氯化鈦，然後再用鎂作為還原劑去還原鈦。這樣製造出來的鈦呈海綿狀，也叫海綿鈦。

海綿鈦經過兩次熔鍊加工以後，才能製成可供應工業使用的鈦錠、鈦板材。

所以，鈦的含量雖然在地球上排名第九，但是加工提煉非常複雜，因此它的價格也很高。

目前，全球各國中鈦資源最豐富的國家是澳大利亞，第2名是中國。除此以外，俄羅斯、印度和美國也有豐富的鈦資源。

但是中國的鈦礦品位不高，所以仍然需要大量進口。

▍鈦工業，蘇聯的榮光。

1954年蘇聯部長會議做出建立鈦工業的決定，並在1955年建成千噸級的VSMPO鎂鈦廠，1957年VSMPO合併AVISMA航空器材廠，成立VSMPO-AVISMA鈦工業聯合體，也就是著名阿維斯瑪鈦業。

前蘇聯的鈦工業從建立起來就處於世界領先地位，一直到現在，由俄羅斯完整繼承。

阿維斯瑪鈦業是目前世界上最大的，全工業流程鈦合金加工體。是從原料的冶煉到成品的鈦材，以及大型的鈦零件製造的一體化企業。

鈦硬度超過鋼，但是它的導熱率只有鋼的1/4，鋁的1/16。在切削加工的過程中，熱量不容易散去，對刀具、加工裝置非常不友好。

通常的情況下，透過向鈦中加入其他的微量元素，製成鈦合金，滿足各種要求。

前蘇聯根據鈦的特點，製成了三種不同用途的鈦合金。一種是用於加工板材，一種是用於加工零部件，一種是用於加工管材。

根據不同的用途，俄羅斯的鈦材分為490MPa、580MPa、680MPa、780MPa多個強度等級。目前波音公司40%的鈦零件，以及空中客車公司60%以上的鈦材是由俄羅斯提供。

前蘇聯時期，由於鈦的產量大、質量好，大量的用於建造潛艇耐壓殼。

颱風級核潛艇上一共用了9000噸的鈦材。也只有前蘇聯捨得用鈦來建造潛艇，甚至建造過全鈦的潛艇，這就是著名的阿爾法級核潛艇。

阿爾法級核潛艇共建造了7艘，曾經創下下潛1千米，航速40節的世界紀錄，至今未被打破。

鈦材料非常活躍，在高溫下很容易著火，所以不能用通常的方法焊接。

所有的鈦材料都需要在惰性氣體保護下才能焊接。前蘇聯建造了大型的惰性氣體保護焊接艙室，但是耗電量非常大。據說，焊接一次圖160的骨架，就需要消耗一個小城市的電量。

中國蛟龍號深潛器的鈦外殼，就是俄羅斯造的。

▍中國鈦工業。

擁有全鈦工藝流程的國家，只有中國、俄羅斯、美國和日本。這4個國家，可以完成從原料到成品的一條龍加工，但是以俄羅斯的實力最強。

從產量上來說，中國是世界上最大的海綿鈦和鈦板材製造國。

用傳統的冷彎、車削、焊接等工藝製造大型的鈦零部件，中國和世界先進水平還有差距。

但是，中國採取另外一種方法進行彎道超車，直接用3D列印技術製造零件。

目前，在3D列印鈦材料這塊，我國處於世界領先水平，殲20的主鈦合金承重框架就是用3d鈦列印。

從理論上來說，3D列印技術可以製造圖160的承重結構，但是用來製造潛艇這樣超大型的鈦結構，可能還是需要傳統工藝。