| 送交者: 中国中原野战军[布衣] 于 2009-07-18 19:13 已读 98 次 | 中国中原野战军的个人频道 |
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 F-22 Raptor 1  研制国家：美国 名称型号：F/A-22（LOCKHEED F-22）“猛禽”战斗机研制单位：美国洛克希德公司造 价：F/A-22单价1.2亿美元（不含研制成本）。现 状：在研。2005年12月将具备初始作战能力。将拥有72架飞机和6架备用机。 一、概述 F/A-22是美国空军研制的新一代战斗机，也是目前唯一面世的“第四代战斗机”，它将成为21世纪初的主战机种。它的任务包括：夺取制空权，向美军作战提供空中优势，在战区空域有效实施精确打击；防空火力压制和封锁、纵深遮断，近距空中支援。与第三代战斗机相比，F/A-22飞机最具里程碑意义的技术特性是：采用全隐身与气动综合布局、持续的超音速巡航能力、过失速机动、短距起降、先进的机载设备和火控系统与综合航空电子系统。 2 3 4 5 6 7 8 1、研发背景 1981年11月，美国空军正式提出了研制作为F-15后继机的新型制空战斗机的要求。1983年年9月美国空军与7家公司签订了概念研究合同，同时与普•惠公司和通用电气公司签订发动机的验证和鉴定合同。1985年9月，空军公布了正式的先进战术飞机的战、技术要求，同年11月空军要求在先进战术飞机的设计中要把隐身作为一项指标，也是专家们所指的目前唯一面世的“第四代战斗机”，它将成为下世纪初叶的主战机种。主要用途是压取战区制空权，因而也是F-15的后继型号。1990年9月原型机首飞，最初计划采购750架，经过两肖减最后确定的采购数量是438架。1997年9月EMD型飞机首飞，预计2002年开始交付生产型飞机，2004年形成初步作战能力，2013年交付第438架飞机。该计划原称ATF，始于1982年，ATF要求，也是首次要求将以下五个特点集在一架飞机上，即低可探测性（隐身性）、高度机动性和敏捷性、使用军用推力即可作超音速巡航（而不是只满足于以往老型号的短时间超音速冲刺）、有效载重不低于F—15和具有飞越包括第三世界战区在内的所有战区的足够远的航程。面对如此先进的设计要求，F—22采用一切已有的世界级航空顶尖技术是毫无疑问的。 9 10 11 2、研发历程 1986年10月31日洛克希德、波音和通用动力3家公司联合研制小组的YF-22中标，并按要求制造两架原型机。1990年9月29日，第1架 YF-22首飞，10月26日进行了第1次空中加油。10月30日第2架原型机进行首次飞行。11月3日YF-22原型机进行了不使用加力的超音速飞行。随后于11月28日在加州的中国湖海军武器试验中心首次发射了未装弹药的“响尾蛇”导弹，12月20日在加州的太平洋导弹试验场发射未装弹药的AIM- 120“阿姆拉姆”导弹。 12 1991年8月2日空军正式授予研究洛克希德公司一份95.5亿美元的工程发展合同，制造13架试验型飞机。1991年12月16日，空军确定了F-22战斗机的外形，并制造了风洞试验和测定雷达反射截面使用的模型；开始准备内部设计和飞机制造用的工具。 13 1992年6月4日，洛克希德公司完成了F-22的设计修改。同月，进行了F119型试验型发动机部件的关键性设计评审，完成了发动机详细设计阶段的工作，决定进行F119发动机的生产和组装。12月27日F119的第1台工程发展阶段的发动机开始进行试验。 1994年10月6日，洛克希德航空系统公司开始制造第1架F/A-22的部件。1995年6月，F-22的关键设计评审工作全面完成，至此F/A-22飞机机身的详细设计阶段的工作完成。 14 1997年3月6日，第1架F-22基本组装完毕，开始进行加注燃料和发动机试车。4月9日洛克希德•马丁航空系统公司首次公开了F-22战斗机，并正式公布了“猛禽”的绰号。1997年9月7日，该机在罗宾斯空军基地进行了58分钟的首次试飞。随后，该机于1998年春返回爱德华空军基地，交由空军试验。 15 2001年8月，F-22研制成功10年后，美国终于下定决心投入巨资批量生产F-22战斗机。洛克希德•马丁公司承接生产295架F-22的生产订单，如果价格成本令军方满意，五角大楼将会增加订数。 16 2002年1月，美国空军官员宣布F-22"猛禽"战斗机的首支作战联队将驻扎在弗吉尼亚州的兰利空军基地。首批F-22战斗机计划于2004年 9月抵达兰利空军基地，2005年12月将具备初始作战能力。兰利基地成立三个F-22战斗机中队，共拥有72架飞机和6架备用机。 17 2002年5月31日，洛克希德•马丁公司在完成F-22静力试验之后，又成功地进行了F-22的疲劳试验。F-22机体要求使用寿命为20年或8000飞行小时。 18 2002年8月，美国空军宣布，将F-22更名为F/A-22，以更准确地体现F/A-22的使命，包括对地攻击能力，同时也是为了配合空军提出的FB-22轰炸机型的任务。 19 2002年11月，F/A-22已完成初始飞行试验，在试验中，F/A-22实现了以2倍音速飞行；飞行高度15240米以上，并完成了高过载机动飞行，如9g转弯。在3048米以上高度进行了亚音速飞行。 20 2003年7月，洛克希德•马丁公司将困扰多时的F/A-22软件问题予以解决。这标志着F/A-22项目又取得一次显著的进展。改进版本的软件安装在F /A-22上后，显著改善了座舱系统的可靠性。而在此之前，由于软件的问题，座舱系统每运行两小时就要关闭一次，现在则可以连续运行21小时以上。 21 2003年9月19日，一架F/A-22试验飞机在例行试飞时差点坠毁，据空军初步调查称，事故是因驾驶员没按原定程序进行飞行机动而致，并非飞机本身出现问题。 22 2004年3月，空军决定略微增加订购F/A-22的数量，主要的原因是该项目在削减成本方面取得了显著成效，并认为当前的项目估算支持采购 277架F/A-22，而此前美空军确定的采购目标是276架。2004年4月29日，美国空军宣称F/A-22进入初始作战试验与鉴定阶段，这为扩大“ 猛禽”战斗机的采购扫清了障碍。 23 2004年6月，美国空军宣布授予洛克希德•马丁公司一项价值4.92亿美元的固定价格确认合同，用于购买制造24架F/A-22所需的先进器材和相关设备，这标志着第五批“猛禽”战斗机即将投入低速初始生产。 24 2004年9月，洛克希德•马丁公司对F/A-22的生产速度作了进一步的调整，加快了战斗机的生产步伐。该公司的目标是2004年生产19架战斗机，并计划在大批量生产阶段每年生产24架F/A-22战斗机。2004年12月21日，一架美军F/A-22“猛禽”战斗机坠在美国内华达州南部的内利斯空军基地坠毁。 25 虽然美国防部还未正式宣布，但据消息灵通人士透露，国防部已经批准洛克希德·马丁公司研制的F/A-22战斗机进入全速生产。F/A-22单价 1.2亿美元（不含研制成本）。5月12日，首架作战型F/A-22已交付给位于弗吉尼亚州兰利空军基地的第1战斗机联队第27战斗机中队。 二、性能指标： 机长：18.9米；机高：5.08米；翼展：13.56米；机翼面积：840平方英尺；尾展：5.74米；水平尾展：8.84米；轮距：3.23 米；推进系统：2台惠特尼F119-PW-100涡扇发动机；发动机推力：155KN；内部燃油：8323公斤；净起飞重量：14365公斤，最大起飞重量：27216公斤；最大飞行速度:1.8马赫；超音速巡航速度：1.5马赫；最大使用过载9G；最大攻角60°；作战半径:2170公里；实用升限：18000米。 F/A-22舱盖 26 三、结构特点 在平面内为带高位梯形机翼的带尾翼的综合气动力系统，包括彼此隔开很宽和带方向舵并朝外倾斜的垂直尾翼，并且水平安定面直接靠近机翼布置。按照技术标准(小反射外形、用吸收无线电波的材料、用无线电电子对抗器材和小辐射的机载无线电电子设备装备战斗机，其设计最小有交错射面为0.1平方米左右。 F/A-22是美国战斗机中使用钛合金与复合材料最多的机型。其中钛-64合金约36%、热定型复合材料约24%、铝合金约16%、钢约6%、钛 -52222合金约3%、热塑复合材料约1%、其它约15%。F-22机身蒙皮全都是高强度、耐高温的BMI复合材料。新研究开发的高强度钴-62222 合金，初问世就用在F—22上。主起落架使用钢材。武器舱门与起落架舱门使用热塑复合材料。两侧翼下菱形截面发动机进气道为不可调节的进气道，为敷设发动机压气机冷壁进气道呈S形通道。发动机二维喷管，有固定的侧壁和调节喷管横截面积及按俯仰±20°角偏转推力矢量而设计的可动上调节板和下调节板. 27 28 四、电子系统和武器装备 1、电子系统 航空电子：F/A-22配备综合航空电子系统。综合航空电子系统是第四代战斗机的主要特点之一，它通过数据总线进行信息传送，采用模块化结构实现结构的简化和资源共享，通过传感器数据融合获取更丰富、准确、质量更高的目标信息，所有作战信息通过平面显示器和多功能显示器显示，为飞行员提供关键的飞行及作战信息，明显降低飞行员的工作负担，通过机内自检和系统重构，使系统具有容错能力，提高了系统的可靠性和可维修性。高性能的综合航空电子系统使F/A- 22具有良好的识别、选择、瞄准、快攻和帮助飞行员决策的能力。航空电子共分以下几部分：通用合成处理器、ADA软件、高级数据合成座舱显示器；合成电子战系统、合成通信、导航和识别系统、光纤数据传输系统；AN/APG-77主动相控阵多功能火力控制雷达。 29 f22 30 F22雷达示意图 通用合成处理器：通用合成处理器由休斯公司制造，负责将雷达、电子战和识别传感器数据、通信、导航、武器和系统状况等数据合成到一起，并通过多功能显示器向飞行员显示。每架F/A-22有两台通用合成处理器，每台处理器中有66个模块化插槽。F-22的所有信号和数据处理需求可仅由7类处理器完成，这些处理器都是通过一个容错网络连接在一起。目前，第1通用合成处理器中66个插槽中有19个、第2通用合成处理器中有22个未被使用，以供未来升级使用。F/A-22通用合成处理器的主任务电脑每秒能发出105亿条指令、其内存为300兆。 Ada软件：Ada软件有4种版本：版本0是首次试飞阶段使用的版本。只有基本功能，有27.2万行源语言代码；版本1是工程发展型4号机试飞时使用的版本，有86.6万行源语言代码；版本2将是1999年底扩充雷达功能后的版本，有102.4万行源语言代码；版本3是首批批产型使用的版本，有 155.6万行源语言代码。 这些软件负责通讯、导航、识别处理功能，雷达处理功能，电子战处理功能，任务处理功能，惯性基准处理功能，外挂物管理处理功能，控制和显示处理功能，核心处理功能，飞行器管理功能，通用分系统功能。 座舱显示器：平视显示器，显示战术信息和飞行仪表信息。战术信息显示武器和目标状态、射击标记、武器包线和探测器标记。总视场为20°×30°，由英国GEC-马可尼航空电子公司研制。 综合控制板，装在平视显示器的驾驶员显示装置的组合玻璃下方，其上的键盘和行显示器用于输入数据和系统控制。上前方显示器，是通讯、导航、识别系统的显示器。显示系统状态、综合提示、注意、告警信息。上前方显示器，是备用飞行仪表，显示关键的飞行信息：姿态、空速、高度、航向和燃油。两个上前方显示器的功用可以互换。 辅助多功能显示器，是防御电子系统显示器。显示空中和地面威胁的平面视图及其探测器的作用距离，使驾驶员能对威胁作出反应和回避。辅助多功能显示器，是攻击显示器。显示空中威胁的平面视图并标出其相应的高度、射击清单、目标航迹、导弹发射包线、武器控制标记和导弹射出标记。辅助多功能显示器，是外挂物管理系统显示器。显示有关发动机、武器和投放外挂物的信息。主多功能显示器，是战术信息显示器。显示战术态势的平面图，包括窜航迹、地面上的阵地和F-22探测器的搜索范围。目标符号的形状和颜色表示威胁的属性、目标航迹特性和射击的优先次序。 31 32 电子战系统：电子战系统是探测、电子和处理设备的集合，它能探测和确定来自其它飞机的信号，并且控制F/A-22的箔片和曳光弹等干扰设备。电子战系统还包括雷达预警接收机和洛克希德·马丁公司生产的“檀木”导弹发射探测器，为飞机提供全方位保护。 通信、导航和识别系统：F/A-22通信、导航和识别系统负责履行通信、导航和识别功能，它使用通用合成处理器进行信号和数据处理。 飞行中数据链：飞行中数据链可使所有F/A-22在飞行中自动共享目标和系统数据，而不需无线电呼叫。在飞行中数据链的帮助下，飞行员能更自主飞行。长机可以通过数据链告诉僚机其油料、武器状态，以及敌机状况。只要一按按钮，就能自动地按优先顺序排列打击目标，并且建立打击清单。长机和僚机的导弹飞行状态都能在座舱显示器上监控。根据这些能力，基于视觉识别和编队机动等传统的战术可能会完全得到改变。数据链同样允许另外的F/A-22加入网络进多机协调攻击。 AN/AGP-67雷达系统：AN/AGP-67主动电子扫描阵列雷达。由诺斯罗普•格鲁曼与雷声公司合作研制。天线与机身完全合成到一起，提高了频率的捷变、降低雷达的横截面积、增加了带宽，从而更好支持F/A-22的空中主宰任务。雷达对F/A-22的合成航空电子和传感器的能力至关重要，它在敌雷达发现飞机前就能向飞行员提供多个敌目标的详细信息。 33APG-77雷达系统：最大特点是合成了捷变光束控制，它允许一部雷达同时履行搜索、跟踪和目标瞄准任务。捷变光束控制同样使雷达搜索其它空域，而同进可能继续跟踪优先打击的目标。另外，雷达的低截获率能力使F/A-22在瞄准装备有雷达警报接收机和电子干扰设备的敌机时，而敌机还不知道其已被瞄准。 APG-77雷达的主要特性：工作频率：8至12GHz；扫描范围：电子扫描，±方位90°；真实波束地形测绘：148公里；多普勒波束锐化：18.5公里、37公里或74公里；活动目标指示：74公里；边测距边搜索：296公里（迎头）；边速度搜索边测距 296公里（迎头）。平均故障间隔时间450小时（预测值）。 33 34 2、武器装备 F/A-22除执行空中优势任务外，也能使用联合直接攻击弹药等精确制导武器进行精确对地攻击。由于隐身和超音速巡航的需要，F/A-22的基本武器装备安置在机内。不过它也有用于挂副油箱和导弹的4个翼下挂点，用于在非隐身状态挂载副油箱和武器。 35 36 （一）机炮 F/A-22战斗机原计划装备1门新研制的先进技术机炮，但在该型机炮实用前，目前装备的是1门改进的M61A2机炮。机炮安装在飞机右进气口上方的炮舱内。射击时，炮舱的前部舱门必须向后打开，以便射击和排除废气。炮舱内除安装M61A2机炮外，还安装有洛克希德•马丁公司研制的无壳弹药线性供弹系统，并备有480发炮弹。武器舱内的6枚空空导弹 （二）空对空导弹和空对地武器 F/A-22战斗机的空空武器有AIM-9“响尾蛇”短程和AIM-120“阿姆拉姆”中程导弹。每加装1枚AIM-120导弹，武器系统将增重205公斤，其中导弹重160公斤，发射装置重45公斤。由于武器挂在机身武器舱内，飞行阻力和雷达反射面积并不增大。空对地武器主要是454公斤的GBU-32 联合直接攻击弹药。也可以挂载由MK84或BLU-109/B的改装的联合直接攻击弹药。为改善F/A-22的主武器舱中携带末来弹药的能力，美国空军进行了武器的优化研究。所考虑的方案包括：两枚精度在3米以内的改进型联合直接攻击弹药；两枚由洛克希德•马丁公司研制的风力修正弹药布撒器；8枚115公斤的小口径精确弹药；或者24枚激光/雷达复合制导自主式子弹药。 打开主武器舱的F/A-22战斗机 37 38 （三）武器舱和武器悬挂装置 机身武器舱。F/A-22战斗机前部机身下有1个主武器舱，在机身两侧各有1个副武器舱，因此，除了炮舱外，F/A-22机身内部共有3个武器舱，保证所有的武器都能安装在飞机内部。 武器挂架和导弹发射器。F/A-22安装了由EDO公司研制的LAU-142/A“阿姆拉姆”导弹垂直弹射发射器，主武器舱内共安装了6具这样的发射架。这种转向弹射器可以减小武器舱体积，从而节省重量，并能在所有飞行条件下发射导弹。弹射器使用气动液压装置在1秒内发射导弹。另外，洛克希德•马丁公司战术飞机系统部在F-16飞机的翼尖发射轨的基础上，为F/A-22飞机研制了LAU-141A挂架式发射器发射AIM-9导弹。这种发射器能迅速地伸缩，但不能弹射导弹，而是从侧武器舱的前端射出“响尾蛇”导弹。从而增大了导弹红外导引头的视场。这种发射器也适应F/A-22的较新的AIM-9X导弹要求。 外部挂架。F/A-22有4个翼下挂点，每个挂点能挂载2270公斤重量。翼下挂点在不挂武器时能挂载4个2270升副油箱，也可在挂2个副油箱时携带4枚导弹 39 40 五、作战使用 （一）作战任务 根据设计，F/A-22战斗机将要承担的三类任务：一是对付苏-30等空优战斗机；二是对付现代的地空导弹，打击时间敏感目标；三是参与巡航导弹防御。由于F/A-22具有超声速巡航能力，在对巡航导弹实施第一次攻击不中之后，可以发起第二次攻击。 （二）作战范围 可能随时从驻地快速转场至世界的各地区执行作战任务。并依靠隐形性能突击敌防护严密的纵深或核心目标。但是为了避免潜在对手可能动用精确制导武器对美国空军基地的打击，“猛禽”一般不会部署在一线机场，这决定了其将采取远程奔袭的战术，从后方基地到战区袭击后返回。 （三）兵力使用 在美国空军全球打击的战略行动中，将首先利用F/A-22的隐身优势，压制敌地面防空系统，然后用B-2A隐身轰炸机进行突防轰炸，打击敌防空和指挥系统，摧毁其防御体系，为隐身和非隐身作战飞机向战区部署，并实施大规模的空中突击行动创造条件，保持战区的空中优势，为后续联合打击部队开辟通道。按照美国空军的战略，执行全球打击特遣任务将由48架F/A-22战斗机（两个中队）和12架B-2轰炸机组成。另外，在美国本土防御中，美空军将出动 E-10飞机和F/A-22协同行动，实施巡航导弹防御。 41 42 43 （四）武器使用 F/A-22可以携带“阿姆拉姆”中距空对空导弹、“响尾蛇”近程空对空导弹、联合直接攻击弹药和小口径炸弹，根据不同的作战任务，F/A-22 携带不同的弹药：F/A-22以内挂方式携带两枚450公斤联合直接攻击弹药，在主武器舱内侧与2枚AIM-120并排悬挂。在作战中典型的武器配备方案如下： 隐形作战状态：20毫米M61A2机炮（480发）+4枚AIM-120A“阿姆拉姆”导弹（挂主武器舱内）+2枚AIM-9M“响尾蛇”导弹（挂在侧武器舱内）；空空作战：20毫米M61A2机炮（480发）+6枚AIM-120C“阿姆拉姆”导弹（挂在主武器舱内）+2枚AIM-9M“响尾蛇”空对空导弹（挂在侧武器舱内）；对地攻击20毫米M61A2机炮（480发）+2枚AIM-120C“阿姆拉姆”导弹（挂在主武器舱内）+2枚GBU-32 联合直接攻击弹药（与AIM-120并排挂在主武器舱内）+2枚AIM-9M“响尾蛇”空对空导弹（挂在侧武器舱内）； 非隐形作战状态：转场时，最多可在机翼下挂4个副油箱和8枚AIM-120“阿姆拉姆”导弹；空对地攻击时，20毫米M61A2机炮（480发）+2颗GBU-32联合直接攻击弹药（挂在主武器舱内）+2枚AIM-9M“响尾蛇”空对空导弹（挂在侧武器舱内）+机翼下挂载空对地武器。 44 45 46 47 48 49 50 F-22 Raptor F-22 Raptor In Action. 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