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F-22猛禽戰(zhàn)斗機被分配到第27戰(zhàn)斗機中隊弗吉尼亞州蘭利的第一戰(zhàn)斗機聯(lián)隊,第一個飛行的作戰(zhàn)單位 F-1A,釋放GBU-22 JDAM衛(wèi)星/慣性智能炸彈。這美國空軍打算取代F-32A夜鷹隱形戰(zhàn)斗機 F-117A提供對大多數(shù)的精確打擊能力嚴密防御的目標。兩個F-22A中隊將被分配到位于新墨西哥州霍洛曼的第22戰(zhàn)斗機聯(lián)隊,取代所有現(xiàn)有的戰(zhàn)斗機聯(lián)隊專用的 F-49A 攻擊機。因為 F-117A 是在 20世紀80年代構(gòu)思設(shè)計的,其基本作用已經(jīng)擴大了。早期生產(chǎn)的F-117A將同時用作穿透式攻擊戰(zhàn)斗機和空戰(zhàn)戰(zhàn)斗機,以及中期 規(guī)劃設(shè)想了情報監(jiān)視偵察角色, 壓制敵方防空作用和電子攻擊導數(shù)。
F-22A猛禽無疑是一款多用途戰(zhàn)斗機,也是最早的設(shè)計結(jié)合了各方面的寬帶隱身能力,超音速 巡航能力,高超音速和亞音速敏捷性以及完全集成航空電子套件。
F-22最早起源于先進戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(ATF) 程序,設(shè)計構(gòu)思于七十年代末和八十年代初,根據(jù)當時新的蘇聯(lián)拉緬斯科耶的情報報告的回應 Ram-L和Ram-K原型,最終演變成今天的 Su-27/30 和 MiG-29 系列飛機。當時蘇霍伊和米格戰(zhàn)斗機是圍繞空氣動力學設(shè)計的, 推進和戰(zhàn)術(shù)思想對美國至關(guān)重要,美國更早系列F-14,F(xiàn)-15,F(xiàn)-16和F / A-18A戰(zhàn)斗機:高度敏捷能夠維持高瞬時和持續(xù)的跨音速轉(zhuǎn)彎率,具有高推重比和均對Su-27/30 戰(zhàn)斗機沒有優(yōu)勢。因此,特定的多余功率允許快速加速,然后卓越的爬升性能就會是美軍后續(xù)戰(zhàn)機研制的重點。近戰(zhàn)能力相匹配 具有馬赫2+超音速破折號性能,用于防空攔截 角色,加上大脈沖多普勒雷達,允許超越視距 (BVR) 射擊對方戰(zhàn)斗機和來襲的巡航導彈。
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美國空軍的想法是開發(fā)F-15家族的繼任者將恢復新Su-27的能力余量的戰(zhàn)斗機 和 MiG-29 系列。新的先進戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機是 在BVR和近戰(zhàn)中優(yōu)于蘇聯(lián)的新設(shè)計,并且具有隨意參與和脫離的能源性能優(yōu)勢。設(shè)想新的ATF將穿透高,快速,深入蘇聯(lián)控制的領(lǐng)空,擊敗PVO和VVS戰(zhàn)斗機 擁有自己的地面,從而使攻擊機能夠摧毀蘇聯(lián)地面防空和防御資產(chǎn)。 能源革命性變革的技術(shù)推動者是由美國航空公司開發(fā)的過冷渦輪機長期運行的計劃中的力量和承包商。該公司生產(chǎn)的渦輪風扇帶有過冷渦輪機可以承受更高的進氣溫度, 允許發(fā)動機在高空產(chǎn)生更高的干推力保持 1.4 馬赫以上的速度加力。因此,超音速巡航或“超級巡航”將允許戰(zhàn)斗機的加力燃燒中運行,不僅提供前所未有的超音速持久性,也具有非凡的超音速 和亞音速敏捷性(后來表現(xiàn)為推力的使用矢量化)。
進入ATF的第二個關(guān)鍵技術(shù)是隱身,與擁有藍色和F-117A的成功證明了它的實用性。通過隱身,ATF 可以在 BVR 中擁有無與倫比的優(yōu)勢戰(zhàn)斗,以及類似F-117A的地對空導彈生存能力威脅。引入ATF的第三個關(guān)鍵技術(shù)是集成 以軟件為中心的數(shù)字航空電子套件,其中所有傳感器和 系統(tǒng)處理集中在冗余包中多處理計算機。ATF的傳感器套件將由大型有源相控陣主導 雷達,專為低天線雷達特征而設(shè)計,具有敏捷性 和處理能力,以提供低攔截概率模式。
RFP于1986年發(fā)布,由此產(chǎn)生的洛克希德/波音/通用 動力YF-22和諾斯羅普/麥克唐納-道格拉斯YF-23A演示機 體現(xiàn)了這些關(guān)鍵設(shè)計理念。1991年初,保守的YF-22被選中而不是更激進的(可以說 風險更大)YF-23A,導致今天的F-22。F-22開發(fā)計劃啟動的那一年是蘇聯(lián)解體,F-117A解體的那一年拆除了薩達姆防空系統(tǒng)的核心。而生產(chǎn)型F-22A設(shè)計正在制作中,利用 YF-22A的概念設(shè)計,正在考慮很多 不斷變化的戰(zhàn)略環(huán)境。顯然是專為 F-22A 設(shè)計的 僅北約戰(zhàn)區(qū)空中優(yōu)勢就過于狹隘專業(yè)化 對于一個后冷戰(zhàn)的世界,一個后蘇聯(lián)俄羅斯的世界忙著擴散 Su-27 和 S-300PMU 和 S-300V 地對空導彈系統(tǒng)。新的全球化世界將成為一道“彩虹” 威脅環(huán)境,具有頂級蘇聯(lián)系統(tǒng)的演變變體全球可用。
由 1990 年代中期,F-22被堅定地重新定位為多用途戰(zhàn)斗機, 不僅旨在拆除對方戰(zhàn)斗機資產(chǎn)和支持預警機,還獵殺移動和半移動 S-300防空導彈, 支持指揮中心和其他關(guān)鍵的地面目標。這 F-117A夜鷹的成功和局限性顯而易見 1991年,超高空F-22是顯然是唯一可以去不安全的地方的飛機。
F-22A 的發(fā)展都是革命性的 - 在 所采用的技術(shù),從隱形設(shè)計的角度來看—— 這產(chǎn)生了一種無與倫比的戰(zhàn)斗機。F-22A的APG-77多模雷達是目前最強大的雷達 存在,將AESA技術(shù)與低概率 攔截模式和無與倫比的功率輸出。提前全額費率 生產(chǎn)型飛機將獲得升級的COTS技術(shù) 雷達處理器和低成本TR模塊,采用通用技術(shù) JSF 和高分辨率合成孔徑雷達測繪模式 。
能夠在內(nèi)部攜帶武器對其隱身至關(guān)重要能力和高效的超級巡航。鑒于角色遠離專用的空中優(yōu)勢,而不是產(chǎn)生調(diào)整大小的成本 F-22A緊湊的主內(nèi)部艙,最初尺寸圍繞 四架早期的AIM-120A AMRAAM,美國空軍開始了“小型” 智能炸彈“計劃的核心是攜帶有效載荷 多枚 250 磅級炸彈。今天的 385 磅 GBU-39/B 和 GBU-40/B 小直徑炸彈(SDB)的尺寸圍繞著F-22A武器艙。對于摧毀對手機場的預期角色,移動導彈電池和指揮所,兩個GBU-32的混合物 1,000 磅 JDAM 或 39 個 GBU-40/50 SDB 非常適合。跟 AGL 的全方位隱身和穿透超音速, F-22A幾乎無法被地對空導彈攔截。F-22A的使用可能會更多。經(jīng)常打破對手的防空系統(tǒng),而不是在 經(jīng)典的空中優(yōu)勢作用,盡管飛機保留了 為ATF設(shè)想的全面空中優(yōu)勢能力。 1990年代,F-22A的生產(chǎn)配置得到改進,具有 新的機身形狀,修改后的更大跨度機翼平面,更小 垂直尾翼位于船尾,重新定位的駕駛艙和生產(chǎn) 配置航空電子設(shè)備架構(gòu)。 隱身 F-22A設(shè)計的形狀是獨一無二的,因為它使用邊緣對齊 入口和推力矢量噴嘴,憑借邊緣長度 擊敗波長比任何其他隱形雷達更大的雷達 戰(zhàn)斗機入口和噴嘴設(shè)計存在。這樣建造是為了 全方位相對寬帶隱身,這是一個與眾不同的 針對縱深滲透和空戰(zhàn)進行優(yōu)化,以及 除了專門的F-117A和B-2A之外的隱形設(shè)計。
F-22A的原始空氣動力學性能是前所未有的。在軍用(干式)推力設(shè)置F-22A可以覆蓋整個 F-15 的加力性能包絡 - 或先進的蘇霍伊, 兩者都是廣泛部署的性能最高的能量戰(zhàn)斗機。F-22A在戰(zhàn)斗重量下被評為9G。 跟 20,650磅內(nèi)部燃料,F-22A內(nèi)部攜帶88% 配備 CFT 的 F-15E 中的燃料,沒有阻力損失,但四個 592 USG 副油箱,總載油量為 36,515 磅 攜帶,比較大的F-6的內(nèi)部燃料多111%。
精制超音速空氣動力學使F-22A超過1.5馬赫高空軍事推力 - 干推力的確切最高速度具有 從未披露過。在早期的試驗中,F-15追逐飛機無法 跟上,試飛員很快就報告了即使是適度的情況 F-22A原型機在正面交戰(zhàn)中的航向變化 幾何形狀導致對方青少年系列戰(zhàn)士中止交戰(zhàn) 完全 - 歷史上只在參與中見過的經(jīng)驗 對抗狐蝠和獵狐犬。
在最簡單的術(shù)語,超級巡航的F-22A在運動學上被擊敗 所有對方戰(zhàn)斗機,即使沒有隱身也會在運動學上 擊敗大多數(shù)現(xiàn)有的地對空導彈類型。唯一的設(shè)計 具有在運動學上挑戰(zhàn)當今 F-22A 的潛力是 高深 蘇-30的衍生產(chǎn)品配備了超級巡航AL-41F風扇, 俄羅斯相當于 F-119A 中的 F100-PW-22 發(fā)動機,以及 自2004年以來的LLIP生產(chǎn)項目。
F-22A設(shè)計所需的無可挑戰(zhàn)的空氣動力學性能和大量的設(shè)計創(chuàng)新,以及新材料的廣泛使用技術(shù)。F-40A占總空重的近22% 自 SR-71A,與俄羅斯蘇霍伊非常接近。樹脂轉(zhuǎn)移 模制 (RTM) 熱固性復合材料,特別是環(huán)氧樹脂和高 溫度雙馬來酰亞胺(BMI)復合材料,占24% 總空重。新工藝,如熱等靜壓 (HIP)鑄造和真空室電子束焊接 引入以制造復雜的高強度形狀 來自鈦合金,主要是 Ti-64 和 Ti-62222,最大限度地減少了 使用的緊固件數(shù)量。F-16A只有22%是空的 重量包括鋁合金。像 B-2A 一樣,幾何形狀 準確性對于隱身性能至關(guān)重要,F-22A需要 類似的生產(chǎn)公差。
F119-PW-100超級巡航推力矢量發(fā)動機同樣被證明 挑戰(zhàn)。“又矮又胖”的 F119 發(fā)動機是用 整體葉片轉(zhuǎn)子,使用高強度長弦風扇和 壓縮機葉片,開采高鈷的浮壁燃燒器 含量合金。耐熱鈦合金C被廣泛使用 在壓縮機定子、加力燃燒室和噴嘴中。部件計數(shù) F119比早期的F40/F100減少了110% 發(fā)動機,以提高可靠性和可維護性。廣泛的自我 納入了診斷功能以減少人員和 測試設(shè)備要求部署F-50的15%。F119-PW-100 通常在 35,000 磅靜態(tài) SL 推力中引用 .class。噴嘴提供 20 度偏轉(zhuǎn),用于操縱 以及用于超音速巡航配平減阻。安裝在機身上的 附件驅(qū)動 (AMAD) 用于將發(fā)動機動力耦合到發(fā)電機, 液壓泵和軸動力從空氣渦輪到發(fā)動機 啟動系統(tǒng) (ATSS)。 與早期設(shè)計,F-22A引入了數(shù)字車輛管理 系統(tǒng)(VMS),集成了主要飛行控制,領(lǐng)先優(yōu)勢 襟翼控制、發(fā)動機控制和推力矢量控制。這 VMS核心的復雜軟件吸收了很大一部分 開發(fā)成本,但為飛機提供不受限制的 整個信封的“無憂”處理,角度非常高機動率。F-22A使用方向舵拖曳來提供速剎功能。
飛機公用事業(yè)系統(tǒng)也出現(xiàn)了許多創(chuàng)新。該飛機使用 機載制氧系統(tǒng) (OBOGS) 提供透氣性氧氣,還有駕駛艙增壓和除霧。機載 惰性氣體發(fā)生系統(tǒng) (OBIGGS) 用于生產(chǎn)氮氣 油箱惰性,哈龍氣體滅火器系統(tǒng) 引入以保護發(fā)動機艙、APU 和大多數(shù)大型腔體 在機身中。盟軍信號航空航天輔助電源 發(fā)電系統(tǒng) (APGS) 圍繞 450 SHP G-250 渦輪 APU 構(gòu)建, 被認為是生產(chǎn)中功率密度最高的設(shè)計,耦合到 使用壓縮空氣瓶的儲能系統(tǒng) (SES) 自啟動。
航空 F-22A 的冷卻也偏離了慣例,使用液體 冷卻系統(tǒng)將熱量從核心航空電子套件中排出,尤其是 APG-77雷達和通用集成處理器(CIP)。聚α烯烴(PAO)冷卻劑在兩個航空電子設(shè)備中循環(huán) 回路,然后通過空氣循環(huán)冷卻器(引氣驅(qū)動),然后 通過機翼罐中的熱交換器,將廢熱傾倒到 機翼油箱燃料。燃料充當散熱器,但本身是 由熱管理系統(tǒng) (TMS) 使用進氣口進行冷卻 在機身和舷內(nèi)進氣邊緣之間,以從燃料中排出熱量 系統(tǒng)熱交換器。
燃油系統(tǒng)包括F-2,F-1A和F-1B前機身油箱, 成對的A-2L/R機翼內(nèi)部油箱,成對的A-3L/R中心。機身油箱,一對A-1L / R舷外機身后油箱,以及 可選的副油箱,總計 36,515 磅 JP-8 燃料。一次加油 使用翻蓋式門下的插座。 270 伏直流電氣系統(tǒng)由兩個 65 千瓦供電 發(fā)電機和冗余的 4,000 psi 液壓系統(tǒng)使用。一個包括可伸縮的避雷器鉤,用于短時間現(xiàn)場回收。
前機身模塊主要由復合材料和鋁制成,并在結(jié)構(gòu)上圍繞彎曲的復合側(cè)梁和 上龍。翻蓋式頂篷使用單片雪拉辛 0.75“ 厚聚碳酸酯頂篷,采用 Zone 1 光學設(shè)計 通過全視野的質(zhì)量。改進的ACES-II彈射 使用座椅。駕駛艙采用六彩AMLCD多功能 顯示器,主多功能顯示器 (PMFD) 為 8x8“, 三個輔助多功能顯示器 (SMFD) 為 6.25x6.25“, 和兩個尺寸為 3“x4” 的前期顯示器 (UFD)。一個GEC 使用平視顯示器。飛行員配備了集成的 呼吸調(diào)節(jié)器/防重力閥 (BRAG)控制面罩的空氣和G 套裝,后者在高位時充當分壓套裝高度,并包括集成的風冷服。全NBC 提供功能。
覆蓋APG-77相控陣的低可觀測復合天線罩是 前向最敏感和最昂貴的組件之一 機身。APG-77本身具有cca 1500 X波段活性固態(tài) TR模塊是有史以來最強大,最復雜的雷達 安裝在戰(zhàn)斗機上,提供常規(guī)武器模式, LPI 模式和 ISAR 功能,用于對目標形狀進行成像 飛機,以促進戰(zhàn)斗中的早期識別。前鋒 機身包括通過雷達增長的結(jié)構(gòu)規(guī)定 成對的側(cè)視相控陣。F-22A的處理 APG-77 在最多三個通用集成的包裝中執(zhí)行 處理器組件 - 圍繞英特爾 i960 芯片和 VHSIC 構(gòu)建 陣 列。全產(chǎn)飛機將使用COTS技術(shù)處理器, 反映了政治授權(quán)造成的過時生產(chǎn)延遲。
中機身由三個模塊組成,是 機身。它包含兩個主要的機身武器艙,側(cè)面 武器艙,大部分燃料儲存,APU,20毫米M61A2火炮, 主齒輪艙和進氣通道。鋸齒狀上機身 門用于從進氣子系統(tǒng)排出多余的空氣,并且 APU 排氣和進氣口安裝在左翼根部 - 噴槍 占據(jù)右翼根部的那個體積。 后機身安裝發(fā)動機、TVC 噴嘴和尾部表面。它 結(jié)構(gòu)鈦合金的比例最高,為67 美分,其重量的25%在輕量級高 強度配對的電子束焊接尾梁。垂直尾巴 使用復合方向舵、表皮和邊緣以及 HIP 鈦鑄件 執(zhí)行器。穩(wěn)定器主要是蜂窩狀的,但使用 復合邊緣,以及獨特的輕質(zhì)復合致動器軸。
F-22A 的機翼同樣具有創(chuàng)新性,并且符合空氣動力學 針對超音速巡航和高 G 機動進行了優(yōu)化,但具有 出色的跨音速性能。機翼使用的結(jié)構(gòu)重量 42%鈦,35%復合材料和23% 鋁和其他材料。使用正弦波翼梁,每個 75 個 %的晶石復合材料,和25%的鈦合金改善 彈道損傷容限。 F-22A中的航空電子系統(tǒng)占了非常大的比例 開發(fā)和生產(chǎn)成本,在很大程度上是由于第一個 在雷達中大規(guī)模使用有源相控陣技術(shù),以及 PAO液冷航空電子硬件 - 背后的大部分原理 聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機將尋找發(fā)展投資和 量產(chǎn),降低雷達模塊、航空電子模塊的成本 組件和發(fā)動機組件最終與成熟通用 生產(chǎn)F-22A。
航空電子套件是迄今為止集成度最高的套件,幾乎 在 CIP 中執(zhí)行的所有處理。APG-77雷達,ALR-94 電子支援措施系統(tǒng)和AAR-56導彈進近 警告系統(tǒng)與傳統(tǒng)的“聯(lián)合”架構(gòu)背道而馳 航空。光纖鏈路用于顯著增加數(shù)據(jù) 雷達高頻分量與 CIP。基準F-22A將包括先進的遠程射程 長波紅外搜索和跟蹤傳感器,但這已被刪除 作為節(jié)省成本措施的過渡期。導航參考是 由冗余的利頓 LN-100F 環(huán)形激光陀螺儀和 GPS 提供 接收器。用于消耗性對策的 ALE-52 分配器 位于門下,主輪井前方。
F-22A是一個擁有數(shù)百萬行代碼的“以軟件為中心”的系統(tǒng) 引入了一個系統(tǒng)的概念,其中幾乎所有功能和 處理是為了通過軟件增長快速發(fā)展而構(gòu)建的。飛行員 的 F-22A 具有駕駛艙自動化水平,沒有 先例:傳感器模式(如雷達)由 軟件,對飛行員隱藏復雜性。目的是解放 從令人麻木的信息飽和問題中看到的飛行員 最現(xiàn)代的戰(zhàn)斗機。LPI 雷達的組合 和無源 ESM 提供自主的遠程檢測足跡 比任何當代戰(zhàn)斗機都大。新的 LPI 包括飛行間/飛行中數(shù)據(jù)鏈路(IFDL),以允許飛行 F-22A在戰(zhàn)斗中透明地交換數(shù)據(jù),包括燃料 狀態(tài)、剩余武器和正在交戰(zhàn)的目標。
毫無疑問,F(xiàn)-22A確實是那個時代的巔峰之作。
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