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結構布局:F/A-22采用政黨雙垂尾雙發單座布局。垂尾向外傾斜27度,恰好處於一般隱身設計的邊緣。其兩側進氣口裝在邊條翼下方,與噴口一樣,都作了抑制紅外輻射的隱身設計,主翼和平尾采用一致的後掠角和後緣前掠角,都是小展弦比的梯形平面形,水泡型座艙蓋凸出於前機身上部,全部投放武器都隱蔽地掛在4個內部彈艙之中。
結構特點:在平面內為帶高位梯形機翼的帶尾翼的綜合氣動力系統,包括彼此隔開很寬和帶方向舵並朝外傾斜的垂直尾翼,並且水平安定面直接靠近機翼布置。按照技術標准(小反射外形、用吸收無線電波的材料、用無線電電子對抗器材和小輻射的機載無線電電子設備裝備戰斗機,其設計最小有交錯射面為0.1平方米左右。在機體上廣泛使用含熱塑(12%)和熱作用(10%)的聚合復合材料(KM)。在批生產的飛機上使用復合材料(KM)的比例(按重量)將達35%。兩側翼下菱形截面發動機進氣道為不可調節的進氣道,為敷設發動機壓氣機冷壁進氣道呈S形通道。
說到超音速性能,首先要提到的就是超音速巡航能力。超音速巡航這個概念,對於航空愛好者來說並不陌生。但由於許多媒體報道不甚確實,使得這一概念往往同『超音速飛行』等概念混同起來。
超音速巡航能力實際上是指飛機無需開加力而以較高的超音速巡航飛行的能力。在這一概念中,有兩點必須明確:1)無加力;2)較高超音速。對於第一點,筆者曾經不止一次看到有文章提到米格-25/31的『超音速巡航能力』,實際上這兩種飛機不過是在機內載油量極大的基礎上開加力實現較長時間的超音速飛行罷了。對於第二點,往往被人忽略,認為只要不加力,飛行M數超過1,就可以稱作超音速巡航了。英國人在介紹他們自己的『閃電』截擊機的一篇文章中就提到,該機不加力M數達到1.01,因此算是世界第一種實現超音速巡航的飛機。隨著發動機技術的進步,一些第三代戰斗機已經可以在無外掛條件下,不開加力在跨/低超音速區飛行(M0.9~M1.3,一般只能略超過1,尚未接近上限)。這些飛機也算不上實現了超音速巡航。
作為第4代超音速戰斗機的劃分標准之一,超音速巡航如果這麼容易就被第三代、甚至第一/二代超音速戰斗機實現,那麼這條標准早就可以扔進垃圾堆了。上述兩點只是量化衡量的標准,而不是超音速巡航的實質——通過先進的氣動設計,大幅降低超音速零昇阻力系數,提高超音速昇阻比,結合大推力低油耗發動機,飛機超音速性能實現階段性的飛躍,這種優越性能的冰山一角就是超音速巡航,這就是它的意義所在,也是它能夠成為分代標准之一的原因。如果只盯住量化標准,而不考慮背後的實質,恐怕會失之偏頗。試想一下,假如F-15可以裝上F119發動機,那麼不加力M數或許可以達到M1.2或更高,但它的超音速性能卻絕對比不上F-22,因為它的氣動設計仍然是第三代戰斗機的水平。
那麼超音速巡航可以為F-22帶來什麼樣的戰術優勢呢?就這個能力本身來說,它的優勢一般體現在攔截和超視距空戰中。
如果你正處於攻擊態勢,或者說,你正駕駛你的猛禽去攔截入侵者,那麼超音速巡航能力將大大提高你的接敵平均速度,外推攔截線,在對手進入武器射程之前就對其實施攻擊。而高達M1.5以上的巡航速度,將賦予你『先敵開火,先敵擊落』的優勢。例如,當載機速度從M0.9提高到M1.5時(這裡假定載機具有高度優勢),AIM-120阿姆拉姆的動力射程也增大了50%。從一架以M1.5飛行的F-22上發射的AIM-120,其初速度要快得多,更多的燃料可以用在後續航程中,因此可以在比原來的距離遠50%的地方擊中目標。如果超巡能力再結合F-22自身的隱身能力、AN/APG-77雷達以及具有無源定位能力的AN/ALR-94電子對抗系統,可以說,F-22已經具有飛行員夢寐以求的在超視距空戰中『先敵發現,先敵開火,先敵擊落』的優勢。
好了,現在假定你的AIM-120已經進入自導段,或者你的猛禽很不走運地被對方鎖定了,那麼你需要做的就是脫離對方導彈的有效攻擊范圍。只要你不是迎著導彈上去,那麼你的任何機動都會導致對方導彈攻擊范圍的縮小——事實上是導彈發射瞬間的總能量與猛禽的總能量之差決定了這個范圍的大小。而超巡能力結合超音速機動能力,可以令你的猛禽在防御機動中保持較高的能量狀態,從而大大壓縮對手的開火距離和導彈的有效攻擊范圍。在這種情況下,你的生存幾率比以亞音速機動的飛機要高得多。
在和F-15/F-16的對比試飛中,如果F-22不想和它們糾纏而加速脫離的話,那麼鷹和戰隼無論如何也追不上具有超巡能力的猛禽——盡管這些優秀的第三代戰斗機已經采用了半油構型,以盡可能提高飛行性能,但結果仍然相同:猛禽能夠將這些具有『優良』氣動力設計的飛機遠遠甩開。采用F100-110/129/229發動機的F-16在初始加速突破音障階段還不會落後猛禽太多。但當猛禽進入高馬赫數超巡狀態後,這場競賽實際上就結束了。沒有哪種飛機可以和猛禽比超音速續航力的。進行追擊的F-16和F-15在加掛典型戰斗載荷後,無論是在加速段還是在持續巡航段都無法跟上猛禽。對此,F-22首席試飛員保羅·梅斯回憶說:『我們的試飛任務總是受到追擊飛機油量的限制。一句簡單的『Bingo』就會迫使我們減速,然後把追擊機帶到加油機那裡加油。而此時猛禽的油箱仍然是剩下很多燃油。猛禽在很多方面都很出色,而一架超巡中的猛禽更是相當出眾的。』
除了空戰外,如果需要F-22穿越對手的防空體系,超巡能力同樣可以提高其生存力。道理和前述並無二致:穿越防空系統傳感器探測范圍的時間越短,留給防空系統的反應事件自然越短。猛禽的巡航速度越高,截擊就越困難,防空系統攻擊范圍減小幅度也越顯著。無論是尾追還是前置攔截,高速度都顯著縮短了有效射擊時間,因為導彈必須追擊一個高速目標,而相對角速度太大使得它不得不在急轉彎中消耗能量。