[科普中國]-F-22“猛禽”，開辟新世紀的空戰(zhàn)

出品：科普中國

作者：李小白

策劃：畢孝斌

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

編者按：航空迷翹首以盼的2018珠海航展將于11月正式啟幕。即日起至航展期間，軍事科技前沿將在線上為廣大航空迷盤點當前國內(nèi)外各主流機型——深度剖析其歷史、發(fā)展與變革。

美國是當今世界唯一的超級大國，擁有全球最強的軍事力量。在各領(lǐng)域的武器裝備上，美國始終走在世界前列，并保持領(lǐng)先世界三十年的發(fā)展水平。由于蘇-27、米格-29等第三代戰(zhàn)斗機(俄標第四代)的威脅，美國決定展開對下一代制空戰(zhàn)斗機的研制，即美國空軍的先進戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(ATF)計劃，取代現(xiàn)有的F-15、F-16等三代機，從而繼續(xù)保持空戰(zhàn)裝備的絕對優(yōu)勢。

美軍F-22“猛禽”隱身戰(zhàn)斗機

除了蘇聯(lián)，美國還察覺到了英國、法國、以色列等國家的快速發(fā)展，同時，印度、中國也極具發(fā)展?jié)撃?，在下一代?zhàn)斗機研制上，美軍不得不全面考慮來自各方面的潛在威脅，并使用更新的科技，引領(lǐng)未來的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭。相比F-15、F-16等已有型號戰(zhàn)機，新一代戰(zhàn)斗機裝備更強勁的發(fā)動機、更先進的航空材料以及更先進的航電設(shè)備，并具有隱身功能。經(jīng)過長時間的論證，美國空軍最終宣布來自洛克希德?馬丁公司的YF-22勝出，而與其競爭的YF-23則因為設(shè)計激進、技術(shù)不夠成熟被淘汰。

YF-23看似更為科幻，但在實用性上遠不如F-22

YF-22即后來的F-22“猛禽”隱身戰(zhàn)斗機，美國曾經(jīng)將其劃分為第四代戰(zhàn)斗機，后來追隨俄羅斯標準改為第五代戰(zhàn)斗機。與F-15戰(zhàn)機相同，F(xiàn)-22戰(zhàn)機的出現(xiàn)同樣對世界下一代戰(zhàn)斗機的發(fā)展產(chǎn)生了深遠影響，并具有稱為“4S”的設(shè)計指標。即超隱身性能、超音速巡航、超機動性能與超級戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力，其他軍事強國的下一代戰(zhàn)機研發(fā)工作，幾乎都將“4S”標準作為風向標。

隱身性能是新一代戰(zhàn)斗機具備的最基本性能，人類已經(jīng)開始步入隱身空戰(zhàn)時代

F-22戰(zhàn)機采用常規(guī)布局，長度為18.92米，高度5.08米，空重19.7噸，最大起飛重量為38噸。機翼為菱形翼，兼具隱身性能與高速性能，前緣后掠42度，翼展寬度達13.56米，翼展面積為78.04平方米。設(shè)有全展長的前緣襟翼，機翼后緣為獨立設(shè)計的襟翼、副翼。雙垂尾向外傾斜，平尾采用全動設(shè)計。不同于F-117一邊倒向隱身性能的取舍設(shè)計，F(xiàn)-22隱身戰(zhàn)斗機則兼具優(yōu)秀的隱身性能與機動性，是當今世界隱身性能最好、機動性能最強的戰(zhàn)斗機。菱形翼與平尾遵循邊條對齊的設(shè)計原則，雙傾斜垂尾則可將電磁波反射至其他方向。進氣道為S型進氣道，遮擋發(fā)動機扇葉，避免在進氣道內(nèi)形成電磁波的反射空腔。發(fā)動機采用二元矢量尾噴，飛機機尾能夠平緩收縮，可以大幅度減小尾部飛行阻力，也可以降低紅外輻射。

F-22機尾收縮平緩，可大大降低飛行阻力

不僅如此，F(xiàn)-22戰(zhàn)機采用了彈藥內(nèi)置的掛載方案，機腹擁有兩具主彈艙，飛機兩側(cè)各有一具格斗彈彈艙，保證飛機隱身性能，并減小了飛行阻力。在長距離飛行時可使用副油箱，空中拋棄副油箱后會立即回歸隱身狀態(tài)?？傮w而言，F(xiàn)-22戰(zhàn)機的氣動設(shè)計十分復雜且先進，克服了一些性能取舍上出現(xiàn)的相互矛盾的設(shè)計問題。美國人依靠完善的技術(shù)儲備與先進的科研體系，進行了大量的計算與試驗，最終賦予了F-22跨代的隱身性能與卓越的機動性能。

掛載一對副油箱的F-22戰(zhàn)機

除了氣動布局與吸波材料帶來的隱身，F(xiàn)-22戰(zhàn)機同樣需要解決航電設(shè)備的隱身問題。F-22戰(zhàn)機的天線、感應(yīng)器等設(shè)備融入機身、機翼等部位，并限制雷達波束，降低被探測的風險。盡管如此，F(xiàn)-22戰(zhàn)機的態(tài)勢感知能力依然具有跨代優(yōu)勢。F-22配備種類齊全的雷達和傳感器，AN/APG-77有源相控陣雷達能夠在復雜惡劣的氣象條件下對空、對海、對地進行精確探測，可同時跟蹤并引導打擊多個目標。同時，F(xiàn)-22也配有AN/AAR-56導彈發(fā)射探測器與AN/ALR-94雷達警告接收器，用以自衛(wèi)，提升戰(zhàn)場存活能力。

為了降低飛機RCS，F(xiàn)-22采用了鍍金座艙

F-22戰(zhàn)機的座艙是信息化高度集成的玻璃化座艙，飛行數(shù)據(jù)直接呈現(xiàn)在液晶顯示器，可顯示導航、報警等信息。操作桿置于右側(cè)，左側(cè)為油門桿。飛行員可以十分便捷地操作飛機，依靠直觀、集成的飛行信息執(zhí)行任務(wù)。

超音速巡航是指在發(fā)動機不開加力的狀態(tài)下進行超音速飛行，F(xiàn)119-PW-100有著超過10的推重比，可以使F-22依靠超音速巡航快速到達戰(zhàn)場。兩臺發(fā)動機采用小間距間隔布置，二元矢量噴管可以在±20度偏轉(zhuǎn)，減小F-22的轉(zhuǎn)彎半徑，并對平尾進行配平、減阻，提升機動性與敏捷性。

使用二元矢量噴口的F119發(fā)動機

由于F-22戰(zhàn)機更偏向于空中優(yōu)勢，其武器系統(tǒng)主要是空對空武器。一門20mm口徑六管機炮，兩具主彈艙各搭載三枚AIM-120先進中距空空導彈，兩具側(cè)彈艙各搭載一枚AIM-9“響尾蛇”格斗彈。對地武器方面，F(xiàn)-22戰(zhàn)機可以使用聯(lián)合直接攻擊彈藥(JDAM)或GBU-39小直徑炸彈。

F-22戰(zhàn)機的側(cè)彈艙

作為世界上第一款專注制空作戰(zhàn)的隱身戰(zhàn)斗機，F(xiàn)-22戰(zhàn)機使美軍繼續(xù)保持著絕對領(lǐng)先的空中優(yōu)勢。F-22戰(zhàn)機于上世紀80年代開始研制，在21世紀初服役、形成戰(zhàn)斗力。F-22的服役標志著人類開始進入隱身空戰(zhàn)時代，原有的作戰(zhàn)理念似乎一夜之間走向落伍。是受F-22戰(zhàn)機的影響，俄羅斯、中國、英國、韓國等國家開始了下一代隱身戰(zhàn)斗機的研制工作，盡管如此，F(xiàn)-22戰(zhàn)機仍是當今世界最為先進的戰(zhàn)斗機。

俄羅斯的下一代戰(zhàn)斗機蘇-57，直到2010年才完成首飛，但仍落后于F-22