F/A-22“猛禽”战斗机
Raptor
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  原名F-22,是美国洛克希德·马丁公司研制的先进战术战斗机,计划用于取代美国空军现役的F-15战斗机,执行空中优势任务,是美国空军21世纪初的主力机种,2002年9月17日更名为F/A-22。
  

发展概况
YF-22战斗机

  20世纪80年代初,美国空军开始制订先进战术战斗机(ATF)计划,研制下一代制空战斗机,除要求保持现有战斗机的盘旋、加速性能外,特别强调飞机要具有低可探测性、高机动性和敏捷性、超音速巡航和超音速机动能力、超视距作战能力,在作战过程中能先敌发现、先敌开火、先敌摧毁,并具有良好的使用维护特性和短距起落能力。1983年9月,授权波音、麦道、格鲁门、通用动力、洛克希德、诺斯罗普、罗克韦尔等公司进行概念研究。1985年9月开始招标,1986年10月31日美国空军宣布洛克希德/波音/通用动力联合小组的YF-22和诺斯罗普/麦道联合小组的YF-23为候选方案,要求两个小组各制造2架原型机,分别装普拉特·惠特尼公司的YF119和通用电气公司的YF120发动机,进行演示/验证。
  1989年10月11日美国空军宣布将评估阶段延长6个月,1990年4月公布工程和制造发展计划草案,6月YF-23首飞,9月29日YF-22首飞,1990年11月1日公布最终的工程和制造发展需求。
F/A-22“猛禽”战斗机生产线

  YF-22A原型机共生产了2架。第一架装YF120发动机,内部编号N22YF,1990年9月29日首飞,12月28日暂时停飞,共飞行43次,52.8小时。第二架装YF119发动机,内部编号为N22YX,1990年10月30日首飞,12月28日暂时停飞,共飞行31次,38.8小时,不开加力巡航速度达到M1.58,滚转速度达到100°/秒。1991年10月30日,N22YX继续进行飞行试验。1992年4月25日,由于电传操纵系统的软件缺陷,在着陆时突然出现激烈的俯仰振荡,机腹直接撞地后损毁(已修复),试验终止,共飞行了70架次,100.4小时,完成原定试验项目的90%。
  经过半年多的对比试飞,1991年4月23日美空军宣布YF-22和YF119组合方案中选。1991年8月2日与F-22小组签定工程制造和发展(EMD)合同,生产11架原型机(包括2架双座型),以及1架静力试验机体和1架疲劳试验机体。
  F-22研制小组由洛克希德、波音和通用动力公司组成,以洛克希德公司为主。洛克希德在整个项目中所占份额为35%,负责制造前机身、武器系统集成、座舱和电子设备的体系结构和设计、以及最后的总装,并完成原型机的所有测试和评估。波音占32.5%,负责机翼和后机身的制造、发动机的安装、辅助动力单元、雷达、红外搜索/跟踪系统,以及机载设备原型机等。通用动力占32.5%,负责制造中机身、尾翼、起落架,飞行控制、液压、电力、燃油、环控系统,集成通信/导航/识别系统(ICNIA)、集成电子战系统(INEWS)、武器/外挂物管理系统、和惯性导航系统等。1993年3月,通用动力公司将其军机业务卖给了洛克希德公司,使洛克希德公司的份额增加到67.5%,从而进一步加强了其在F-22项目中的领导地位。
  1991年12月16日F-22小组冻结了F-22的外部改进设计方案,开始风洞测试。1993年1月EMD飞机的数量被减少到9架。4月30日通过初始设计评审,开始细节设计。5月对作战任务进行重新评估,增加了对地攻击任务,并对主武器舱和电子设备进行了修改,用2枚JDAM取代了2枚AIM120。12月8日开始制造零部件。1995年2月14日通过关键设计评审,完成细节设计,6月完成风洞测试,6月27日首架EMD飞机开始组装。1996年7月10日,双座型F-22B被取消。9月24日,普惠公司交付第一台F119-PW-100发动机。
  1997年4月9日首架EMD飞机出厂,被命名为“猛禽”(Raptor),9月7日首飞。1998年2月5日交付美国空军进行飞行试验。1999年7月20日首次进行了超音速巡航,以高于M1.5的速度飞行了2个小时,11月17日进行了首次空中加油试验。2002年4月15日,最后一架EMD飞机交付。整个EMD阶段,9架飞机共进行了约2546次飞行,累计飞行时数达4583小时。
  F-22生产型与YF-22相比,主要的改动包括:机翼和尾翼前缘后掠角由48°减小到42°,机翼翼展增大,后缘尖角切除,但面积保持不变;机翼翼根厚度减小,以减小阻力,弯度和扭转也作了修改,以改善超音速机动性;重新布置了平尾后缘,但未改变面积,以减小雷达反射面积;减小垂尾面积,以减小阻力和重量;进气道唇口后移45.7厘米,以增加操纵稳定性能;缩短机身长度,飞机机头由圆锥形改为尖顶拱形;座舱前移,以减小阻力和改善重心分布,改善驾驶员的视野;取消了反推力装置;加大先进复合材料的使用量,以减轻结构重量。
“猛禽”来兮“鹰”驶去 F/A-22“猛禽”战斗机将替换美国空军的F-15“鹰”战斗机。

  美国空军原计划采购648架F-22飞机,1994年2月10日减为442架,1997年5月又减少到339架。2001年8月15日美国国防部正式批准F-22进入小批量生产阶段,同时将采购数量从331架减少到295架,以符合预算的限定。首架生产型飞机已经于2001年3月19日正式开始装配,2002年10月23日正式交付美国空军,用于初始作战试验和评估(DIOT&E)。2005年12月形成初始作战能力。大批量生产也将于2005年开始,并将持续到2013年。飞机单价8100万美元(1998年标准,不计研制费分摊)。
  F-22B双座生产型的研制计划于1996年7月10日取消。美国海军曾计划生产海军型,从2005年开始取代F-14战斗机,结果也在1991年终止。
  Block 10阶段的F-22成为多用途型,保留了对空作战能力,同时还可以使用新型的防区外发射武器(包括HARM、AGM-88的增程型等)攻击敌方的机场和防空设施。可以作为UCAV的指挥机,攻击高度设防的目标。

设计特点

  F-22飞机在设计时成功地将隐身外形设计技术、低超音速波阻技术、大迎角气动力技术和非定常前体涡控技术等融合在一起,在隐身性能和机动性能之间取得了很好的折中,具有前所未有的优良性能,是继F-117B-2飞机后的第三代隐身飞机(其隐身设计主要得益于F-117)。
F/A-22“猛禽”战斗机

  该机采用正常式外倾双垂尾布局,装有推重比为10一级的发动机,飞机推重比可达1.4,在超音速状态下有较低的耗油率,使飞机可以进行超音速巡航和非常规机动。高度集成化的机载电子系统按“宝石柱”思想设计,充分利用了超高速集成电路技术、通用模块技术、高速多路数据总线技术和传感器融合技术,大大降低了飞行员的工作负荷,使许多复杂的作战任务得以实现。F-22首次将可靠性和维护性作为设计指标,从设计开始就进行考虑,平均每架飞机仅需8.5人时维护,约为F-15的一半,再次出动准备仅需13分钟,24架飞机20年的使用和保障费用为12亿美元,比F-15少5亿美元。结构中大量使用了钛合金和先进复合材料,并使用了扩散焊接、电子束焊接、转移树脂成型(RTM)等先进生产工艺。生产型中热固性和热塑性复合材料的使用量将达到35%,以降低结构重量。该机是目前世界上唯一正在生产的第四代战斗机。
  机  身 机身采用了翼身融合技术,分为3段,由铝合金、钛合金和复合材料制成,具有低可探测性。前机身和中机身采用石墨环氧双马树脂蒙皮,中机身的4个主要承力框为单块式钛合金锻件,后机身结构重量的67%为钛合金。两个进气道侧面各有1个内部弹舱,尺寸较小,机身腹部有1个大的内部弹舱,主要武器装载其中。起落架舱门和武器舱门由热塑性复合材料制成。机身上无减速板。前机身上的宽大边条与机翼和进气道融合在一起,和进气道侧壁上的涡流发生器共同作用可实现弱非定常脱体流型的控制,风洞试验表明飞机攻角可以超过85°。
F/A-22“猛禽”战斗机

  机  翼 切尖菱形大面积上单翼,前缘后掠42°,有3.25°的下反角,后缘前掠17°,根梢比0.169,修型翼型,翼根相对厚度5.92%,翼尖4.29%。三梁式结构,前梁为机加钛合金锻件,中间梁由钛合金和采用转移树脂成型的复合材料混合制成,后梁也采用钛合金和复合材料混合结构,蒙皮为单块石墨双马树脂壁板。前缘有全展长襟翼,偏转范围0°/-35°,后缘内侧为襟副翼,偏转范围+20°/-35°,外侧为副翼,偏转范围±25°,全部由复合材料制成。
  尾  翼 全动式差动五边形平尾,前后缘分别与机翼的前后缘平行,以减小雷达反射面积,其偏转范围为+35°/-20°,前缘可拆卸。菱形双垂尾,采用双曲翼型,前缘后掠22.9°,后缘前掠22.9°,外倾28°安装,内置常规方向舵,偏转范围±30°,可差动偏转与机翼后缘(向下偏转)一起用于速度控制。此外,垂尾和平尾都延伸到发动机尾喷管后,可遮挡尾喷管的红外辐射。
F/A-22“猛禽”战斗机

  起 落 架 可收放前三点式起落架,设计下沉速度3.05米/秒。采用联信公司的机轮、刹车和防滑系统,固特异或米其林轮胎。前轮规格23.5×7.5-10,主轮规格37×11.5-18。恺撒公司的着陆拦阻钩位于两台发动机间的整流罩内。
F/A-22“猛禽”战斗机采用的F119发动机

  动力装置 两台普拉特·惠特尼公司研制的F119-PW-100常规小涵道比加力涡扇发动机,单台静推力约97.9千牛,加力推力155千牛,推重比在10左右,带有全权数字式控制系统。楔形固定斜板进气口,可防止气流畸变,能保持良好的压力恢复,并能提供低可探测的综合附面层吸除效应。S形的进气道完全阻碍了任何角度的视线,避免了风扇旋转金属面外露,缩减了雷达反射截面积。二元扩散/收敛喷管可提供绕俯仰轴±20°的推力矢量控制,能增强飞机的性能和机动性,并有助于减少雷达和红外信号特征。8个内部油箱,分布在前机身、中机身、机翼以及尾梁内,机翼下还可以挂4个2271升的副油箱。采用JP-8燃油。空中加油口位于座舱后机身上方,平时用口盖遮住,使用时打开。
  座  舱 单座座舱,采用波音公司的ACES Ⅱ 零-零弹射座椅,战术生命保障系统,抗正负过载服和压力式呼吸器。单块式座舱盖,视野良好,驾驶员沿机头方向的视野为-15°,无单独的风挡。采用侧置驾驶杆和油门杆,集成了20种控制,可完成63种功能。
  系  统 3余度数字式电传飞行控制系统,无电力和机械备份,在作动器和液压系统出故障后能进行重构,保证飞机的飞行安全。2套压力为276×105帕的液压系统,具有4个液压泵,每分钟流量为273升。为降低成本和重量,每个控制面有单独的作动器。电力系统的2台65千瓦发电机由发动机驱动,采用史密斯公司的270伏直流配电系统。联信公司的335千瓦G250型辅助动力装置可驱动一台27千瓦发电机和一台流量为100升/分的液压泵。联信公司环控系统用于生命保障系统以及飞行电子设备、任务电子设备和燃油系统的冷却。此外,飞机上还带有机载惰性气体发生系统(OBIGGS)和机载氧气发生系统(OBOGS)。
  机载设备 诺斯罗普·格鲁门公司和雷锡恩公司的AN/APG-77A电子扫描相控阵雷达,具有下视/下射能力以及云图测绘和侧视能力,可同时进行空中搜索和多目标跟踪,具有良好的空对空和空对地作战能力。TRW公司的AN/ASQ-220通信/导航/识别系统集成了敌我识别器、超高频/甚高频无线电台、GPS、塔康、仪表着陆系统和联合战术信息分布系统(JTIDS)等。F-22通过内联/外联飞行数据链路与友机共享目标和系统数据,而无须语音通信。飞行器管理系统集成了飞行和推力控制。通用电气公司和马丁·马丽埃塔公司的光电传感器系统(EOSS),利顿公司的LN-100惯性导航系统。座舱显示系统由广角全息平视显示器和7个有源矩阵彩色液晶显示器组成,中央显示器尺寸为203毫米×203毫米,通常用于战况显示,左右有两个102毫米×102毫米的显示器,显示防御系统和武器系统状态,战况显示器上方的显示器用于战术信息和分系统状态显示,平显下面,正前方控制板两侧还有两个76毫米×102毫米的多功能显示器。中央数据处理系统由2台休斯公司通用综合处理器(CIP)构成,运算能力可达700Mips并可增长到2000Mips,传感器与两部CIP间通过由光缆构成的高速多路数据传输总线(HSDB)相连。自身防御系统包括洛克希德·马丁公司的AN/ALR-94电子战子系统、AN/ALE-52箔条投放器等。
F/A-22“猛禽”战斗机 为了保持隐身性,F/A-22的弹药主要挂在武器舱内。不过它也能在机翼下挂载外部载荷,比如这张照片中就挂了2枚AIM-120空空导弹
F/A-22战斗机的侧面弹仓能携带“响尾蛇”导弹
F/A-22战斗机首次发射AIM-9空空导弹

  武  器 内置1门20毫米M61A2长管机炮,备弹480发,炮口有铰接口盖。3个内置弹舱,两个侧武器舱可各挂1枚AIM-9近距空空导弹或AIM-9X,主武器舱可带4枚AIM-120A或6枚AIM-120C先进中距空空导弹或2枚AIM-120C和2枚GBU-32 JDAM联合直接攻击炸弹。另外机翼下还有4个可承载2268千克的外部挂架。其它武器包括:BLU-109穿甲弹,风修正武器投放器,AGM-88反辐射导弹,GBU-22“宝石路”激光制导炸弹,以及低成本自动攻击系统(LOCAAS)子母弹投放器等。
数据 & 图片
机组人员:1人
发动机数:2台
机长:18.9米
翼展:13.56米
机高:5.08米
发动机推力:195.8千牛
加力推力:310千牛
作战半径:2177公里
转场航程:4840公里
外形尺寸
  展弦比                 2.4
  机翼面积                78.0米2
  武器舱离地间隙             0.94米
  前后轮距                6.04米
重量及载荷(估计值)
  设计空重                14365千克
  最大载油量               6804千克
  最大有效载重              11340千克
  设计起飞重量(典型空战任务)       27216千克
性能数据
  最大无加力巡航速度           >M1.6
  最大俯冲速度              >M2.5
  起飞滑跑距离              610米
  着陆滑跑距离              914米
  限制过载                +9g
F/A-22“猛禽”战斗机
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