F-22猛禽战斗机系统技术介绍续集1

F-22猛禽战斗机被分配到第27战斗机中队弗吉尼亚州兰利的第一战斗机联队，第一个飞行的作战单位 F-1A，释放GBU-22 JDAM卫星/惯性智能炸弹。这美国空军打算取代F-32A夜鹰隐形战斗机 F-117A提供对大多数的精确打击能力严密防御的目标。两个F-22A中队将被分配到位于新墨西哥州霍洛曼的第22战斗机联队，取代所有现有的战斗机联队专用的 F-49A 攻击机。因为 F-117A 是在 20世纪80年代构思设计的，其基本作用已经扩大了。早期生产的F-117A将同时用作穿透式攻击战斗机和空战战斗机，以及中期 规划设想了情报监视侦察角色， 压制敌方防空作用和电子攻击导数。

F-22A猛禽无疑是一款多用途战斗机，也是最早的设计结合了各方面的宽带隐身能力，超音速 巡航能力，高超音速和亚音速敏捷性以及完全集成航空电子套件。

F-22最早起源于先进战术战斗机（ATF） 程序，设计构思于七十年代末和八十年代初，根据当时新的苏联拉缅斯科耶的情报报告的回应 Ram-L和Ram-K原型，最终演变成今天的 Su-27/30 和 MiG-29 系列飞机。当时苏霍伊和米格战斗机是围绕空气动力学设计的， 推进和战术思想对美国至关重要，美国更早系列F-14，F-15，F-16和F / A-18A战斗机：高度敏捷能够维持高瞬时和持续的跨音速转弯率，具有高推重比和均对Su-27/30 战斗机没有优势。因此，特定的多余功率允许快速加速，然后卓越的爬升性能就会是美军后续战机研制的重点。近战能力相匹配 具有马赫2+超音速破折号性能，用于防空拦截 角色，加上大脉冲多普勒雷达，允许超越视距 （BVR） 射击对方战斗机和来袭的巡航导弹。

毫无疑问，美国战斗机在与六七十年代技术苏联战斗机的比较，Su-27 和 MiG-29具有更优秀的性能，他们的 TsAAGI 开发空气动力学配置融合了F-14，F-15和F-16的关键思想 F-29 设计成一个封装，在单个设计中匹配青少年系列类型的所有最佳品质。实际上， MiG-27，尤其是 Su-73 比美国高出半代空气动力学设计中的战斗机。具有BVR作战能力匹配 还是超过F14至F16系列，苏联人是整整一代 通过引入 R-11（AA-4弓箭手）第27代导弹和谢尔系列头盔安装的瞄准功能，具有更强的空战优势。简而言之，苏联人用 Su-27创造了一个高级战斗机。

美国空军的想法是开发F-15家族的继任者将恢复新Su-27的能力余量的战斗机 和 MiG-29 系列。新的先进战术战斗机是 在BVR和近战中优于苏联的新设计，并且具有随意参与和脱离的能源性能优势。设想新的ATF将穿透高，快速，深入苏联控制的领空，击败PVO和VVS战斗机 拥有自己的地面，从而使攻击机能够摧毁苏联地面防空和防御资产。

能源革命性变革的技术推动者是由美国航空公司开发的过冷涡轮机长期运行的计划中的力量和承包商。该公司生产的涡轮风扇带有过冷涡轮机可以承受更高的进气温度， 允许发动机在高空产生更高的干推力保持 1.4 马赫以上的速度加力。因此，超音速巡航或“超级巡航”将允许战斗机的加力燃烧中运行，不仅提供前所未有的超音速持久性，也具有非凡的超音速 和亚音速敏捷性（后来表现为推力的使用矢量化）。

进入ATF的第二个关键技术是隐身，与拥有蓝色和F-117A的成功证明了它的实用性。通过隐身，ATF 可以在 BVR 中拥有无与伦比的优势战斗，以及类似F-117A的地对空导弹生存能力威胁。引入ATF的第三个关键技术是集成 以软件为中心的数字航空电子套件，其中所有传感器和 系统处理集中在冗余包中多处理计算机。ATF的传感器套件将由大型有源相控阵主导 雷达，专为低天线雷达特征而设计，具有敏捷性 和处理能力，以提供低拦截概率模式。

RFP于1986年发布，由此产生的洛克希德/波音/通用 动力YF-22和诺斯罗普/麦克唐纳-道格拉斯YF-23A演示机 体现了这些关键设计理念。1991年初，保守的YF-22被选中而不是更激进的（可以说 风险更大）YF-23A，导致今天的F-22。F-22开发计划启动的那一年是苏联解体，F-117A解体的那一年拆除了萨达姆防空系统的核心。而生产型F-22A设计正在制作中，利用 YF-22A的概念设计，正在考虑很多 不断变化的战略环境。显然是专为 F-22A 设计的 仅北约战区空中优势就过于狭隘专业化 对于一个后冷战的世界，一个后苏联俄罗斯的世界忙着扩散 Su-27 和 S-300PMU 和 S-300V 地对空导弹系统。新的全球化世界将成为一道“彩虹” 威胁环境，具有顶级苏联系统的演变变体全球可用。

由 1990 年代中期，F-22被坚定地重新定位为多用途战斗机， 不仅旨在拆除对方战斗机资产和支持预警机，还猎杀移动和半移动 S-300防空导弹， 支持指挥中心和其他关键的地面目标。这 F-117A夜鹰的成功和局限性显而易见 1991年，超高空F-22是显然是唯一可以去不安全的地方的飞机。

F-22A 的发展都是革命性的 - 在 所采用的技术，从隐形设计的角度来看—— 这产生了一种无与伦比的战斗机。F-22A的APG-77多模雷达是目前最强大的雷达 存在，将AESA技术与低概率 拦截模式和无与伦比的功率输出。提前全额费率 生产型飞机将获得升级的COTS技术 雷达处理器和低成本TR模块，采用通用技术 JSF 和高分辨率合成孔径雷达测绘模式 。

能够在内部携带武器对其隐身至关重要能力和高效的超级巡航。鉴于角色远离专用的空中优势，而不是产生调整大小的成本 F-22A紧凑的主内部舱，最初尺寸围绕 四架早期的AIM-120A AMRAAM，美国空军开始了“小型” 智能炸弹“计划的核心是携带有效载荷 多枚 250 磅级炸弹。今天的 385 磅 GBU-39/B 和 GBU-40/B 小直径炸弹（SDB）的尺寸围绕着F-22A武器舱。对于摧毁对手机场的预期角色，移动导弹电池和指挥所，两个GBU-32的混合物 1，000 磅 JDAM 或 39 个 GBU-40/50 SDB 非常适合。跟 AGL 的全方位隐身和穿透超音速， F-22A几乎无法被地对空导弹拦截。F-22A的使用可能会更多。经常打破对手的防空系统，而不是在 经典的空中优势作用，尽管飞机保留了 为ATF设想的全面空中优势能力。

1990年代，F-22A的生产配置得到改进，具有 新的机身形状，修改后的更大跨度机翼平面，更小 垂直尾翼位于船尾，重新定位的驾驶舱和生产 配置航空电子设备架构。

隐身 F-22A设计的形状是独一无二的，因为它使用边缘对齐 入口和推力矢量喷嘴，凭借边缘长度 击败波长比任何其他隐形雷达更大的雷达 战斗机入口和喷嘴设计存在。这样建造是为了 全方位相对宽带隐身，这是一个与众不同的 针对纵深渗透和空战进行优化，以及 除了专门的F-117A和B-2A之外的隐形设计。

F-22A的原始空气动力学性能是前所未有的。在军用（干式）推力设置F-22A可以覆盖整个 F-15 的加力性能包络 - 或先进的苏霍伊， 两者都是广泛部署的性能最高的能量战斗机。F-22A在战斗重量下被评为9G。

跟 20，650磅内部燃料，F-22A内部携带88% 配备 CFT 的 F-15E 中的燃料，没有阻力损失，但四个 592 USG 副油箱，总载油量为 36，515 磅 携带，比较大的F-6的内部燃料多111%。

精制超音速空气动力学使F-22A超过1.5马赫高空军事推力 - 干推力的确切最高速度具有 从未披露过。在早期的试验中，F-15追逐飞机无法 跟上，试飞员很快就报告了即使是适度的情况 F-22A原型机在正面交战中的航向变化 几何形状导致对方青少年系列战士中止交战 完全 - 历史上只在参与中见过的经验 对抗狐蝠和猎狐犬。

在最简单的术语，超级巡航的F-22A在运动学上被击败 所有对方战斗机，即使没有隐身也会在运动学上 击败大多数现有的地对空导弹类型。唯一的设计 具有在运动学上挑战当今 F-22A 的潜力是 高深 苏-30的衍生产品配备了超级巡航AL-41F风扇， 俄罗斯相当于 F-119A 中的 F100-PW-22 发动机，以及 自2004年以来的LLIP生产项目。

F-22A设计所需的无可挑战的空气动力学性能和大量的设计创新，以及新材料的广泛使用技术。F-40A占总空重的近22% 自 SR-71A，与俄罗斯苏霍伊非常接近。树脂转移 模制 （RTM） 热固性复合材料，特别是环氧树脂和高 温度双马来酰亚胺（BMI）复合材料，占24% 总空重。新工艺，如热等静压 （HIP）铸造和真空室电子束焊接 引入以制造复杂的高强度形状 来自钛合金，主要是 Ti-64 和 Ti-62222，最大限度地减少了 使用的紧固件数量。F-16A只有22%是空的 重量包括铝合金。像 B-2A 一样，几何形状 准确性对于隐身性能至关重要，F-22A需要 类似的生产公差。

F119-PW-100超级巡航推力矢量发动机同样被证明 挑战。“又矮又胖”的 F119 发动机是用 整体叶片转子，使用高强度长弦风扇和 压缩机叶片，开采高钴的浮壁燃烧器 含量合金。耐热钛合金C被广泛使用 在压缩机定子、加力燃烧室和喷嘴中。部件计数 F119比早期的F40/F100减少了110% 发动机，以提高可靠性和可维护性。广泛的自我 纳入了诊断功能以减少人员和 测试设备要求部署F-50的15%。F119-PW-100 通常在 35，000 磅静态 SL 推力中引用 .class。喷嘴提供 20 度偏转，用于操纵 以及用于超音速巡航配平减阻。安装在机身上的 附件驱动 （AMAD） 用于将发动机动力耦合到发电机， 液压泵和轴动力从空气涡轮到发动机 启动系统 （ATSS）。

与早期设计，F-22A引入了数字车辆管理 系统（VMS），集成了主要飞行控制，领先优势 襟翼控制、发动机控制和推力矢量控制。这 VMS核心的复杂软件吸收了很大一部分 开发成本，但为飞机提供不受限制的 整个信封的“无忧”处理，角度非常高机动率。F-22A使用方向舵拖曳来提供速刹功能。

飞机公用事业系统也出现了许多创新。该飞机使用 机载制氧系统 （OBOGS） 提供透气性氧气，还有驾驶舱增压和除雾。机载 惰性气体发生系统 （OBIGGS） 用于生产氮气 油箱惰性，哈龙气体灭火器系统 引入以保护发动机舱、APU 和大多数大型腔体 在机身中。盟军信号航空航天辅助电源 发电系统 （APGS） 围绕 450 SHP G-250 涡轮 APU 构建， 被认为是生产中功率密度最高的设计，耦合到 使用压缩空气瓶的储能系统 （SES） 自启动。

航空 F-22A 的冷却也偏离了惯例，使用液体 冷却系统将热量从核心航空电子套件中排出，尤其是 APG-77雷达和通用集成处理器（CIP）。聚α烯烃（PAO）冷却剂在两个航空电子设备中循环 回路，然后通过空气循环冷却器（引气驱动），然后 通过机翼罐中的热交换器，将废热倾倒到 机翼油箱燃料。燃料充当散热器，但本身是 由热管理系统 （TMS） 使用进气口进行冷却 在机身和舷内进气边缘之间，以从燃料中排出热量 系统热交换器。

燃油系统包括F-2，F-1A和F-1B前机身油箱， 成对的A-2L/R机翼内部油箱，成对的A-3L/R中心。机身油箱，一对A-1L / R舷外机身后油箱，以及 可选的副油箱，总计 36，515 磅 JP-8 燃料。一次加油 使用翻盖式门下的插座。

270 伏直流电气系统由两个 65 千瓦供电 发电机和冗余的 4，000 psi 液压系统使用。一个包括可伸缩的避雷器钩，用于短时间现场回收。

前机身模块主要由复合材料和铝制成，并在结构上围绕弯曲的复合侧梁和 上龙。翻盖式顶篷使用单片雪拉辛 0.75“ 厚聚碳酸酯顶篷，采用 Zone 1 光学设计 通过全视野的质量。改进的ACES-II弹射 使用座椅。驾驶舱采用六彩AMLCD多功能 显示器，主多功能显示器 （PMFD） 为 8x8“， 三个辅助多功能显示器 （SMFD） 为 6.25x6.25“， 和两个尺寸为 3“x4” 的前期显示器 （UFD）。一个GEC 使用平视显示器。飞行员配备了集成的 呼吸调节器/防重力阀 （BRAG）控制面罩的空气和G 套装，后者在高位时充当分压套装高度，并包括集成的风冷服。全NBC 提供功能。

覆盖APG-77相控阵的低可观测复合天线罩是 前向最敏感和最昂贵的组件之一 机身。APG-77本身具有cca 1500 X波段活性固态 TR模块是有史以来最强大，最复杂的雷达 安装在战斗机上，提供常规武器模式， LPI 模式和 ISAR 功能，用于对目标形状进行成像 飞机，以促进战斗中的早期识别。前锋 机身包括通过雷达增长的结构规定 成对的侧视相控阵。F-22A的处理 APG-77 在最多三个通用集成的包装中执行 处理器组件 - 围绕英特尔 i960 芯片和 VHSIC 构建 阵 列。全产飞机将使用COTS技术处理器， 反映了政治授权造成的过时生产延迟。

中机身由三个模块组成，是 机身。它包含两个主要的机身武器舱，侧面 武器舱，大部分燃料储存，APU，20毫米M61A2火炮， 主齿轮舱和进气通道。锯齿状上机身 门用于从进气子系统排出多余的空气，并且 APU 排气和进气口安装在左翼根部 - 喷枪 占据右翼根部的那个体积。

后机身安装发动机、TVC 喷嘴和尾部表面。它 结构钛合金的比例最高，为67 美分，其重量的25%在轻量级高 强度配对的电子束焊接尾梁。垂直尾巴 使用复合方向舵、表皮和边缘以及 HIP 钛铸件 执行器。稳定器主要是蜂窝状的，但使用 复合边缘，以及独特的轻质复合致动器轴。

F-22A 的机翼同样具有创新性，并且符合空气动力学 针对超音速巡航和高 G 机动进行了优化，但具有 出色的跨音速性能。机翼使用的结构重量 42%钛，35%复合材料和23% 铝和其他材料。使用正弦波翼梁，每个 75 个 %的晶石复合材料，和25%的钛合金改善 弹道损伤容限。

F-22A中的航空电子系统占了非常大的比例 开发和生产成本，在很大程度上是由于第一个 在雷达中大规模使用有源相控阵技术，以及 PAO液冷航空电子硬件 - 背后的大部分原理 联合攻击战斗机将寻找发展投资和 量产，降低雷达模块、航空电子模块的成本 组件和发动机组件最终与成熟通用 生产F-22A。

航空电子套件是迄今为止集成度最高的套件，几乎 在 CIP 中执行的所有处理。APG-77雷达，ALR-94 电子支援措施系统和AAR-56导弹进近 警告系统与传统的“联合”架构背道而驰 航空。光纤链路用于显著增加数据 雷达高频分量与 CIP。基准F-22A将包括先进的远程射程 长波红外搜索和跟踪传感器，但这已被删除 作为节省成本措施的过渡期。导航参考是 由冗余的利顿 LN-100F 环形激光陀螺仪和 GPS 提供 接收器。用于消耗性对策的 ALE-52 分配器 位于门下，主轮井前方。

F-22A是一个拥有数百万行代码的“以软件为中心”的系统 引入了一个系统的概念，其中几乎所有功能和 处理是为了通过软件增长快速发展而构建的。飞行员 的 F-22A 具有驾驶舱自动化水平，没有 先例：传感器模式（如雷达）由 软件，对飞行员隐藏复杂性。目的是解放 从令人麻木的信息饱和问题中看到的飞行员 最现代的战斗机。LPI 雷达的组合 和无源 ESM 提供自主的远程检测足迹 比任何当代战斗机都大。新的 LPI 包括飞行间/飞行中数据链路（IFDL），以允许飞行 F-22A在战斗中透明地交换数据，包括燃料 状态、剩余武器和正在交战的目标。

毫无疑问，F-22A确实是那个时代的巅峰之作。