Tomasz Kwasek
Myśliwce Lockheed Martin F-22A Raptor uznawane są za chlubę lotnictwa bojowego US Air Force. Pomimo deklarowanych wysokich możliwości zbudowano jedynie 195 samolotów tego typu, uznawanych za pierwsze na świecie myśliwce piątej generacji. Zakończenie produkcji seryjnej F-22 w 2012 roku uznane zostało przez amerykańskie siły powietrzne za błąd w obliczu nowych zagrożeń stwarzanych przez lotnictwo bojowe potencjalnych przeciwników USAF, głównie Chin i Rosji. USAF inwestują spore środki w modernizację Raptorów, konieczną do utrzymania możliwości bojowych tych samolotów i spełniania wymagań współczesnych oraz przyszłych działań powietrznych.
Rozwój Raptora
Samolot myśliwski F-22A Raptor powstał w biurze konstrukcyjnym firmy Lockheed (obecnie Lockheed Martin) jako odpowiedź na zainicjowany na początku lat 80. ub. wieku program myśliwca nowej generacji. Nowy samolot miał być następcą wprowadzanego dopiero do służby myśliwca F-15 Eagle. W 1980 roku USAF rozpoczęły studia nad wstępnymi wymaganiami operacyjnymi Program Management Directive for Combat Aircraft Technology wobec nowego samolotu myśliwskiego i uderzeniowego Advanced Tactical Attack System (ATAS), a który niedługo potem nazwano Advanced Tactical Fighter (ATF). Uznano, że postęp w zakresie technologii lotniczych i elektroniki umożliwi zbudowanie w pełni wielozadaniowej maszyny, zdolnej do wywalczenia przewagi w powietrzu, a następnie wykonania uderzeń na cele naziemne w strefie taktycznej i operacyjnej. W następnym roku do firm lotniczych rozesłano zapytania o udzielenie informacji Request for Information (RFI), które miały określić, jakie możliwości techniczne i technologiczne ma przemysł, oraz pozwolić na opracowanie realnych wymagań taktyczno-technicznych, stanowiących kompromis pomiędzy oczekiwaniami a możliwościami i kosztami. Na tym etapie nie konkretyzowano wymagań, USAF zakładały bowiem, że przedstawione przez oferentów pomysły będą podstawą do opracowania koncepcji przyszłego myśliwca. RFI zawierały jednak wyniki studiów prowadzonych w USAF nad możliwościami nowego samolotu.
W odpowiedzi na zapytanie firmy lotnicze przekazały swoje koncepcje, pozwalające na sprecyzowanie kierunków rozwoju projektu ATF, który otrzymał kodową nazwę Senior Sky. Początkowo wymagano, aby nowy samolot był maszyną wielozadaniową, z naciskiem położonym na atakowanie celów naziemnych, ale w 1982 roku zmieniono priorytety możliwości bojowych i skupiono się na myśliwskich. Zapotrzebowanie USAF na nowe myśliwce określono w tym czasie na 750 maszyn, których produkcja seryjna miała się rozpocząć w 1993 roku. Biorąc pod uwagę fakt, że nowy samolot miał dysponować bardzo wysokimi osiągami, założono opracowanie dedykowanych dla niego jednostek napędowych. Jednocześnie, aby nowe silniki były gotowe przed rozpoczęciem prób prototypów, w 1983 roku dwa koncerny silnikowe, Pratt & Whitney i General Electric, po przedstawieniu swoich koncepcji (oznaczonych PW5000 i GE 57), otrzymały kontrakty na opracowanie jednostek napędowych dla ATF, które oznaczono odpowiednio XF119 i XF120.
Po sprecyzowaniu wymagań na myśliwiec przewagi powietrznej, co nastąpiło w 1984 roku, rozesłano je do uczestniczących w projekcie ATF partnerów przemysłowych. W odpowiedzi na te wymogi propozycje przedstawiło siedem firm uczestniczących wcześniej w fazie studialnej: Boeing, General Dynamics, Grumman, Lockheed, McDonnell Douglas, Northrop i Rockwell. Wspomniane wymagania wprowadzały kilka nowych, uznanych za krytycznie własności charakteryzujących myśliwiec przyszłości: przewaga informacyjna, trudnowykrywalność, manewrowość oraz zdolność do osiągania i utrzymywania prędkości naddźwiękowej bez użycia dopalaczy silników (supercruise). Pierwsza wersja produkcyjna miała być myśliwcem przewagi powietrznej, wersja rozwojowa ATF – mieć zdolność do atakowania celów powierzchniowych, głównie naziemnych, przy zachowaniu identycznych możliwości myśliwskich. Podstawowym wyzwaniem dla projektantów było połączenie wymagań w zakresie supercruise, manewrowości, trudnowykrywalności, zintegrowanej awioniki oraz operacyjnego promienia działania większego niż F-15 Eagle, w samolocie o zbliżonej wielkości. ATF miał mieć również dwukrotnie większą niezawodność i niższe wymagania odnośnie wsparcia naziemnego od F-15.
Po weryfikacji przedstawionych przez przemysł koncepcji do wszystkich siedmiu firm wystosowano formalne zaproszenie do składania propozycji Request for Proposal (RFP). Rozstrzygnięcie na tym etapie nie nastąpiło – wszyscy oferenci otrzymali w 1985 roku kontrakty na prowadzenie kolejnych badań nad koncepcją projektu Concept Definition Investigation (CDI), która miała pozwolić na wyeliminowanie najmniej perspektywicznych pomysłów. Zdecydowano przy tym, że decyzja o wyborze ATF będzie poprzedzona nie tylko konkursem projektów, a pełną fazą demonstracyjną oznaczającą, że dwaj finałowi oferenci zbudują po dwa samoloty demonstracyjne, każdy z innymi silnikami, oraz naziemne i latające laboratoria do testowania konkretnych rozwiązań konstrukcyjnych. W związku z tym, zdając sobie sprawę z konieczności wyboru najlepszych projektów, pięć firm zdecydowało się połączyć wysiłki w celu zaproponowania jak najlepszych rozwiązań z uwzględnieniem kosztów i ryzyka projektowego. Zawiązano dwa konsorcja konstrukcyjne, pierwsze utworzyły Boeing, General Dynamics i Lockheed, drugie Northrop i McDonnell Douglas. Firmy Grumman i Rockwell zrezygnowały z udziału w rywalizacji z uwagi na zaangażowanie w inne projekty. Faza CDI zakończyła się w 1986 roku wyborem propozycji obu konsorcjów, które otrzymały w kontrakty na budowę demonstratorów w ramach etapu demonstracyjno-weryfikacyjnego (DEM/VAL). Umowy podpisały również obie firmy odpowiadające za opracowanie napędu dla myśliwca: Pratt & Whitney dla projektu YF119 i General Electric dla silnika YF120. Projekt samolotu konsorcjum Lockheed Martin, Boeing i General Dynamics otrzymał oznaczenie fabryczne Configuration 1132 oraz wojskowe oznaczenie prototypu YF-22. Koncept zespołu McDonnell Douglas – Northrop ¬– był rozwinięciem projektu N-14 firmowanego przez tę ostatnią firmę i ostatecznie zostało mu przyznane oznaczenie YF-23. W przypadku YF-22 dużo uwagi poświęcono wysokiej manewrowości przy wysokich prędkościach poddźwiękowych oraz w zakresie optymalnych prędkości naddźwiękowych, co pozwoliłoby uzyskiwać przewagę również w walce manewrowej. Zachowanie dobrej zwrotności wymagało m.in. zastosowania wektorowania ciągu, co zwiększało wykrywalność samolotu, głównie w paśmie podczerwieni, oraz obniżało osiągi, takie jak prędkość przelotowa i zasięg. Poza tym YF-22 miał mniej skomplikowaną konstrukcję płatowca i niższy udział materiałów kompozytowych, co miało obniżyć jego cenę. Z kolei w projekcie YF-23 skupiono się na zachowaniu dużej prędkości przelotowej i zasięgu oraz niskiej wykrywalności, kładąc nacisk na przeżywalność maszyny w środowisku nasyconym nowoczesnymi systemami przeciwlotniczymi. Skupienie uwagi na zachowaniu jak najwyższego poziomu trudnowykrywalności przy założonych osiągach wymuszało zastosowanie odpowiedniego kształtu płatowca oraz rezygnację ze sterowania wektorem ciągu silników, jak również szersze zastosowanie kompozytów w konstrukcji płatowca.
Pełna wersja artykułu w magazynieLotnictwo9/2021
