发信人: lit_coco()
整理人: (1999-09-01 23:46:44), 站内信件
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1991年4月23日美国空军宣布：以洛克希德公司为主的研制集团研制的YF一22验证
机人选美
国空军先进战术战斗机(ATF)的正式方案，将
进人全尺寸原型机发展；而以诺斯罗普公司为主的研制集团研制的YF—23验证机
失败。
至此，长达54个月的ATF选型竞争终见分晓。F—22将作为21世纪的先进战术战斗
机，于2009
年前后进入美国空军服役，以逐渐取代F—15
战斗机。美国空军负责ATF选型的官员称，YF一22和YF一23均能满足空军提出的A
TF任务要
求，并且两者各有千秋，难分高下。那么，YF一22
到底是因何获胜的呢?
原因之一：超视距作战和近距空战能力兼顾超视距作战和近距空战能力兼顾是YF
一22明显区
别于YF一23的一大特点。洛克希德集团和诺斯
罗普集团研制的两种验证机，在设计上体现了两种截然不同的空战战术思想。
YF—22的设计基于这样一种战术思想，即未来空战中超视距作战和近距空中格斗
都不可避
免，21世纪的制空战斗机应同时具有这种能力。
因此，YF一22的外形更接近于现役优秀战斗机，其设计也通盘考虑了超音速巡航
、隐身性，
以及飞机的机动性和敏捷性等。
与此相反，诺斯罗普集团认为，未来的空战是以超视距作战为主，由于先进中远
程空对空导
弹的目标命中概率很高，近距格斗将很难发
生。因而，该集团研制的YF一23验证机采用了非常规外形，主要突出的是隐身性
和超音速巡
航能力。
这两种战术思想在美国空军中都存在，但目前空军内部持前一种思想的占主导地
位，这对
YF—22的入选是有利的。
洛克希德公司的ATF项目经理普鲁登说：“当然谁都希望自己战斗机的超视距作战
能力越强
越好，但在任何空战中，与敌机的短兵相接几
乎是不可避免的。到那时可不管你的飞机的RCS值是多少了(RCS即指雷达反射截面
积，此值
越小其雷达隐身能力越好)。我们要求所研制的战斗
机既具有前所未有的敏捷性，又具有优秀的隐身能力，但我们决不允许隐身性或
超音速巡航
能力影响敏捷性。”
洛克希德和诺斯罗普两个研制集团设计主导思想的这种差别，还反映在YF一22和
YF一23的对
比试飞中。美国空军允许两个研制集团自
行选定试飞课目，只要能证实其飞机能够满足军方提出的任务要求。在前后三个
月的试飞
中，YF—22共飞了74个起落，除了进行不开加力的超
音速巡航飞行外，还进行了先进中距空对空导弹(AMRAAM)和“响尾蛇”近距空对
空导弹的发
射表演，以及大迎角机动飞行。
YF一22在试飞中最大迎角达到了60度，并在50度迎角时做了全压杆滚转动作，显
示出了良好
的敏捷性。YF—23共飞行了50个起落，
主要显示的是它的超音速巡航能力。YF—23在风洞试验时表明可以进行60度的大
迎角飞行，
但在试飞中所达到的最大迎角却只有25度。对比
试飞结果表明，两种验证机的操纵品质、超音速巡航能力，以及雷达反射截面积
(RCS)等均
满足或超过军方提出的指标。YF一23的超音速巡航
性能及隐身性能略优于YF—22，而在敏捷性方面YF—22明显优于YF一23飞机。因
此，可以说
兼顾远、近作战能力是YF一22取胜的一个重要因素。
原因之二：技术发展成熟、风险小、投资较少技术发展成熟、风险小和耗资较少
是YF—22的
又一个特点。负责ATF项目的美国空军官员认为，
YF—22无论从技术可行性方面，还是从项目的计划、管理、实施等方面均优于YF
—23。在三
个月的对比试—适中，YF一22的飞行小时和飞行
架次都比YF—23多1／3，而且在进行先进中距导弹和“响尾蛇”导弹发射、大迎
角机动飞行
等高难度课目飞行中没有出现任何问题。相反，
YF—23在飞行中多次出现故障，让人感到不太放心。
从今后的发展来看，将来的生产型F—22战斗机与现在的YF—22验证机相比，机体
的改动可
能很小。尤其是F—22的机载电子设备，在装
机前就已经在波音757飞机的空中机载电子设备实验室内进行了试飞验证，这就大
大降低了
F—22战斗机的研制风险。
低风险和低成本的原则，不仅体现在ATF的飞机选型上，也同样体现在发动机的选
型上。单
从性能上看，通用电气公司的F120发动机
(为YF—23而研制)的推力和油耗要优于普惠公司的FI19发动机(为YF一22而研制)
。F120发动
机采用了变循环设计。这项技术能使发动机在超音
速条件下以涡轮喷气的方式工作，而在亚音速条件下以涡轮风扇的方式工作。从
理论上讲，
这将降低发动机的耗油率。但是，采用变循环技术
也会使发动机的结构变得更加复杂，重量也会增加，并降低了发动的可靠性与可
维护性。而
普惠公司的F119发动机就没有采用变循环设计，但
同样能满足空军的任务要求，而且比F120发动机的结构更简单、可靠性与可维护
性更好，还
成本低。
因此，F119与YF一22一起在竞争中获胜。Fl19发动机未采用变循环技术，不等于
公司没有这
个能力，实际上普惠公司早在60年代韧就已掌握了这一技
术，并在SR—71上用上了这种发动机。
在Fl19、F12O发动机分别与YF一22、YF一23飞机的四种组合中，Fl19与YF一22组
合是最便宜
的一种。当然这种成本上的差异，表面上看起来不是很大，只有几个百分点，但
对于象ATF
这种耗资达
几百亿美元的项目，几个百分点也是相当可观的。
原因之三：飞行性能好，具有隐身能力，机载设备先进这一原因并不只是针对YF
一23而盲
的。作为美国21世纪的先进战术战斗机，F—22的各方面性能都将优于世界上所有
第三代现
役战斗机和欧
洲正在研制中的几种战斗机，可以称得上是真正的第四代战斗机。F—22的优势突
出表现在
以下几个方面。
飞行能好，F—22将不仅是世界上第一种能够进行超音速巡航飞行的战斗机，而且
其全部飞
行包线远远超过第三代战斗机。如和F—15C的飞行包线作比较，那么F一22在发动
机不开加
力时的飞行包
线就已经超过了F—15C开加力时的飞行包线。
F—22的机动性和敏捷性也远远优于第三代战斗机，前面已经提到YF—22的飞行迎
角已经达
到60度，据洛克希德公司声称，生产型F一22的最大飞行迎角可达到75度。
具有隐身能力 据介绍，F—22具有全频谱(雷达、红外和可见光)隐身能力。除了
在外形设计
上下功夫外，F—22还采用一些其它提高隐身性的措施，如安装保形传感器、采用
内部武器
挂带方式、采
用由吸波材料制造的蒙皮，以及释放各种干扰物等。据信，F—22的雷达反射截面
积还到F—
15的三分之一。
机载电于设备先进 F—22与现役第三代战斗机的最大不同是安装了一套高度综合
化的机载电
子系统。它由各种功能的模块组成，这些模块将取代传统的各种独立机载电子系
统。该综合
电子系统构
成了F—22的中枢神经，它能够协调飞行和推进控制、火控、座舱显示，以及各种
干扰物的
释放。这套综合电子系统采用了大量新技术，包括下一代超高速集成电路芯片、
先进多功能
有源相控阵雷
达、共用天线、激光测距、红外搜索与跟踪、“敏感表面”传感器、先进的座舱
显示设备、
话音识别系统、光导纤维和人工智能系统。但是，最为关键的技术还是综合化技
术的本身。
F—22的攻击和
防御系统包括综合电子战系统和综合通信导航识别电子系统。
应用这种综合电子系统将大大提高飞机的超视距目标探测、识别和交战能力，以
及战情分析
和自卫能力，大大提高系统的可靠性，降低飞行员的工作负担。
当然，由于大量采用新技术、新材料和新工艺，使F—22的研制费和价格将远远高
于以往的
任何现役战斗机(包括F—l17)。现在据美国官方估计，
F—22的研制费将达到180亿美元，飞机的出厂价格涨到7000万美元，而采购价格
有可能突破
1亿美元．由于价格上涨，使美国空军不得不减少飞机的订购
数量，美空军原打算订购750架，现在减少到648架。尽管减少了订货，F一22的研
制费和采
购费仍将高达980亿美元，这比美国的“阿波罗”登月工程和
美国航天飞机的耗资还要高。
根据合同，洛克希德研制集团将先制造13架F—22原型机，其中两架用于静力和疲
劳试验，
11架用于试飞。按计划，第一架原型机将于1995年上天，
第一架生产型将于2001年交付美国空军使用。而实际上生产型的F-22于97年上天
，并正式赋
于F-22的编号及"RAPTOR"--"猛禽"的绰号，预计F—22战斗
机的生产将持续到2020年左右。
F-22 用F-119-PW-100 发动机的性能推断
F-119-PW-100 的性能是美国空军高度保守的秘密。在Jane's 及 Pratt Whitney
公司的公开
网址上除了最大加力推力35000磅的参数外，其它一律不得而知。
不过对于美国这样的国家来说，高度保密的东西一般说来是因为它没有什么优势
可言。大家
记得在七八十年代F-100的性能是公开大吹特吹的。F-16 上的 AN/APG-66，
F-15上的AN/APG-63，F-14上的AN/AWG-9，F-18上的AN/APG-65的探测，跟踪距离
是见诸各杂
志的。那时美国以为它保险地拥有对苏联20年 的技术差距，所以发动机，雷达上
的性能介
绍都毫无保留。
但是八十年代末前苏公开化后公开的发动机如D-30，D-90，AL-31，雷达如N001，
Zhuk系列
使美国意识到美俄技术差距根本没那么大。很多地方如AL-31
的涡轮进口温度，耗油率指标，N001探测距离等比美国同类产品要高，就逐渐地
也学会了保
密。各位谁见过公开的AN/APG-68，-70，-71，-73，-77的性能 数据？
首先涵道比。根据文献(1)，F-119-PW-100的涵道比是0.2。与Jane's 报导的0.4
8大不相
同。我们认为0.2比较可信。这和超音速巡航对发动机的要求一致。
超音速巡航一般要求小涵道比发动机或者干脆涡喷发动机。小涵道比发动机非加
力油耗较
高，但加力油耗较低，这一点可以清楚的从PW-1120与PW-1129的比较中看出。
这也与F-22所要求的非加力超音速巡航一致，因为如果涵道比大，在相同的总推
力下非加力
推力就得减小。而这与非加力超音速巡航相抵触。所以其涵道比应该小于 F-100
-PW-129A
的0.36。
而0.2我想是个非常适合的数字。这个数字也与公布的F-119 的剖视图接近。 2。
非加力推
力.我估计在115到125千牛之间。道理比较简单。涵道比为0.36的F-100-PW-129A
来说其
最大干推力尚能达到98千牛，涵道比为0.2的F-119的最大干推力就应该为110千牛
，因为两
者的最大加力推力一样，同为156千牛。这是因为核心机的单位流量推力大
大于外涵道的。另外文献(1)提到F-119的核心机流量是F-100-PW-100的两倍左右
。这样的话
最大干推力就应为120千牛左右。还有，F-22不开加力，而仅仅使用最大
干推力就能飞M1.6，这一点也说明其推力应至少到115千牛量级。 3。油耗。作为
小涵道比
发动机，最大非加力油耗应该比同等技术的涵道比0.7到1左右的涡扇
机高，而加力油耗较低。对比与F-119技术最接近的F-100-PW-129，参考PW-1120
的加力油
耗，并考虑到F-119涡轮进口温度会适当提高，我们估计非加力油耗 0.75-0.8 K
g/小时Kg
力，而加力油耗1.8
Kg/小时Kg力。这个数字0.75-0.8 Kg/小时Kg 比AL-31的0.67高出15%，部分解释
了为何F-22
机内载油多SU-27 20%， 作战半径却少 100公里。
4。涡轮前温。 由于F-119较F-100-PW-220等新近采用了单晶叶片和气膜冷却，估
计应为
1700-1750K。 5。最大流量。以核心机流量两倍于F-100-PW-100的核心机为基准
，参考两者
涵道比，最大流量为
145Kg/秒，这与156千牛的最大加力推力匹配很好，同时加深了我们对前面几组数
据 推测的
信心。 6。重量。这是一个答案出乎人意料的问题。表面上看，F-119采用了级数
很少的压
气机，涡轮，
采用了合金C钛压气机静子，喷管，并且风扇，压气机采用了整体式的叶片-盘结
构， 减轻
了重量，所以重量应该不大。
但是该机有一个我认为败笔的喷管设计，既不能 两维运动，也大大增加重量，还
导致推力
损失。F-100-PW-129A的重量是1860公斤，
F-119核心机在其基础上因为减少的压气机涡轮级数会减重40%，但加大的约25%的
流量会加
重25%，整体盘-叶设计减重5%，合计核心机减重约20%，也就是说若非因为
喷管，整机应该减重约13%，使F-119推重比从F-100-PW-129A 的8.56提高到9.8或
10，正好
是欧洲采用同等技术的EJ-200的推重比。但是这个累赘的“二元”喷管设计将
增加重量估计140-200Kg，使F-119的重量恢复到约1800-1860Kg，推重比降为8.6
-8.7。
F-22战斗机的机载武器
武器由外挂变为内装
是美国针对其在21世纪的作战环境而研制的第四代战斗机，在技术性能上有台阶
性的提高。
其突出的性能特点是隐身、超音速巡航、高机动性和敏
捷性、短距起落和良好的可维护性。在技术上的主要特征是，采用隐身和超音速
巡航气动外
形、复合材料，装备10一级推重比的涡扇发动机，采用相控
阵火控雷达和综合航空电子系统。其机载武器为机内装载的第四代红外成像制导
近距空空导
弹，发射后不管中、远距空空导弹，火力圈外发射的隐身巡航
导弹，以及各种带末端制导的航空炸弹。
F—22的武器变为机内装载，是战斗机设计上的飞跃。这不仅是为了满足第四代战
斗机的隐
身性能要求，也是实现第四代战斗机超音速气动外形设
计，满足飞机超音速巡航性能和高机动性、敏捷性要求的必然选择。 F—22的机
内武器舱
有：位于机腹中部的主武器舱，长3．96米，宽1．22米，采用
具有液压驱动系统的复合材料对开式舱门。两边发动机进气口外侧与主起落架舱
前壁之间的
侧面武器舱，每个长3．35米，宽0．51米，回转式舱门也由
液压驱动。内装武器使武器悬挂和发射都变得更复杂，为此F—22采用了专门研制
的新型导
弹弹射器。所谓弹射器，就是装在飞机悬挂装置中，用以强力
投放悬挂武器的机构。它与释放机构协同动作，能使悬挂武器以一定速度安全可
靠地离开载
机。F—22用埃多(EDO)公司研制的垂直弹射发射器，取代了
曾在YF—22上验证过的梯形发射器。采用垂直弹射发射器可缩短武器舱的长度，
减轻发射装
置的重量。在各种飞行条件下，它都能弹射发射出武器。武
器舱内也没有多余的空间，投放时，可限制导弹不发生扭转和摆动。这种弹射器
必须有足够
大的下推力量，因为在超音速飞行时，被弹射的导弹必须克服
机体附面层超音速气流所形成的强劲阻力，才能弹射出去。该弹射器的冲程为23
O毫米，利
用气压—液压作动装置，可在1秒钟内连同释放机构一起将导
弹弹出舱外。弹出后，液压释放机构释放出导弹，随即收回舱内。F—22采用洛克
希德?马丁
公司研制的LAU—14J／A“梯形”发射器发射AIM—9导弹。
该发射器是在F—16的翼尖发射导轨的基础上研制出来的。它装有火舌偏转器，可
用来缓解
导弹发射喷流的影响。发射时，—旦舱门打开，发射器便把导
弹头部推出舱外19厘米，并不发射出去，只露出导引头，以扩大导引头视野。之
后，导弹才
从滑轨上滑出，完成发射.据报道，这种发射器还将作一些小
改进，以便用来发射弹体稍长的新型AlM—9X导弹。
基本的空对空武器
F—22基本的空对空作战武器，包括AIM—120先进中距空对空导弹和AIM—9“响尾
蛇”红外
空对空导弹。另外，在右侧发动机进气口后上方装一门
20毫米口径的M61A2多管长特林机炮，它是F—15所用的标准M61机炮的轻量改进型
。备弹480
发.AIM—120是新一代的中距空对空导弹，其最大优点是采
用了惯性中途导引加立功雷达末段制导，因此具有发射后不管能力。F—22可充分
发挥中距
攻击优势，在发射AIM—12O后可迅速脱离，并可同时攻击多个
目标。 AIM—9“响后蛇”导弹的最新改型AIM—9M、 ALM—9X，则具有更好的抗
干扰能力和
离轴发射能力，是威力强大，且可靠性商的近距攻击武器。
F—22的基本空对空武器装载方案是，主武器舱共携带4枚AIM—120A，同时，两个
侧面武器
舱各携带l枚AIM—9M，或者全机共携带2故AIM—120A和4枚
AIM—9M。另一种基本的空对空装载方案是，主武器舱共携带尺寸缩小的6枚AIM-
120C，同时
每个侧面武器舱各携带1枚AIM—9M导弹。与AIM-120A相
比，可紧凑装载的AIM—120C，其弹翼的展弦也比较小。虽然F—22侧重于隐身作
战的需要，
将武器装在机内，但是，其机翼下还设置了4个设计载荷为
2270公斤的外接点，用于在必要时携带外接物，以使飞机具有执行隐身作战任务
或其它附加
任务的能力。设计的外挂方案有三种：每个外接点挂载一个
类似于F—15所用的600加仑副油箱供转场飞行；每个外挂点挂一个600加仑副油箱
和两枚导
弹，由于靠近副油箱，飞机只能在投下副油箱后才能发射导
弹；两个内侧接点各挂一个600加仑副油箱，而每个外测接点各接2枚A6M—9或AI
M—120导
弹，采用这种外挂方案时，飞机可执行非隐身作战任务。
空对地武器
为了对地作战，F—22的主武器舱具有装载多种对地攻击武器的能力，其中主要有
下列先进
武器：改进的AGM—120C，可装4枚。CBU—32联合直接攻
击武器，为450公斤级，攻击精度在11米以内，改进后可小于2．7米；可装2枚，
同时另装2
枚先进中距空对空导弹。 JAST—1000联合先进攻击技术武
器，它包括攻击敌方防空设施的BLU—109穿透炸弹，弹长2．87米，战斗部重108
公斤；可装
2枚，另装2枚先进中距空对空导弹。小型化技术弹，这是一
种高效能的小型灵敏炸弹，穿透能力强，能攻击静坚固目标和地下目标，攻击精
度为4．5
米，射程31公里；可装8枚，另装2枚先进中距空对空导弹。
WCMD风修正子母弹，它是采用风修正武器投放器从高空投放的高精度反装甲子母
弹，其改型
还能产生大量碳纤维云雾，可对敌实施电子干扰；可装2枚，
另装2枚先进中距空对空导弹。“哈姆”高速反辐射导弹，主要攻击敌电磁辐射目
标；可装2
枚，另装3枚先进中距空对空导弹。GBU—22“宝石路”3炸
弹，该弹由激光制导系统制导，重227公斤，作战时，可在距目标几公里范围内投
放，这样
炸弹在空中飞行时间较短，攻击精度高，毁伤力大。低成本自
主攻击系统子母弹，其特点是成本低，可多装多载，作战时可一窝蜂地投下去，
杀伤敌方集
群车辆更具威力；可装两个投放器，每个可投放24枚，另装2
枚先进中距空对空导弹。高超音速导弹，正在试验中，其最初型号将在2005年装
备F—22飞
机；它由极坚固的材料制成，速度高达M6，能产生极强大的撞
击力和穿透力，可穿透现役武器不能穿透的地下掩体，并具有火力圈外攻击能力
，适合攻击
现代化的防空武器和设施；由于它速度高，敌方反应时间有
限，故拦截也很困难。由于F—22采用了低可探测性设计，在作战中不易被敌方发
现，而且
携带的武器大都是精确制导武器，因此在执行空对地任务中，
将主要采取在12000米至15000米的中高空投弹的方案，而不是在敌火力圈外发射
武器。
空中突击多面手
作为新一代的空中优势战斗机，F—22的主要任务当然是在空对空作战中消灭敌机
。空战模
拟研究表明，即使与先进的第三代战斗机F—15C对阵，在
超视距空战中，由于隐身性能优越，雷达探测距离远，加上使用先进中距空对空
导弹AIM—
120，所以F—22可以做到先敌发现，先敌攻击，始终掌提作战
的主动权。当F—22使用发射后不管中距导弹时，在导弹进人主动导引阶段后，飞
机便可作
大过载机动摆脱对方的攻击。而使用AIM—7F半主动雷达制导
中距导弹的F—15C，在导弹发射后则需要一直照射目标而不能脱离，因此，F—2
2占绝对优
势。即使F—22和F—15均使用AIM—120发射后不管中距导弹
进行超视距空战，由于F—22有优越的超音速机动能力，仍会占有较大的优势。至
于在近距
空战中，F—22的优势就更加明显，由于它具有优越的机动性
和敏捷性，所以能以比F—15C大得多的迎角作机动飞行，其空战效能平均要高10
0％。除执
行空战任务外，F—22还是能执行隐身轰炸、电子侦察和攻击
地面雷达等任务的性能优异的多用途战斗机。F—22不仅可用来打击敌机，还可用
来打掉诸
如法国的隐身巡航导弹之类的武器，因为它装备的APC—77多
功能有源相控阵雷达，可探测到象这类雷达反射截面极小的目标，并发射AIM—1
20或AIM—
9X将其摧毁。据报道，F—22将采取“突袭”战术来打击敌方
携带巡航导弹的攻击机，即在携带隐身巡航导弹的敌机还在形成编队时，就可将
它们摧毁。
与美国现役反地面雷达飞机F—4C“野融鼠”相比，F—22装
备的电子侦察设备能更精确、快速地测定敌方雷达的坐标，并投放杀伤力更强的
武器摧毁这
些防空设施，即使敌方地面雷达部队采用关机战术也无济于
事。另外， F—22还可以补充和代替美国现役电子侦察机RC—135V/WW执行电子侦
察任务，
因为它可凭借隐身能力突破敌方严密的防空网去搜集电子情
报。
F—22之所以能充当多用途战斗机，归根结底还是依赖于它有优异的隐身和超音速
巡航等性
能，以及先进的航空电子系统。据报道，其雷达反射截面
已减小到介于“一只大鸟和一只蜜蜂之间”，使飞行员可集中精力攻击目标，而
无须象第二
代战斗机飞行员那样，时时都得顾及到自身的安全问题。洛克
希德?马丁公司认为，F—22的生存力比现投常规战斗机提高了18倍。有效使用武
器的一个关
键，就是随着战场形势的变化能够及时得到瞄准目标的信
息。F—22装备了一种“联合战术信息分配系统”，不管作战对象如何改变，目标
信息怎样
变化，通过该系统，飞行员都可以随时接收这些变化的信息，
或者接收来自机外的，如从RC—135侦察机和E—3预警机传递来的目标信息。这样
，本机就
能保持无线电静默，从而有效提高战场生存力，顺利完成攻击
任务也更有保障.
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如果我放弃了,他们就赢了.
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