Filoweb: Lockheed Martin-Boeing F-22 Raptor

 
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Lockheed Martin-Boeing F-22 Raptor

Caccia da superiorità aerea con ruolo secondario di attacco

Origine: USA
Motori: 2 turboventola Pratt & Whitney F119-PW-100 con postbruciatore e spinta da 104 a 156 kN ciascuno
Prestazioni: Velocità massima 2,25 Mach (2410 km/h in quota). Autonomia 2960 km. Raggio di azione 759 km. Tangenza 19812 m
Armamento: 1 cannone M61A2 Vulcan da 20mm. Missili aria-aria: AIM-9 Sidewinder, AIM-120 AMRAAM. Bombe caduta libera: GBU-39. Bombe guida GPS: JDAM, WCMD
Ruolo: Caccia, Appoggio, Attacco

Descrizione: Nel maggio del 1983 l’USAF emise una R.F.P. 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 o in sviluppo, in particolare il MiG-29 Fulcrum ed il SU-27 Flanker entrati in servizio tra il 1983 ed il 1984.
Entrambi i caccia sovietici avevano dimostrato di avere doti di maneggevolezza superiori rispetto ai tipi americani in servizio (F-14, F-15, F-16 ed F-18).
Questa caratteristica non era la sola a preoccupare l’USAF.
Infatti il MiG-29 ed il SU-27 erano destinati ad essere equipaggiati con il nuovo missile aria-aria AA-12 Adder (R-77) a guida radar attiva, che annullava il vantaggio ottenuto dall’USAF con l’AIM-120 AMRAAM nei combattimenti a medio raggio, nonché con il nuovo missile a corto raggio AA-11 Archer (R-73) abbinato a un casco di puntamento HMS, una combinazione accreditata di prestazioni eccezionali nel combattimento ravvicinato. 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.
Anche l’US Navy manifestò interesse al progetto, nell’ambito del proprio programma Naval – ATF (NATF).
Il 29 settembre 1990, il prototipo dell’YF-22A, battezzato “Lightning II” volo.
Il Raptor è un caccia monoposto, bimotore, con avanzate caratteristiche stealth.
L’abbassamento della RCS è stato ottenuto sia mediante l’accurata progettazione delle superfici curve e inclinate, sia mediante l’impiego di materiali radar assorbenti (RAM), sia mediante la particolare conformazione delle prese d’aria rispetto alle turbine, sia mediante la capacità di trasportare internamente tutto l’armamento e il carburante necessari.
Il 39 % della struttura è in titanio, il 24 % in materiali compositi, il 16 % in alluminio.
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.
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.
La RCS frontale di un F-22 è variamente indicata tra 0,0065 e 0,05 metri quadrati, il che significa che la sua immagine radar si colloca tra una piccola biglia e una palla da baseball.
Per capire il senso di questi dati, possiamo provare a confrontarli con quelli di altri velivoli: F-22: da 0,0065 a 0,05 metri quadri,F-117: da 0,03 a 0,1 metri quadri,F-35: intorno a 0,01 metri quadri,Rafale: 1 metro quadro,Typhoon: 0,5 metri quadri. Si considera Stealth un aereo che ha una RCS inferiore al metro quadro; per ulteriore confronto, si ritiene che un essere umano abbia una RCS pari a 0,1 metri quadri, un uccello pari a 0,01 metri quadri, e un insetto pari a 0,001 metri quadri. In più, l'F-22 conserva le sue doti stealth anche in configurazione operativa, grazie alle stive interne per l'armamento.
L’F/A-22 ha dimostrato di poter volare in condizioni operative ad angoli di attacco (AoA) fino a 60 gradi a velocità di appena 150 km/h.
E’ vero che altri aerei, come il SU-37, possono arrivare a AoA di 180 gradi, ma l’F-22 ottiene il suo risultato sfruttando esclusivamente la spinta vettoriale, mentre il SU-27 fa ricorso alle superfici di controllo aerodinamico.
Ciò significa che la struttura del SU-27 subisce uno stress molto maggiore, ed inoltre il SU-27 non riesce a conservare energia di manovra, mentre l’ F-22 resta agile e controllabile conservando energia.
Uno studio fatto dall’agenzia inglese DERA ha dimostrato che nel combattimento BVR l'F-22 batterebbe il SU-35 con un rapporto di oltre 10 a 1, laddove l’Eurofighter arriverebbe a un rispettabilissimo 4,5 a 1 mentre l'F-16C perderebbe con un rapporto di 0,3 a 1 e l’F-15C perderebbe con un rapporto di 0,8 a 1.
Nelle esercitazioni, singoli F-22 hanno fronteggiato fino a 4-5 caccia F-15 “abbattendoli” nel giro di tre minuti senza che i piloti degli Eagle riuscissero a vedere il loro avversario sui propri radar.
Anche le critiche sulla scarsa velocità massima dell’ F-22 sono ingiustificate.
Infatti nell’F-22 la velocità massima teorica e quella operativa si equivalgono perché il caccia trasporta il suo armamento internamente.
Al contrario un F-15C, con i suoi blasonati Mach 2,5 in quota, non può superare i Mach 1.78 quando è armato con il normale carico di missili aria-aria.
Questo fa in concreto dell'F-22, con i suoi Mach 2 di velocità effettiva con postbruciatori, e Mach 1.6 – 1.7 in “supercruise” (senza postbruciatori), il velivolo più veloce sulla piazza.
Le opportunità di esportazione dell'F-22 Raptor, al contrario di molti altri caccia statunitensi come l'F-15 e l'F-16 ordinati anche all'estero in grande quantità, sono attualmente inesistenti, poiché l'estrema sofisticazione delle tecnologie adottate può rappresentare una seria minaccia per gli stessi Stati Uniti se ne fosse stato concesso l'utilizzo a forze aeree straniere. Dal 27 settembre 2006, infatti, il Congresso statunitense, con voto unanime, vietò l'esportazione dell'F-22 e delle relative tecnologie anche in versioni depotenziate. A causa delle severe restrizioni, molti paesi alleati degli Stati Uniti che avevano considerato l'acquisto del nuovo velivolo, pur dovendo affrontare costi di produzione molto elevati, sono ora in attesa di consegna dell'F-35 Lightning II che racchiude molte delle tecnologie dell'F-22, ma progettato per essere più economico e flessibile di quest'ultimo.

Lockheed Martin-Boeing F-22 Raptor
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