F/A-22 Raptor

Lockheed Martin/Boeing


Die erste F/A-22 der Vorserie im Steigflug. (Picture by US Air Force.)

Entwicklung

Luftüberlegenheit ist der Grundstein der Doktrin der US Air Force. Die Air Force sagt, sobald die Luftüberlegenheit gesichert ist, können sie bestimmen, was wann wo in der Luft geschieht. Dies hält den Feind davon ab Luft- oder Bodenunternehmungen der US-Streitkräfte zu stören. Seit 1979 übernimmt die McDonnell Douglas F-15 Eagle die Aufgabe der Luftraumsicherung für die USAF. 
Bereits als Anfang der 80er Jahre klar war, dass die UdSSR, mit der MiG-29 und der Su-27 eine große Bedrohung für die F-15 in der Hand hatten und auch die Entwicklung von modernen SAM's voranschritt, beschloss die USAF eine Ablösung für die F-15 zu suchen. Auf der Suche nach Weiterentwicklungen für die F-15, stieß man auf die F-15E Strike Eagle. Als man jedoch feststellte, dass ihre Kapazitäten als Luftraumüberlegenheitsjäger ausgeschöpft waren, beschloss man einen ATF (Air Tactical Fighter) Wettbewerb auszuschreiben. Die drei wichtigsten Kriterien für das neue Flugzeug waren die Stealth-, die Supercruise- und die STOL-Eigenschaften. Des Weiteren sollte die Reichweite gegenüber der F-15 erhöht sein. man hatte aus den Problemen mit dem F-15 Triebwerk gelernt, und kümmerte sich nun früh um ein passendes Triebwerk für die F-22. Im September 1983 erhielt Pratt&Whitney einen Vertrag für das XF119. Zur selben Zeit begann General Electric die Arbeit an ihrem XF120. In den Folgenden zwei Jahren gab die Air Force mehrere Auflagen an die Rüstungsindustrie aus und wartete deren Reaktion ab, ihre größte Angst war es von technologischen Schwierigkeiten überrascht zu werden. Erst sehr spät in der Entwicklung entschied sich die USAF dazu zwei Typen zu bauen und sie miteinander zu vergleichen. Die Air Force konnte sich nun aus sieben Modellen ihre beiden Kandidaten heraussuchen. Sie entschied sich für die Lockheed Martin YF-22 und die Northrop Grumman YF-23, da diese die Vorgegebenen Kriterien am besten zu erfüllen schienen.
Nachdem im Oktober 1986 feststand, wer die Kandidaten waren, formten sich Entwicklungsteams. So schloss sich Lockheed mit Boeing und General Dynamics zusammen und Northrop unterzeichnete einen Vertrag mit McDonnell Douglas. Der Wettbewerb sollte der teuerste werden den es je gab, er zog sich über vier Jahre hin und kostete mehr als 2 Milliarden $. Jedes Team baute zwei Prototypen, jeweils einen mit den P&W YF119 bzw. den GE YF120 Triebwerken. Lockheed hatte zunächst mit einigen Problemen zu kämpfen, sie musste ihr Flügeldesign überarbeiten, da es zu schwer wurde. Auch die Schubumkehr musste überarbeitet werden, als die Air Force die Gewichtsvorgaben verminderte. Als die Prototypen im Sommer 1990 enthüllt wurden, stellte sich heraus, dass beide Teams verschiedene Wege gegangen waren, so setzte Northrop den Schwerpunkt bei den Stealtheigenschaften, während Lockheed auf die Manövrierfähigkeit setzte. Den Wettlauf um den Erstflug gewann Northrop, sie bekamen ihre YF-23 am 27. August 1990 das erste mal in die Luft, der Erstflug der YF-22 folgte am 29. September 1990. Im November erreichte der erste YF-22 Prototyp Mach 1.58 ohne Nachbrenner. Beide Teams hatten keinerlei Probleme die Vorgaben zu erreichen. Im April 1991 entschied man sich jedoch für die YF-22 mit dem Pratt&Whitney F-119 als Sieger, da sie durch ihre größeren Dogfightkapazitäten mehr in das Bild eines Luftüberlegenheitsjägers passte.



Erprobung

Mit der Raptor # 4008 erhielt die USAF am 31. Mai 2002 den letzten der neun Prototypen für die Erprobung (Raptor 4001 bis 4009). Das im September 1997 gestartete Erprobungsprogramm erreichte Anfang Juni des selben Jahres die 2.000 Stunden-Marke, was ungefähr 900 Testmissionen entspricht. Seit Anfang an sind die Tests allerdings von Verzögerungen und einem weiteren Anstieg der Kosten überschattet. Auch bereitet die aufwendige Software einige Probleme, bis hin zu Abstürzen der Missionssoftware. Zudem sind bei den Tests Vibrationen an den Seitenleitwerken aufgetreten. Jedoch ist es Lockheed auch gelungen die Produktionskosten durch andere Fertigungsverfahren zu drücken. So spart der Übergang vom Kleben zum Nieten der Beplankung des Höhenleitwerks beispielsweise pro Maschine eine Million US-Dollar ein.
Am 28. Februar wurde die 3.000 Stunden-Grenze überschritten, wobei zur Zeit acht F/A-22 auf Edwards AFB zur Erprobung eingesetzt werden. Zu den jüngsten Missionen des Testprogramms zählen unter anderem die Luftbetankung (Raptor 4002) oder Bodentests mit der M61A2 Gatlingkanone. Der dritte Prototyp (Raptor 4003) wurde für den Abschuss von Lenkwaffen bei Überschall verwendet (AIM-9 am 25. Juli und AIM-120 am 28. August 2002), während Raptor 4004 ebenfalls 2002 zu Versuchen bei extremen Witterungsverhältnissen nach Eglin AFB verlegt wurde. Er wurde dort Temperaturen von bis zu -20° C, Schneestürmen und ähnlichem ausgesetzt um die Haltbarkeit der Stealthbeschichtung zu überprüfen. Der erst im Februar 2003 auf Edwards eingetroffene letzte Prototyp 4009 wurde zuvor bei Lockheed für Wartungsversuche verwendet.



Stand des Projekts

In der zweiten Jahreshälfte 2002 wurde bekannt, dass Lockheed Martin auf eigene Rechnung an einer Studie für einen auf der F-22 basierenden Jagdbomber mit der Bezeichnung FB-22 arbeitet. Er soll einen verlängerten Rumpf und Deltaflügel erhalten um sowohl die Waffenlast als auch die Reichweite erhöhen zu können.
Ende 2002 wurde das zu Beginn als F-22 bezeichnete Flugzeug in F/A-22 umbenannt (kombinierte Primärrolle: Sowohl Jäger - F = Fighter -, als auch Angriffsflugzeug - A = Attack). Wie auch bei der F/A-18 Hornet deutet somit die Bezeichnung der Raptor auf ihre Mehrrollenfähigkeit hin. Der ursprünglich geplante Luftüberlegenheitsjäger übernimmt mehr und mehr auch die Rolle eines Stealth-Angriffsflugzeuges.
Den zwei YF-22 sowie den neun Prototypen zur Erprobung folgen nun noch acht bereits dem Produktionsstandard entsprechende Versuchsmaschinen. Mit ihnen soll ab Sommer 2003 auf Nellis AFB die Truppenerprobung erfolgen. Das erste Flugzeug dieser Serie, Raptor 10, absolvierte Ende 2002 in Marietta bei Lockheed Martin seinen Erstflug.
Die USAF möchte nach momentaner Planung 331 Maschinen beschaffen. Die anfangs geplante Stückzahl lag übrigens bei 750 und wurde zunächst auf 438 zurückgestuft, dann auf 339. Die endgültige Entscheidung für die Serienfertigung ist Anfang August 2001 gefallen, als das US-Verteidigungsministerium mitteilte, dass es der Anschaffung der F-22 zustimme. Allerdings wurde vorerst nur der Bau von 295 Maschinen genehmigt, deren Bau rund 60 Milliarden Dollar kosten wird. Sollte es das Haushaltsbudget zulassen, könnten nach dem Bau dieser Maschinen laut Verteidigungsministerium weitere Maschine gekauft werden. Weitere Mehrkosten im Entwicklungsprogramm von 700 Millionen stellen momentan aber sogar die Anzahl von 295 Maschinen in Frage. Theoretisch könnte die Gesamtstückzahl sogar noch auf unter 200 sinken.



Technik

Die fertige F/A-22 wird nicht nur den Luftraum sichern, sondern auch über SEAD (Supression of Enemy Air Defence)-Kapazitäten verfügen. Sie hat ein zur Zeit einzigartiges gläsernes Cockpit, das ein modernes Head-up-Display und sechs Flüssigkristall-Displays beinhaltet. Des Weiteren besitzt die F/A-22 hervorragende HOTAS (Hands On Throttle And Stick) Eigenschaften. Die Steuerung erfolgt über ein Fly-by-wire System mit vierfachem Backup, es kontrolliert inklusive der Lufteinlaßklappen nicht weniger als 12 Steuerflächen. Hinzu kommen noch die zweidimensionalen Vektorschubdüsen. Es ist wahrscheinlich, dass die Piloten der F/A-22 mit einem HMD (Helmet Mounted Display) ausgestattet werden. Durch modernste Avionik, zu der unter anderem das APG-77 Radar gehört, ist die F/A-22 heute schon in der Lage alle Waffen, die sich zur Zeit in der Entwicklung befinden, abzufeuern. Das AGP-77 von Northrop-Grumman besitzt eine elektronische Strahlschwenkung und kann weite Frequenzbereiche über passive Empfänger abdecken um die Entdeckbarkeit gering zu halten. Der Hauptrechner der F/A-22 beteht aus zwei Common Integrated Processors von Hughes die über 66 Processor-boards verfügen. So können die einzelnen Chips bei eventuellen Upgrades gut ausgetauscht werden und eine Reservekäpazität des Rechners von 30% wird daduch ebenfalls gewährleistet. Die Datenübermittlung geschieht größtenteils durch Glasfaserkabel. Da Waffen an externen Waffenstationen den Radarrückstreuquerschnitt (RCS) vergrößern, befinden sich die Waffen der F/A-22 in internen Schächten im Rumpf des Flugzeugs. Es ist jedoch auch möglich konventionelle Außenstationen anzubringen. Angeblich soll die F/A-22 den gleichen RCS besitzen wie die F-117. Für die Stealtheigenschaften sorgen zum einen die radarabsorbierenden Materialien (RAM), die auf die Zelle der F/A-22 aufgetragen werden, und zum anderen werden rechte Winkel bei der F/A-22 vermieden. Sämtliche Teile wie beispielsweise die Lufteinlässe, das Leitwerk als auch die Flügelvorderkante stehen in Winkeln von 42° Grad zueinander, um die reflektierten Radarwellen nicht zum Aussender zurück zu schicken. Die aerodynamische Auslegung ist mit seitlichen Lufteinlässen, zwei Triebwerken und konventionellen Höhenrudern im Prinzip ähnlich wie bei der F-15 Eagle. Die Formen wurden allerdings in tausenden von Windkanalstunden soweit optimiert, dass zum Beispiel Anstellwinkel von 60° kein Problem darstellen. Das F119-PW-100 Triebwerk ist ohne Nachbrenner fast doppelt so stark wie das F100 der F-15. Die Supercruisefähigkeiten erlauben eine Dauergeschwindigkeit von Mach 1,5.
Der zentrale Rumpf und der Bug der F/A-22 werden von Lockheed gefertigt, während Boeing für die Flügel und das Heck zuständig ist. Grosse Teile der Zelle bestehen aus Titan und Verbundwerkstoffen. Um die Kosten der Raptor nicht noch weiter ansteigen zu lassen, werden rationelle Fertigungsverfahren angewandt.



Bezeichnung des Flugzeugs: F/A-22 Raptor
Typ: Luftüberlegenheitsjäger
Hersteller: Lockheed Martin, Boeing
Baujahr: 2004-2013 (Serienmaschinen)
Besatzung: 1 (Auf die zweisitzige Ausführung F-22B wurde aus Kostengründen verzichtet.)
Antrieb: 2 Pratt&Whitney F-119-PW-100 Turbofans
Schub (kN): 2 x 155,69
Höchstgeschwindigkeit: ohne Nachbrenner: Mach 1.58
mit Nachbrenner: Mach 2+
Dienstgipfelhöhe (m): > 15.000
Einsatzradius (km): 1,480
Reichweite (km): > 3.000 km
Gewicht (kg): 15.000 Leergewicht
27.216 maximales Startgewicht
Länge (m): 18,92
Höhe (m): 5,00
Spannweite (m): 13,56
Flügelfläche (m2): 78,04
Bewaffnung: - 1 M61A2 20 mm Gatlingkanone(480)
- 2 interne Schächte seitlich des Lufteinlasses für je eine AIM-9
- 2 interne Schächte im Mittelrumpf
- 2 weitere externe Waffenstationen (optional)
mögliche Waffenlasten: - AIM-9 Sidewinder
- AIM-120 AMRAAM
- AGM-88 HARM
- GBU-32 JDAM 1000 PGM
- 2.270 Liter Zusatztanks
Produktionszahlen: 4 Prototypen, der Bau von 295 Serienmaschinen ist beschlossen

(Picture by US Air Force.)



Interne Links zum Thema

M61 Vulcan

AIM-9 Sidewinder



Das Datenblatt entspricht nicht mehr dem aktuellsten Stand und wird überarbeitet.



 

Text by brother_d, UncleK. Letztes Update:  7. September 2007