zpět současné letouny USAF

Současné americké vojenské letouny

NAVIGACE
HOME PAGE
Diskuse
Naše inzerce

Aukce.Military.cz


YF-22 Raptor - podrobná historie

Lockheed/Boeing

připravil Martin Jurečka

zpět na F-22 Raptor

Projekt pokročilého taktického stíhače - Advanced Tactical Fighter (ATF) byl zahájen v počátcích vlády Reganovy administrativy. Byl zamýšlen jako nástupce F-15 Eagle. Očekávalo se, že ATF začne sloužit koncem 90.let a začátkem století bude hlavním stíhačem USAF.

První požadavky na nový letoun byly specifikovány v červnu 1981. V říjnu 1982 USAF oznámila, že prioritou je vysoká manévrovatelnost ATF. Velení NATO předpokládalo, že vzdušný prostor střední Evropy budou zajišťovat stíhače operující ze základen v zemích Beneluxu nebo v Anglii. Proto požadovalo, aby ATF dosahoval nadzvukové rychlosti bez přídavného spalování. Aby letoun byl schopen provozu i z poškozených VPD byla požadována vlastnost STOL. Letoun musel rovněž mít větší dolet než F-15, aby mohl operovat ze vzdálenějších a tedy bezpečnějších základen. Letectvo také očekávalo, že se zastaví trend stále dražší a složitější letouny. Nasadilo také limit na velikost a hmotnost letounu a požadovalo použití nejnovějších technologií, které sníží provozní náklady nového stíhače.

V polovině roku 1983 definovala USAF návrh ATF jako letoun pro náhradu F-15, dosahující nadzvukové rychlosti bez přídavného spalování, s doletem větším než F-15, s výzbrojí podobnou jako F-15 a vektorováním tahu motorů pro dosažení vlastností STOL. Byl požadován vyspělý navigační a útočný systém využívající umělé inteligence pro filtraci dat a tak snižující zatížení pilota při současném zlepšení jeho chápání taktické situace.

Program byl zahájen v září 1983, kdy podmínky zadání dostalo sedm společností. Současně se rozběhl i vývoj nového motoru pro ATF. Motor musí být schopen samostatného startu nezávisle na pozemním zdroji. Pratt & Whitney vyvinul motor PW5000 - armádní označení F119 a General Electric vyvinul motor GE37 - armádní označení F120. Motory jsou v draku letounu zaměnitelné. Koncem roku 1984 dostaly požadavky na ATF konkrétnější podobu. Má jít o stíhač s cestovní rychlostí 1.5 Machu, délkou vzletové dráhy pouze 600m a max.vzletovou hmotností pod 22 700 kg a bojovým rádiusem přes 1 200 km.Cena měla být pod 40 miliónů dolarů a později byla redukována na 35 miliónů. Náklady za dobu životnosti nesmí přesáhnout náklady na provoz F-15. USAF nechtěla vybrat nejlepší návrh ATF ze soutěže létajících prototypů, jak to udělala při výběru LWF, kdy XF-16 porazil XF-17. Tentokrát byla snaha maximum porovnání provádět na simulátorech, v aerodynamickém tunelu a na zařízení pro měření radarového odrazu.

V září 1985 byla vyhlášena soutěž s uzávěrkou v lednu 1986. Později byla soutěž prodloužena do dubna 1986. V dubnu 1986 vstoupila do programu ATF US Navy s tím, že chce ATF použít jako základ pro náhradu za F-14D Tomcat. To se velice líbilo kongresu USA, neboť každá unifikace snižuje výdaje. V květnu 1986 změnila USAF svůj úmysl a vyzvala dva účastníky soutěže, aby postavili prototypy pro letové testy. Byli jimi Lockheed a Northrop. Na první pohled byl výběr Lockheedu nešťastným rozhodnutím, neboť od poloviny 50.let od dob F-104 nepostavil žádný úspěšný stíhač. Avšak získal obrovské zkušenosti se stealth technologií, které zúročil v letounu F-117A Nighthawk.

Pokrok v počítačové technice od poloviny 70.let, kdy počítače byly schopny počítat radarový odraz pouze od rovinných ploch, do poloviny 80.let, kdy superpočítače již dokázaly řešit složité křivkové plochy, umožnil navrhnout nadzvukový stealth letoun s vysokou manévrovatelností. Navíc byly dostupné nové RAM materiály. Začátkem roku 1985 dospěl Lockheed k závěru, že sám v soutěži o zakázku na ATF neuspěje. Proto v červnu 1986 vytvořil vývojový tým s firmami Boeing a General Dynamics. Boeing přitom nikdy nepostavil proudový stíhač. Od 30.let se specializoval na bombardéry, transportní, tankovací a dopravní letadla.

V téže době vytvořil Northrop tým s firmou McDonnell Douglas. V soutěži se zúčastnilo sedm firem: Boeing, General Dynamics, Grumman, Lockheed, McDonnell Douglas, Northrop, a Rockwell. Grumman a Rockwell vypadly již v začátku soutěže. 31.října 1986 byly vítězi vyhlášeny firmy Lockheed a Northrop. Každá postavila dva letové exempláře. Lockheed postavil dva YF-22A a Northrop postavil dva YF-23A (neoficiálně Black Widow II). Každý letoun byl schopen létat buď s dvojicí motorů Pratt & Whitney F119 nebo s dvojicí motorů General Electric F120.

V roce 1987 byl zrušen požadavek na obraceč tahu, který měl sloužit k zabrždění letu v boji a ke zkrácení přistávací dráhy. Testy s F-15 STOL/Maneuver Technology Demonstrator ukázaly, že přínos obraceče tahu není takový jak se očekávalo a vyžaduje přiliš mnoho vzduchu na chlazení. V důsledku zrušení požadavku na obraceč tahu se zmírnil požadavek na délku přistávací dráhy. Ta se teď prodloužila z 600 m na 900 m. Těch 300m nestálo za ten nárůst hmotnosti a složitosti.

Lockeed vyrábí přední část trupu včetně kabiny, Boeing vyrábí křídla, zadní část trupu a bude instalovat motory. General Dynamics vyrábí střední část rupu, pumovnice a podvozek. Modernizační plán USAF v roce 1988 počítal s 750 ATF, které budou dodávány v tempu 72 kusů ročně. Dodávky měly začít v roce 1993 a operační způsobilosti měl typ dosáhnout v roce 1996. Aplikace stealth technologie snížila v čelním pohledu radarový odraz na 1% odrazu F-15. Protože nasávací otvory s proměnnou geometrií jsou v rozporu se stealth vlastnostmi, nemají nasávací otvory žádné pohyblivé části. Jsou optimalizovány pro rychlost 1.5 M. Na horní straně mají uzavíratelné otvory pro přídavné přisávání vzduchu. Kanály přívodu vzduchu k motorům mají tvar S a tak brání přímému pohledu na motor.

Křídlo je souměrné kolem podelné osy - což odpovídá technologii stealth. SOP jsou vykloněny o 27°. Při bočním pohledu stíní směrovka IR vyzařování motorových trysek. Na spodní straně zadní časti trupu je mohutná aerodynamická brzda. Dvojitá směrovka je nezvykle mohutná. Je o 70% větší než směrovka F-15. To proto, aby eliminovala nepříznivé vlivy proudění vzduchu nad křídlem při letu s velkým úhlem náběhu, kdy vlivem turbulencí dochází ke snížení účinosti SOP.

Všechny vnější i vnitřní kovové díly trupu jsou kryty RAM materiálem (radar absorbent material) a natřeny protiradarovým nátěrem (radar absorbent paint (RAP)). Tvar všech krytů byl pečlivě odladěn s ohledem na minimální radarový odraz. Do dvířek byly doplněny hrany, které odrážejí radarové paprsky do neškodných směrů. Nasávací otvory a vstupu chlazení, které musí zůstat pořád otevřeny, jsou kryty drátěnou sítí, aby se tak zabránilo radarovému pohledu dovnitř těchto otvorů. Motory jsou zabudovány blízko k sobě do zadní části trupu. Motory konvenčních stíhačů dosahují maximální teploty na výstupu z kompresoru při rychlosti kolem 1M. Aby se dosáhlo vyšší rychlosti, musí se dodatečný tah získat přídavným spalováním. Přídavné spalování zvyšuje spotřebu paliva a nadzvukový let tak nemůže trvat dlouhou dobu. Motory ATF jsou navrženy tak, aby maximální pracovní bod kompresoru ležel za hranicí 1.5 M. Motor má dvojrozměrné vektorování tahu - 20 stupňů nahoru a dolů. Vektorování tahu umožňuje manévry, které není konvenční letoun schopen provést (viz též Su-37). Uplatní se hlavně při změnách směru ve vysoké rychlosti, kdy SOP ztrácejí účinnost. Přídavné spalování ATF použije při boji a nebo pro dosažení rychlosti přes 2M.

Letoun je řízen systémem fly-by-wire vyvinutým General Dynamics. Data o proudění vzduchu, data z gyroskopů a akcelerometrů zpracovává počítač, který je porovnává s impulzy od řídící páky. Počítač vypočítá polohy řídících ploch a výstupních trysek. Letou je vybaven zařízením pro tankování za letu. Je umístěno na hřbetě trupu. Aby se udržel malý radarový odraz, jsou všechny zbraně neseny v pumovnici. F-22 má tři pumovnice. Dvě jsou po stranách trupu hned za vstupy vzduchu. V každé mohou být dva AIM-9 Sidewinder - IČ střely vzduch-vzduch. Pro odpálení se Sidewinder na rameni vysune z pumovnice, zamíří na cíl, odpálí a rameno se zasune. Třetí pumovnice je pod trupem a může nést až šest radarem řízených střel vzduch-vzduch AIM-120C AMRAAM.

Kolem 23% draku prototypu je z kompozitů. Pro sériové stroje se plánuje až 40% použití kompozitů. Většinou jde o uhlíkové kompozity, které mají větší tepelnou odolnost než běžně používané epoxidové. Kokpit je "skleněný". Všechny informace jsou pilotovi předávány na obrazovce nebo jako hologram na HUD. Pilot má k dispozici dva primární 20x20cm MFD a tři pomocné 15x15cm. Všechny jsou barevné LCD. F-22 je první vojenský letoun využívající tuto technologii. Původně měl pilot místo tlačítek používat dotykovou obrazovku, ale vzhledem k nevyzrálosti této technologie se od tohoto úmyslu ustoupilo. Jeho palubní počítač má 3 krát větší paměť a 16 krát vyšší operační rychlost oproti systému F-15. U sériových letounů bude na primárních obrazovkách zobrazena taktická situace a na pomocných budou zobrazována data útočných a obranných systémů. Životně důležité informace budou předávány hlasovým výstupem.

Řízení letounu bude systémem HOTAS (hands-on throttle and stick), kdy všechny důležité prvky řízení jsou na ovládací páce. Testovací YF-22A má knipl v centrální pozici, ale u sériových strojů bude nahrazen bočním kniplem. Překryt kabiny je z jednoho kusu. Sériové stroje budou mít akrylátový překryt pokovený, aby se snížil radarový odraz od vnitřku kabiny. Vybavení kabiny bylo velice pečlivě tvarováno a i materiály byly vybírány s ohledem na stelth vlastnosti. Sedečka je skloněna dozadu o 65°. Bylo zjištěno, že v této poloze pilot nejlépe snáší účinky přetížení.

O avionice je dostupných velice málo informací. Radar je navržen tak, aby pilot F-22 první viděl, první střílel a první zasáhl.

První YF-22A byl u Lockheeda v Palmdale v Kalifornii dokončen v červnu 1990. Slavnostně představen byl 29.srpna 1990. Poprvé vzlétl 29.září 1990, pilotován továrním pilotem Davem Fergusonem. Nesl civilní registrační číslo N22YF. Poháněn byl motory General Electric YF120. První let byl jen skok z Palmdale na Edwards AFB. První Northrop/MDD YF-23A vzlétl 27.srpna 1990. Nadzvukové rychlosti dosáhl YF-22A poprvé 25.října 1990. Druhý YF-22 následoval 30.října. Měl civilní imatrkulaci N22YX a byl poháněn motory Pratt & Whitney YF119. Ani jeden z prvních dvou testovacích strojů neměl radar ani kanón, ale mohly nést a odpalovat střely vzduch-vzduch AMRAAM a Sidewinder. Začátkem listopadu 1990 dosáhl první YF-22 důležitého mezníku v programu ATF. Dosáhl rychlosti 1.58 M bez přídavného spalování. Letu nadzvukovou rychlostí bez přídavného spalování se říká supercruise.

S přídavným spalováním dosahovaly oba letouny lehce rychlosti 2M na 15 000 m. První vektorování tahu bylo vyzkoušeno s YF-22A N22YF 15.listopadu 1990. 28.listopadu 1990 provedl YF-22 číslo dva první odpal AIM-9M Sidewinder a 20.prosinec první odpal AIM-120 AMRAAM. 23.dubna 1991 Air Force vyhlásila, že Lockheedova skupina vyhrála srovnávací soutěž. Současně byl jako výrobce motorů vybrán Pratt & Whitney. Pro nový letoun byla v různých stádiích vývoje používaná různá jména. Lockheed prosazoval Lightning II, další návrhy byly:Super Star, Rapier a nakonec se ujal Raptor. N22YX se vrátli do vzduchu 30.října 1991 k dalším testovacím letům. Z N22YF byly vymontovány motory General Electric a stroj byl předán Lockheedu na další testy systémů. N22YX byl naneštěstí zničen při havárii 25.května 1992, kdy se po nepovedeném vzletu stroj klouzal několik set metrů po VPD až se vzňal. Pilot zůstal nezraněn, ale letoun byl tak poškozen, že byl odepsán. Příčnou havárie byla chyba pilota, který ignoroval hlášení o nevhodné poloze trysky. V okamžiku havárie měl letoun za sebou 760 letů v celkové délce 100 hodin. N22YF byl rozebrán a použit na pozemní zkoušky.

Začátkem roku 1992 byl dokončen konečný návrh tvaru F-22. Došlo k několika podstatným změnám. Letoun byl zkrácen na 19.06 m, rozpětí zvětšeno na 13.57 m a šíp křídla zmenšen na 42°. Výška letounu se zmenšila na 5 m. Nasavací otvory byly posunuty o 45 cm dozadu. Kokpit byl posunut dopředu, změněn tvar přídě a radomu. Špička trupu těmito změnami dostala tupější tvar. SOP byl zmenšeny a VOP zvětšeny. Sériové F-22A ponesou 20-mm kanón General Electric M61A2 nad pravým nasávacím otvorem. Je to vylepšená, lehčí verze standardního kanónu M61A1, který používají americké stíhačky již od 50.let. F-22 bude rovněž schopen útoku na pozemní cíle. Bude vybaven čtyřmi závěsnými body pod křídly. Zavěšená výzbroj na vnějších závěsnících ale výrazně zhorší stealth vlastnosti letounu. Letoun může nést dvě střely Joint Direct Attack Munitions (JDAM) v podtrupové pumovnici a dvě střely Tri-Service Stand-Off Attack Missiles (TSSAM) pod křídly pro útoky na cíle v hloubce protivníkova území. JDAM je 450 kg bomba obsahující IČ/akusticky řízenou submunici. Rané verze JDAM byly řízeny systémem GPS. Ten byl ale později nahrazen snímačem obrazu. Další možnou výzbrojí jsou protiradarové střely HARM.

Let prvního z devíti předsériových F-22A Raptor (v.č.4001) se uskutečnil v září 1997. Dne 10.února 1998 opustil výrobní linku druhý předsériový letoun (91-4002). Nejprve byla testována palivová soustava, poté byl opatřen ochranným nátěrem typu stealth a první zkušební let se uskutečnil 29.června 1998.   V první fázi má být vyrobeno celkem 9 letounů pro rozsáhlou sérii letových testovacích zkoušek, které mají mimo jiné ověřit řadu pokročilých technologií v oblasti konstrukčních materiálů, letounových soustav, avioniky, senzorů i výzbroje. Původně plánovaná dvojmístná cvičně bojová verze byla z úsporných důvodů zrušena. Výcvik bude probíhat na trenažérech a při letech bude instruktor sledovat žáka na dálku. Kolik sériových F-22 bude vyrobeno není zatím jasné. Původní požadavek z roku 1985 byl na 760 letounů, ten byl ale později snížen na 648. V současnosti se uvádí celkem 438 sériových letounů. Do služby nebude zařazen dříve než v roce 2003. Predpokládá se, že F-22 bude sloužit 40 let. Cena F-22A v cenách roku 1997 byla 71 milionů $ (Eurofighter 50-60 miliónů $). Potenciálními zájemci o F-22 jsou země, které dnes provozují F-15: Izrael, Saudská Arábie a Japonsko.

Porovnání F-22 s F-15

Přestože bude F-15 nahrazena typem F-22, zůstává stále vynikajícím letounem. Na svém kontě má 96 sestřelů a žádnou ztrátu. Oproti F-22 postrádá vlastnosti stealth, má menší manévrovací schopnosti, menší dolet.

F-22 je mnohem méně náročný na údržbu. Ve srovnání s F-15 vyžaduje pouze 1/3 času a poloviční množství pozemního perzonálu.

TTD Lockheed YF-22A Lightning II

Motory: 2x Pratt & Whitney YF119-PW-100, 155.68 kN nebo 2x General Electric YF120-GE-100

Rozpětí: 13,56 m

Délka: 18,90 m

Maximální rychlost: 2,2 Mach (2333 km/hod) s forsáží ve výšce; 1,2 Mach (1472 km/hod) na úrovni hladiny moře; 1,4 –1,5 Mach (1490 - 1590 km/hod) přeletová na 11 000 m.

Dostup: 19 800 m

Vzletová dráha: 1 067 m

Bojový dolet: 1 200 km

Prázdná hmotnost: 15 422 kg

Max.vzletová hmotnost: 28 123 kg

zbroj: V pumovnicích po stranách nasávacích otvorů 4x AIM-9 Sidewinder. V pumovnicích pod nasávacími otvory 4x AIM-120 AMRAAM. Na 4 závěsnících 2 270 kg výzbroje. 1x 20mm kanón M61A2

zpět na F-22 Raptor

 

 


Pokud najdete v článku chyby, pište autorovi článku. Jeho jméno je uvedeno v záhlaví či na konci stránky.

V případě jiných dotazů, nápadů nebo problémů,  napište mail sem

Copyright © 2016 All Rights Reserved

Bez písemného souhlasu autorů není dovoleno využívat zveřejněné informace ke komerčním účelům.


Naše další stránky: Agile Factory | Experio | Beatles