F-22猛禽----20年的天空统治

F-22 Raptor 20 Years of Air Dominance

梅茨在YF-22升空前一个月将YF-23带上了天,弗格森说:“我们被挡在外面,不允许观察它。”

他继续道:“我们有一个非常短的计划,大约90天的时间来完成。根据美国空军的命令,没有现役飞行员来驾驶YF-22和YF-23。美国空军非常希望避免这样一种情况:一名飞行员同时驾驶两种飞机,一名记者问他‘哪一种更好?’可能导致公司在竞争中失利。因此,美国空军在这个项目上非常严格,但也很公平。”

1990年10月25日,马克.沙克尔福德(Mark Shackelford)少校成为美国空军第一位驾驶YF-22原型机的现役飞行员。。

PVA-2号原型机正在爱德华兹基地的跑道上着陆。

梅茨在回顾自己在YF-23研制过程中的经历时说:“我们从模拟开始。诺斯罗普公司有室内模拟器,座舱和视觉系统都满了。我们还有12个有人操纵的交互式控制[麦克风]站,早在1986年,它们不过是一个电视屏幕和一个电脑控制台,每个控制台都有一个操纵杆和油门。每个控制站都有一名飞行员,他们进行模拟格斗战,多次重复进行,观察雷达探测范围,以及这如何影响你的杀伤力。正是这些数据决定了我们投入资金的理由。我们的先进战术战斗机模拟器每次运行持续五到六分钟,我们将与一个模拟的红军侵略者的对手交战。红方的人和我们的试飞工程师打得难解难分。他们一次又一次地被绝杀了,甚至不知道自己是怎么挂掉的。这就证明了隐身的力量,也确实改变了空战的方式。”

PVA-1和PVA-2号原型机停放在爱德华兹基地的停机坪上。

2架参与竞争的YF-23原型机也分别由YF119和YF120涡轮风扇发动机提供动力。

最终裁决

由于诺斯罗普的合作伙伴麦克唐纳-道格拉斯公司卷入了命运多舛的海军A-12复仇者计划而几近崩溃,人们对YF-23团队是否能够完成先进战术战斗机项目表示出担忧。1991年初,F-117被誉为沙漠风暴行动的英雄。事实上,它为洛克希德的族谱和交付新式隐身战斗机的能力带来了巨大的信心。

美国空军部长唐纳德.赖斯(Donald Rice)博士在做出这项重大决定的前一天宣布,由于国防预算的下降,将采购的先进战术战斗机的采购数量从750架减少到648架。当时,648架飞机的采购费用估计为991亿美元,是那个年代最昂贵的武器系统。

YF-22的首次空中加油于1990年10月26日实施。

YF-22在木古角试射AIM-120A AMRAAM主动中距弹,旁边是一架追踪拍摄的F-15D。

完成测试程序后被展示出来的YF-22的驾驶舱。

1991年4月23日,F-22和普.惠F119的组合被宣布为优胜者。唐纳德.赖斯博士在五角大楼的一次简报会上宣布了这一决定,他说,F-22/F119组合提供了“明显更好的性能和更低的成本,从而为空军带来了真正的最佳价值。”同年8月,美国国防部签署了一份正式的制造和开发(EMD)合同。两份总额为109.1亿美元(机身为95.5亿美元,发动机为13.6亿美元)的合同授予了F-22和F119团队,然后是洛克希德、波音和通用动力与普.惠公司。

普.惠公司动力版本的YF-22 PAV-2于1991年10月30日恢复试飞,以支持额外的操纵试验、一些前期工程、生产和演示工作。此前,1992年4月25日,它与爱德华兹基地的一次慢速飞行中失去控制而坠毁。这架YF-22在试飞后返回爱德华兹空军基地时,于跑道上方约40英尺处发生了一系列飞行员诱发的俯仰振荡。由于起落架缩回,飞机撞上跑道并滑行了8000英尺。虽然不再适合飞行,但外部损坏后来得到修复,这架YF-22后来被空运到纽约格里菲斯空军基地,在那里用于天线测试。至那时为止,PAV-2已经进行了70次试飞,总计100多个小时。

对于YF-22来说,这是一个可悲的最后事件,可是注意力已经转向下一个阶段----生产和演示。最初,这个计划包括了11架生产代表性测试机体(PRTV),其中2架是F-22B双座机,加上一个静态测试和一个疲劳测试机身。与YF-22的首飞一样,时间表也很宏大,第一架生产和演示机体预计将于1995年8月升空,并于2001年在美国空军形成初步作战能力。

YF-22显然显示了猛禽的设计特点,但它在量产型上进行了大幅修改。

N22YF(PAV-1)在测试项目结束后,被送我俄亥俄州代顿市的空军博物馆,PAV-2号机被用作静态测试机身。

一个罕见的镜头,2款先进战术战斗机的原型机在爱德华兹空军基地附近飞行。

第二章 猛禽的进化

来自先进战术战斗机项目YF-22 演示/验证阶段的各种因素已经导致了拖延----尤其是国防部更改了大量指标。在洛克希德马丁公司开始工程、生产和演示阶段之前,这有助于将初始作战能力(IOC)稳定地降到正确的水平。订单从750架削减到648架是可以接受的,但未来还将有更多的生产计划。

进入生产和演示阶段时,F-22团队面临的主要挑战之一是如何在关键的低可见度特性与高性能设计之间取得平衡,并考虑到整个服役期的保障。检修面板的打开和外部隐身涂层的潜在损坏需要最小化,因此零件和维护程序需要稳健。所有武器和燃料都需要在内部运输,这样就不会损害隐身的特征,也就是说机身的设计要宽敞。电传飞行控制系统也非常先进,推力矢量控制和大攻角操纵需要验证,该软件经过编写和测试,以突出性能。

可以将F-22计划与F-35闪电II进行比较。与目前的联合攻击战斗机项目一样,F-22也存在并发风险,但是规模要合理得多。1995年政府问责局(GAO)的一份报告强调了F-22的并发性是一个主要的发展风险。然而,随着最后期限的改变,很多并发性问题接着从猛禽的计划中删除。当生产和演示阶段完成时,只有12架猛禽交付给美国空军,相比之下,F-35计划在尚未完成其比较系统设计与开发(SDD)阶段就已经交付了数百架。

1997年9月7日,保罗.梅茨(Paul Metz)驾驶猛禽01进行首飞时的俯视图。

沉默的杀手

F-22杀伤力的一个主要部分是其航空电子设备套件,围绕BAE系统的AN/ALR-94无源电子战接收系统和诺斯罗普.格鲁曼的AN/APG-77主动相控阵雷达(AESA)。ALR-94由30多个天线组成,融合在机翼和机身上,为雷达信号提供360°覆盖和检测。洛克希德马丁公司的前F-22项目经理汤姆.伯比奇(Tom Burbage)将其形容为“飞机上技术最复杂的设备”。它的探测范围比雷达更远(超过250英里),这使得猛禽可以限制自己的雷达使用,以最大限度地提高其低可观测性。当目标接近时,ALR-94可以提示主动相控阵雷达用一束窄的、聚焦的波束跟踪它们。它还可以通过其安全的小队内数据链(Intra- Flight Data Link:IFDL)在编队内部秘密地接收和传输数据。

在驾驶舱中,F-22飞行员被设置为战术专家,电力和液压等许多系统都是自动的,由计算机控制。传感器融合巧妙地结合了F-22传感器套件的各个方面,并以一种便于使用的方式呈现出来。这将把雷达和ALR-94获得的数据与通过数据链接收的数据相融合。

早期制造和开发阶段的大部分工作都是为了规划F-22的操作方式。

所有这些都在1991年8月2日颁发的生产和演示计划中得到了充实,该计划是生产11架(后来缩减为9架)原型机,外加一个静态试验件和一个疲劳试验机身。

由于几乎没有什么重大障碍,最初只有预算限制推迟了F-22的首飞,导致第一次飞行从1995年推迟到1997年5月。计划中的采购数量也被进一步削减。1993年,美国空军计划以1995年的8400万美元的单价购买648架F-22,但随后又进一步削减,在1994年减少到442架,接着在1997年四年期防务审查中削减到339架。1994年的削减使预计的单机成本达到9100万美元。这些订单不断的削减以及由此而产生的项目重组及其团队测试时间表的需求,造成了巨大的浪费。

在此期间,由于成本原因,双座F-22B也从项目中移除。美国空军----这是正确的----自信地认为,先进的电传飞行“无忧无虑”地驾驶F-22加上使用高级模拟器,也就取消了对双座教练机的需求。

第一架F-22从马里埃塔B-1大楼的总装区拖到新建成的B-22发动机消音设施,用于加油操作和发动机试车。

除了F-22项目在生产数量上被削减以外,它还面临着通过扩大作战用途来证明其存在的压力。1993年5月,美国空军增加了空对地精确制导弹药(PGM)能力的需求。根据1993年5月650万美元的合同,双方同意对主武器舱和相关航空电子设备进行改装,以增加两枚1000磅重的GBU-32联合直接攻击弹药(JDAM),以取代2枚AIM-120。事实上,增加地面攻击能力最终导致临时改名为F/A-22,2002年9月17日,美国空军参谋长约翰.强普(John Jumper)将军宣布了这一消息。直到2005年12月,F-22A的型号重新被采用。

回到生产和演示阶段,初步设计评审于1993年4月30日完成,关键设计评审(CDR)于1995年2月完成,配置645最终确定。F-22的关键设计评审和F119发动机的初始生产准备评审(IPRR)得到了确认,该计划已准备好进行初始生产和演示机体的装配。

第一架生产和演示机体(c/n4001,“猛禽01”)的首个部件的制造已经于1993年12月8日在波音位于华盛顿肯特的工厂开始生产。这是三架生产和演示机体中的第一架,专门用于机身、发动机和武器释放测试。前机身的装配于1995年11月2日在马里埃塔启动,前起落架舱也开始组装。

原型机于1997年4月9日滑出厂房,当时F-22被正式命名为猛禽。巨星这个名字早在1991年就被放弃了。

从沃斯堡出发用卡车拖了3天后,4001号机的中机身在马里埃塔继续组装。