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  心神今天首飞了吗?前起落架离地了哦!

首架F-22战斗机在爱德华兹空军基地进行飞行测试。

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1997年9月7日,洛马公司研制的F-22战斗机首次升空,拉开了第五代喷气式战斗机的生产、测试和交付使用的序幕。回顾整个研发历程,F-22战斗机的诞生和发展可谓历经时日。从最初酝酿考虑到确定概念定义、从提出设计需求到展开方案竞争、从优化布局构型到确定最终设计、从确保空中优势到兼顾对地攻击,F-22战斗机在研制阶段的20多年时间里三易其名,最终正式装备美国空军。

  只是前起落架离地……相比当年J-20的惊喜露面和众望所归的首飞,期盼ATD-X有所作为的日本网友心情的确不是太美妙

优化整体设计

图片 3心神:没搞个大新闻也要被中国媒体批判一番(设计台词)

根据战术使用的需要,F-22战斗机为了增强生存力,成功地将隐身外形设计技术、低超声速波阻技术、大迎角气动力技术和非定常前体涡控技术融合在一起,通过折衷后获得了现役战斗机无法比拟的总体性能。然而,这一过程并非易事,而是经历了长达近10年的研究和摸索。

  4月12日,微博用户@Fighterman_律澪美学研究
转载了一则推特的消息。日本ATD-X心神试验机进行了高速滑行,看起来跃跃欲试“要上天”的姿态,只是滑行中前起落架离地而已……离地而已……而已……

1990年8月29日,当临时命名为超级明星的首架YF-22原型机正式推出时,洛克希德公司将各种不同需求进行折衷的途径一目了然,随后两架YF-22验证机的试飞结果让洛克希德联合小组如愿以偿。1991年4月23日,美国空军宣布YF-22原型机中选,并在8月2日与洛克希德公司/通用动力公司/波音公司的联合小组签订了F-22项目的工程制造和发展合同,生产11架原型机和2架试验机体。

  当然高速滑行直接就飞了的,也是有的。当年的YF-16原型机就有说好了只是××不×去,结果不仅×去还×了并且×上了的情况。

尽管在验证试飞中表现出色,但YF-22验证机仍然存在着许多不尽人意之处。于是,洛克希德公司根据折衷研究结果和风洞试验数据,又对局部细节进一步优化,以优化任务性能,使重量达到最小。1992年初,F-22战斗机的外部设计最终冻结。与YF-22原型机相比,F-22战斗机出现了一些明显变化。

  事件回放:

F-22战斗机的前机身重新修改,机头雷达罩的形状改变,以提供更好的雷达性能。座舱向前移动了0.18米,而进气道向后移动了0.36米,改善了可控性和飞行员的视野。机长由19.56米减到18.92米,缩短了0.6米,主要缩短了机头,进一步降低了重量。此外,F-22战斗机还取消了YF-22原型机上完全用于飞行试验的空速管。

  1974年1月20日,对于F-16战斗机来说是一个十分特殊的日子。这天,试飞员菲尔·奥斯特里奇来到沃思堡机场,准备驾驶YF-16原型机在进行高速滑行试验。他将飞机滑行到了评估地点,紧接着开始检查飞机的驾驶仪和刹车装置,以便在正式出厂仪式上确保基本性能符合对外宣传的指标。根据计划,完成这些预计任务后,YF-16原型机将被拆开,由C-5运输机运送到爱德华空军基地,在那里重新组装后,再开始实施飞行试验计划。

翼展由13.11米增加到13.56米,展弦比由2.2提高到2.26,进一步改善亚声速气动性能,缩短起降滑跑距离。机翼前缘后掠角由48度减小到42度,减小了翼根厚度,以改进机动性能,同时没有降低超声速性能。机翼改用切尖设计,用于安装航空电子设备的天线。前缘襟翼进一步延长到机翼内侧,靠近机身的襟翼所占用的区域。

  由于这是第一架采用了固定操纵杆(力敏感侧置驾驶手柄)的飞机,而奥斯特里奇在高速滑行试验前,一直没有机会获得驾驶这种飞机的感觉。在机场跑道上,他驾驶原型机顺利完成了65千米/时和148千米/时的高速滑行,很快地验证了驾驶仪和刹车装置的操纵灵活。然后,他驾驶飞机滑行回到跑道的起飞线上,等待着刹车器冷却下来。

原型机设计冻结后又进行了风洞试验,再次减小了垂直尾翼、增大了水平尾翼,将平尾由4边形修形为5边形,并且取消了专门的减速板,以提高隐身能力和降低超声速阻力。尾锥相应加长,有助于减小两个喷管之间的气流干扰,并改善截面面积分布,从而降低超声速阻力。主武器舱门从原来的双折叠设计改变为单折叠设计,取消了发动机舱通风的大型的外部通风口和整流罩。尾喷管的外部轮廓被弯曲,以减轻重量。

图片 4菲儿·奥斯特里奇与他的YF-16原型机

正式命名出厂

  当跑道上的风力下降到一个可以接受的程度时,YF-16原型机准备进行220千米/时高速滑行试验,这次滑行试验的任务实际上包括起飞、在距离跑道约0.35米左右高度飞行大约300米、然后逐渐减小动力、机轮触地、刹车直到停止。这是正式首飞前的最后一步,主要是验证刹车和操纵功能,给试飞员提供一些有关空中飞行时如何驾驶飞机的感性认识。

1997年4月9日,首架生产型F-22战斗机在佐治亚州举行的一次特殊仪式上公开露面。这架曾经被称为超级明星的第五代战斗机,在炫目的灯光和热烈的气氛中,展示了别致的外形和特有的品质,并被正式命名为猛禽。继F-15鹰、F-16战隼之后,美国空军希望它更加凶猛无敌。

  随后出现了一点意料之外的差错。YF-16原型机开始高速滑行,在大约200千米/小时的滑行速度下机头略微抬起,这时突然产生了一个剧烈的横向摆动,水平尾翼不经意地擦到跑道上,左侧翼尖和右侧尾部静压管也轻微地接触到跑道上。该机进入了一个侧向的飞行员诱导振荡,这是一种非常快的振荡,飞机在14秒内可以发生10圈滚转。

按照EMD阶段的计划,第一架F-22战斗机原本安排在1997年3月29日之前完成总装下线,然而,该机存在刹车系统和起落架收放困难等一些小问题,花费了3个半月的时间才得以解决。8月下旬,F-22战斗机获准进行首飞前的地面测试。

  当时,由于飞机开始向跑道左侧偏航,正在快速滑出跑道,有可能陷入沙漠中。面对这一突如其来的情况,奥斯特里奇别无选择,只好急推油门,让飞机进入起飞状态,这样飞机就很平稳地离开跑道,终于摆脱了这可怕的失控状态。菲尔保持飞机处于着陆状态,然后在空中绕了一圈飞回来,平安地着陆在跑道上。

01号猛禽在首飞之前还必须完成地面试验,包括低速、中速和高速滑行试验,这一系列滑行试验用于评价分别在15.4米/秒、30.8米/秒和56.6米/秒的速度下,飞机前起落架机轮转向系统、刹车系统和着陆拦阻装置的工作情况。

  那天,在场的所有人员都没有意料到YF-16原型机会从跑道上起飞,但是这却成为了现实。奥斯特里奇明智地选择了起飞,可以说挽救了整个计划。因此,负责市场和公关的人们将这次“非正式首飞”传播开来,但他们只是称其为“零飞行”,而将下一次飞行称为首飞。

根据安排,F-22战斗机的首飞地点选择在乔治亚州玛丽埃塔的多宾斯航空后备基地,驾驶F-22战斗机首飞的是洛马公司首席试飞员保罗麦茨。在加入洛马公司之前,麦茨曾经是诺格公司的首席试飞员,负责驾驶YF-23A原型机进行各项试飞。1992年10月,麦茨被任命为洛马公司的F-22战斗机的首席试飞员。在执行猛禽首飞任务前,麦茨已经驾驶过72种不同型号的飞机,拥有33年的飞行经验,累计飞行时间超过6000小时。

首飞的主要任务是检查F-22战斗机及其F119发动机的操纵品质、评价操纵系统的灵敏性和准确性。按照预先制订的首飞计划,麦茨将驾驶F-22战斗机沿着一个三角形航线飞行两圈,首先从多宾斯基地向北飞,然后向西南方向朝阿拉巴马州飞行,最后回到多宾斯基地附近。

首飞期间,洛马公司试飞员乔恩比斯利和美国空军飞行员史蒂夫瑞恩中校分别驾驶一架F-16战斗机伴随飞行。随着试飞计划的推进,比斯利成为F-22战斗机的首席试飞员,瑞恩成为美国空军第一位驾驶F-22战斗机的飞行员。

经过长时间的等待,第一架生产型F-22战斗机终于迎来了首次升空的时刻。

实现首次飞行

1997年9月7日,星期日。上午10时多,两架F-16战斗机首先起飞,作了一个360度低速转弯后对准跑道。10时18分,麦茨松开刹车,左手把两个油门杆轻轻推到军用功率的位置,F119发动机开始加速,F-22战斗机开始在跑道上滑行。当速度达到72米/秒时,麦茨用右手向后拉动侧杆控制器,F-22战斗机抬起前轮,然后飞离地面。在向北爬升过程中,F-22战斗机的起落架仍保持放下状态。

首飞中,猛禽的爬升速度令试飞员印象深刻。F-22战斗机即使没有收起落架,但两架伴飞的F-16战斗机也很难追上猛禽。按首飞计划,F-22战斗机在军用功率下以25度的迎角爬升,但麦茨却不得不多次将机头抬到更高的角度,以保持F-22战斗机的等速飞行。在发动机功率保持恒定的情况下,相对的爬升角度随着为此等速飞行的要求而变化。不到3分钟,猛禽就达到4600米的高度。在这个高度上,麦茨通过一系列功率变化来检查F119发动机的工作。首飞过程中,F-22战斗机在没有使用发动机加力燃烧室的情况下,最大迎角达到了14度。

在试飞的中间阶段,麦茨收起了起落架,把猛禽的飞行高度增加到6096米,这也是首飞的最大高度。在F-22战斗机降低高度前,麦茨在6096米的高度上又检查了发动机的油门变换,并评估了飞机的低速巡航性能。下降过程中,麦茨和比斯利的F-16战斗机编队飞行,以此检验F-22战斗机在对驾驶技能要求相对苛刻的任务中的操纵品质。

按照预定的飞行剖面,F-22战斗机在3048米高度上放下起落架,进行了两次模拟着陆通场,随后,麦茨进入多宾斯航空后备基地的第五道着陆。随着猛禽的主起落架触地,麦茨保持F-22战斗机的机头抬起,借助空气动力制动,将飞机的滑行速度降低到大约50米/秒,随后让前轮触地,同时刹车。由于是第一次降落,麦茨非常谨慎地控制F-22战斗机,直到接近跑道的尽头才让猛禽完全停住。

从10时18分起飞到11时16分触地,F-22战斗机持续飞行了58分钟。在飞行期间,F-22战斗机的最大速度达到128.6米/秒,最大过载达到3g。首飞成功标志着F-22战斗机计划达到一个新的里程碑。

9月14日,比斯利驾驶第二架F-22战斗机首次升空,成功地完成了35分钟的飞行测试。随后,F-22战斗机的航空电子设备测试正式开始。AN/APG-77雷达在波音公司的飞行试验台上,首先测试了为雷达提供基本的搜索与跟踪能力的Block
1软件。

1998年2月5日,首架F-22战斗机由洛马公司的C-5B运输机转运到爱德华兹空军基地,在美国空军飞行试验中心继续实施后续飞行试验计划。

调整任务定位

从1998年起,先后有9架F-22战斗机在爱德华兹空军基地进行各项试飞任务。其中,4001号飞机用于评估飞行品质、颤振和大迎角,4002号飞机用于试飞推进系统、飞行包线和外挂无分离,4003号飞机用于扩展飞行包线试飞,4004~4009号飞机先后承担任务电子设备的发展试验。整个飞行试验原计划在2002年8月结束,但由于一些技术问题,试飞进度推迟一年多时间,并最终导致美国空军决定将F-22战斗机正式服役时间推迟一年。

跨入21世纪后,美国空军开始考虑让F-22战斗机承担更多的作战任务。时任空军部长罗奇多次表示,猛禽在未来30年里承担的最重要任务是攻击未来两代地对空导弹所保护的目标,通过装备先进的火控雷达和综合电子设备、并结合新型精确制导武器,将更加有效地攻击纵深的、严密保护的和更加机动的地面目标。

正是在这样一种思路下,2002年9月17日,时任美国空军参谋长约翰江珀上将在华盛顿举行的美国空军协会全国性会议上正式宣布,将F-22战斗机重新定名为F/A-22战斗机,并说明采用A前缀主要强调猛禽的多种用途。回顾整个发展过程,可以看出F-22战斗机的问世并非一日之功,而是长期持续研究发展的必然结果,其间经过多次反复,最终确定了猛禽的多用途角色。

然而,2005年12月,时任美国空军空战司令部司令罗纳德凯斯上将正式宣布,第1战斗机联队第27飞行中队装备的F-22战斗机已经具备初始作战能力,可以随时根据需要执行作战任务。至此,美国空军取消了F/A-22名称,正式命名为F-22空中优势战斗机。

根据计划,整个改进工作大约在采购计划的生产过程中期开始,但美国空军已经迫不及待地将猛禽进行了重新定位,很大程度上反映了美国空军在未来战斗机发展概念上的转变,不再强调纯空中优势能力,而是必须兼具有对地面打击和电子战的多用途作战能力。

作为世界上第一种服役的第五代战斗机,F-22战斗机从方案竞争、研制发展、试飞评估到正式装备,由于技术和成本方面多次出现问题,时间进度一再拖延,前后经历了四分之一个世纪。从这时起,美国空军的装备已经从争夺空中优势的第四代战斗机,跨越发展到谋求空中霸权的第五代战斗机。