F22 Raptor

Nel maggio del 1983 l'USAF emise una R.F.P. (Request For Proposal: richiesta di offerta) per lo sviluppo di un nuovo caccia avanzato, destinato a sostituire l'F-15 Eagle e a garantire la superiorità tecnologica americana nei confronti dei nuovi caccia sovietici in produzione e in sviluppo, in particolare il MiG-29 Fulcrum (a destra) ed il SU-27 Flanker (in basso) entrati in servizio tra il 1983 ed il 1984. 

Il programma lanciato dall'USAF fu denominato A.T.F. (Advanced Tactical Fighter), con una previsione di oltre 750 esemplari, monoposto e biposto, destinati a sostituire tutti gli F-15A/B/C/D.

Sette gruppi industriali presentarono i propri progetti, e tra questi l'USAF, nel 1986, ne scelse due per la costruzione di prototipi:

1. il progetto Lockheed / Boeing / General Dynamics, denominato YF-22;
2. il progetto Northrop / McDonnell Douglas, denominato YF-23;

Ciascun gruppo ricevette un contratto di 691 milioni di dollari per realizzare due prototipi, uno con motori PW F119 e l'altro con motori GE F120.

L'YF-23A Black Widow II fece il suo primo volo il 27 agosto 1990.
Lo seguì, il 29 settembre 1990, il prototipo dell'YF-22A, battezzato "Lightning II".

I due caccia, entrambi bimotori monoposto, erano per il resto profondamente diversi. Il 23 aprile 1991 l'USAF annunciò che il vincitore del programma ATF era l'YF-22, con i motori PW F119, ordinando 11 velivoli di sviluppo EMD (Engineering Manifacture Development), compresi 2 biposto. Nel dicembre del 2005, nel momento in cui i primi esemplari entravano in servizio operativo, il Raptor è stato risiglato F-22A.

Tecnologia
Il Raptor è un caccia monoposto, bimotore, con avanzate caratteristiche stealth.
L'abbassamento della RCS (Radar Cross Section: sezione radar equivalente: la capacità di un aereo di essere rilevato da radar) è stato ottenuto con l'accurata progettazione delle superfici curve e inclinate, l'impiego di materiali radar assorbenti (RAM), la particolare conformazione delle prese d'aria rispetto alle turbine e la capacità di trasportare internamente tutto l'armamento e il carburante necessari.
Il ricorso ai RAM è stato limitato alle aree critiche, per cui l' F/A-22 non pone i particolari problemi di cura e manutenzione che hanno afflitto il bombardiere B-2.
Anche la traccia infrarossa è notevolmente ridotta sia per la particolare disposizione dei motori, sia per l'impiego di particolari rivestimenti.
Il controllo aerodinamico è assicurato dalle superfici di controllo alari, dai timoni e dal sistema bidimensionale di controllo vettoriale della spinta.

Il titanio è stato utilizzato anche per rinforzare la struttura e renderla capace di sopportare alti carichi di G per tempi prolungati, di mantenere a lungo la velocità supersonica, di sopportare significativi danni in combattimento.
Il pilota gode di una visibilità completa sui 360 gradi, grazie alla posizione sopraelevata che gli garantisce anche una visuale di ben 15 gradi sotto il muso.

Rispetto all' F-15C Eagle, l' F-22 è più corto di mezzo metro, ma ha un'apertura alare più grande di mezzo metro, inoltre ha una superficie alare molto maggiore rispetto ai 56,5 metri quadri dell'Eagle (che all'epoca costituivano un valore eccezionale).
L'F-22 ha un sistema automatico di rilevazione e spegnimento degli incendi mediante gas Halon. Inoltre il carburante interno è suddiviso tra otto serbatoi ed è inertizzato mediante l'impiego di nitrogeno, che serve a limitare la pericolosità di fumi e vapori.

Propulsione
L'F-22 è potenziato da due motori Pratt & Whitney F119-PW-100, un motore turbofan a basso rapporto di diluizione, estremamente avanzato ma di concezione abbastanza tradizionale.
L'altro motore proposto durante la gara ATF, il General Electric F120, era decisamente più rivoluzionario, giacché si trattava di un motore a ciclo variabile e a doppio rapporto di diluizione, in grado di comportarsi come un turbofan alle basse velocità e come un turbojet alle alte velocità.
L'USAF scelse l' F119 semplicemente perché, a parità di spinta, presentava meno rischi tecnologici.

Nel Raptor l'F119 è dotato di un sistema di controllo vettoriale della spinta, ottenuto mediante il movimento verticale degli ugelli di scarico che possono ruotare di 20 gradi verso l'alto o verso il basso.
Gli ugelli sono anulari, del tipo convergente – divergente.
Il controllo vettoriale è governato dal sistema di volo in maniera automatica, mentre i motori sono controllati da un sistema FADEC (Full Authority Digital Engine Control) di 4° generazione.

L'F119 non emette fumi, è costruito con il 40 % di parti in meno rispetto agli altri motori di caccia e riduce le esigenze di grande manutenzione del 75 %.

Il sistema avionico
L'F-22 dispone del sistema avionico più sofisticato mai installato su un caccia.

Il suo componente principale è il radar Northrop-Grumman ESSD / Raytheon – Texas Instruments AN/APG-77.
Si tratta di un radar con antenna piana a scansione elettronica (tecnologia AESA Active Electronically Scanner Array), composta da 1.500 elementi trasmettitori/ricevitori, ciascuno dei quali pesa 15 grammi, è grande come un dito, ed ha una potenza di 4 watt.
L'antenna è fissa: il puntamento avviene elettronicamente. Infatti il sistema di controllo del radar può mutare pressoché istantaneamente la direzione, la potenza e la conformazione del segnale emesso, rendendo difficile la sua intercettazione ai sensori nemici grazie anche alla bassissima potenza del singolo impulso emesso (capacità LPI Low Probability of Intercept).
Il campo di visione del radar è di 120 gradi sull'arco frontale, che il sistema esplora in un tempo istantaneo (l'APG-70 dell'F15E impiega 14 secondi per lo stesso lavoro).
In origine era previsto che all'antenna principale fossero abbinate due antenne secondarie, per un totale di oltre 2.000 elementi trasmettitori/ricevitori, che avrebbero garantito una copertura di oltre 120 gradi in ogni direzione rispetto all'asse dell'aereo. Questa capacità non è stata implementata ma resta una valida opzione per futuri aggiornamenti.
Il sistema radar ha una MBTF (tempo medio tra due avarie) pari a 450 ore.
L'AN/APG-77 è un sistema eccezionale, anche perché integra una serie di capacità che lo rendono unico nel suo genere: è in grado di funzionare in modalità passiva, e può intercettare il radar di un aereo nemico a oltre 460 km, mentre in modalità attiva può scoprire una caccia nemico a oltre 220 km di distanza. L'APG-77 è in grado di inviare un segnale di disturbo contro un radar nemico che dovesse riuscire a rilevare l'F-22. Inoltre, è in grado di lavorare anche in modalità ISAR (ritraendo immagini radar e mappe del bersaglio, da confrontare con il database di bordo).
L'APG-77 è in grado di rilevare l'intero EOB (Electronic Order of Battle) dell'area operativa in cui si trova, operando come un vero e proprio sistema di ascolto elettronico.
Tutte queste funzioni possono essere svolte pressoché contemporaneamente.
Infatti è il computer a controllare la modalità di funzionamento di ciascuno dei duemila elementi dell'antenna, che possono agire indipendentemente, o a gruppi, o tutti assieme.

Tutto il sistema avionico è gestito da due CIP (Common Integrated Processor) realizzati dalla Hughes, che vengono sfruttati solo al 75 % delle proprie capacità. Esiste la predisposizione per un terzo CIP, per cui la capacità di elaborazione ha un potenziale di crescita del 200 % senza sostituire alcun componente.
Vi è inoltre la predisposizione per una coppia di sensori IRST che verrebbero installati uno per lato, integrati nel bordo d'attacco delle ali.
L'F-22 dispone di una suite completa per la navigazione inerziale (Inertial Reference System), con due giroscopi Litton LTN-100G integrati con i dati dei sensori GPS, un sistema data link con gli altri F/A-22 e con i centri di controllo a terra o aeroportati, con capacità di ricezione e trasmissione JTIDS, un sistema di protezione elettronica ed RWR Sanders / General Electric (BAe) AN/ALR-94 integrato con un sistema di allarme missili BAE IEWS, IFF.

L'F-22 è in grado di "scattare" un'immagine elettronica con il suo radar, e di trasmetterla in collegamento data-link in qualsiasi parte del mondo.

Il sistema di puntamento del cannone è gestito dal CIP che si avvale anche dei dati forniti dal sistema IRS / GPS.

Per il puntamento delle armi (cannone e missili) il pilota si avvale anche di un casco JHMCS, che consente di acquisire il bersaglio e di passare i suoi dati al missile, semplicemente "guardandolo".
Quando il JHMCS è abbinato con il missile AIM-9X, come nel caso dell' F/A-22, l'intero sistema prende il nome di HOBS.

Anche il cockpit è naturalmente estremamente avanzato, ed è basato su sei schermi LCD multifunzione ed un HUD con angolo di visione di 30 gradi in orizzontale e 25 gradi in verticale. Non esistono strumenti tradizionali, nemmeno di backup o di emergenza. L'F-22 può volare solo grazie al sistema computerizzato di controllo del volo, e in caso di malfunzionamento dello stesso, il pilota non ha altra alternativa che quella di lanciarsi.
Per questa evenienza dispone di una versione adattata del seggiolino MDD ACES-II.

L'F-22, come altri caccia moderni, nasce con una configurazione software molto complessa, destinata a evolversi integrando nuove funzioni.
E' importante però il fatto che l'USAF abbia voluto immettere in linea un aereo con la configurazione software definitiva.
Infatti durante lo sviluppo dell'aereo si è passati dalla versione Block 1 del software, che aveva capacità limitate al 50 %, alla versione Block 4 degli esemplari di serie, che è pienamente operativa e sfrutta tutte le capacità attuali dell'aereo, compresi i sistemi d'arma omologati.

L'F-22 è un caccia per il quale è stato coniato il termine di Air Dominance Fighter, in quanto è un aereo capace di operare non solo come velivolo da combattimento, ma anche come un vero e proprio sensore, alla stregua di un velivolo AWACS o JSTAR, in grado di dominare l'intero campo di battaglia e di trasmettere i dati rilevati.
Un F-22 può, ad esempio, individuare un bersaglio a terra e "passarlo" ad una sezione di aerei d'attacco, utilizzando il proprio radar ed i propri sistemi di trasmissione dati.