YF22和YF23的研發背景
上世紀70年代末期,蘇聯研發的兩款三代戰鬥機米格29和蘇27均進入了收尾階段,這兩款戰鬥機研發的目的就是為了能夠與美國空軍的F15重型戰鬥機和F16輕型戰鬥機在空中展開較量,並且研發之初就明確要求各項性能指標要全面超越對手,可謂是目標明確清晰並且是有備而來,這兩款戰鬥機的順利研發讓美國空軍感到了前所未有的壓力。
美國空軍的裝備理念一直很明確,那就是主力裝備必須領先對手一代,剛剛服役不久的兩款主力機型就要被全面超越,美空軍自然不會坐視不理,因此迅速展開了下一代「先進戰術戰鬥機ATF」的研發。對於ATF,美國空軍有三個硬性要求:要具備隱身能力、超音速巡航能力和短距起降能力,注意,此時的ATF戰鬥機項目與後來的四代戰鬥機在性能指標上還是有較大出入。
兩款隱身戰鬥機同臺競技
ATF先進戰鬥機研發計劃一經開始,美國航空工業製造能力的潛能就迅速展現出來:在上世紀80年代,三代戰鬥機都沒有幾個國家能夠研發出來,但一款具備優秀隱身能力的四代戰鬥機卻迅速出現了兩款機型來同臺競技,分別是洛克希德·馬丁的YF22戰鬥機和諾斯羅普公司的YF23戰鬥機。ATF先進戰鬥機研發計劃實際上是一個模糊的概念,這從美國空軍對其性能要求上就可見一斑:隱身能力和超音速巡航是一個全新的戰鬥機概念,但短距起飛對今天的四代機來說並不是一個十分重要的性能指標。
YF22和YF23這兩款原型機是兩家公司(YF23事實上是諾斯羅普和麥道合作的產物)為了奪得美空軍訂單「拼盡全力」的結果,這兩款原型機在性能指標上均超出了ATF的要求。YF22和YF23的競爭到了一個怎樣的激烈程度呢?1990年6月23日第一架YF23原型機出廠,僅僅兩個月後YF22的首架原型機也走下生產線。隨後兩款機型進入了長達十幾個月的競技飛行測試,最終在1991年,YF22勝出贏得了美國空軍的訂單。
YF22為何能擊敗YF23?
長久以來,YF23被認為是一款性能強於YF22的機型,但為何終未獲得美國空軍的青睞呢?一款四代機的性能主要體現在隱身能力、機動能力、飛行速度和機載航電水平四個方面,我們不妨從這幾個方面進行分析。
一,YF23的隱身能力更強但優勢並不明顯
YF23使用了V型尾設計,並且比YF22少了一對水平尾翼,理論上比YF22的雷達反射面積要更小一些,此外YF23的發動機噴口安裝在機身裡面,設計上有B2隱身轟炸機的影子,因此在F22引以為傲的隱身能力方面YF23反而要更優秀一些。但戰鬥機的隱身有一個明確的參考數據:一架戰鬥機的雷達反射面積如果縮小一百倍,僅能夠將雷達對其有效探測距離減少40公裡。YF23的隱身性能確實要更好一些,但這種優勢在在實戰中的體現卻並不明顯。
二,YF23的作戰半徑更大但並不符合當時美國空軍的實際需求
如今的F22戰鬥機位置非常尷尬:制空能力一流但對地攻擊能力極弱,即便美國空軍對其進行了強化後,F22也只能攜帶小型精確制飛彈藥對地攻擊,除此之外F22還有一個最大的不足就是航程短。當前的F22在不攜帶任何武器的情況下作戰半徑只能達到1000公裡,雖然可以通過空中加油的方式延長F22的作戰半徑,但在高強度空戰中兩架F22的後面跟一架加油機是不現實的。
因此,空中加油雖然可以增加F22的航程,卻無法保證實戰中F22的滯空時間,相比之下,YF23的測試作戰半徑可達1500公裡,比YF22多了二分之一,那麼美空軍為何沒有選擇作戰半徑更大的YF23呢?實際上,ATF研發之初正值冷戰高峰期,此時美國空軍的重心在歐洲,ATF設想中主要用於部署在前線,可以在簡易機場短距起降贏得前線的制空權,因此對作戰半徑的要求並不高,也就是說ATF在當時主要的任務其實是像米格29那樣當作一款前線戰鬥機來使用,因此YF23作戰半徑大的這一優勢基本無用武之地。
三,YF23的巡航速度超過YF22但機動能力不足
兩款原型機在長達十幾個月的飛行測試中,YF22的超音速巡航速度確定在1.6馬赫,YF23則可以輕鬆達到1.8馬赫的飛行速度,這方面YF23又略勝一籌,但兩款戰鬥機的側重點卻有較大不同,YF22是按照隱身性能、巡航速度、超機能力和超視距攻擊的優先順序來研發,而YF23則是按照隱身性能、超音速巡航、超視距攻擊、機動能力的順序來設計,由此導致YF23在機動能力方面要遜色於YF22。
雖然YF23的巡航速度超過YF22,並且由於將發動機噴口隱藏在機體內獲得了更好的隱身效果,但YF23使用的只是一部常規大推力發動機,並不具備矢量推力能力,相比之下YF22的矢量推力發動機可以為其帶來更好的機動能力。YF23由於過度強調超視距攻擊而降低了近距離格鬥能力,但在這方面年美國空軍可是有極大的經驗教訓:空空飛彈的問世導致一度出現了「機炮無用論」,因此早期的F4戰鬥機取消了機炮,但這一設計導致F4能被貼身近戰的米格19打爆!上世紀90年代美國空軍仍然將戰鬥機的格鬥能力當作重中之重,因此YF23過度強調超視距攻擊的設計理念確實不討喜。
四,YF22的原型機比YF23更加成熟
雖然出廠時間晚了兩個月,但YF22在試飛的時候已經可以成熟地展示機身的任何一個細節,在此方面YF23明顯不足:YF23在試飛的時候彈倉設計已經明確,副彈倉攜帶兩枚格鬥飛彈,主彈倉攜帶四枚遠程空空飛彈,問題在於YF23的這一設計在試飛的時候並未應用到位,而是在彈倉位置掛載了一個彈倉模型,這樣一來YF22顯得更加「誠意滿滿」!
YF23的新技術應用要比YF22更多,但這種大量應用新技術在帶來性能提高的同時也導致了整體穩定性的降低,按照戰鬥機的研發經驗來看:一款新機型使用新技術的比例超過20%後,就會對整體的可靠性產生不可避免的影響,相對於從二代機到三代機,從三代機到四代機的技術跨度更大,因此美國空軍不得不將戰機的穩定性放到首要位置來考慮,這也無形中為YF22加了分!
整體看來,YF22是一個相對更為成熟的選擇,那麼如果美國空軍在當時選擇了YF23,是不是在今天能夠發揮出比F22更有利的作用呢?其實不然!兩款戰機的研發年代、研發目的、性能指標都非常接近,相當於對一個問題給出的兩個同樣正確的答案,即便美空軍選擇了YF23,放到今天也會面臨成本高昂、航電落後、信息化程度不足等一系列問題,因此無論是YF22還是YF23,面對如今新生代的隱身戰機,都會顯得心有餘而力不足。