YF-23戰鬥機

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YF-23
Northrop YF-23 DFRC.jpg
YF-23的两架原型机
概觀
類型 试验战斗机
乘員 1人
首飛 1990年8月27日
服役 取消
生產 諾斯洛普公司
麥克唐納-道格拉斯公司
產量 2架
主要用戶  美国空军
技术数据
長度 20.60米(67呎5吋)
翼展 13.30米(43呎7吋)
高度 4.30米(13呎11吋)
翼面積 88平方米(900平方呎)
空重 14,970公斤(29,000磅)
負載重量 23,327公斤(51,320磅)
最大起飛重量 29,000公斤(62,000磅)
發動機 2具通用电气YF120 或 普惠YF119
涡轮扇发动机
推力 2×156千牛(35,000磅)
推力向量
性能數據
最大速度 超过2.2马赫(2,655公里/小时)
巡航速度 1.6马赫(1,706公里/小时)
實用升限 19,800米(65,000呎)
最大航程 超过4,500公里(2,790英里)
作戰半徑 1,380—1480公里(865—920英里)
翼負荷 265公斤/平方米(54磅/平方呎)
推重比 1.36
武器装备
機炮 1门20毫米M61火神式機砲
飛彈 4—6枚AIM-7/AIM-120中程空對空飛彈
4枚AIM-9短程空对空导弹

YF-23戰鬥機是由美國諾斯洛普麥克唐納-道格拉斯兩家公司共同設計,競標先進戰術戰鬥機(ATF)合約的機型。美國空軍於1991年4月23日宣布YF-22獲選優勝。YF-23一共只有生產兩架原型機,目前都已經不再飛行。

歷史[编辑]

1985年美國空軍提出接替F-15的新一代戰鬥機設計需求案,即是先進戰術戰鬥機計劃(英語:Advanced Tactical Fighter,簡稱ATF),由各家公司提出各自的設計草案。1986年美國空軍宣布將挑選最有潛力的兩種設計在展示/驗證(Demostration/Validation,Dem/Val)階段進行為期48個月的原型機設計與試飛項目。同年7月,美國空軍選出洛克希德與諾斯洛普兩家進入下一階段的競爭,並且建議落選的三家公司與優勝者組成設計團隊以分攤設計工作,成本與損失。諾斯洛普選擇與麥克唐納-道格拉斯聯合與洛克西德,通用動力以及波音公司的團隊分庭抗禮。

YF-23的第一架原型機於1990年6月23日出廠,8月27日進行第一次試飛,YF-22第一架要到8月29日才出廠。9月29日進行第一次試飛。YF-23於9月18日第5次試飛時在不使用後燃器下達到1.43馬赫超音速巡航紀錄,YF-22則是在11月3日達到1.58馬赫。YF-23第二架原型機於9月29日出廠。兩架原型機分別使用不同的發動機:一號原型機使用普惠YF-119,二號原型機則是通用電氣YF-120,與YF-22剛好顛倒。不過相同發動機用在兩架飛機也不盡相通

YF-23原型機設計概念與YF-22有很大的不同,除了採用許多現有的零組件之外,YF-23的試飛計畫裡面並未包括試射空對空飛彈與驗證高攻角飛行能力,多是以風洞測試蒐集與驗證資料。根據測試的結果顯示,YF-23沒有攻角限制,飛機能夠自任何尾旋(Spin)輕易恢復穩定飛行,只有當飛彈艙門呈開啟狀態時會有困難。

YF-23一共進行50次,總計65小時的試飛項目,最大空速達到1.5馬赫,最大負載達到7G,最大攻角達到25度。

性能比較[编辑]

YF-23與YF-22的各項性能比較目前仍是機密,不過根據外界的觀察,YF-23的飛行速度較高。雖然沒有向量噴嘴和水平控制面,後機身結構反而比較簡單,重量也較輕。YF-23與YF-22在大部分的飛行包絡線範圍下的性能差距不大,YF-22只有在低速下的控制性略勝一籌。

兩款飛機都採用內置彈艙,必要時可以在機翼下另外攜帶武裝。但是YF-23的量產型將需要延長機身以加入另外一個彈艙。設計團隊皆宣稱這兩種飛機都沒有攻角限制,同時都具備超音速巡航能力。

試驗紅外線空對空飛彈時,YF-23因機體結構,導致無法射出。


飛行中的YF-23,機翼與機身的形狀由這個角度可以看的非常清楚

競標結果[编辑]

所有測試於1990年12月結束,兩組團隊根據測試的結果提出工程與生產發展(Engineering and Manufacturing Development,EMD)企劃案,經過90天評估之後,美國空軍系統計畫辦公室(System Programme Office,SPO)在每一項類別上以紅黃綠藍四色代表兩款原型機的表現:紅色是未能滿足需要,黃色是可以改進的項目,綠色是達到需求,藍色則是表現優異,這種評分免去分數相加的可能與總分會與個別項目之間不相符合,提供決策者較為客觀的評量參考。

美國空軍總司令最後決定由YF-22奪標,進入下一階段的研發計畫。諾斯洛普與麥克唐納-道格拉斯兩家公司受到相當大的影響,前者與格魯門公司合併,後者納入波音公司旗下,短時間之內將沒有機會為美國軍方設計戰鬥機。

如前面所描述的,如果兩種原型機各有所長但是差距有限的時候,最後決定的關鍵就不是在性能比較方面。YF-23競標失敗的原因也沒有公開過,綜合當時各種推測之後的可能性包括:

  1. 諾斯洛普在B-2轟炸機研發案上出現不少預算超支與時程落後的狀況。
  2. 1990年代諾斯洛普在發展沉默彩虹飛彈上讓美國空軍不是很滿意。
  3. 美國空軍對於洛克西德公司發展與生產F-117所展現的計畫管理與執行能力相當滿意。
  4. YF-22團隊當中還有對大型計畫非常有經驗的波音公司。

最重要是YF-22機動性勝於YF-23,這就是決定性關鍵。

美國空軍極有可能從ATF計畫的挑戰性,設計團隊過去執行與管理計畫的能力與紀錄等方面,選擇了綜合能力較強的YF-22而將YF-23剔除。

設計特點[编辑]

相較於YF-22,YF-23的機身比較長,採中單翼,機翼的前後緣分別後掠與前掠40度,類似於菱形。機身後方沒有水平控制面,以兩片向外傾斜50度的垂直控制面取代兩者。

進氣口位於機身下方靠近機翼前緣的位置,進氣口和進氣道都採用固定結構,沒有可以移動的部分,不僅能夠降低重量,也避免增加正面雷達反射截面積(RCS)。進氣道在機身內部向上彎折與位於機背的的發動機相連接,噴嘴位於外傾的垂直控制面的中間處,從後下方無法直接看到噴嘴,降低紅外線訊號的強度,同時也限制安裝向量噴嘴的可行性。原型機只有一處彈艙,位於兩側進氣道的中央,座艙與發動機之間。

量產型預定位於原型機彈艙的前方再加一節小彈艙,於是機長增加3呎(67呎5吋→70呎5吋),而全高也增約1呎(13呎11吋→14呎8吋)、增加機身複合材料比例(約25%→50%);由於空軍取消逆向推力減速的要求,尾部發動機艙更緊緻扁平,進氣道也不同、更具匿蹤的效果。

花絮[编辑]

  • YF-23首架原型機(PAV-1)因其黑色外觀,被暱稱為「黑寡婦Ⅱ」(Black Widow II);第二架(PAV-2)則因灰色外觀,而被暱稱為「灰魅」(Gray Ghost)。
  • YF-23的首席試飛員Paul Matz在競標失敗之後、被YF-22研發小組挖角成為F-22的主要試飛員之一,他也成為ATF計畫裡面唯一對這兩架飛機都有實際經驗的人。但是他對這兩架飛機的性能比較細節從不願意對外透露。
  • YF-23的首架原型機首先達到1.43馬赫的超音速巡航紀錄,所使用的YF119發動機推力比YF-22首架原型機使用的YF120要小,而YF-22首架原型機第一次驗證超音速巡航飛行時就達到1.5馬赫。因此不少人開始推測安裝YF120的YF-23二號原型機應該會有更高的巡航速度,可是會有多高呢?尤其YF-23在設計上也強調高速性能。根據YF120發動機的設計公司奇異公司的估計,如果YF-22可以達到1.6馬赫,那麼重量較輕又比較修長的YF-23極有可能飛出1.8馬赫的能力。
  • 由於YF-23著重高速飛行能力的設計概念,競標失敗之後又只有短暫的試飛時程就全部停飛,有一些軍事航空領域的專家或者是業餘愛好者、認為花費鉅資之後沒有善加利用這架飛機的設計,不僅可惜也不太合常理。1994年,英國空軍的Boscombe Down基地曾經發生一次軍用機夜間緊急迫降的事件,英國官方對於迫降的飛機機型與原因三緘其口,據目擊者表示迫降的飛機外型修長且特殊,經由這個事件衍生出美國可能將YF-23轉發展為高速偵察機,而迫降軍機就是偵查型F-23的論調。該推論從未獲得任何證實,在沒有其他資料佐證下也不再受到注目。

參考資料[编辑]

  1. Bill Sweetman,The Fighter they didin't want, World Air Power Journal,1991,Volumn 7,32-41頁
  2. Jay Miller1, Lockheed Martin F/A-22 Raptor,Aerofax,ISBN 1-85780-158-X
  3. Bill Sweetman, Lockheed Martin F-22, World Air Power Journal,1999,Volumn 38,54-87頁

外部鏈結[编辑]