一架戰鬥機，身上可以說全身是寶。拿F-15戰機來說，一架F-15全身有37.3%都是鋁合金，其次是钛，占到了25.8%；而我們所熟知的鋼材料，隻占到結構重量的5.5%。除此之外就是非金屬複合材料。

F-15結構重量組成

我們來看看占這25.8%的钛。在航空領域，钛一般是以钛合金形式應用的，最常見有Ti-6Al-4V等8種钛合金。F-15的機身結構大框就是由钛合金構成。那麼這種钛合金的強度有多少呢？Ti-6Al-4V稍微弱一點，屈服強度825MPa，抗拉強度895MPa。強一點的Ti-10V-2Fe-3Al 可以達到1105MPa的屈服強度，抗拉強度大到1240MPa，相當于AMS 4983鋼的水平。不過聽起來不夠理想，因為這還沒有達到超高強度鋼的标準。

F-35的钛大框

那麼起落架是什麼樣的呢？我們知道，飛機在着陸瞬間的沖擊力是非常大的，小小的起落架，要遭受相當于飛機2～3倍的重力的沖擊。從F-15開始，美國開始使用300M号鋼制作起落架，這是一種超高強度的合金鋼。

起落架的結構非常複雜

F-15主起落架

300M從F-15開始應用，并且迅速成為了美國三代機甚至四代機的主起落架鋼材。300M是摻雜了鉻，釩，钛，錳，鎳，钼的合金，屈服強度可以達到230ksi（千磅每平方英寸，相當于6.895MPa），也就是1586MPa；抗拉強度則達到280ksi，相當于1931MPa。有意思的是，該起落架鋼材我國在80年代也已經攻克，應用在了殲-8、殲-10等機型上，可以說是個了不起的進步。

300M鋼的元素比例

300M鋼的抗拉強度和屈服強度

那麼起落架是不是就是戰機身上強度最高的金屬材料了呢？其實還不是。一種叫尾鈎的活動部件才是。尾鈎（ tailhook），是戰鬥機機腹部的一個可活動構件，平時貼在機腹上，着陸時向下伸出；當然這個不部件并非是什麼戰機都有，一般是艦載機才有，美國的一些陸地起降的戰鬥機比如F-15，F-22，F-35A也有這種結構。

F-14着艦過程

陣風-M尾鈎

殲-15尾鈎

像F-15和F-22這種陸地起降戰鬥機也是有尾鈎的

各國的尾鈎的設計結構其實大同小異，都是需要一個在機腹設置一個回轉副，回轉副擁有俯仰和左右兩個方向的自由度；這樣在放下尾鈎的同時也允許尾鈎在左右方向上有一定擺動自由度。同時還需要有一個釋放機構來釋放尾鈎，釋放後尾鈎向下回轉到固定角度。在尾鈎的末梢，有一個用于鈎住阻攔索的鈎狀結構，也是一個回轉副結構，這是為了使鈎子能夠以合适角度鈎住阻攔索，達到最穩固的接觸狀态。降落期間，飛行員會讓尾鈎鈎到跑道上的阻攔索（Arresting gear），讓飛機迅速減速直至停下。

F-14着艦尾鈎

我們知道，通常一架重型戰鬥機的空重就可以達到15噸以上，像Su-33和我國的殲-15更是達到18噸以上，着陸時仍然會攜帶一定安全燃油量。這樣重量可以達到20噸左右，降落速度可以達到時速300公裡。所以這要求尾鈎必須擁有非常高的抗拉強度，和抗疲勞性。除此之外，尾鈎也必須有非常好的耐磨性，因為每次艦載機降落瞬間，尾鈎都會最先觸碰到跑道，摩擦一段距離後才會勾住阻攔索；最後是耐腐蝕性，因為艦載機必須在高鹽高濕的惡劣環境下工作。

從視頻上看從着陸到停下用了2秒左右

某年高考真題,殲-15從0.4s着陸到3.0s完全停下，也就是用了2.6秒

所以尾鈎一般使用的是一根粗壯的超高強度的合金鋼。比如美國的Questek公司就是美國海軍艦載機尾鈎鋼材的供應商之一，他們提供尾鈎的鋼材Ferrium M54，相當于美國标準AMS 6516号的水平，和300M一樣，都屬于鉻-釩合金鋼。我們知道，尾鈎再粗也不可能有起落架那麼粗壯，所以對它的鋼材選用也必須更加苛刻。

尾鈎和人的對比

下圖Ferrium M54鋼和起落架使用的300M鋼進行對比。我們可以看到在屈服強度和抗拉強度上，還是Ferrium M54還是全面領先300M的。它的屈服強度達到了251ksi，抗拉強度也達到了293ksi，分别相當于1730MPa和2020MPa！在延伸率上，Ferrium M54達到15%，也高于300M的11%；而在斷裂韌性上，則超出了300M一倍。其他指标也全部領先300M。所以實際上戰鬥機的尾鈎才是整個機身上強度最高的金屬部件。

Ferrium M54和300M鋼的機械性能對比

鋼鐵在先進飛機上雖然用的少，但都不是吃素的。和這些部件的鋼材料比，潛艇耐壓殼體用鋼的強度水平也不算什麼；說一點題外話，前幾年我國兩岸三地聯合攻克的D&P特種鋼，其實是抗拉強度達到了2200MPa而不是屈服強度2200MPa。除此之外這種鋼還有個指标也不錯，就是延伸率大于15%，這意味着斷裂韌性好；這消息一出，很多媒體跟風報道，說我們的潛艇耐壓殼體用的鋼材解決了，一陣歡呼雀躍。其實，這種鋼并不能用在大家衆望所歸的潛艇耐壓殼體和航母甲闆上，且不說潛艇其實屈服強度其實隻需要900-1000MPa就可以很好地滿足要求，D&P的2200MPa指的也不是屈服強度（當然這個鋼的屈服強度肯定也不會太低）；就說這種鋼10%的含錳量和0.47%的含碳量就已經判了它上潛艇的死刑，因為這種鋼可焊接性較差，用來造潛艇，光一個焊接都搞不定。但是這種鋼如果用來做飛機的着艦尾鈎，起落架以及其他的高承力位置的部件，以及航天和汽車領域，還是非常很合适的，也許這才是研究D&P鋼的真正意義。

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