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小 發表於 2008-7-3 03:19 只看該作者
F-22 Raptor 猛禽
Project ATF(Advanced Tactical Fighter先進戰術戰鬥機
前言:
美國空軍為了替代現役的F-15戰鬥機,而提出了ATF計劃,參加本計劃的有洛克西德、波音、諾斯洛普、麥克唐納道格拉斯、格魯曼、通用動力、洛克威爾等廠商,最後由洛克西德的F-22和諾斯洛普的F-23兩者來競標,最後由洛克西德得標.
F-22的出現衝擊到了在低可見度,超級巡航,先進航空電子學,火力,加速力,機動性上的均衡,這架飛機是為了反擊日益複雜且具威脅性的敵機和世界上所有的空防系統而被設計出來,高速和高機動性以及優越的偵測/反偵測能力使得F-22具備先發現,先射擊和先擊落(First look; First shot; First kill)的能力.
發動機:
F-22 由普惠(Pratt&Whitney) F119-PW-100先進技術後燃器噴射引擎提供推力, 加裝特別的二次元向量推力收斂/發散排氣噴嘴,以提高性能和機動性,並增加仰俯控制能力所謂的向量推力,就是利用渦輪扇葉方向或者是噴射面積改變,使其推力方向連帶改變,進而改變戰機的機鼻方向,增加攻角(AOA angle of attack)(簡單來說即機翼或機身縱軸與飛機行進方向之間的角度,通常攻角越大代表機動性越強,目前F-22可以做約60°左右的攻角)使飛機的迴轉半徑大幅縮小,而迴轉率大大的提升,在近距離的空戰纏鬥中,越短的迴轉半徑和越大的迴轉率代表可以在越短的距離和時間內,將機鼻對向敵機;除此之外,因為是直接改變推力方向,所以即使是在機翼因為流經的氣流被破壞,而失去控制能力時,向量推力一樣可以掌控飛機的方向,使機體在低速甚至於失速(Stall)的狀態下,其操控性能仍然相當優越.
在強大的推力作用下,F-22可以用超音速實行所謂的超級巡航,也就是不開後燃器,進行超音速飛行,而且是在武器滿載的情況下,然而滯空時間卻更久,巡航範圍更大,更能有效控制空優權.
航電系統:
F-22擁有第一套完整整合航空電子組,休斯"共同整合處理機(CIP)"是整個系統的核心,支援(1)西屋APG-77雷達(空對空及導航),該型雷達的特色在於利用許多的小型雷達,各自發射不同的雷達脈波,一般的傳統式雷達警示器很難探測到其脈波,而且每個小雷達皆可獨立作業,大大減少了偵測掃瞄的時間,使F-22具有敵明我暗的優越攻勢.
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| 起飛
| F-22的電子器材在客機上測試
| F-22打開武器艙
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(2)洛克西德Sanders/通用電器戰鬥狀態子系統(RF警告及干擾),和(3)TRW通訊-導航-辨識子系統,這兩個子系統負責F-22在飛行中的巡航和戰鬥時所需的資訊處理和反應,包括在戰鬥時敵我的辨識,對敵機飛彈的警示與干擾,和在巡航時的導航、通訊及降落儀器的資訊輔助,少了這兩個系統,F-22在天空中可就會有迷路或者是自己人打自己人等等的窘境出現了.,由於網路的發展迅速,所以F-22也加入了區域網路(LAN),許多的資訊可以直接由如預警機等其他單位提供,增加F-22在空中先發制人的優勢.
武裝:
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| F-22作戰想像圖
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武裝的組成是一具內載長砲管形M61A2 20mm 機砲,和三個內載彈艙掛載AIM-9 響尾蛇(Sidewinder)全方位式紅外線追熱飛彈(掛載於外側莢艙)和AIM-120先進中程空對空飛彈(AMRAAM)或共同直接攻擊武器(JDAM 1000)精密導引武器(PGM)於水壓式驅動發射架.
美國的先進中程空對空飛彈AMRAAM(Advance Medium Range Air to Air Missile)是美國在AIM-7麻雀飛彈(Sparrow)之後所發展的新型空對空飛彈,採用主動雷達導引裝置,在發射後完全靠自身的雷達尋標器鎖定敵機,俗稱"射後不理"飛彈,飛行員不用再像傳統飛彈那樣發射後持續鎖定敵機直到擊落對方,降低了許多危險性,也增加了同時對多個目標攻擊的能力,目前具備這種能力的飛彈除了AIM-120外,還有俄製AA-12和法製雲母飛彈(MICA),最後是我國的天劍二型飛彈,雖然性能類似,但就價位來講,美製的AIM-120就便宜許多(附帶一提,世界上最貴的主動雷達導引飛彈,是美國的AIM-54C鳳凰(Phoenix)飛彈.
為了配合高匿蹤性,F-22特別採用了特殊的內置莢艙,其第一次發射實彈的經驗是在美國為了超音速攔截機所發展的YF-12A身上,60年代中、晚時期YF-12A曾經在最高至80,000呎的高空和超過3馬赫幾個條件下發射7枚休斯公司的AIM-47擊毀30哩外的靶機,採用此設計的原因可能是考慮到雷達橫截面積(RCS)的大小以及外掛飛彈的阻力問題等因素所致.
其掛載的先進中程空對空飛彈加上長距離的雷達探測能力,使F-22具有視距外(BVRBeyond Visual Range)的作戰能力,在還沒看到對方前就把它解決掉.
匿蹤:
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| 由上而下：F-117，YF-22，F-16
| F-22A
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談到匿蹤,就不能不提一下F-117夜鷹式戰機,其特色在於幾何平面的機身構造,容易打散雷達波,然而如此的設計破壞了機體的流線,也就勢必會影響到整體的機動性,所以洛克西德公司在1985年左右發展出具有弧度的匿蹤外罩,保持機身的流線,又不增加太多的雷達截面;加上相當大的細長比,使飛機從正、側面看起來都非常扁平,雷達截面相對減少,具備想當高的低雷達可視度,機身塗上雷達匿蹤物質(RAM Radar Absorbent Material)吸收多餘的雷達波,雖然無法完全吸收,但其反射的回摸波已弱到敵方雷達誤以為是雜波加以刪除而不顯示於螢幕上;後方的噴射嘴成扁平鋸齒狀,以減少後方熱氣被紅外線偵測到的機會.
干擾器:
雖然F-22的匿蹤效果很好,但匿蹤效果會因距離縮短而減弱,在近距離作戰的時候就必須靠電子反制系統(ECM Electronic Counter Measures)來保護自己, 其工作原理是利用大量的電磁波來干擾對方的雷達,有雜訊式、重複式......等許多方式,但基本上來講,是給予對方雷達錯誤的位置,使其無法鎖定或鎖定錯誤的位置,F-22的飛行員在雷達警告接收器(RWRRadar Warning Receiver)感到鎖定訊號時可以開啟ECM來干擾對方飛彈的鎖定,在飛彈對F-22具有威脅時,還能發射雷達干擾絲(Chaff)或火球(Flares)來欺騙飛彈的尋標器(但是現在的飛彈都沒那麼好騙了!!)
駕駛艙:
飛行員坐在ACESⅡ零/零彈射椅上,具有基本戰術生命維持系統,飛行員可以看到15°以下的物體而不被機鼻擋住,機體狀態資訊由四具洛克西德Sanders/Kaiser彩色液晶多功能顯示器(MFD)提供,前方配置抬頭顯示器(HUD),操縱桿使用線控飛操(FBW Flight By Wright)電子操控系統,幫助飛行員在最短時內做出最佳的動作.
結語:
每一架戰鬥機的設計都有其特色,也有其優點,F-22主要是在軟體部份贏得優勢,在還未與敵方打照面之前先利用各種電子裝置和雷達贏過對方,在遠處就已靠其電子作戰能力取得優勢,如果說她是一架"電腦戰機"的話可真是一點也不為過!! 依照目前的情況,F-22將可能提供美國的空中優勢直到21世紀,但在北約的EF計劃和俄製蘇愷型戰鬥機相繼競爭之下,是否還能夠護住空中霸主的地位,有待觀察.而高度科技化的F-22所需的製造經費實在不便宜,再加上美國總統表示未來將沒有足夠
的預算支援三軍各別發展武器,在預算的壓力下,軍方又宣佈了ATF的後繼計劃JSF(JoinStrike Fighters 聯合打擊戰鬥機),但在遙控無人載具(UCAV)的高度發展下, 如果JSF無法通過國會預算案的話,F-22就可能成為美國最後搭載人類的戰鬥機
無論如何,F-22的出現,確實替航空史揭開了新的一頁.
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[ 本帖最後由 0初心者0 於 2008-7-3 03:20 編輯 ]
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