YF-23各项设计堪称跨时代,为何最后赢的却是F22战机?

YF23战斗机和F22A战机一样,都是美国ATF(先进战术战斗机)计划的产物。上世纪90年代,美国为了对抗苏东集团由苏27、米格29等战斗机组成的数量庞大的四代机群,针对苏联研发的四代机气动优秀、擅长格斗空战的特征,想到要发展一种拉长交战距离,在中距离可以大量击落四代机的隐身五代战机,给其代号ATF。

图为美国ATF计划两款验证机--YF22和YF23并飞。

为此,北美几大航空制造企业纷纷加入竞标,推出了各自的竞标方案,经过层层筛选,走到最后的只剩下波音和洛马两大航空巨头合作研发的YF22和诺斯罗普·格鲁曼公司研发的YF23战斗机。这两种飞机在最后阶段进行了“决赛”,TF23性能非常优异,尤其在隐身性能上远超F22A战斗机,但是最后遗憾被淘汰。在这种战机的选型中,美国空军进行了严密的论证和比较,进行了充分的研究和考虑,才最终选定F22A。

图为YF23战斗机,他的外形非常科幻,比F22看上去更加前卫。

YF23战斗机被淘汰首先就在于他的机动性较差。YF23战斗机为了照顾隐身设计和高速性能,把机身设计的非常扁平,取消了平尾,使用了罕见的菱形机翼,这种设计虽然让飞机轻易取得了超音速巡航和高速飞行能力,而且隐身设计也非常好,但是却造成了飞机机动性的下降。首先,菱形机翼翼面积不大,飞机飞行中的升力不大,机翼承受的翼载荷很大,飞机不能进行太过于剧烈的机动。

图为YF23技术验证机,可见其非常的扁平,完全照顾了隐身和高速设计。

其次,取消了平尾,造成了飞机必须要依靠V型垂尾来完成过去由平尾承担的纵向变向功能和过去垂尾承担的水平变向功能,YF23战斗机又没有配备矢量发动机,所有的纵向、水平操作都由两片V型垂尾完成,因此舵效不是非常明显,飞机的机动灵活性不如F22战斗机。YF23之所以取消平尾,还是为了隐身,因为飞机的翼面是产生雷达波束反射的主要部分,减少了飞机的翼面,自然就提高了隐身能力。

图为YF23验证机,可见他没有平尾,因为气动设计的问题,他在整个测试阶段,只展示了25度攻角,无限制攻角能力成为空谈。

再者,诺斯罗普·格鲁曼公司用于测试的这架YF23技术验证机的完成度不如波音洛马联合研发的YF22高。美国在验证机的测试阶段,给诺格和洛马各拨款6000万美元作为验证机的制造和测试费用,诺格没有在此基础上追加投资,只是制造了一架YF23战机的壳子,里面没有火控雷达和弹仓设计,但是洛马和波音为YF22验证机投资了2亿美元,制造出一架和真实战机一样的验证机,在验证阶段就配备了矢量发动机、有源相控阵火控雷达、完整的弹仓,甚至在测试阶段还进行了AIM120导弹和AIM9X导弹的试射。

图为YF23战机三视图,YF23战机最终没有取得完整性能,尤其是在导弹测试阶段,只能使用视频来模拟,这在美国空军看来难免敷衍。

所以说,诺格输的并不冤枉,纵然YF23战机的隐身、高速性能再出色,他也不是一架能够完整演示YF23所有功能的飞机,而YF22用心制造,完整走完了整个验证阶段。最后,YF23本身完成度就不高,结果价格还比YF22高出20%,在美国空军看来,如果要把YF23整个性能制造完整,需要更多的资金,如果装备YF23,那么装备的数量会远远不足,这是美国空军不能接受的。所以,最后美国空军选择了YF22,将其变成了F22A,而YF23只能躺在历史中了。

YF-23各项设计堪称跨时代,为何最后赢的却是F22战机?

谢谢邀请!

YF-23/Fightetprototype“黑寡妇”BⅠa

ck.WⅰⅰdowⅠI是美國“诺斯洛普+麦.道”公司联合开发的竞标验证机。

YF-22是“洛.马+波音”公司联手研制的竞标机型。(美國空軍ATF項目获胜机型/F-22)

YF-22/YF-23四代机的研发是标准的“強强联合”航空业産品最先進技术完美体现!(YF-23/“黑寡妇”四代机经典之作)(YF-22/YF-23同框试飞照、是美國航空制造业的巅峰之作)

YF-23采用独特的菱型气动外形设计、充分強调隐身特性、充满科幻色彩、没有采用矢量噴管技术仍然实現了高机动性、超前的设计理念、太多先進技术容一身、是丫F-23竟标失敗的直接原因!

国际航空界有一个不成文的默契理念;既一型全新设计的型号先进技术和机载设备、配置应用应该控制在整体设计的60%以内。

那么YF-23从外型设计、机载设备、先進技术应用达到90%之多、高科技、高性能预示着高投入、高风险和不可预见的使用风险和不稳定因素。(丫F-23独特整体外形设计、图为丫F-23发动机尾噴)

太先進是YF-23竞标失敗的原因之一!(F-32对F-35、F-35胜出、F-32也是敗于太超前太先進)

现代化、高科技、前沿科学技术是提升武器装备战斗力的条件和保证、但是、風险控制和使用成本是美國人不得不考虑的!

有钱也不敢太任性、务实第一、高效、实用是美军方的首选!

理想很丰满、现实很残酷F-22“猛禽”四代机虽然成功获得美空军的采购计划、美空军装备了187架后、高昂的单机价格和使用成本、财大气粗的美国人也玩不起了、F-22停产、生产线拆除、技术封存……绝不外销!

YF-23“黑寡妇”/F-22“猛禽”战斗机技术被列为美国的“国家机密”。

YF-23各项设计堪称跨时代,为何最后赢的却是F22战机?

小挖客说,YF-23并没有比YF-22更先进,它只是可能隐形性能更出众,可能更符合一些人的审美观。但它其实缺乏远见,忽视了一个重要问题,另外它完成度太差了,所以输得并不冤。小挖客认为它可能更适合象F-15E那样做点双任务。

美国对未来空战的判断

这是重点,是最被忽视的地方!隐形战斗机对非隐型战斗机,可以在对方没有发现的距离上开火,占尽优势。可是如果对手也是隐形的呢?当年ATF选型时美军已经在考虑未来如果对手也掌握了隐型技术的话,隐形对隐形会怎么样?

模拟试验表明,雷达技术没有大的突破时,隐形飞机雷达反射面积大幅减小,会使机载雷达、导弹雷达制导头的探测距离缩小!当时最先进机载雷达对1.5平方米的典型战斗机目标发现距离最远可达150公里,而面对隐形飞机时呢?答案是10公里以内!有些试验甚至到了1公里雷达还没有反应!这时飞行员早就已经凭肉眼看到对方。这时怎么办?只有格斗了!因此,隐形战斗机的格斗性能将变得特别特别重要!

美国预料到这种情况以后,当即放缓了自己的强项——中程和超远程空空导弹、主动雷达制导导弹的发展速度!俄国搞400公里空空导弹、欧洲联合研制冲压动力的“流星”远程空空导弹的时候,美国却把自己的超远程空空导弹(上图)下马,还退役了F-14“雄猫”加AIM-54“不死鸟”导弹这样的远程梦幻杀手组合,转而优先发展AIM-9X红外成像导弹……在美国人心目中,未来隐身技术扩散后,超远程空战发生的概率急剧降低,机载大孔径雷达发现隐身形飞机都那么难,雷达制导的导弹很可能还不及红外导引头呢!

YF-23的特点更接近B-2

它的优势是隐身,而且是全向隐身。采用了蝶形V尾,漂亮而且阻力小、隐形性能好,如下图。反观F-22还保留了传统的双垂尾,的平尾之间会形成角反射器效应,后方的隐身性能当然会弱一些。

但是,玩过V尾模型的都知道,V尾只有两个活动翼面,进行各种机动时需要混合控制,而混合控制往往会产生一些附加效应,因此控制会比较困难。比如大迎角下偏航转向,可能会引起飞机发生俯仰。所以,V尾翼对机动动作控制得很不精确。反过来的例证,高机动性的试验机往往还要加上一些控制面。如下图。

YF-23气动控制力弱也就罢了,本来还可以通过矢量喷管来增加“直接力控制”来弥补,但偏偏装了矢量喷管的是对手F-22,见下图!YF-23的尾喷管类似格鲁曼另一款隐形飞机B-2,优点是红外信号弱,但不能偏转提供控制力!B-2无所谓,它是轰炸机,可YF-23是要格斗的制空战斗机啊。

另外,YF-23的机头隐形性能好阻力也小,但明显空间比较小,很难装下大尺寸雷达天线,而雷达天线尺寸对于探测距离至关重要,这对隐形战机之间的对决也是不利的。

YF-23的完成度比较差,价格高

对比试飞时,YF-23连内置弹舱都还没有呢,如下图!顺便说一句,俄国的好象也还没看见弹舱的情况,完成度也够差的。

另外,YF-23的报价高出F-22不少,也是导致它出局的关键因素之一。

最后结论

总之,YF-23隐形性能很可能优于F-22,但在隐形战斗机之间的对决中,可能只是晚几公里被对方发现而已,这已经在目视距离以内,此时格斗性能差就是致命的弱项!而F-22综合性能优异不偏科,在隐形战斗机之间的对决取胜把握更大,是竞标得胜的关键。

YF-23各项设计堪称跨时代,为何最后赢的却是F22战机?

这事情吧,美国空军就这样!

先看几个风洞的测试模型,咱们一点点剖析:

从外观上看这架飞机性能一定差不了的。

所谓的中央升力体布局,后来被苏霍伊弄走制造了Su-27战机。

这些实际上是北美航空当年给美国空军提供的F-15原型机方案。

整体上在F-15原型机推进计划F-X中也有很多特别科幻感的战斗机被提出来,但是,最终也没有被美国所采用。

这个问题实际上并不在于技术而是在于美国空军的决策人都特别特别的保守。究其根源实际上是F-4战斗机给大伙搞怕了。

当年F-4鬼怪式出来的时候,这架耷拉尾巴翘翅膀的战斗机还真的是代表了当年的“惊艳”。

很多当年的美国人都认为这是一架未来的战机,它身上有很多美国乃至世界上的“第一”,但是由于后来发现鬼怪式虽然有两个发动机,但是依旧机动力很差;虽然带了导弹,但依旧没有机炮好用;虽然是空军海军都能用,但是两边都不讨好……这架飞机也就顺理成章的成了美军最痛心疾首的一型战斗机了。

如果看百式年代里面的美军战机,实际上也是各种争奇斗艳。什么样子的奇葩造型全都有。到了F-4以后是不是就终止了呢?

这其实就是美国空军的老爷们怕了。

在F-15的F-X计划中,要设计一款能够对抗苏联Mig-25的战斗机重新取得制空权优势。

最后选择了现在F-15的样子,理由很简单——这货像Mig-25!

对比一下Mig-25 我们可以发现F-15最终的原型机基本上是双胞胎的感觉。

所以基本上应该能想明白美国空军的老爷们的保守度有多高了吧?

其实F-23也是这个道理,当年F-15的成功导致了美国空军一定要选择一款可以看到成功先例的战机,于是,在ATF计划中美国空军毅然决然的就选择了比较像F-15的YF-22。

甚至在后来JSF计划中,他们也依旧选择了更像F-22的X-35(也就是现在的F-35)

这个毛病基本上“落实”了,美国空军的主力战机在未来几十年还是会按照这种传统一直选下去。

当然了F-35的获胜,也有一个原因在于X-32时在是丑出天际了。

而按照实际上来说YF-23并不是什么特别好的飞机,仅仅是外观讨巧罢了,在竞赛中各项数值实际上都在低于YF-22。

YF-23各项设计堪称跨时代,为何最后赢的却是F22战机?

上世纪80年代初,美国空军提出了新一代空优战斗机需求计划,作为F-15战斗机的替代品应对苏联新挑战,1981年6月美国空军发布了先进战斗机(ATF)项目需求。截止1984年,美国空军对于ATF的基本要求是:最大起飞重量23000kg、作战半径1300km、超音速巡航速度M1.4-1.5,由于冷战还在持续为提高生存和出动概率,对于短距起飞有明确要求(610米)。

美国飞机制造商为了抢战未来大合作纷纷开启设计模式,1986年为止波音、通用、 洛克希德、诺思罗普等都提出自己方案,其中波音的设计方案就是后来的YF-22,诺思罗普方案则是后来的YF-23。

波音大笑脸

诺思罗普菱形机翼设计方案

接下来就是大家飞行测试,诺斯罗普制造了两架YF-23A原型机在1990年8月的试飞测试中,就实现在超音速巡航(1.4马赫),同时还无成了和KC-135的空中加油。10月第二架YF-23A首飞外界估计超音速巡航速度达到1.8马赫。

YF-23A外表光滑整洁菱形机翼布局,所有主要边缘都互相平行,这已经成为隐身设计的主要性准之一。

由于YF-23A没有推力矢量喷管、尾翼也较小因此结构更加简单、重量更轻,操控上更加灵活。再加上有着B-2设计经验YF-23A在隐身设计上更加驾车熟路,相对YF-22而言隐身性能更强。YF-23A内置弹舱可以容纳4枚AIM-120先进中程空空导弹,主弹舱前方可以容纳两枚AIM-9“响尾蛇”近距空空导弹,2+4布局还是引领时尚。

由于YF-23A战斗机的速度更快、隐身性更强,同时没有安装推力矢量喷管,尾翼也比较小。简单的结构再加上理想的操控性能,使该机显的更加轻便灵活。总的来说YF-23A重视隐身、高速性能,而YF-22则更重视低速格斗性能,苏联解体后美国空军更需要一款中性价比更高的战斗机,而不是风险更大更激进的机型。

YF-23各项设计堪称跨时代,为何最后赢的却是F22战机?

附着一层虽败犹荣的怪论奇论,往往能忽悠门外汉不辨西东。其实说到底没有这么神乎,充其量诺格和麦道竞争失败的一型验证机罢了。

毋庸置疑,F-22最出色,YF-23设计得花里唿哨没有用。

今天再问什么理由的话,不能说一点没有,也许美国空军是怕了,从第一代到第四代,没有一型飞机能用俄制飞机面前取得压倒性优势。只以三代机来说,F-15根本搞不掂苏-27,于是加紧通过打造五代机来制衡它。

经过反复权衡,以为F-22最为合适,而设计为菱形机翼的YF-23尽管说起来指标蛮高,也只停留于纸面上,更加之其使用的变循环发动机YF120,在技术上严重不成熟,从而严重影响到飞机能否按时入役。是求稳心理使然,更对动辄乱七八糟的所谓高性能不感冒,严重超过了空军心理预期。如果再次中招,为盲目高技术所迷,那么魂舞大漠敢说,只会比现在的F-22失败更加糟糕。

F-22本来也不是什么成功的飞机,造价昂贵不说,维护成本太高,性能上使用至今,还具有诸多不稳定性,飞行员们总是飞得心惊肉跳,有一种难以驾驭之虞。就是这样的战机,可以奇怪的是,居然被不少人奉为最先进,呵呵,忽悠不忽悠的不知道,美国空军最聪明,只生产了180多架,便果断将生产线关掉。以为这就对了,再生产下去,成本难以接受不说,要在到底能表现出多大的战力,心里没有底,才会越生产越心慌。本来想求稳的F-22如此,更何况一切不确定的YF-23呢?

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