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  50年代末和60年代初,火箭技術進步使彈道導彈大批裝備,蘇聯出現了要導彈不要飛機的浪潮。赫魯曉夫作為導彈派的鼎力支持者,使蘇聯航空飛機的研發受到嚴重影響。  美國當時正在研發的XB-70戰神侍婢式轟炸機與SR-71黑鳥偵察機<ref name="蘇聯/俄羅斯米格-25高空高速戰鬥機::空軍世界">蘇聯/俄羅斯米格-25高空高速戰鬥機::空軍世界 </ref>(這兩種美製軍機的最高速度都超過3馬赫,普通的截擊機根本無法追上更遑論跟蹤監視攔截)對蘇聯的國土防空構成了嚴重威脅,迫於壓力,米高揚設計局於1958年主動展開高空高速截擊機的研究,蘇航空工業部長傑明捷夫主動支援。1961年米格-25的原型機E-155正式研製,1964年偵察原型機E-155R-1和截擊原型機E-155P-1於3月和9月上天,作為米高揚設計局建立25週年的一份獻禮。

  米格-25的預研工作在1958年和1959年進行(米高揚設計局的型號副總設計師列·格·申格拉婭)。  1960年,用米格-21改裝的發動機試飛驗證機E-150,對米格-25的動力裝置R-15-300後燃器渦噴發動機開始試飛。次年4月第二架驗證機E-152上天。隨後裝生產型發動機R-15B-300的第3架驗證機E-152M試飛。  1961年3月10日,米高揚簽署研製米格-25原型機E-155的指令。  1962年偵察機全尺寸樣機審定委員會開審定會。  1963年12月米格-25的第一架原型機(偵察型)E-155R-1出廠,1964年3月6日,蘇聯著名試飛員費多托夫首次駕機升空。同年9月9日第二架原型機(截擊型)E-155P-1開始試飛。隨後第三架原型機(偵察型)E-155R-3也參加試飛。三架原型機各裝兩臺R-15B-300發動機,並在1965~1977年間,以E-266代號創造過8項飛行速度,9項飛行高度和6項爬升時間的世界紀錄。

  

  有米高揚設計局與蘇聯中央空氣流體動力學研究院共同的研究的米格-25氣動佈局與之前的米格式飛機有較大差別,採用中等後掠上單翼、兩側進氣、雙發、雙垂尾佈局型式。是現代主流噴氣戰鬥機中第一個使用雙垂尾的機型。全動水平尾翼。機翼的後掠角為42°,下反角5°,相對厚度4%,展弦比3.2,翼面積61.9米2。翼面積滿足在20,000米高空作巡航飛行的要求,而小展弦比和中等後掠角則為了保證機翼的剛度。原型機的機翼原來無下反,試飛後發現機翼有嚴重上反效應,遂改用5°下反角。  由於佈局方案的尾臂很短,為保證航向穩定性採用雙垂尾和尾部腹鰭。經過試飛多次修改後,加大垂尾面積,減小腹鰭,克服了原尾腹鰭過大對著陸的不利影響。  飛機採用矩形二元進氣道,用水平調節斜板進行調節。這是米格系列飛機首次採用兩側進氣佈局,但尚未解決在土質跑道上起降時吸入外物的問題。  在一次高速飛行中偏轉副翼時因機翼嚴重扭轉而出現副翼反操縱,飛機墜毀,試飛員喪生。查明原因後規定在高速下不用副翼,改用差動平尾進行操縱。但因全動平尾的轉軸位置安排不當,在個別飛行狀態下助力器的功率不足,舵片無法復歸,再次機毀人亡。經分析後將平尾轉軸向前緣移動了140mm。這是米格25研發史中的2個重要事件,前者發生於1967年10月,首席試飛員尼施尼科夫喪身,此事件對米高楊帶來嚴重打擊造成其心臟疾病後於1970年辭世。後者發生於1973年10月,當時米格25已定型並批量生產,但出現的飛行事故集中於中低空下的跨音速飛行,所以仍不停由試飛員進行各項飛行測試。事故中試飛員古德科夫測試科目為8個不同高度的跨音速飛行,在最後一個測試的轉彎中,於1500米高度,1100km/h速度下使用全動式水平尾翼輔助轉向,但因此速下處於空氣激波產生與消退的過渡階段,在一定的概率中尾翼翼面氣動中心突變,全動式水平尾翼差動後有可能在氣流壓迫下無法還原。試飛員向地面報告飛機陷入軸向橫滾,後未得改出,並因飛行高度過低最終墜毀,試飛員喪生。因飛機於高速下墜毀粉碎無法找到實證,地面根據試飛員最後的報告推測是全動式水平尾翼差動後無法復原造成飛機衡滾,後在半年中將所有已裝備部隊的米格25的平尾轉軸向前緣移動了140mm,由此徹底解決了米格25於中低空跨音速段在一定概率下存在的失穩問題。  MiG 25操作中,要求最大過載不超過5g,滿油不超過3.5g,而實際在格鬥訓練中曾達到11.5g並導致機體變形無法修復,而仍舊飛回了基地。因其過載限制為氣動原因,而非機體結構強度原因。  它的最高速度可達3.2馬赫,滿載4枚每枚近半噸的R40導彈後,極速會降至2.9馬赫。但是全速飛行將會損害發動機,其最高速度維持時間與機內所載的甲醇-水冷卻劑容量有關,因甲醇-水冷卻劑會擠佔燃油攜帶量,所以攜大容量冷卻劑雖可延長極速時間卻會減少滯空時間。因地區和任務差異,最初設計甲醇-水冷卻劑容量為250升,後又有500升改型,因此極速時間8至15分鐘不等。若降低極速要求,米格25可以2.5倍音速連續巡航,至燃料耗盡。

  蘇美以不鏽鋼為主的MiG-25和XB-70都遇到油漆問題。蘇聯MiG-25因採用半硬殼結構,機翼機身表面在高低溫差迴圈中變形較小,漆皮較持久;不過其尾翼噴塗的蘇聯五角星,以白漆為底漆,在白色五角星中再噴塗略小一號的紅星,形成為白色鑲邊紅星;最初使用的紅漆因熔點較低,3馬赫飛行後發生紅漆被熔化吹去,只剩白星的情況,後改用熔點更高的紅漆解決了這個問題。XB-70機翼機身通體都漆以耐高溫的二氧化鈦基白漆,但因採用構架(軟殼)結構,表面在高低溫差迴圈中變形較大,原型機二號經多次3馬赫飛行後,漆皮大面積破裂剝離,慘不忍睹;但因XB-70還有其它諸多問題,改善塗裝的事一再被推遲,解決方法是每高速飛行約十次後重漆一遍,以及在公開展示前徹底打磨重漆。

  米格-25第一批量產型式米格-25P,裝備的是旋風-A單脈衝雷達(藍寶石-23)。功率600千瓦。倒置卡塞格倫天線直徑超過1米。  因部分由於叛逃造成洩密的擔憂,蘇聯1976年開始發展後續型號,MiG-25PD(北約稱為 "狐蝠-E"),裝備了RP-25M Sapfir(藍寶石-25,北約稱“狐火”)下視42度並下射能力的脈衝多普勒加連續波體制雷達,該雷達原來用在米格-23上。機鼻加裝了TP-26-SH1前視紅外搜尋/跟蹤系統,目標搜尋範圍45km。R-15BD-300發動機,加力推力112KN。裝備R-40與R-60空空導彈。此外為了突破實用中實際無法突破2.8馬赫的限制,推出了一個非官方改型MiG-25M,它使用R15BF2-300發動機,但沒有生產。

  原型機Ye-155曾有如下紀錄:蘇聯宣稱的無載荷及載荷在一到兩噸飛行速度紀錄,Alexander Fedotov於1965年3月16日在達到了2,319.12 km/h的速度。1977年8月31日,“Ye-266M”由Alexander V. Fedotov駕駛創下了自我動力飛機的高度紀錄,他在純爬升中達到了37,650米。

  

  蘇聯1971年三月派了偵察型:兩架MiG-25R和二MiG-25RB到埃及並駐紮到第二年6月。它們屬於第63獨立空軍分隊。蘇聯人在以佔西奈半島上空,在極高的高度(17,000–23,000米)執行了約20次偵察,每次都是雙機出動。它們也偵察過以色列的核設施。

  MiG-25在伊拉克空軍中服役,1982年3月12日一架伊朗空軍的F-4戰鬥機遭米格-25發射的導彈重創。1983年2月還擊落一架伊朗的C-130。1984年4月,一架MiG-25PD擊落一架伊朗F-5。

  波斯灣戰爭(1991年1月17日)第一天夜間一架Michael Scott Speicher少校(戰死晉階上校)駕駛的美國海軍的F/A-18C大黃蜂戰鬥機(編號AA403)在空戰中被擊落,有報道說這是當時伊拉克空軍84中隊的Zuhair Dawood中校的米格-25 PD(編號25211)所擊落的。

  米格-25在裝備蘇軍初期由於其極高的效能引數,一直為西方世界所關注,西方甚至以此推測蘇聯的軍用航空製造技術已經領先於世界。直到1976年9月6日蘇軍飛行員維克多·別連科中尉駕駛米格-25飛機,西方世界才真正揭開了該飛機神祕的面紗。美日的技術專家把米格-25完全拆解後運到東京以北100多公里的自衛隊百里基地,經過徹底的檢查,該機70%的部件是不鏽鋼,雖然極限速度很高,但是技術效能並沒有想像中那麼驚人,雷達甚至使用早已過時的真空管零件,從整體效能上說僅僅相當於美國的F-4鬼怪式戰鬥機,和美國當時正在研製的F-15“鷹”和F-16“戰隼”戰鬥機更是相距甚遠。因其為高超音速下的穩定性優化,有巨大的雙垂尾面積,低速下反而成為制肘,時速500公里左右時較鋁合金戰機回轉半徑驚人因此而有「直線戰鬥機」之譏,這也是3倍音速飛機難免的特性,相對SR71於3.2倍音速全速飛行時,倒頭的迴轉直徑可“橫跨整個加州”,米格25已具備作為戰機所應有的機動性。但僅設計目的而言,作為高空高速攔截機之用,米格-25是成功的達到設計需求。後來,米高揚設計局在米格-25的基礎上設計出米格-31。  美國本來並未看重蘇聯技術,但因1962年首飛的A12系列(包括雙座版SR71)和1964年首飛的XB70存在的各種問題,使美方通過各種途徑想知道俄國對手是怎麼做的,其中一個重點是想知道俄國人如何焊接“鈦合金”薄板。  總上,米格自然不是一款和鋁合金飛機比亞音速纏鬥的飛機,也不像SR71,原計劃接替U-2以高速長程掠過蘇聯廣闊的大地,後因防空導彈的迅猛發展從未進入蘇聯領空而僅以小國為目標。米格25是一款堅固可靠,大批裝備可且由普通飛行員著一般抗荷服即可駕駛,能隨時起飛(緊急起飛僅須2分鐘;相對而言SR71緊急起飛須15分鐘,包括加註1/3燃料,引擎暖機,以及利用飛機準備時間,飛行員穿上類似宇航服、自帶小型應急氧氣供應手提箱的全封閉飛行服),起飛後即能高速達到指定區域飛到指定高度並立即對敵方展開攻擊的區域截擊機。對原設計意圖米格25做得很好,以致於首飛27年後憑老舊的雷達,笨拙的機體仍能超越晚輩,在伊拉克防空體系的混亂中單槍匹馬擊落F18,成為伊空軍擊落美國戰機的唯一。對抗中米格25的真空管雷達因其低訊雜比而以高功率彌補的特點,反而比北約機包括較遠距離的預警機有效過濾了北約在戰場施放的電磁干擾,也未與北約機纏鬥,而是持續以略低於2倍音速的超音速圍繞以亞音速巡航的北約機群外圍兜圈,令北約護衛戰機知道其存在卻未得連續跟蹤。找到機會後衝入距北約機群約30公里以最重量級空空導彈(R40,同級另只有R33, AIM54)擊落F18。
米高揚-古列維奇 米格-25(、英語:Mikoyan-Gurevich MiG-25,北約代號:“狐蝠”(Foxbat) ),是蘇聯在1960年代研製部署的一種高空高速截擊機,由米高揚設計局負責開發,高爾基“鷹”飛機製造廠(GAZ-21廠)生產,空速可達3.2馬赫。米格-25在冷戰時期曾出口過敘利亞、伊拉克、印度等國家。