美國F-22“猛禽”隱身戰鬥機

F-22"猛禽"(英語:F-22 Raptor)戰鬥機是由美國洛克希德·馬丁和波音聯合研製的單座雙發高隱身性第五代戰鬥機。F-22

是世界上第一種進入服役的第五代戰鬥機。

美國F-22“猛禽”隱身戰鬥機

F-22於本世紀初期陸續進入美國空軍服役,以取代上一代的主力機種F-15鷹式戰鬥機。洛克希德·馬丁為主承包商,負責設計大部分機身、武器系統和F-22的最終組裝。計劃合作伙伴波音則提供機翼、後機身、航空電子綜合系統和培訓系統。洛克希德·馬丁公司宣稱,猛禽的隱身性能、靈敏性、精確度和態勢感知能力結合,組合其空對空和空對地作戰能力,使得它成為當今世界綜合性能最佳的戰鬥機。

美國F-22“猛禽”隱身戰鬥機

但由於F-22的製造成本過高、俄羅斯和中國的第五代戰鬥機的計劃延遲導致的缺乏清晰空對空作戰任務、猛禽的出口禁令和其它使用計劃(包括F-35和無人機)都使得F-22的生產計劃提前終止。2009年4月,美國國防部建議停止新訂單,經國會批准最終採購187架戰鬥機。 《2010財年國防授權法》致使缺乏生產更多F-22的資金。2011年12月13日最後一架F-22的上線儀式在多賓斯空軍預備役基地舉行。

結構

材料

F-22機身蒙皮全都是高強度、耐高溫的BMI複合材料。新研究開發的高強度鈷-62222合金,初問世就用在F-22上。主起落架使用鋼材。武器艙門與起落架艙門使用熱塑複合材料。F/A-22是美國戰鬥機中使用鈦合金與複合材料最多的機型。其中鈦-64合金約36%、熱定型複合材料約24%、鋁合金約16%、鋼約6%、鈦-52222合金約3%、熱塑複合材料約1%、其它約15%。

美國F-22“猛禽”隱身戰鬥機

佈局

F-22採用雙垂尾雙發單座佈局。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(邊條翼)下方,與噴嘴一樣,都作了抑制紅外輻射的隱身設計,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載在4個內部彈艙之中。

氣動力系統

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佈置,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0.1平方米左右)。

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°角偏轉推力矢量而設計的可動上調節板和下調節板。

電子系統

航空電子

F/A-22配備綜合航空電子系統。綜合航空電子系統是第四代戰鬥機的主要特點之一,它通過數據總線進行信息傳送,採用模塊化結構實現結構的簡化和資源共享,通過傳感器數據融合獲取更豐富、準確、質量更高的目標信息,所有作戰信息通過平面顯示器和多功能顯示器顯示,為飛行員提供關鍵的飛行及作戰信息,明顯降低飛行員的工作負擔,通過機內自檢和系統重構,使系統具有容錯能力,提高了系統的可靠性和可維修性。高性能的綜合航空電子系統使F/A-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。航空電子共分以下幾部分:通用合成處理器、ADA軟件、高級數據合成座艙顯示器;合成電子戰系統、合成通信、導航和識別系統、光纖數據傳輸系統;AN/APG-77主動相控陣多功能火力控制雷達。

通用合成處理器

通用合成處理器由休斯公司製造,負責將雷達、電子戰和識別傳感器數據、通信、導航、武器和系統狀況等數據合成到一起,並通過多功能顯示器向飛行員顯示。每架F/A-22有兩臺通用合成處理器,每臺處理器中有66個模塊化插槽。F-22的所有信號和數據處理需求可僅由7類處理器完成,這些處理器都是通過一個容錯網絡連接在一起。第1通用合成處理器中66個插槽中有19個、第2通用合成處理器中有22個未被使用,以供未來升級使用。F/A-22通用合成處理器的主任務電腦每秒能發出105億條指令、其內存為300兆。

Ada軟件

Ada軟件有4種版本:版本0是首次試飛階段使用的版本。只有基本功能,有27.2萬行源語言代碼;版本1是工程發展型4號機試飛時使用的版本,有86.6萬行源語言代碼;版本2將是1999年底擴充雷達功能後的版本,有102.4萬行源語言代碼;版本3是首批批產型使用的版本,有155.6萬行源語言代碼。

這些軟件負責通訊、導航、識別處理功能,雷達處理功能,電子戰處理功能,任務處理功能,慣性基準處理功能,外掛物管理處理功能,控制和顯示處理功能,核心處理功能,飛行器管理功能,通用分系統功能。

座艙顯示器

平視顯示器,顯示戰術信息和飛行儀表信息。戰術信息顯示武器和目標狀態、射擊標記、武器包線和探測器標記。總視場為20°×30°,由英國GEC-馬可尼航空電子公司研製。

綜合控制板,裝在平視顯示器的駕駛員顯示裝置的組合玻璃下方,其上的鍵盤和行顯示器用於輸入數據和系統控制。上前方顯示器,是通訊、導航、識別系統的顯示器。顯示系統狀態、綜合提示、注意、告警信息。上前方顯示器,是備用飛行儀表,顯示關鍵的飛行信息:姿態、空速、高度、航向和燃油。兩個上前方顯示器的功用可以互換。

輔助多功能顯示器,是防禦電子系統顯示器。顯示空中和地面威脅的平面視圖及其探測器的作用距離,使駕駛員能對威脅作出反應和迴避。輔助多功能顯示器,是攻擊顯示器。顯示空中威脅的平面視圖並標出其相應的高度、射擊清單、目標航跡、導彈發射包線、武器控制標記和導彈射出標記。輔助多功能顯示器,是外掛物管理系統顯示器。顯示有關發動機、武器和投放外掛物的信息。主多功能顯示器,是戰術信息顯示器。顯示戰術態勢的平面圖,包括竄航跡、地面上的陣地和F-22探測器的搜索範圍。目標符號的形狀和顏色表示威脅的屬性、目標航跡特性和射擊的優先次序。

電子戰系統

電子戰系統是探測、電子和處理設備的集合,它能探測和確定來自其它飛機的信號,並且控制F/A-22的箔片和曳光彈等干擾設備。電子戰系統還包括雷達預警接收機和洛克希德·馬丁公司生產的“檀木”導彈發射探測器,為飛機提供全方位保護。

通信、導航和識別系統:F/A-22通信、導航和識別系統負責履行通信、導航和識別功能,它使用通用合成處理器進行信號和數據處理。

飛行中數據鏈

飛行中數據鏈可使所有F/A-22在飛行中自動共享目標和系統數據,而不需無線電呼叫。在飛行中數據鏈的幫助下,飛行員能更自主飛行。長機可以通過數據鏈告訴僚機其油料、武器狀態,以及敵機狀況。只要一按按鈕,就能自動地按優先順序排列打擊目標,並且建立打擊清單。長機和僚機的導彈飛行狀態都能在座艙顯示器上監控。根據這些能力,基於視覺識別和編隊機動等傳統的戰術可能會完全得到改變。數據鏈同樣允許另外的F/A-22加入網絡進多機協調攻擊。

雷達系統

AN/AGP-67主動電子掃描陣列雷達:由諾斯羅普•格魯曼與雷聲公司合作研製。天線與機身完全合成到一起,提高了頻率的捷變、降低雷達的橫截面積、增加了帶寬,從而更好支持F/A-22的空中主宰任務。雷達對F/A-22的合成航空電子和傳感器的能力至關重要,它在敵雷達發現飛機前就能向飛行員提供多個敵目標的詳細信息。

APG-77雷達系統:最大特點是合成了捷變光束控制,它允許一部雷達同時履行搜索、跟蹤和目標瞄準任務。捷變光束控制同樣使雷達搜索其它空域,而同進可能繼續跟蹤優先打擊的目標。另外,雷達的低截獲率能力使F/A-22在瞄準裝備有雷達警報接收機和電子干擾設備的敵機時,而敵機還不知道其已被瞄準。

APG-77雷達的主要特性:工作頻率:8至12GHz;掃描範圍:電子掃描,±方位90°;真實波束地形測繪:148公里;多普勒波束銳化:18.5公里、37公里或74公里;活動目標指示:74公里;邊測距邊搜索:296公里(迎頭);邊速度搜索邊測距296公里(迎頭)。平均故障間隔時間450小時(預測值)。

武器系統

F/A-22除執行空中優勢任務外,也能使用聯合直接攻擊彈藥等精確制導武器進行精確對地攻擊。由於隱身和超音速巡航的需要,F/A-22的基本武器裝備安置在機內。不過它也有用於掛副油箱和導彈的4個翼下掛點,用於在非隱身狀態掛載副油箱和武器。

機炮

F/A-22戰鬥機原計劃裝備1門新研製的先進技術機炮,但在該型機炮實用前,目前裝備的是1門改進的M61A2機炮。機炮安裝在飛機右進氣口上方的炮艙內。射擊時,炮艙的前部艙門必須向後打開,以便射擊和排除廢氣。炮艙內除安裝M61A2機炮外,還安裝有洛克希德•馬丁公司研製的無殼彈藥線性供彈系統,並備有480發炮彈。

空對空導彈和空對地武器

F/A-22戰鬥機的空空武器有AIM-9"響尾蛇"短程和AIM-120"阿姆拉姆"中程導彈。每加裝1枚AIM-120導彈,武器系統將增重205公斤,其中導彈重160公斤,發射裝置重45公斤。由於武器掛在機身武器艙內,飛行阻力和雷達反射面積並不增大。空對地武器主要是454公斤的GBU-32聯合直接攻擊彈藥。也可以掛載由MK84或BLU-109/B的改裝的聯合直接攻擊彈藥。為改善F/A-22的主武器艙中攜帶未來彈藥的能力,美國空軍進行了武器的優化研究。所考慮的方案包括:兩枚精度在3米以內的改進型聯合直接攻擊彈藥;兩枚由洛克希德•馬丁公司研製的風力修正彈藥布撒器;8枚115公斤的小口徑精確彈藥;或者24枚激光/雷達複合制導自主式子彈藥。

武器艙和武器懸掛裝置

F/A-22戰鬥機前部機身下有1個主武器艙,在機身兩側各有1個副武器艙,因此,除了炮艙外,F/A-22機身內部共有3個武器艙,保證所有的武器都能安裝在飛機內部。

武器掛架和導彈發射器。F/A-22安裝了由EDO公司研製的LAU-142/A"阿姆拉姆"導彈垂直彈射發射器,主武器艙內共安裝了6具這樣的發射架。這種轉向彈射器可以減小武器艙體積,從而節省重量,並能在所有飛行條件下發射導彈。彈射器使用氣動液壓裝置在1秒內發射導彈。另外,洛克希德•馬丁公司戰術飛機系統部在F-16飛機的翼尖發射軌的基礎上,為F/A-22飛機研製了LAU-141A掛架式發射器發射AIM-9導彈。這種發射器能迅速地伸縮,但不能彈射導彈,而是從側武器艙的前端射出“響尾蛇”導彈。從而增大了導彈紅外導引頭的視場。這種發射器也適應F/A-22的較新的AIM-9X導彈要求。

外部掛架

F/A-22有4個翼下掛點,每個掛點能掛載2270公斤重量。翼下掛點在不掛武器時能掛載4個2270升副油箱,也可在掛2個副油箱時攜帶4枚導彈。


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