F22

F22

F-22“猛禽”(英語:F-22 Raptor)是一款由美國洛克希德·馬丁、波音和通用動力等公司聯合為美國空軍設計的重型隱身戰鬥機,主要任務是取得並確保戰區的制空權。作為最早量產服役的第五代戰鬥機之一,[1][2]F-22於2010年代中陸續加入美國空軍的編組,以取代前一世代的主力機種F-15鷹式戰鬥機。

F-22是美國空軍於21世紀初期的重型戰鬥機,也是當代最昂貴的戰鬥機種之一。它配備了AN/APG-77主動相位陣列雷達、AIM-9紅外線影像(IIR)空對空飛彈、AIM-120C中程空對空飛彈、向量推進引擎、先進整合航電與人機接口等。在設計上具備超音速巡航(不需使用加力燃燒室)、超視距作戰、高機動性、對雷達與紅外線隱身(隱身)等特性。據估計其作戰能力為前輩F-15的二到四倍,是新一代重型戰鬥機的霸主之一。另外,在開發F-22期間所建立的許多先進技術,也延用到輕型的F-35“閃電Ⅱ”(Lightning II)身上。

Discovery節目《軍武科技排行榜-十大戰機》將F-22選為歷史上十大戰鬥機第十名[3]。

基本信息

(圖)F22F22

F-22猛禽(F-22 Raptor)是由美國洛克希德·馬丁波音通用動力公司公司聯合設計的新一代重型隱形戰鬥機。現在是唯一在服務的“第五代戰鬥機”。它將成為21世紀的主戰機種。主要任務為取得和保持戰區制空權,將是F-15的後繼型號。F-22是美國於21世紀初期的主力重型戰鬥機,它是目前最昂貴的戰鬥機。它配備了主動相控陣雷達、AIM-9X近程空對空飛彈AIM-120C中程空對空飛彈、向量推力引擎、先進整合航電與人機接口等。在設計上具備超音速巡航(不需要使用後燃器維持)、超視距作戰、高機動性、對雷達與紅外線隱身性(隱身)等特性。據估計其作戰能力為現役F-15的2到4倍。將會在較長的一段時間裡成為世界重型戰鬥機的霸主。研發F-22的的技術也同時套用到了F-35“閃電Ⅱ”(Lightning II)身上。

開發歷程

本計畫原稱作先進戰術戰鬥機(Advanced Tactical Fighter,ATF)

(圖)F/A22在黑色背景下顯示出一種難以形容的氣勢.F/A22在黑色背景下顯示出一種難以形容的氣勢.

1971年美國戰術空軍指揮部提出的下一代戰機的研發計畫。這個計畫帶動諸多1970年代的小型研究計畫,美國空軍原先打算於1977年到1981年之間以兩組原型機進行試飛,可惜因預算不足而取消。當年美國戰機的設計重點是對地攻擊為第一優先,只要求空戰時有足夠自衛的能力。

1979年時,美國空軍將對地攻擊和空戰性能的重要性提升到同一層次。

1982年美國空軍面對蘇聯戰鬥機的快速發展,以及美國空軍準備使用F-15EF-16擔任對地攻擊的任務、F-117進入試飛階段,對地攻擊的需求已經不是那么重要。當年10月,最終定案的計畫正式在最後一次公開會議上提出。ATF的技術要求將以下五個特點集在一架飛機上,即低可偵測性(隱身性)、高度機動性和敏捷性、不需使用後燃器即可作超音速巡航(而不是只滿足於以往使用後燃器短時間超音速衝刺)、有效載重不低於F-15和具有飛越包括第三世界戰區在內的所有戰區的能力。面對如此先進的設計要求,F-22必須採用一切已有的世界級航空頂尖技術。 與YF-23的競爭試飛後,YF-22被美國空軍選中繼續研發。
1990年9月F-22的原型機試飛。
1997年9月EMD型飛機首飛。
2002年開始交付生產型飛機。
2004年形成初步作戰能力。F-22在原型機時的編號為“YF-22”,發展型時為“F/A-22”。
2005年在美國空軍正式服役的量產型則為“F-22A”。最初計畫採購750架,經過兩次削減最後確定的採購數量是179架,現已交機50架。

F-22的試驗和改良十分細緻和周到,因為美國空軍認為“F-22並非今日所需,而是為了對付明天的威脅。因此,我們不是為了解決今天的問題在研製,而是要回答今天所能預料的明天會出現的所有可能的問題。我們考慮的是美國空軍明天的空中優勢。因此F-22必須組合有最好的隱身性、超音速巡航。一體化航空電子系統、敏捷性以及作為制空權所需的對空、對地致命的打擊和支援性。”

技術特點

F-22採用雙垂尾雙發單座布局。垂尾向外傾斜27度,恰好處於一般隱身設計的邊緣。其兩側進氣口裝在翼前緣延伸面

(圖)生產分工圖生產分工圖

(邊條翼)下方,與噴嘴一樣,都作了抑制紅外輻射的隱身性設計,主翼和水平安定面採用相同的後掠角和後緣前掠角,都是小展弦比的梯形平面形,水泡型座艙蓋凸出於前機身上部,全部武器都隱蔽地掛在4個內部彈艙之中。

結構特點
在平面內為帶高位梯形機翼的帶尾翼的綜合氣動力系統,包括彼此隔開很寬和帶方向舵並朝外傾斜的垂直尾翼,並且水平安定面直接靠近機翼布置。按照技術標準(小反射外形、用吸收無線電波的材料、用無線電電子對抗器材和小輻射的機載無線電電子設備裝備戰鬥機,其設計最小有交錯射面為0.005-0.01平方米左右)(機密)。在機體上廣泛使用含熱塑(12%)和熱作用(10%)的聚合複合材料(KM)。在批生產的飛機上使用複合材料(KM)的比例(按重量)將達35%。兩側翼下菱形截面發動機進氣道為不可調節的進氣道,為敷設發動機壓氣機冷壁進氣道呈S形通道。發動機二維噴管,有固定的側壁和調節噴管橫截面積及按俯仰±20°角偏轉推力向量而設計的可動上調節板和下調節板。

航電系統
按TRW公司通用手冊研製的整套綜合機載無線電電子設備包括:中央數據綜合處理系統;綜合通訊、導航和識別系統ICNIA和包括無線電電子對抗系統的全套進行電子戰的設備INEWS;具高分辨力的機載雷達AN/APG-77和光電感測器系統EOSS,兩個鐳射陀螺儀的超黃蜂LN-100F慣性導航系統HHC)。機載雷達為帶電子掃描的主動相位陣列雷達,它包含了1000多塊模組,其中使用了超高頻率範圍的單一積分系統技術。為提高隱蔽性,設計有雷達站被動工作狀態,它保證雷達站以主動狀態工作時使信號更不容易被截獲。飛行員座艙內的自動儀表設備包括4台液晶顯示器和廣角儀表起飛著陸系統。

F-22配備綜合航空電子系統。配備綜合航空電子系統是第四代戰鬥機的主要特點之一。高性能的綜合航空電子系統使F-22具有良好的識別、選擇、瞄準、快攻和幫助飛行員決策的能力。F-22配裝APG-77多功能有源相控陣火控雷達(AESA),對3平方米目標的最大探測距離為200公里,可同時跟蹤攻擊30個空中目標,能探測跟蹤16個地面目標,並能攔截巡航飛彈。另外,它還有很強的偵察能力,所用的電子偵家設備可以比F-4G“野鼬鼠”飛機更精確、快速地測定敵方雷達的坐標位置。美空軍還將為F-22的APG-77增加合成孔徑技術(SAR),以改善其對地武器投放精度。SAR將在F-22形成初步作戰能力後,作為首個重大改進項目。當SAR成功結合在APG-77上以後,F-22採用JDAM攻擊時,將使誤差減少約50%。由於用SAR部件替代AESA中老式的零部件,要比較便宜,所以從長遠觀點來看SAR能節省APG-77的費用。

(圖)飛彈掛載圖飛彈掛載圖

F-22的航空電子系統採用“寶石柱”計畫取行的系統構形研究成果和許多新技術。這種可重構的系統構形,用外場可更換模件(LRM)取代了外場可更換部件(LRU)。各模件分別承擔整個航電系統的一部份工作,各模件承擔的工作與飛機執行任務時的飛行階段密切相關。而且當某個模件發生故障時,可使用其他正常模件來承擔這一階段最重要的功能,從而提高了系統工作的可靠性。

雷達
F-22的AN/APG-77雷達是1個用於探測目標的有源相控陣系統。它通過集中式數據處理系統與其他感測器和航空電子設備一起工作。處理器控制天線發射和接收波束的圖形,以及處理接收的雷達數據。 APG-77雷達的技術基礎是超可靠雷達(URR)計畫和空軍的有源相位陣列雷達試驗。超可靠雷達的獨特的特點是德克薩斯儀表公司的固態相控陣(SSPA)天線。每個輻射元件的獨立發射和接收是這種系統設計中的創新之處,並確保提高了靈活性、小的雷達反射截面積和寬的頻帶。

F-22戰鬥機採用翼身融合體、雙發雙垂尾布局,綜合最佳化曲面外形,截尖菱形上單翼,V形傾斜雙垂尾,全動平尾,S形進氣道,使飛機的隱身性能和機動性能得到了很好的折衷(見題圖)。據介紹,F-22的雷達反射截面積約為0.1平方米,生存能力比目前的常規飛機提高18倍,作戰效能是F-15戰鬥機的3倍。

(圖)F22F22

F-22裝兩台普拉特·惠特尼公司F119-PW-100加力式渦扇發動機,單台加力推力155.7千牛,發動機推重比達到10,飛機推重比達到1.1。發動機不開加力時,飛機能以M1.58作超音速巡航30分鐘。發動機裝二元俯仰軸推力矢量噴口,可在俯仰方向變化正負20度,使飛機具有高的超音速機動性能和好的低速大迎角性能,最大迎角可達60度。飛機能在空中迅速變換自己的位置,使機頭快速指向目標,並能在空中任一位置向敵機發起攻擊.

F119-PW-100在2002年9月獲得美國空軍頒發的初始使用批准(ISR),標誌著該發動機即將投入現役使用。在4000多小時的飛行試驗中,F119-PW-100發動機沒有發生過一起空中停車或發動機失速的故障,這一極高可*性的表現是航空發動機歷史上前所未有。普·惠公司成功進行了F119的全面的部件和整機試驗,其中包括相當於美國空軍6年的服役期的耐久試驗。嚴格的試驗項目證實了該發動機熱端部件的全壽命期能力和其他所有部件的基地維修間隔壽命。所有的試驗結果都證實了該發動機滿足維修性、性能、操作性和結構完整性的要求。美空軍表示:F119發動在整個飛行試驗評估中工作良好,滿足或超過所有要求,期望F119在實際使用環境條件下仍保持優良的性能。目前,F119正在進行加速成熟計畫AMP的試驗,這一計畫是F119部件改進計畫的一部分。AMP將模擬F-22武器系統6到8年的運行時間以及其他惡劣的工作條件。例如,提高了最高渦輪前溫度的工作時間,增加加力燃燒室點火器的數目和噴管矢量循環數以及加大發動機的不平衡量使之超出正常預計值。即使在如此惡劣的條件下,F119發動機仍具備較好的性能、可操作性、可*性和耐久性。迄今為止,普·惠公司已交付36台生產型F119發動機.

性能

一般特徵

(圖)德州F-22展示機德州F-22展示機

機組員:1名
全長:62 呎 1 吋(18.9 米)
翼展:44 呎 6 吋(13.56 米)
全高:16 呎 8 吋(5.08 米)
翼面積:840 平方呎(78.04 平方米)
空重:31,700 磅(14,379 公斤)
一般起飛重量:55,352 磅(25,107 公斤)
最大起飛重量:80,000 磅(36,288 公斤)
引擎:2 具普惠(Pratt & Whitney)公司 F119-PW-100 渦輪扇發動機,每具最大後燃出力 35,000 磅(155.7 kN)

飛行表現

極速:2.25 馬赫(1,500 哩/時,2,414 公里/時)

(圖)兩架F - 22兩架F - 22

巡航速度:1.82 馬赫(1,220 哩/時,1,963 公里/時)
飛送航程:1,600 哩(1,840 海浬,2,960 公里), 加掛2個外部燃料箱
最大升限:65,000 呎(19,812 米)
翼負荷:66 磅/平方呎(322 公斤/平方米)
推力重量比
滿載內載燃料:1.25(18,000磅)
50%內載燃料:1.46(9,000磅)
最大 G 限:−3.0/+9.0 G

武裝

機炮:1門20mm M61A2火神式六管鏇轉機炮,配有480發炮彈

(圖)KC-135空中加油機與F-22KC-135空中加油機與F-22

空對空構型:
6枚AIM-120先進中程空對空飛彈
2枚AIM-9響尾蛇飛彈AIM-132
空對地構型:
2枚AIM-120先進中程空對空飛彈、2枚AIM-9響尾蛇飛彈AIM-132
2枚GBU-32聯合直接攻擊彈藥(Joint Direct Attack munition, JDAM)或
2枚風偏修正彈藥灑布器(Wind Corrected Munitions Dispensers, WCMDs)或
8枚GBU-39小直徑炸彈(Small Diameter Bombs, SDB)

用戶及部署

美國暫時是F-22的唯一用戶。美國的F-22部署在本土阿拉斯加基地,將有8箇中隊。

另外的一支中隊也曾於2007年2月進駐日本嘉手納空軍基地,4月與日本航空自衛隊戰機展開聯合飛行訓練,5月初陸續撤離,結束為期三個月首度美國本土以外的基地駐防。

2008年7月中至8月初,F-22A進駐關島安德森空軍基地,參與“Jungle Shield ”演習。

預計2010年,美軍將於夏威夷希肯空軍基地正式部署F-22A一中隊。

任務

2007年11月22日:一架隸屬阿拉斯加第90戰機中隊F-22猛禽戰鬥機第一次展現他們攔截兩架俄羅斯Tu-95MS 熊式H型,這也是F-22戰機第一次奉北美航太防衛司令部之命執行攔檢任務。

維護

(圖)F-22機背凝結雲F-22機背凝結雲

F-22的戰鬥損耗率在十年後僅為F-15的1/20(在與俄制Su-37的虛擬戰鬥中,F-22和SU-37的損耗率為1比10),維護人員將減半,一個中隊20年中的維持成本將比F-15少5億美元。F-22可進行“超視距作戰”,美國空軍對此充滿信心,現正準備將F-22裝備部隊。

相關圖片

(圖)F22 F22
(圖)F22 F22
(圖)F22 F22
(圖)F22 F22
(圖)F22 F22
(圖)F22 F22

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