F–22 Raptor

F–22 Raptor
Amerikai F–22 Raptor géppár
Műszaki adatok
Funkció	Harcászati vadászbombázó repülőgép
Gyártó	Lockheed Martin/Boeing
Személyzet	1 fő
Első felszállás	YF–22: 1990. szeptember 29. F–22A: 1997. szeptember 7.
Szolgálatba állítás	2005. december 15.
Ára	140 millió USD (2007.)
Méretek
Hossz	18,90 m
Fesztáv	13,56 m
Magasság	5,08 m
Szárnyfelület	78,04 m²
Szárnyprofil	NACA 64A-05.92 a szárnytőben, NACA 64A-04.29 a törővégnél
Tömegadatok
Szerkezeti tömeg	18 000 kg
Maximális felszállótömeg	36 288 kg
Hajtómű
Hajtómű	2 db Pratt & Whitney F119–PW–100 utánégetős kétáramú gázturbinás sugárhajtómű
Tolóerő	2×175,74 kN utánégetővel
Repülési jellemzők
Maximális sebesség	2,42 Mach (~2575 km/h) nagy magasságban, utánégetővel
Utazósebesség	1,42 Mach (1830 km/h) nagy magasságban, utánégető nélkül
Hatótávolság	3200 km
Legnagyobb repülési magasság	18 000 m
Szárny felületi terhelése	470 kg/m²
Tolóerő-tömeg arány	1,17
Maximális túlterhelés	9,5g
Fegyverzet
Beépített fegyverzet	1 db M-61 Vulcan gépágyú 480 db lőszerrel
Az F–22 Raptor YF–22 prototipusának háromnézeti rajza

Az F–22 Raptor amerikai gyártású nehéz vadászbombázó, a világ első ötödik generációs harci repülőgépe. Az Amerikai Légierőnél az F–15 Eagle és az F–117 Nighthawk repülőgépet váltják le vele. Kiemelkedő manőverezőképessége, lopakodó kialakítása, fejlett avionikája és fegyverzete miatt jelenleg nincsen olyan repülőgép, amely a siker reményével vehetné fel vele a harcot. Repülési képességei és manőverezőképessége a többi vadászrepülőgéppel szemben a szuperszonikus sebességtartományban is jók, utánégető használata nélkül is tartósan képes 1,5 Mach sebességgel repülni. A tolóerővektor-eltérítéssel felszerelt hajtóműve miatt igen kis sebességgel repülve is képes intenzív manőverezésre. Ára rendkívül magas, 120 millió dollár körüli, ha 750 darabot gyártanának belőle (a minimális, 183 darabos megrendelésre vetítve a program teljes költségvetését, 360 millió dollár), ezért exportja nem valószínű (bár Ausztrália, Dél-Korea, Izrael és Japán érdeklődött a gép iránt, az Egyesült Államok egyelőre nem hajlandó a repülőgép eladására részben az újszerű és titkos szerkezeti megoldások miatt), az USAF által rendszeresítendő gépmennyiség is folyamatosan csökken, az eredeti 750 darab helyett ma már csak 381 repülőgép építését tervezik.

Története

Előtanulmányok

A hidegháború alatt a fegyverrendszerek erőltetett ütemű fejlesztésének megfelelően az F–15 Eagle hadrendbe állításával egyidőben a repülőgépgyártó cégek tanulmányterveket készítettek a közeljövő új vadászrepülőgépeiről, melyeket a Légierő különféle kisebb kutatási és fejlesztési szerződésekkel honorált, többek között az elavulófélben lévő F–4 és F–111 repülőgépek leváltására készítendő vadászbombázó repülőgépek fejlesztésére (Ezt a feladatot később az F–16 Fighting Falcon kapta meg). Ezekből a korai tanulmánytervekből született többek között az F–117 Nighthawk, valamint ezekre épült az A–12 Avenger II repülőgép fejlesztése is, melyet később beszüntettek. A Szovjetunióban a nyolcvanas évekre fejlesztették ki a MiG–29 és a Szu–27 repülőgépeket, valamint a levegő-föld és a légiharc-rakéták új generációját, melyek megközelítették a meglévő amerikai gépek eredményességét.

Az Amerikai Légierő Repülési Rendszerek Részlege (Aeronautical Systems Division, ASD) szakemberei megkezdték az utódtípussal szemben elvárt követelményrendszer kidolgozását, amely alapján 1981-ben javaslatokat kértek a repülőipar fő szereplőitől az általuk elképzelt új repülőgépek fő paramétereiről (RFI - Request for Information, Információkérés). A követelményrendszer legfőbb elemei voltak:

• Alacsony észlelhetőség: Már a nyolcvanas évek elemzései is kimutatták, hogy a közeljövő vadászrepülőgépének legfontosabb újítása az alacsony észlelhetőség: a vietnami tapasztalatok elemzése (a Red Baron Study, azaz a Vörös Báró Tanulmány, amit az első világháborús Manfred von Richthofen ászpilótáról neveztek el) azt mutatta, hogy a lelőtt gépszemélyzetek nem kevesebb, mint 50%-a nem vette észre támadóját a tűzmegnyitás előtt.

• Sebesség: Szupercirkáló üzemmód (tartós szuperszonikus repülés utánégető használata nélkül), hogy a repülőgép gyorsan érhessen a hadszíntérre, majd azt gyorsan el is hagyhassa. Az utánégető nélkül elérendő legnagyobb sebességet 1,5 Mach-ban szabták meg.

• Tolóerővektor-eltérítés a kiemelkedő manőverezőképesség eléréséhez, minden sebességtartományban. A repülőgépnek 10 000 m repülési magasságon (30 000 láb) 1,5 Mach sebességnél 5g, 1 Mach sebességnél 6g túlterhelést kell elviselnie, 3000 m-en (10 000 láb) rövid ideig 9g-t.

• Nagyfokú automatizáltság és fejlett pilótakabin, hogy a pilóta ne a gép rendszereinek üzemeltetésére, hanem a harc megvívására koncentráljon

• Beépített önellenőrző rendszerek a megbízhatóság javítása és az üzemeltetés egyszerűbbé, olcsóbbá tétele érdekében

• STOL (Short Takeoff and Landing - Rövid fel- és leszállás) képessége. Ez a NATO európai tagjainak kérésére került be a követelmények közé, hogy a légifölényt az európai hadszintéren akkor is biztosítani tudják, ha a repülőterek használhatatlanná válnak. Ezt a követelményt az ATF program közzétételének idejére kivették az elvárások közül, mert teljesítése aránytalanul nagy áldozatokkal járt volna.

Fájl:Lockheed's ATF concept.JPEG

A Lockheed ATF tanulmánya

A javaslatok kiértékelését 1982 őszére fejezték be. A beérkezett tanulmányterveket négy fő csoportra osztották.

• N (Numbers): Nagy számban gyártható, olcsó, kis méretű repülőgépek. (Leginkább az F–5 és F–16 repülőgépekhez hasonlító megközelítés)

• SDM (Supersonic Dash and Maneuver): Gyors és jól manőverező repülőgépek. (Hasonló megközelítés az F–15-höz)

• SLO (Subsonic Low Observables): Csupaszárny repülőgépek, melyek nehezen észlelhetők. (Az F–117 és az A–12 Avenger II hasonló)

• HI (HIgh-Mach/HIgh-altitude): Nagy sebességű és magasan repülő, irányított rakétákkal és bombákkal felfegyverzett gépek.

A koncepciók elemzése a leghatékonyabbnak az SLO, a másodiknak az SDM kialakítású gépeket tartotta. Az N és a HI megközelítést elvetették. Ezután megkezdték az ATF (Advanced Tactical Fighter - Fejlett Taktikai Vadász) program kidolgozását, melyet 1983 májusában tettek közzé.

Az ATF-program

Fájl:ATF concept art.jpg

A Boeing ATF tanulmányterve

Fájl:DoD Northrop ATF DF-ST-87-12788.jpg

A Northrop ATF tanulmányterve

A 750 repülőgép megrendelését ígérő felhívására hét cég, a Boeing, a General Dynamics, a Grumman, a Lockheed, a McDonnell-Douglas, a Northrop, és a Rockwell adott be pályázatot. Eredetileg négy győztes kihirdetését tervezték, melyeknek egyenként 100 millió dollár támogatást adtak volna koncepciójuk részletes kidolgozásához, majd a négy beadott terv közül akarták kiválasztani a végső győztest. A pályázat követelményrendszerét és határidejét többször módosították, majd teljesen meg is változtatták: a nyertesek számát négyről kettőre csökkentették, ők viszont egyenként 700 millió dollárt kaptak két-két prototípus megépítésére, a megrendelést a gépek alapos kiértékelése után tervezték. (A Légierő a második világháború óta többször változtatott a beszerzési eljárásain, az F–15-öst a tervek alapján megrendelték, az F–16-os esetében viszont két-két prototípus épült, ennek a programnak a sikere után döntötték el, hogy a későbbiekben ezt a módszert választják, az F–35-ös fejlesztését is hasonló eljárással végezték.) A megnövekedett feladatok miatt a pályázókat konzorciumok alapítására bátorították, de a győztesek kihirdetéséig senki nem tudott a konkurens tervekről semmit. 1986. október 31-én a hét jelentkezőből két cégcsoportot, a Lockheed-et (a Boeinggel és az F–16-ot gyártó General Dynamics-szal hozott létre konzorciumot) és a McDonnell Douglast (a Northroppal) bíztak meg két-két prototípus megépítésével, 691 millió dollárt és 50 hónapot adva a feladatra. A pályázók közül a konzorciumokból kimaradó két cég, a Rockwell és a Grumman esett ki. A pályázó cégek (konzorciumaikon belül) ekkor ismerhették meg egymás terveit, és elemzést hallottak a Légierő azon szakembereitől, akik részt vettek a pályázatok kiértékelésében.

Az Amerikai Haditengerészet hasonló pályázatot írt ki 550 repülőgép beszerzésére, a NATF (Naval Advanced Tactical Fighter - Tengerészeti Fejlett Taktikai Vadász) programot, azonban később ezt a megugró költségek, valamint a haditengerészeti repülés eltérő igényei miatt (kisebb repülési sebesség, szerkezeti megerősítések szükségessége) törölték, és az F/A–18 Hornet továbbfejlesztésével létrehozott F/A–18E/F Super Hornet megvásárlását választották.

A repülőgépek számára a JAFE (Joint Advanced Fighter Engine - Közös Fejlett Vadászrepülőgép-hajtómű) program keretén belül teljesen új hajtóművet fejlesztettek, a repülőgépekhez hasonlóan két prototípust fejlesztve, a Pratt & Whitney az YF119-et (gyári neve PW5000), a General Electric az YF120-at (gyári neve GE37). Mindkét repülőgép egyik prototípusát az YF119, a másikat az YF120 hajtóművel építették meg.

Az YF–23

Az YF–23 prototípus

A Northrop által vezetett cégcsoport az YF–23 repülőgépet építette meg (nem hivatalosan a Northrop második világháborús P–61 Black Widow éjszakai vadászrepülőgép után Black Widow II-nek nevezve a repülőgépet). Ellentétben az YF–22-essel, ez inkább egy technológia-demonstrátor volt, amelyet a sorozatgyártás beindítása előtt mendenképpen át kellett volna tervezni. Trapézszárnyas konstrukció volt, V elrendezésű vezérsíkokkal. Hajtóművének levegő-beömlőnyílása a törzs alsó felén volt, a fúvócsöveket a törzs felső felén helyezték el, a repülőgép végénél kissé előrébb, hogy a földről kevesebb infravörös sugárzást lehessen érzékelni. A hajtómű fúvócsövei a konkurens géppel ellentétben nem voltak kitéríthetőek. A gép teljes fegyverzetét, az észlelhetőség és a légellenállás csökkentése érdekében a bombatérben helyezték el, melyet a törzs középvonala alatt alakítottak ki.

Az YF–22

Az YF–22 prototípus az USAF múzeumában. Jól látható a sorozatban gyártott gépétől eltérő kialakítású pilótakabin és orr.

A Lockheed, a Boeing és a General Dynamics mérnökei a nyertes tervet alaposan át kellett, hogy tervezzék, a Lockheed koncepciója a mérnökök szerint valószínűleg fel sem tudott volna szállni. A négyéves tervezési időszak első két évét kizárólag a gép koncepcionális tervezésére szánták, majd két évbe telt a prototípus részletes megtervezése és megépítése. A repülőgépet teljes egészében számítógéppel tervezték, a CADAM 2D szerkesztőprogram mellett a General Dynamics saját fejlesztésű ACAD, valamint a Dassault iparági standardnak számító CATIA programjaival.

Az előzetes tanulmányok alapján a repülőgép tömege (50 000 font) és ára nem volt tartható, ezért először a légiharc-rakéták számát cökkentették nyolcról hatra, és a tervezett forgótár helyett a törzs aljába, egymás mellé helyezték el őket. A tömeg további csökkentése céljából 1997 nyarán több alternatívát is terveztek, ekkor alakult ki a szárny jellegzetes, „gyémánt” fomája. Ez év őszén és telén teljesen áttervezték a vezérsíkokat, a víszintes vezérsíkot hátrébb, a függőlegeseket kijjebb tolták. 1988 márciusára dolgozták ki a 631. konfigurációt, amely alapján a protípusok épültek. A Légierő az utolsó utáni pillanatban, májusban törölte a tolóerő-fordító berendezések szükségességét, mert ezekkel a repülőgép nem lett volna képes a szupercirkáló üzemmódra a berendezések által kiváltott túl magas szuperszonikus légellenállás miatt, így a gépet még egyszer áttervezék, ez lett a 632. változat.

A Lockheed YF–22-t 1990. augusztus 29-én mutatták be, első felszállását ez év szeptember 29-én végezte el, amikor a program vezető berepülőpilótája, Dave Fergusson a Lockheed Palmdale-i üzeméből az Edwards légibázisra repülte. A második prototípus ez év október 30-án repült először. A berepülési program igen intenzív volt, 1990 végére, három hónap alatt el is végezték. Repültek kétszeres hangsebesség, 7g túlterhelés és 60° állásszög felett, mindkét hajtóművel demonstrálták a szupercirkáló képességet, indítottak AIM−9 és AIM−120 rakétát. A mérnökök szeme előtt az YF−16 berepülése lebegett, amelyet hasonló intenzitással hajtottak végre.

A Lockheed szintén második világháborús P–38 Ligtningje után Lightning II-nek keresztelték el, később azonban a Raptor (Ragadozó) nevet kapta a légierőtől. (A Lightning II név nem ment veszendőbe: az F–35 könnyűvadásznak ez a hivatalos elnevezése). Az YF–23-hoz képest konvencionális kialakítású, vállszárnyas, osztott függőleges vezérsíkú repülőgép, aerodinamikai elrendezése lényegében megegyezik az előd F–15-ével.

A felállított követelményrendszernek mindkét gép megfelelt. Az YF–22 győzelmét 1991. április 23-án jelentették be. A sikert elsősorban jobb manőverezőképességének köszönhette, valamint annak, hogy egyszerűbbnek tűnt a repülőgép-hordozó fedélzeti változat megépítése. A repülőgép közelebb is állt a sorozagyártható változathoz, mint az YF–23, ez kevesebb műszaki kockázatot rejtett magában. Hajtóműve elsősorban a kisebb technikai kockázat miatt az YF119 lett. A berepülési programot 1991 októberétől folytatták, 1992. április 25-ig, amikor a PAV–2 (Prototype Air Vehicle - Légi Jármű Prototípus) jelzésű második prototípus a kifutópályának csapódva súlyosan megsérült (a PAV–1-et ekkorra már a fáradási tesztekhez elhasználták).

A szériaváltozat fejlesztése

Fájl:FA-22 Raptor.jpg

Az F–22 Raptor egy előszéria-példánya, még hosszú Pitot-csővel az orrán. Jól látható a pilótakabin tetejének fémes bevonata.

A prototípusok építésével párhuzamosan folyt a sorozatban gyártható repülőgépek tervezése, amelyet a prototípusok teszteredményeivel értékeltek ki a Légierő szakemberei. A prototípusok kiértékelése megnyitotta az utat a végleges repülőgép kifejlesztéséhez (EMD - Engineering and Manufacturing Development, Tervezési és Gyártási Fejlesztés). A hidegháború végével a repülőgép kifejlesztése veszített fontosságából, a megrendelt darabszámot ennek megfelelően folyamatosan csökkentették (az eredeti 750 darabról 648-ra 1991-ben, 442-re 1994-ben, majd 339-re 1997-ben, ekkor törölték a kétüléses F–22B fejlesztését is).

A legfontosabb eltérések egyike volt, hogy a repülőgép elektronikáját alapvetően leegyszerűsítették, a fejlesztés idején már 16 millió USD-be kerülő berendezések árát maximálták 9 millió dollárban. Elhagyták az infravörös érzékelőt és az oldalra néző rádiólokátort (634. változat). A vízszintes és a függőleges vezérsík felülete megnőtt. A levegőbeömlő nyílások mintegy 30 centiméterrel hátrébb kerültek, a pilótakabin viszont előre mozdult, így a pilóta oldalirányban lefelé jobban lát, nem takarja a levegőbeömlőnyílás a kilátást. A pilótakabin teteje is eltér a prototípusétól, nem olyan jellegzetesen csúcsos, egyenletesebb ívű. A repülőgép össztömegét sikerült csökkenteni. A főfutókat nem előrefelé, hanem oldalirányban húzzák be.

Az előszéria első példánya 1997. április 9-én készült el, kisebb problémák (tüzelőanyag-szivárgás és szoftverhibák) orvoslása után ez év szeptember 7-én repült először, a második példány 1998. június 29-én követte.

Intenzív manőverezés az F–22 egyik első bemutatóján, Point Mugu-ban, Kaliforniában, 2007. április 1-jén. A repülőgép törzse fölött a légnyomás hirtelen leesik, emiatt a párás levegőből vízpára csapódik ki.

F–22-esek érkezése az Elmendorf AFB-re, Alaszkába, a „Northern Edge” hadgyakorlatra.

Gyártása

Az első 10 szériagép kis sorozatú gyártását 2001. augusztus 15-én rendelték meg. 2002. szeptember 17-én az elnevezést F–22-ről F/A–22-re változtatták, hangsúlyozva a gép földi célok elleni alkalmazhatóságát (Ezt 2005. december 12-én visszaváltoztatták F–22-re). A sorozatban gyártott gépek teljesítményének kiértékelését 2003-ra fejezték be, a gépet hivatalosan 2005. december 15-én állították hadrendbe. A legyártandó gépek száma folyamatos viták tárgya, a legalacsonyabb szám, ami idáig elhangzott, a 193 darab volt, az USAF 391 gépet tart minimálisan elfogadhatónak.

Alkalmazása

A repülőgépet idáig csak az 1. FW (Fighter Wing – Vadászezred; Langley AFB, Virginia) két századában (a 27. FS és a 94. FS, a harmadik század, a 71. FS egyelőre az F–15-öst repüli tovább) állították hadrendbe, jelenleg a 90. FS (Fighter Squadron – Vadászszázad; Elmendorf AFB, Alaszka) feltöltése folyik a repülőgépekkel. Később repülni fogja a gépet a 199. FS (Hickham AFB, Hawaii), és az 531. FS is (Holloman AFB, Új-Mexikó; itt az F–117-eseket fogja leváltani).

A gépek éles fegyveres konfliktusban még nem voltak, de több hadgyakorlaton részt vettek, meggyőző eredménnyel. Először 2005 októberében települt át a 27. FS a „Combat Hammer” hadgyakorlatra, a Hill AFB-re, ahol elsősorban F–15-ösök ellen folytattak légiharc-gyakorlatot. Az F–22-esek 33 szimulált légi győzelmet szereztek anélkül, hogy az ellenség szerepét játszó F–15-ösök egyáltalán megtaláltak volna egyetlen gépet is. 2006 júniusában részt vettek Alaszkában a „Northern Edge” hadgyakorlaton, itt a szimulált légi harcokban saját veszteség nélkül 108 ellenséges gépet lőttek le (egyes források 144 gép lelövéséről szólnak).

2007 februárjában mintegy öt hónapra az egész 27. FS áttelepült Japánba, az Okinawán található Kadena AFB-re, ahol elsősorban japán repülőgépek ellen folytattak légiharc-gyakorlatot (az első hét után a kiváló 140:0 lelövési arányt és szintén kitűnő 97%-os hadrafoghatóságot elérve ), emellett valószínűleg az új kínai vadászrepülőgépekről (J–10, Szu–30) megszerzett adatokkal igyekeztek feltölteni a gépek adatbázisát. Az áttelepülés nem ment zökkenőmentesen, a dátumválasztó vonal átlépése pillanatában a repülőgépek navigációs rendszere kifagyott, ezért vissza kellett térniük Hawaiira.

Szerkezeti kialakítás és tervezési sajátosságok

Az USAF 27. vadászszázadának (Langley Air Force Base, Virginia) sorozatgyártású F–22-ese leszállás közben a Kadena légibázison, Japánban, a típus első külföldi áttelepülésén, 2007. február 18-án. A szárnyak alatt tüzelőanyag-póttartályok vannak. Jól látszik, hogy a vízszintes vezérsík és a szárny belépőélei, valamint a levegőbeömlő-nyílás felső pereme egymással párhuzamosak.

Az F–22 hagyományos elrendezésű, vállszárnyas konstrukció. A szárnyak belépőélén orrsegédszárnyat, a kilépőéleken fékszárnyat és csűrőlapokat helyeztek el. Az osztott függőleges vezérsíkokat kifelé megdöntötték (így nem zárnak be derékszöget a szárnyakkal és a vízszintes vezérsíkokkal, ez csökkenti a rádiólokátoros észlelhetőséget). A vízszintes vezérsíkok teljes egészében elfordíthatóak, és magassági kormányként szolgálnak. A két hajtóművet a törzs hátsó részében, egymás mellett helyezték el, fúvócsövük függőlegesen ±20°-ban kitéríthető, javítva a manőverezőképességet. A repülőgép a levegőben utántölthető, a merev csöves rendszer fogadóberendezését a törzs fölső részén helyezték el. Törzsféklapot nem alakítottak ki, az aerodinamikai fékezést kizárólag a kormányszervek megfelelő kitérítésével végzik: a megosztott függőleges vezérsíkon lévő oldalkormányokat szimmetrikusan kifelé, a csűrőket, szintén szimmetrikusan felfelé, a fékszárnyakat pedig szimmetrikusan lefelé térítik ki. A repülőgép csűrőit és orrsegédszárnyait a megszokottól eltérően úgy alakították ki, hogy azok teljesen a törővégig érnek, így azok kitérített helyzetükben nem vernek vissza több radarsugárzást. Az oldalkormányok kialakítása hasonló a függőleges vezérsíkon. Az F–35 vadászrepülőgépen hasonló megoldást alkalmaznak.

A repülőgép sárkánya titánötvözetekből (39%), kompozit anyagokból (24%) és alumíniumötvözetekből (16%) áll. A futómű hagyományos tricikli elrendezésű.

A költségek csökkentése érdekében a kétüléses gyakorlóváltozat kifejlesztését elvetették, a pilótákat kizárólag szimulátoron, valamint erre a célra átalakított F–16-osokon képzik a repülőgép vezetésére.

Alacsony észlelhetőség

Vadonatúj F–22 Raptor aerodinamikai fékezés közben. Az oldalkormányok, a csűrők és a fékszárnyak szimmetrikusan ki vannak térítve. A gép infravörös kisugárzását csökkentő világosszürke festék közvetlenül a festés után egy ideig még csillog, később ez bemattul.

Az F–22 tervezésének legelejétől figyelembe vették az alacsony észlelhetőségre vonatkozó követelményeket, így a gép sárkányának kialakításánál nemcsak az aerodinamikai szempontok érvényesültek. A repülőgép hatásos visszaverő keresztmetszete az USAF állítása szerint egy üveggolyóéval megyegyező, azaz körülbelül 1-10 cm².. Ez mintegy százada-ezrede az F–117, tizede-százada a B–2, hetede-kilencede az F–35 hatásos visszaverő felületének.

Párhuzamosak egymással a levegő-beömlőnyílások oldalsó peremei és a függőleges vezérsíkok, a gép szárnyainak illetve vezérsíkjainak a belépőélei, valamint a levegő-beömlőnyílás fölső pereme és néhány más éles peremű szerkezeti elem, így ezek csak néhány irányba vernek vissza jelentősebb elektromágneses sugárzást. A gépen lévő összes nyílás (futóaknák, fegyverterek, pilótakabin teteje, szerelőnyílások) széle, hasonló okokból, cikcakkos kialakítású, párhuzamos a szárnyak belépőéleivel. A szerelőnyílások egy részénél szükség van bezárásuk után az alacsony észlelhetőség helyreállítására, amelyet erre a célra készült tömítőanyagokkal végeznek. A sárkány kialakításánál (függőleges vezérsíkok bekötései, szárny-törzs csatlakozás) kerülték a derékszögeket, mert a sugárzást az ilyen elemek pont abba az irányba verik vissza, mint ahonnan az jön. A repülőgép felületeit a néhány él között a folyamatos, íves formák jellemzik, szintén az alacsony észlelhetőség miatt.

A problematikus részeken radarabszorbens anyagokkal csökkentik a repülőgép visszaverő képességét, de a korábbi repülőgépekhez képest ezen anyagok használata visszaszorult, mert jelentős túlsúlyt okoznak. Hagyományos repülőgépeknél a hajtómű fémanyagú kompresszorlapátjai nagyon jó visszaverők, ezért az F–22 szívócsatornája hajlított, azaz szemből nem lehet a levegő-beömlőnyíláson keresztül a hajtóműre rálátni. A pilótakabin átlátszó tetejét fémes (valószínűleg aranytartalmú) bevonattal látták el, hogy a rádióhullámok ne hatoljanak be a kabinba, mert az ott lévő fém anyagú berendezések, valamint a pilóta sisakja jól vernék vissza a rádiósugárzást. Hasonló okokból fémtartalmú a repülőgépet bevonó festék is. A repülőgép gyártásánál sokkal nagyobb pontosságot írnak elő, mint más gépeknél, emellett minden egyes kész repülőgép visszaverőképességét egy külön erre a célra épített hangárban ellenőrzik.

Az F119–PW–100 hajtómű

F119–PW–100 hajtómű fékpadi próbája, működő utánégetővel. A lángcsóva előtt látható a szögletes, eltéríthető fúvócső, a hajtómű előtti sokszögű rács az apró tárgyak beszívását akadályozza meg (ez nem része a hajtóműnek).

Az F119 nagy kétáramúságú, utánégetős gázturbinás sugárhajtómű. A háromfokozatú, titánból készült kisnyomású kompresszort egyfokozatú kisnyomású turbina hajtja meg. Ezzel ellentétes irányban forog a hatfokozatú nagynyomású kompresszor, melyet egyfokozatú, különleges titánötvözet-egykristályból készült nagynyomású turbina hajt meg. A nagynyomású turbinát aktív hűtéssel is ellátták, így lehetővé vált a turbina előtti gázhőmérséklet szokatlanul magasra, mintegy 1980 °C-ra emelése, ami hozzásegít a tolóerő növeléséhez. A turbinát nem lapátonként gyártják és szerelik össze, hanem az egész lapátkoszorút egy nagyon bonyolult háromdimenziós forgácsolási eljárással egyetlen titánötvözet-egykristály tömbből alakítják ki, így ez később semmilyen utólagos állítást vagy beszabályozást nem igényel.

Fejlesztése közben szem előtt tartották a könnyű karbantarthatóságot, ezért a hasonló hajtóműveknél 40%-kal kevesebb alkatrészből épül föl. A fontosabb részegységek és kezelőszervek az alsó oldalon helyezkednek el, hogy a szerelők a repülőgép burkolatának megbontása után könnyen hozzájuk férhessenek. Az összes részegység a repülőgéphez rendszeresített hat alapvető szerszám valamelyikével szerelhető vagy cserélhető. A számítógépes vezérlőrendszer redundáns. A hajtómű végén található, négyszögletes keresztmetszetű fúvócsövek függőleges irányban ±20°-ig kitéríthetőek. A hajtóművek mögé eredetileg tolóerő-fordító szerkezetet terveztek, de ezt költségtakarékossági okokból már a prototípusokba sem építették be. A fúvócső infravörös kisugárzását mesterségesen, hűtéssel csökkentik, a tüzelőanyag megfelelő adalékolásával pedig elérték, hogy a repülőgép mögött nem képződik kondenzcsík.

Elektronika

Központi számítógép

A korábban készült repülőgépeken a gép minden alrendszerének külön jelfeldolgozó egysége volt, amely a kapott adatokat feldolgozva, a saját külön kezelőszervén jelenítette meg, az adatok összevetése a pilóta fejében történt meg. Az F–22-esen két Common Integrated Processor (CIP) elnevezésű központi számítógép biztosítja a repülés közben keletkező összes adat feldolgozását és integrált megjelenítését. Mindkét számítógépben 66 csatlakozóhely található az (Intel i960 és PowerPC alapú) adat- és jelprocesszoroknak (ezeknek jelenleg csak egy részét használják ki, a CIP 1-ben 19, a CIP 2-ben 22 szabad csatlakozó van, a többi a továbbfejlesztések céljára van fenntartva). A számítógépben 300 MByte memória van (650 MByte-ig bővíthető). Teljesítménye 700 millió utasítás másodpercenként (MIPS), ami később 2000 Mips-re növelhető (ma egy Xbox 360 számítási teljesítménye 6400 Mips), illetve 20 milliárd művelet másodpercenként (Bops), ami 50 Bops-ra növelhető. A számítógépet főleg Ada nyelven programozzák (ez a Védelmi Minisztérium szabványos nyelve), a teljes szoftverkészlet mintegy 1,7 millió sorból áll. A két számítógép képes egymás feladatainak átvételére, a továbbfejleszthetőség jegyében egy harmadik, ugyanilyen számítógépnek is kialakították a helyét.

Az AN/APG–77 rádiólokátor

Fájl:APG-77-1A.jpg

Az APG–77–1A rádiólokátor antennája

A repülőgép elektronikájának legfontosabb eleme az AN/APG–77 rádiólokátor, melyet a Northrop és a Raytheon fejlesztett ki, maximális hatótávolsága 460 kilométer. A törzs elejébe fixen van beépítve, sugárnyalábjának eltérítése teljesen elektronikus (AESA - Active Electronically Scanned Array). Ez gyorsabb működést és a mozgó alkatrészek hiánya miatt nagyobb megbízhatóságot eredményez, a rádiólokátor két meghibásodás közötti átlagos üzemidejét (MTBF - Mean Time Between Failures) 450 repült órára tervezik.

Összesen mintegy 2000 adóvevő elemet tartalmaz, melyekek tömege egyenként 15 gramm, teljesítménye 4 watt. Látómezeje vízszintes irányban 120° széles. Mivel az adóvevő elemek egymástól függetlenül működnek, a rádiólokátor egyszerre több feladatot is el tud látni, például több irányban tud egyszerre célokat keresni, miközben másokat egyidejűleg követ. A repülőgépen nincsen külön rádióelektronikai zavaróadó, mert ezt a funkciót is a lokátor vette át. Lehetőség van a lokátorral kisugárzott jelek segítségével nagy távolságú, titkosított kommunikációra is, 2007 júniusában egy kísérleten ennek adatátviteli sebessége 274 Mb/s volt. A repülőgépen lehetőséget hagytak arra, hogy a későbbiekben a repülőgép oldalába is adóvevő elemeket építsenek, ezáltal a lokátor oldalsó és hátsó irányban is érzékelhet célokat (ezeket az elemeket egyelőre költségtakarékosságból nem építették be). A hagyományos lokátoroktól eltérően, melyek egy-egy nagy impulzust bocsátanak ki szabályos időközönként, meghatározott frekvencián, az APG–77 sok gyenge impulzust sugároz ki, mindegyiket eltérő frekvencián, ez csökkenti az esélyét annak, hogy az ellenséges repülőgép besugárzásjelzője érzékelje az F–22-es lokátorát (LPI - Low Probability of Intercept). Egy cél felfedezése után a kisugárzott jelek erősségét azonnal lecsökkentik, hogy a lokátor éppencsak érzékelje a célt, csökkentve ezáltal a lelepleződés esélyét. A lokátor fejlett NCTR (Non-Cooperative Target Recognition - Nem Együttműködő Célok Felismerése) üzemmóddal rendelkezik, ami azt jelenti, hogy a célról képes olyan nagy felbontású kép készítésére, hogy ez alapján a repülőgép típusa megállapítható (A repülőgépek radarképéről egy megfelelően karbantartott adatbázis van az F–22-esen). A sorozatgyártású példányok képesek szintetikus apertúrájú üzemmódra is, ami a földön lévő tárgyakról képes nagyfelbontású képet adni.

A rádiólokátort működés közben egy átalakított Boeing 757-esen tesztelték először. A lokátor fejlesztése közben szerzett tapasztalatok alapján tervezik az F–35 Lightning II AN/APG–81, valamint az F–16E/F AN/APG–80 lokátorát.

Egyéb berendezések

Az AN/ALR–94 radarriasztó rendszer érzékeli a repülőgépet érő rádiósugárzást, megállapítja az egyes adók veszélyességét. A lokátort a célra irányíthatja, de a repülőgép akár rakétát is tud indítani a célra, kizárólag a besugárzásjelző által megjelölt irányba anélkül, hogy a lokátorát bekapcsolná.

Fegyverzet

A 27. vadászszázad F–22A Block 20 repülőgépe GBU–32 JDAM GPS-irányítású bombát old ki. A fegyvertér ajtaja még nyitva van.

A repülőgép jobb szárnyának tövébe egy 20 mm űrméretű M–61A2 Vulcan gépágyút építettek be, javadalmazása 480 darab lőszer. A fegyver csőtorkolata egy, a tüzeléskor automatikusan kinyíló ajtó mögött van, ami amellett, hogy elrejti a fegyvert a rádióhullámok elől, egyúttal megakadályozza annak szennyeződését és korrózióját is. A további fegyverzetet a törzsben kialakított négy fegyvertérben, valamint a félszárnyak alatt kialakított két-két fegyverfelfüggesztő csomóponton hordozza. A fegyverterek nyílásai a rakéták indításakor nyílnak csak ki, kevesebb, mint egy másodpercre.

Légiharc-rakéták

A repülőgép légi célok ellen az AIM–120C AMRAAM és az AIM–9M és a korszűbb AIM–9X Sidewinder rakétákat hordozhatja. A tipikus légiharc-fegyverzet 2 darab AIM–9 és 6 darab AIM–120 rakéta, a fegyverterekben ennyi fér el.

Az AIM–120 AMRAAM rakétákat a két középső, nagyobb fegyvertérbe függesztik, a LAU–142/A AVEL (AMRAAM Vertical Eject Launcher – AMRAAM Függőleges Kilövő Indítósín) berendezésre, ez biztosítja a rakéta megfelelő eltávolodását a repülőgéptől akár 100°/másodperc sebességgel végzett elfordulás esetén is. Az indítósínt hidraulikus és pneumatikus munkahengerekkel egy rombusz alakú mechanizmus előre és lefelé kidobja, mintegy 40g gyorsulással 8 m/s függőleges sebességre gyorsítva azt. A sín végén deflekort helyeztek el, amely a rakéta égéstermék-gázait lefelé eltereli, hogy azok ne okozzanak kárt a fegyvertérben.

Az oldalsó, kisebb fegyverterekbe az AIM–9 rakétát a LAU–141/A berendezésre függesztik, ennek sok alkatrésze megegyezik a LAU–128/A berendezésével, ami az F–16-osok szárnyainak törővégén van. Az indítósín nyitott állapotában néhány néhány fokos szöget zár be a repülőgép hossztengelyével, a rakéta orra kifelé áll, hogy gyorsabban távolodjon a repülőgéptől az indítás után.

Földi célok elleni fegyverek

Földi célok ellen a repülőgép egyelőre a 454 kg tömegű GBU–32 JDAM (Joint Direct Attack Munition) fegyvert hordozhatja, ebből két-két AIM–120 rakéta helyére kerülhet egy-egy darab, így a földi célok elleni tipikus függesztmény 2 darab AIM–9 Sidewinder rakéta az oldalsó, kis fegyverterekben, 2 db AIM–120 AMRAAM rakéta és 2 darab GBU–32 JDAM a nagy fegyverterekben. Jelenleg van folyamatban a 113 kilogrammos GBU–39 SDB (Small Diameter Bomb) integrációja, ebből mindegyik nagy fegyvertérbe négy, összesen nyolc függeszthető.

Egyéb függesztmények

A félszárnyak alatti csomópontok, valamint a rájuk függesztett fegyverzet a repülőgép manőverezőképességét rontja, észlelhetőségét javítja, ezért háborús helyzetben általában nem alkalmazzák (felmerült alacsony észlelhetőségű függesztőberendezések kifejlesztésének az igénye, ezekben, hasonlóan a fegyverterekhez, a csukott ajtók mögött a fegyverek nem befolyásolnák a gép észlelhetőségét). Mind a négy csomópontra függeszthető egy-egy 600 gallonos tüzelőanyag-póttartály, ennek érdekessége, hogy a pilonnal együtt dobják le a szárny alól, ha kiürült, mert a fentmaradó pilon szintén jobban észlelhetővé tenné a gépet.

A tüzelőanyag-póttartályok úgy vannak kiképezve, hogy a fölső részükre, függesztőberendezésük két oldalán, egy-egy (a négy póttartályon így összesen nyolc) légiharc-rakétát lehet elhelyezni (a rakéták szárnyainak egy részét ehhez le kell szerelni), így a repülőgép gyorsan végrehajtott nagy távolságú áttelepüléseknél rakétákból egy teljes további javadalmazást magával vihet. Az áttelepülés végrehajtása után a tüzelőanyag-póttartályokat (a rakétákkal együtt) leszerelik, a gépet feltöltik üzemanyaggal, és a belső fegyvertérben szállított rakétákkal azonnal bevetést repülhet, majd visszatérvén, a kívül függesztett rakétákat a fegyvertérbe betöltve, újabb bevetést teljesíthet gyakorlatilag logisztikai háttér nélkül.

Külső hivatkozások

• F-22 Raptor – A FAS.org ismertetője
• The Lockheed Martin F/A-22 Raptor – A vectorsite.net oldala a gépről
• http://www.f-22raptor.com/
• http://www.f22fighter.com/
• F-22 Raptor – A Globalsecurity.org-on
• F/A - 22 – Az ACIG.org fóruma
• AN/APG-77 AESA Radar (for F/A-22) – Az ACIG.org fóruma
• Az YF-22 története - harcirepulok.hu
• F–22 Raptor Structural Design & Systems overview
• F-22 Raptor Team Web Site
• Lockheed Martin/Boeing F-22 Raptor – Az Air Power Australia cikke
• F-22B Raptor – A SecretProjects.co.uk fórumain
• Lockheed F-22 Raptor – Festésminták a WINGS PALETTE oldalán
• Early US ATF Projects- references – A SecretProjects.co.uk fórumain

Lábjegyzetek

A Wikimédia Commons tartalmaz F–22 Raptor témájú médiaállományokat.