F-22“猛禽”，开辟新世纪的空战

　　出品：科普中国

　　作者：李小白

　　策划：毕孝斌

　　监制：光明网科普事业部

 　　编者按：航空迷翘首以盼的2018珠海航展将于11月正式启幕。即日起至航展期间，军事科技前沿将在线上为广大航空迷盘点当前国内外各主流机型——深度剖析其历史、发展与变革。

　　美国是当今世界唯一的超级大国，拥有全球最强的军事力量。在各领域的武器装备上，美国始终走在世界前列，并保持领先世界三十年的发展水平。由于苏-27、米格-29等第三代战斗机(俄标第四代)的威胁，美国决定展开对下一代制空战斗机的研制，即美国空军的先进战术战斗机(ATF)计划，取代现有的F-15、F-16等三代机，从而继续保持空战装备的绝对优势。

　　美军F-22“猛禽”隐身战斗机

　　除了苏联，美国还察觉到了英国、法国、以色列等国家的快速发展，同时，印度、中国也极具发展潜能，在下一代战斗机研制上，美军不得不全面考虑来自各方面的潜在威胁，并使用更新的科技，引领未来的现代化战争。相比F-15、F-16等已有型号战机，新一代战斗机装备更强劲的发动机、更先进的航空材料以及更先进的航电设备，并具有隐身功能。经过长时间的论证，美国空军最终宣布来自洛克希德•马丁公司的YF-22胜出，而与其竞争的YF-23则因为设计激进、技术不够成熟被淘汰。

　　YF-23看似更为科幻，但在实用性上远不如F-22

　　YF-22即后来的F-22“猛禽”隐身战斗机，美国曾经将其划分为第四代战斗机，后来追随俄罗斯标准改为第五代战斗机。与F-15战机相同，F-22战机的出现同样对世界下一代战斗机的发展产生了深远影响，并具有称为“4S”的设计指标。即超隐身性能、超音速巡航、超机动性能与超级战场态势感知能力，其他军事强国的下一代战机研发工作，几乎都将“4S”标准作为风向标。

　　隐身性能是新一代战斗机具备的最基本性能，人类已经开始步入隐身空战时代

　　F-22战机采用常规布局，长度为18.92米，高度5.08米，空重19.7吨，最大起飞重量为38吨。机翼为菱形翼，兼具隐身性能与高速性能，前缘后掠42度，翼展宽度达13.56米，翼展面积为78.04平方米。设有全展长的前缘襟翼，机翼后缘为独立设计的襟翼、副翼。双垂尾向外倾斜，平尾采用全动设计。不同于F-117一边倒向隐身性能的取舍设计，F-22隐身战斗机则兼具优秀的隐身性能与机动性，是当今世界隐身性能最好、机动性能最强的战斗机。菱形翼与平尾遵循边条对齐的设计原则，双倾斜垂尾则可将电磁波反射至其他方向。进气道为S型进气道，遮挡发动机扇叶，避免在进气道内形成电磁波的反射空腔。发动机采用二元矢量尾喷，飞机机尾能够平缓收缩，可以大幅度减小尾部飞行阻力，也可以降低红外辐射。

　　F-22机尾收缩平缓，可大大降低飞行阻力

　　不仅如此，F-22战机采用了弹药内置的挂载方案，机腹拥有两具主弹舱，飞机两侧各有一具格斗弹弹舱，保证飞机隐身性能，并减小了飞行阻力。在长距离飞行时可使用副油箱，空中抛弃副油箱后会立即回归隐身状态。总体而言，F-22战机的气动设计十分复杂且先进，克服了一些性能取舍上出现的相互矛盾的设计问题。美国人依靠完善的技术储备与先进的科研体系，进行了大量的计算与试验，最终赋予了F-22跨代的隐身性能与卓越的机动性能。

　　挂载一对副油箱的F-22战机

　　除了气动布局与吸波材料带来的隐身，F-22战机同样需要解决航电设备的隐身问题。F-22战机的天线、感应器等设备融入机身、机翼等部位，并限制雷达波束，降低被探测的风险。尽管如此，F-22战机的态势感知能力依然具有跨代优势。F-22配备种类齐全的雷达和传感器，AN/APG-77有源相控阵雷达能够在复杂恶劣的气象条件下对空、对海、对地进行精确探测，可同时跟踪并引导打击多个目标。同时，F-22也配有AN/AAR-56导弹发射探测器与AN/ALR-94雷达警告接收器，用以自卫，提升战场存活能力。

　　为了降低飞机RCS，F-22采用了镀金座舱

　　F-22战机的座舱是信息化高度集成的玻璃化座舱，飞行数据直接呈现在液晶显示器，可显示导航、报警等信息。操作杆置于右侧，左侧为油门杆。飞行员可以十分便捷地操作飞机，依靠直观、集成的飞行信息执行任务。

　　超音速巡航是指在发动机不开加力的状态下进行超音速飞行，F119-PW-100有着超过10的推重比，可以使F-22依靠超音速巡航快速到达战场。两台发动机采用小间距间隔布置，二元矢量喷管可以在±20度偏转，减小F-22的转弯半径，并对平尾进行配平、减阻，提升机动性与敏捷性。

　　使用二元矢量喷口的F119发动机

　　由于F-22战机更偏向于空中优势，其武器系统主要是空对空武器。一门20mm口径六管机炮，两具主弹舱各搭载三枚AIM-120先进中距空空导弹，两具侧弹舱各搭载一枚AIM-9“响尾蛇”格斗弹。对地武器方面，F-22战机可以使用联合直接攻击弹药(JDAM)或GBU-39小直径炸弹。

　　F-22战机的侧弹舱

　　作为世界上第一款专注制空作战的隐身战斗机，F-22战机使美军继续保持着绝对领先的空中优势。F-22战机于上世纪80年代开始研制，在21世纪初服役、形成战斗力。F-22的服役标志着人类开始进入隐身空战时代，原有的作战理念似乎一夜之间走向落伍。是受F-22战机的影响，俄罗斯、中国、英国、韩国等国家开始了下一代隐身战斗机的研制工作，尽管如此，F-22战机仍是当今世界最为先进的战斗机。

　　俄罗斯的下一代战斗机苏-57，直到2010年才完成首飞，但仍落后于F-22