F-22猛禽(Raptor)是美国研制的还未装备部队就引起世界轰动的一种新型战斗机。美国空军希望凭借少量的F-22抗击一切敌机,取得制空权。美国方面称其为制空(AirDominance)战机。 早在1981年,美国空军就决定研制更先进的战术战斗机取代F-15。经过十几年的努力,第1架F—22(编号4001)在1997年4月9日首次亮相,被赋予官方名称猛禽(Raptor)。该机在1997年9月7日首次试飞成功。` F—22战机乘员1名,全长18.92m,全宽13.56m,全高5m,空重13636Kg,最大起飞重量27273Kg;超音速巡航时飞行速度1590km/h,高空最大飞行233速率5km/h,海平面最大飞行速率1482km/h,升限为15240m。 武器系统:1门M61A220mm火神5管机炮,备弹480发。主武器舱可携带6枚AIM-120C主动雷达导引的先进中程空对空导弹,或者以2枚430Kg级的GBU-32联合直接攻击弹药(JDAM)取代4枚AIM-120C导弹;侧方武器舱左右各携1枚AIM-9响尾蛇导弹。外部另有4个挂点,可携带其他的武器或副油箱。 使用的材料:F—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1%多些、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Airmet100钢材。武器舱门与起落架舱门使用热塑复合材料。除了新材料之外,还有新的制作流程和环保工艺,以提高复合材料制品尺寸精确度与齐一性,并减轻这些制品的重量电脑。许多零组件甚至还考虑到制造过程与使用期间的环保问题。 主要战术性能:一是由于通信雷达设备先进,它能抢先发现敌机;二是由于有较强的隐蔽性和电子干扰能力,能偷偷接近敌方而不被发觉;三是由于武器装备精良,射击精度高、弹药杀伤力大,具有压倒式的杀伤力。
优越的整体战术性能,首先主要当归功于电脑的运用。以1969年的登月小艇为例,它的电脑只有37KB记忆,每秒10万次运算。F—22的主任务电脑“通用整合处理机”(CIPCOmmonInte�gratedProcessor)记忆300MB、每秒运算105亿次。两者相比,记忆增加约1万倍、运算速率增加约10万倍。
F—22电脑系统最重要的是它的软件设计能够把大量复杂的资料整理成简单、易懂、明确的信息。飞行员不必读取许多仪表、显示器的数据与文字显示,来决定战术行动。这些都是由电脑软件取代了 其次是隐形手段的综合使用。有几种基本方式可以达成“偷偷接近”敌方而不被发现。一是传统的利用视线死角、云层、阳光等等;另外是借重隐形技术;第三当然是综合使用两者。F—22显然是要采取第三种方式。所谓隐形就是要在雷达、肉眼、红外线与声音四方面都使敌人极难以观察到F—22。 第三是使用新型的发动机。F—22使用2个F119—PW—100涡轮扇发动机,在使用后燃器时每个推力可达156Kn(350001b),即使不用后燃器推力也在F-15与F-16战斗机发动机有后燃的111.2-129Kn(25000-29000Ib)推力范围之上。装备这种发动机可作无后燃超音速巡航,F—22维持在Mach1.4以上的巡航速率,这有助于增加作战航程、缩短前往交战空域的时间,也有助于迅速撤离战场。 第四是F—22内载与外挂武器具有巨大的杀伤力 。 F—22无疑是目前美国空战的王牌,但也有2个主要方面的潜在问题值得研究。首先,少量精确制导武器的威力是颇为局限的,而且也是有懈可击的。其次,不论F—22如何先进,它与任何其它飞机具有一样的弱点,当它停在地面上的时候,一颗手榴弹就能够摧毁它。如果机场安全不保,它就会随之毁灭 F22是美军最新一代战斗机,虽说现在还没有成建制服役,但引来的动静不小。有人把F22归结为低可见度、超音速巡航、战场信息技术和高机动性。有人争论说,F22的机动性不好,不如SU27/37,甚至J10。正好51放假,本人也就来聊聊,纯粹的技术探讨。 首先澄清一个误区,很多人以为现代空战还是类似于越南上空的“狗斗”。相互咬尾,然后在2000米内用cannon解决问题。实际上,这种战斗在假定的台湾海峡空战中很少真正出现,因为中距空空导弹的出现,加上全向红外导弹,使得双方真的冲到面对面的机会不多,大多会被导弹击毁。只有双方对头过后,才谈的上进入缠斗。但是由于双方都是多层次的多机,冲过头的飞机会被另外的战机用导弹击落。所以说,在正面冲突中进入缠斗的飞机会有,但是数量上不是起到对争夺制空权的绝对作用。 F22正好是在上述情形下有最大的优势,就是在中距饱和攻击之后,可以应用其极灵活的机动性做个超音速掉转,在后面的飞机掩护下迅速脱离战场。 大机群作战,协调和对战场的感知问题很重要,作为作战体系,SA(situation awareness)就是F22的另外一个重点。F22的SA是另外一个优势。F22利用小区广播技术,可以实时和其他F22、预警机,在F22上自动集成所收集到的信息。并且机上电脑会对目标进行智能评估,谁是已经被同伴锁定、攻击,谁是最有威胁,总之老美在这方面的越南经验使得他们研究的很细致。有的网友说,打掉预警机,是个好主意是这些空中老大们斗躲在战斗机的后面,而且一般会有一架战斗机护航。所以,我们的飞机冲过去打,根本不现实。你能冲过去,就说明你已经消灭了几乎所有的战斗机,这样等于没有起到使敌机群制盲的作用。还有一种方法是远程空空导弹,400公里的射程,会导致制导方面比较容易被干扰,这种技术很不成熟,况且应对这种威胁,老美使用的是高能激光进行自卫,这就是为什么在747机头上安装激光的本质原因了。没有预警机的情况下,F22会利用自身的信息优势,和系统上的优势,分享来自其他F22(主要是后面,在我方射程之外的)和其他基站的,比如F18的,军舰的,地面雷达的等等信息。至于说全波段干扰,我只能说出这个主意的网友没有学过物理学吧。 进入缠斗,是F22最不希望的一种情形。并非F22不适合缠斗,只是因为它的最大优势不在这里。实际上,由于老美在矢量推力(老美在90年代中期就给以色列的F15/16装上了轴对称矢量推力,来验证效果)、推进机体的一体化、自适应控制系统使得F22的机动性,敏捷性(简单的说敏捷性是机动性的导数)有了飞跃。F22的60度仰角是在可以控制的情况下,可以横滚,可以用来机头指向,更重要的是那是在典型对空作战的挂载下。而SU27的所谓110度,是在没有挂载、油箱半油,而且是不可控制的眼镜蛇机动中表现出来的,几乎不能说明任何实际意义。因为眼镜蛇是SU27的一种气动外形带来固有反应,一旦动作开始不能中途退出、改变。实际上SU27的仰角仅仅在27度左右,它的确是一种机动性比较好的大型战斗机,但是也仅仅是在第三代中比较好而已。至于三面翼,有人说它可以构成一个类似的柔性面,估计这也只是一种想象。这种布局加上矢量推力,看上去操纵面多,实际上对高度静不安定飞机而言是一种浪费,对于老式战斗机也许还有用处。 实际上美国也承认即便是F22,在进距离对抗装有全向红外导弹和瞄准头盔的J7的时候,不会有太大优势。不是机动性不好,只是因为对于可以做40G的导弹而言,任何有人驾驶的飞机的机动性都是枉然。老美正在积极研制无人战斗机,到时候,进入缠斗的仅仅是一个会飞的服务器。 另外F22的电传有智能重构的自适应的功能,加上关键部位的装甲,使得系统有足够的冗余。有很大的被弹强度,相比之下,SU系列就差远了。不是说我们的飞机不能带伤返回,只是说美国人的更好。实际上美国人正是研究了那些带伤返回的现象,才开发的自适应控制。你命中它,可能只是系统性能下降,但会让飞行员向往常一样驾驶,而不是一下掉下来。 说到各种气动技术,各种可能性,老美其实都早于苏联人进行了验证,X29验证了前掠翼技术、F15MST验证了三面翼和推进控制一体化技术,以及矢量推力。X31验证了鸭翼技术和矢量推力整合。早在90年代中期,以色列的F15就有轴对称矢量推力,实际上很多技术只是老美作为技术储备,并以此位基础,进一步成熟化,并非是俄罗斯领先。 说到J10,确实是一大飞跃,是我们走向自主设计、研制战斗机的飞跃。这种飞跃是自己比自己,实际上J10只是比台湾的F16略强,基本上和mirage2000差不太多。实际上,战斗机的技术涉及到很多分支领域,是国家综合技术实力的体现,设计是一回事,制造是另外一回事。比如发动机一直是弱项,其实上主要是自动控制和材料工艺。早在90年代早期,美国GE的E88节能核心机的涡轮前温度就达到1550K,这是俄罗斯现在的发动机都做不到的。这涉及到C/C复合材料,陶瓷材料,金属间化合物,气膜冷却等技术,而目前。俄罗斯还停留在使用高温合金。 事实上,F22确实是普通意义上最好的战斗机,拿SU37和J10和它直接比较没有意义。F22属于美国第四代战机,与其他第三代战机的可比性很小。 F22的隐身性也受到不少质疑,有些人认为其雷达反射截面比洛马公司所说的要大得多,而且其涂层发生多次脱落事故。由于设计缺陷,美国军方每年要花上亿美元对弹射座椅进行防锈处理。
F22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0005-001平方米左右) (机密)。在机体上广泛使用热塑性(12%)和热固性(10%)的碳纤维聚酯复合材料(KM)。在批生产的飞机上使用复合材料(KM)的比例(按重量)将达35%。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°角偏转推力向量而设计的可动上调节板和下调节板
F22的性能参数:
基本参数
类型 隐身战斗机
乘员1人
首飞1997年9月7日
服役2005年12月15日
生产洛克希德马丁公司,波音公司,通用公司
单位造价/售价12424亿美元11/35亿美元
主要用户美国(目前唯一)
长度1892米(62呎1吋)
翼展1356米(44呎6吋)
高度508米
翼面积7804平方米(840平方呎)
空重14365公斤(43430磅)
正常起飞重量27216公斤(64460磅)
最大起飞重量38000公斤(83500磅)
发动机2具普惠公司F119-PW-100涡扇发动机
推力2x1734千牛顿
最大速度2410公里/小时(214马赫)
巡航速度1963公里/小时(182马赫)
实用升限18000米
最大升限19812米
作战半径2177公里
最大航程3219公里,4830公里(1600里、1840海里)(加挂2个外部燃料箱)
翼负荷378公斤/平方米
推重比14
最大过载该机在 M17 时稳定盘旋过载可达 65G
武器装备满载燃料:125(18000磅)50%燃料:146(9000磅)
机炮1门M61A1/A2 20毫米火神炮,配有480发炮弹
导弹AIM-120AIM-9AIM-7
炸弹GBU-10、GBU-12、GBU-16,CBU-59、Mk-80
RCS面积约05521㎡
机身构造
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-62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。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%。
气动力系统
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0005-001平方米左右) (机密)。在机体上广泛使用热塑性(12%)和热固性(10%)的碳纤维聚酯复合材料(KM)。在批生产的飞机上使用复合材料(KM)的比例(按重量)将达35%。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°角偏转推力向量而设计的可动上调节板和下调节板。
布局
生产分工图F-22采用双垂尾双发单座布局。垂尾向外倾斜27度,恰好处于一般隐身设计的边缘。其两侧进气口装在翼前缘延伸面(边条翼)下方,与喷嘴一样,都作了抑制红外辐射的隐身性设计,主翼和水平安定面采用相同的后掠角和后缘前掠角,都是小展弦比的梯形平面形,且机翼上涂有吸收雷达波的特殊材料。
水泡型座舱盖凸出于前机身上部,全部武器都隐蔽地挂在4个内部弹舱之中。
航电
导弹挂载图按TRW公司通用手册研制的整套综合机载无线电电子设备包括:中央数据综合处理系统;综合通讯、导航和识别系统ICNIA和包括无线电电子对抗系统的全套进行电子战的设备INEWS;具高分辨力的机载雷达AN/APG-77和光电传感器系统EOSS,两个镭射陀螺仪的超黄蜂LN-100F惯性导航系统(HHC)。机载雷达为带电子扫描的主动相位阵列雷达,它包含了1000多块模组,其中使用了超高频率范围的单一积分系统技术。为提高隐蔽性,设计有雷达站被动工作状态,它保证雷达站以主动状态工作时使信号更不容易被截获。飞行员座舱内的自动仪表设备包括4台液晶显示器和广角仪表起飞着陆系统。 F-22的航空电子系统采用“宝石柱”计划取得的系统构形研究成果和许多新技术。这种可重构的系统构形,用外场可更换模件(LRM)取代了外场可更换部件(LRU)。各模件分别承担整个航电系统的一部分工作,各模件承担的工作与飞机执行任务时的飞行阶段密切相关。而且当某个模件发生故障时,可使用其他正常模件来承担这一阶段最重要的功能,从而提高了系统工作的可靠性。
雷达
F-22的AN/APG-77雷达是1个用于探测目标的有源相控阵系统。它通过集中式数据处理系统与其他传感器和航空电子设备一起工作。处理器控制天线发射和接收波束的图形,以及处理接收的雷达数据。APG-77雷达的技术基础是超可靠雷达(URR)计划和空军的有源相位阵列雷达试验,有良好的空对空和空对地作战能力。超可靠雷达的独特的特点是得克萨斯仪表公司的固态相控阵(SSPA)天线。每个辐射元件的独立发射和接收是这种系统设计中的创新之处,并确保提高了灵活性、小的雷达反射截面积和宽的频带。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:185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)。编辑本段武器系统 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。
F22属于Cr25% Mo1% 耐热钢,
12Cr1MoV属于F11/P11(Cr1% Mo05%)耐热钢,2种材料焊接的话要用 F22焊接材料,国标焊丝ER62-B3 美标:ER90S-G/ER90S-B3
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