【F22战斗机专题】F-22 “猛禽”多用途战斗机-涉及41份技术报告超500页技术干货

文摘   2024-11-29 07:06   贵州  

洛克希德马丁公司 F-22A 猛禽多用途战斗机旨在在空中和地空作战中获得空中优势,并反防空系统。世界上第一架第五代战斗机。

新型隐形战术战斗机(ATF - 高级战术战斗机)开发合同的竞争由洛克希德公司和诺斯罗普公司领导。洛克希德公司的第一架配备专门设计的 YF-22 发动机的 YF-120 原型机于 1990 年 9 月 29 日首飞,另一架配备替代 YF-119 发动机的原型机于 1990 年 10 月 30 日起飞。在与竞争对手诺斯罗普/麦克唐纳-道格拉斯 YF-23 项目联合测试后,配备 YF-22 发动机的 YF-119 飞机被宣布为获胜者。

美国空军计划于 2002 年投入使用第一个 F-22A 飞机中队,飞机总数将增加到 648 架飞机。然而,该计划于 1992 年 4 月 25 日中断,当时第二架原型机在一次训练飞行中受损。到这个时候,这架飞机已经成功地获得了几个名字“Lightning 2”、“Super Star”、“Rapper”,最后是“Raptor”。

该飞机是根据整体空气动力学方案建造的,具有梯形高机翼和尾翼单元,包括间距宽且向外倾斜的龙骨,方向舵和水平表面直接位于机翼旁边。在设计 F-22 飞机时,较少关注确保隐身性,而更多地关注提高机动性和可控性。尽管如此,它使用了隐形技术的所有元素(低反射形式、雷达吸收材料、电子战和低发射航空电子设备),其 RCS 应小于 F-15 战斗机的 RCS。

F-22A“猛禽”飞机的机身广泛使用轻质、耐热和耐用的复合材料,包括 15% 的基于热塑性树脂的复合材料制成的部件,20% 的热固性树脂。钛合金占重量的 33%,铝合金 - 11%,钢 - 5%,其他材料 - 16%。

与原型机相比,F-22A“猛禽”的设计发生了变化。翼展增加到 13.59 m,没有增加机翼面积,前缘后掠角减少到 42°(而不是 48°)和翼根的厚度,双龙骨垂直尾翼的面积减少到 27.12 m2,单座驾驶舱向前移动以增加能见度,进气口向后移动了 0.45 m,而机身长度缩短了 63 厘米。

F-22A “猛禽”配备了两台推力为 15900 kgfm 的 F119-PW-100 发动机,每台发动机都带有扁平喷嘴,可在俯仰和 APU 中提供推力矢量控制。菱形侧面翼下进气口,带有不可调节的 S 形通道,用于保护发动机压缩机。发动机喷嘴是平面旋转的,带有固定的侧壁和可移动的上下面板,旨在调整喷嘴横截面积并将推力矢量偏转 ±20“ 的角度,从而改善起飞和着陆特性。

控制系统是带有光纤数据线 (100 MB/s) 的数字电传操纵,可提供高机动性和超音速巡航能力。

F-22A“猛禽”是第一款配备完全集成航空电子系统的战斗机,而今天的战斗机则配备了联合航空电子系统,其中大量单独的系统通过数字信息总线互连。

综合航空电子综合体包括一个中央综合数据处理系统、一个 ICNIA 通信、导航和识别系统以及一个战斗电子综合体,包括 iNews 电子战系统、有源相控阵雷达和 EOSS 光电传感器系统。通用信号和数据处理器以及天线用于各种航空电子子系统,来自各种机载系统的数据显示在驾驶舱指示器上。ICNIA 系统具有目前由各种板载发射器、接收器和处理器执行的许多功能,它将它们集成到一个更小但更强大、更可靠的通用模块复合体中。

空对空制导导弹放置在机身内部。四枚 AIM-9 响尾蛇导弹位于进气口侧面的隔间中,四枚 AMRAAM 导弹位于机身下部隔间。此外,该飞机还配备了 61 毫米口径的 M1A20 加农炮的改进版本。

与配备加力燃烧室的 F-22C 飞机相比,F-15A “猛禽” 战斗机的作战航程长了 25%。F-22A 更高的推重比是通过结合先进材料来提高强度和使用寿命、改进的冷却方法、流体空气动力学和数字电子发动机控制系统来实现的。

F-22A 猛禽的战术和技术特点

机组人员 F-22 猛禽

- 1 人

F-22 猛禽的尺寸

- 翼展:13.56 m
- 飞机长度:18.90 m
- 飞机高度:5.09 m
- 机翼面积:78.04 m²
- 东部面积:16.54 m²
- 一般面积:12.63 m²

F-22 猛禽的重量

- 空重:19700 公斤
- 正常起飞重量:29200 公斤(100% 燃料)
- 最大重量:38000 公斤
- 正常负载:1116 公斤(6+2 UR)
- 最大负载:10370 公斤
- 燃料:8200 公斤
- 带两个 PTB 的重量:11900 公斤

F-22 猛禽发动机

- 发动机类型:2x Pratt & Whitney F119-PW-100
涡轮风扇发动机- 静态提升推力:15876 kgf
- 正常起飞重量时的推重比:1.087
- 最大起飞重量时的推重比:0.83

Speed F-22 猛禽

- 最高速度:2410 公里/小时 - 最大 (M=2.25) (和平时期,最高速度限制为 M=2,即 2124 公里/小时)
- 不使用加力燃烧室的最高速度:1826 公里/小时 (M=1.72)-
巡航速度:850 公里/小时 (M=0.8)
- 地面最高速度:1490 公里/小时 (M=1.22)

F-22 猛禽飞行范围

- 使用两个 PTB 的航程:2960 公里
- 渡轮航程:3220 公里
- 作战半径:760 公里(其中 185.2 公里在非加力超音速巡航模式下)

F-22 猛禽服务天花板

- 20,000 米

最大 G 负载 F-22 猛禽

9.5 G(和平时期为 8G)

武器 F-22 猛禽

- 20 毫米 M61A2 火神炮,480 发
- 空对空导弹:6 枚 AIM-120C AMRAAM 和 2 枚 AIM-9M 响尾蛇。
- JDAM 制导炸弹。
- 兼容 GBU-39 和 SDB-53/B 型 SDB(小直径炸弹)型制导高精度炸弹

照片 F-22A 猛禽

武器包括一门内置六管 20 毫米 M61A2 加农炮,可发 480 发弹药,侧舱中的两枚 AIM-9M 响尾蛇空对空导弹和主舱中的六枚 AIM-120C AMRAAM 导弹,用于空中优势任务,或两枚 GBU-32 JDAM 制导炸弹,而不是 4 枚 AIM-120C 导弹用于对地攻击任务。在机翼下方,可以悬挂四个油箱。

新型战斗机如果投入使用,能够成功对抗所有武器系统,并在敌人使用最现代和最有前途的雷达设备和防空系统的条件下执行战斗任务。F-22 飞机应该取代 F-15 战斗机。该飞机自 1975 年以来一直在美国空军服役,计划于 2004 年投入使用。到 2013 年,计划总共购买 339 架飞机。

特性:

  • 翼展:13.56 m;

  • 飞机长度:18.90 m;

  • 飞机高度:5.09 m;

  • 机翼面积:78.04 平方米;

  • 瓦西里耶夫斯基岛面积:16.54 m²;

  • 城市面积:12.63 m²;

  • 船员:1 人;

  • 重量:空 - 19700 公斤。正常起飞 - 29200 公斤(100% 燃料)。最大 - 38000 公斤;

  • 负载:正常 - 1116 公斤 (6 + 2 UR)。最大 - 10370 公斤;

  • 燃料:8200 公斤;

  • 带两个 PTB:11900 公斤;

  • 机翼载荷:最大起飞重量 - 487 kg/m²,正常起飞重量 - 374 kg/m²;

  • 机身结构中材料的百分比组成:铝合金 - 16%,钛合金 - 39%,复合材料 - 24%;

  • EPR:根据各种来源,从 0.0001 到 0.3-0.4 m²;

  • 发动机类型:2x Pratt & Whitney F119-PW-100涡轮风扇发动机;

  • 静态增压推力:15876 kgf;

  • 推重比:正常起飞重量 - 1.087,最大起飞重量 - 0.83;

  • 最高速度:2700 公里/小时、2410 公里/小时 - 不带加力燃烧室 (M = 2.25);

  • 在和平时期,最高速度是有限的:M = 2 (2124 公里/小时);

  • 非加力超音速巡航速度:1826 km/h (M=1.72);

  • 亚音速巡航速度:850 公里/小时(M=0.8);

  • 地面最高速度:1490 公里/小时(M=1.22);

  • 航程:有两个 PTB - 2960 公里,渡轮 - 3220 公里;

  • 作战半径:760 公里(其中 185.2 公里在非加力燃烧室巡航超音速上);

  • 服务天花板:20,000 m;

  • 最大 exp.过载:9.5 G(平时 8G);

  • 起飞跑道:250-450 米;

  • 维护:每个飞行小时 13 工时;

  • 辊速:3.49 rad/s (200°/s);

  • 飞机设计寿命:6000小时;

  • 液压系统工作压力:560 kg/cm²。

按照无所不能的“隐身”支持者的逻辑,美国的 F-35 与 Raptor 是同一个空中之王。它在隐身性方面也优于任何第 4 代和 4++ 战斗机,这意味着它可以分批击落敌方战斗机。这个逻辑是可以理解的,但有两个事实反驳了它。

首先,美国人自己根本不相信 F-35 可以执行获得空中优势的任务。让我们从这样一个事实开始,即这样的任务从未在其开发人员之前设定。美国空军战斗空军司令部司令赫伯特·卡莱尔 (Herbert Carlyle) 将军直接表示:

“战斗机不是为此(空战 - 编者)而设计的。译者)”。


F-35 的空战能力受到尼克·乔斯特 (Nick Jost) 的质疑,他是一名中校,曾在美国海军和空军服役 20 多年,担任战斗机飞行员和 SOF 操作员,作为专家参与了航空航天、海事和国防问题的许多国际项目。在他的文章中(实际上是为 F-35 辩护而写的),他指出:

“近距离空战的重要性不断降低,在 F-35 中使用隐身技术为其带来了显着优势。理想情况下,这是真的,但出乎意料的是,情况可能会发生变化。当 F-35 导弹由于某种原因未能到达目标时,敌人将处于近距离,最终会陷入“倾倒”,这是一场经典的近距离空战,F-35 将无法击败现代俄罗斯米格(29、35)和苏(27、30、33、35)战斗机。

历史表明,近距离空战并非过去。很多时候,由于这样或那样的原因,远程“发射后不放”导弹没有到达目标。在几十秒内(超音速飞机的接近速度),敌人发现自己处于经典的近距离空战(如“刺入电话亭”)的距离,其中机动性仍然起着重要作用。


进一步。
如果美国人真的相信“隐身”提供了无条件的空中优势,那么他们就会提供 F-35 来取代已经耗尽资源的 F-15C。然而,他们的做法不同,将最新的“4 ++”F-15EX 战斗机派往专注于获得制空权的战斗机部队。我想强调的是,这架战斗机现在不是为了取代 F-15E 战术轰炸机,而是为了取代 F-15C/D。显然,如果 F-35 的隐身能力能够为它提供制空权,那么这样的事情就不会发生。

观点:F-22 将按计划退役,取而代之的是在 NGAD 计划下建造的战斗机


这将是 F-22 从空军撤出的完全合乎逻辑的理由,如果不是一个重要的但是。事实是,这样的替代将通过猛龙队的持续撤离来实现,随着连续 NAD 的投入使用,他们当之无愧地休息。


与此同时,我们看到了完全不同的画面。根据 20 年代最乐观的想法,第一个系列 NGAD 不可能在 2030 年之前进入空军。这是一个理想的选择,美国空军的领导层非常清楚美国开发人员的最后期限是如何向右的,以及需要多长时间才能使机器进入战斗就绪状态。

然而,必须明白,即使发生了这样的奇迹,空军仍然需要几年时间才能实现不仅完整的,而且至少是初始水平的作战能力。例如,同一架“猛禽”于 2001 年投产,到 2004 年共生产了 51 架飞机,但其运营的开始被认为是 2005 年。

鉴于上述情况,很明显,如果美国人想确保用 NAD 顺利取代 F-22,他们将计划不早于 22 年让第一架 F-2035 退役。与此同时,我们的情况完全不同。最近,美国人最早打算在 2025 年退役前 32 名猛龙队。此外,美国空军的指挥部通常会在第一架 NGAD 进入空军之前完全“解雇”F-22(上面引用了查尔斯·布朗 (Charles Brown) 的话)。

更不用说现代飞机完全有能力忠实地服务 35-40 年。考虑到 Raptor 是在 2001-2011 年生产的,即使使用寿命为 35 年,它也应该在 2036-2046 年退役。

推理


看来,美国空军领导层的行动无可辩驳地表明,在多功能战斗机中使用隐形技术并不能使它们获得对非隐身飞机的完全优势。
面对 F-22,美国人真的得到了一流的战斗机,在一段时间内绝对成为世界上最好的战斗机。然而,它的优势仍然不是压倒性的,就成本/效果而言,Raptor 并不是一个好的解决方案。随着 Su-4 和 F-35EX 等 15++ 代飞机的出现,猛禽的优势可能被保留了下来,但显着减弱,并且并不能证明其极高的运营成本是合理的,这就是美国空军决定逐步退役的原因。

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