Il Lockheed Martin/Boeing F-22 Raptor è un caccia da superiorità aerea, con caratteristiche stealth, di costruzione statunitense, talvolta classificato dallo stesso Dipartimento della Difesa americano come velivolo da supremazia aerea. Era destinato originariamente ad entrare in servizio come F/A-22, ma quando i primi esemplari sono stati consegnati all'USAF il 15 dicembre 2005, sono stati ridenominati F-22A. L'USAF considera l'F-22A un elemento critico della sua forza d'attacco, e afferma che le sue prestazioni non sono comparabili con nessun velivolo attualmente operativo o in fase di progettazione. Il primo test in volo avvenne il 7 settembre 1997, mentre i primi esemplari prodotti in serie furono consegnati alla base aerea di Nellis, Nevada, il 4 gennaio 2003. La prima unità operativa è stata consegnata al 27th Fighter Squadron.
L'F-22 è considerato l'erede dell'F-15 Eagle come caccia da superiorità aerea.
A fine 2010 il sistema di approvigionamento dell'ossigeno per il pilota del veicolo non ha funzionato correttamente su alcuni velivoli; si sospetta che tali problemi abbiano portato alla morte di almeno un pilota. L'intera flotta di F-22 è stata fermata per quattro mesi nel 2011, dopo questo stop i voli sono ripresi senza però aver risolto i problemi riscontrati anche se controlli degli impianti dell'ossigeno e test fisiologici sui piloti vengono effettuati giornalmente; malfunzionamenti al sistema di approvvigionamento dell'ossigeno continuano però ad esser segnalati.
Sviluppo
Nel 1981 l'USAF sviluppò una specifica per un Advanced Tactical Fighter (ATF) in grado di sostituire l'F-15 Eagle. Era richiesto che l'ATF avesse incorporate le tecnologie emergenti, l'uso di materiale composito, gli avanzati sistemi di controllo fly-by-wire, i motori più potenti e le capacità stealth già utilizzate nell'F-117. La richiesta fu emessa per sviluppare un caccia di 5ª generazione da superiorità aerea in grado di contrastare la nuova minaccia del Su-27 e della nuova famiglia dei "Flanker".
Un request for proposal fu pubblicato nel luglio 1986, e i progetti della Lockheed-Boeing e della Northrop-McDonnell Douglas furono selezionati nell'ottobre 1986 per intraprendere una dimostrazione nel giro di 50 mesi, portando al confronto di due prototipi, l'YF-22 "Lightning II" e l'YF-23 Black Widow II.
Il prototipo YF-22 volò per la prima volta il 27 settembre 1990, con il capo collaudatore Dave Ferguson ai comandi. Nell'aprile del 1991 l'YF-22 fu dichiarato vincitore ed il consorzio Lockheed-Boeing divenne il costruttore del nuovo caccia stealth.
Il primo esemplare di pre-serie fu portato in volo il 7 settembre 1997 da Paul Metz, che, ironicamente, era stato il pilota collaudatore dell'YF-23.
Produzione
Il 14 gennaio 2003 venne assegnata alla Nellis Air Force Base, Nevada, la costruzione degli esemplari di pre-produzione dell'F-22, mentre il 27 ottobre 2004 cominciarono i test di valutazione ("Dedicated Initial Operational Test and Evaluation").
L'aeronautica statunitense pianificò inizialmente di ordinare 750 esemplari di ATF, la cui produzione sarebbe iniziata nel 1994; tuttavia, il piano venne modificato e gli ordini scesero a 648 esemplari da produrre a partire dal 1996. Nel 1994 venne deciso di produrre 442 esemplari, che sarebbero entrati in servizio nel 2003-2004, ma un rapporto del dipartimento della difesa del 1997 ritoccò gli ordinativi a 339 esemplari. Infine, nel 2006 il Pentagono affermò di essere intenzionato ad acquistare 183 esemplari. Il piano fu approvato dal congresso sotto forma di piano di fornitura pluriennale, che permetteva il piazzamento di ulteriori ordini. Il costo totale del programma nel 2006 era di 62 miliardi di $[9], mentre il costo unitario venne stimato dal Government Accountability Office in 361 milioni di $[10][11].
Al termine dell'acquisto dei 183 esemplari, il costo di produzione sarà pari a 34 miliardi, con un costo totale del programma di 62 miliardi e 339 milioni per esemplare. Il costo incrementale per ogni esemplare in più è attorno ai 138 milioni di dollari[12], in diminuzione con l'aumentare dei velivoli ordinati.
L'F-22 tuttavia non è l'aereo più costoso mai prodotto, essendo stato superato dal bombardiere strategico stealth B-2 Spirit, che vanta un valore di circa 1,157 miliardi di dollari, valuta del 1998, per esemplare[13].
Il primo incidente in cui venne coinvolto il nuovo aereo, si verificò durante il decollo di un esemplare di pre-serie dalla Nellis AFB il 20 dicembre 2004. Il pilota riuscì ad eiettarsi in tempo uscendone illeso. Le indagini rivelarono che l'incidente era stato provocato da un'interruzione imprevista della spinta del propulsore dovuta ad un malfunzionamento del sistema di volo. Per risolvere il problema vennero modificati i dati utilizzati dal software del sistema di volo.
Il 31 luglio 2007 la United States Air Force firmò con la Lockheed Martin un contratto pluriennale per la produzione di 60 esemplari ad un costo totale di 7,3 miliardi di dollari[14][15]. Rispettando la consegna di 20 velivoli all'anno[12], gli esemplari destinati all'USAF sarebbero 183 e la linea di produzione rimarrebbe in funzione fino al 2011[14].
Il 29 agosto la Lockheed Martin poté festeggiare il traguardo del "100° F-22 Raptor" realizzato, avente numero di serie 05-4100[16].
Il 13 dicembre 2011 l'ultimo F-22 Raptor è uscito dalla linea di montaggio dello stabilimento di Marietta. Si tratta del 187º esemplare, numerato 4195.[17]
Tecnica
L'F-22 è un aereo da combattimento di 5ª generazione con capacità stealth di 5ª generazione.[38] Possiede due propulsori a turboventola con postbruciatore Pratt & Whitney F119-PW-100 capaci di spinta vettoriale. La spinta massima è una informazione classificata, anche se la maggior parte delle fonti riporta il valore di 156 kN per propulsore.[39] Si stima una velocità massima attorno a Mach 1,82 in modalità supercruise (ovvero senza l'uso di postbruciatori),[2] come dimostrò il Generale John P. Jumper, ex Chief of Staff dell'USAF, quando il 13 gennaio 2005 con un Raptor superò Mach 1,7.[40] Paul Metz, pilota a capo dei test dell'F-22 alla Lockheed, affermò che il velivolo possiede una presa d'aria fissa con cui riesce a raggiungere velocità superiori a Mach 2,0 senza avvalersi dell'impiego di labbra variabili al suo interno, soluzione adottata in altri aerei da combattimento per impedire lo stallo del compressore. Le performance sono superiori a quelle dell'F-15 Eagle grazie anche al rapporto spinta-peso di 1,2:1 per il Raptor e prossimo all'1:1 per l'F-15 Eagle[41]
I dati sulla vera velocità massima dell'F-22 non sono disponibili pubblicamente, ma la caratteristica di poter contenere tutte le armi al suo interno costituisce un vantaggio rispetto ad altri aerei, poiché se montate esternamente aumentano il carico aerodinamico. Un altro punto di forza del velivolo è la capacità di affrontare situazioni di forte stress meccanico e termico,[42] in cui può mantenere un'ottima manovrabilità rimanendo controllabile anche a seguito di manovre ad un costante angolo di attacco superiore a 60º.[41][43] Il sistema propulsivo permette di compiere strette virate ad elevatissimi angoli di attacco, tra queste la manovra di Herbst (detta J-turn), il Cobra di Pugačëv e il Kulbit.[41] Durante le esercitazioni effettuate nei cieli dell'Alaska nel giugno 2006, i piloti del Raptor dimostrarono che l'altitudine di crociera, cioè mantenuta costante in una missione, ha un effetto positivamente significativo nelle performance di combattimento costituendo un fattore chiave per il raggiungimento di un tasso di abbattimenti elevatissimo contro altri aerei di 4ª e 4,5ª generazione.[44]
Avionica
L'avionica dell'F-22 è tecnologicamente molto avanzata. Questa include il BAE Systems E&IS Radar Warning Receiver (RWR)[45]AN/ALR-94,[37] ed il radar Northrop Grumman AN/APG-77 Active Electronically Scanned Array (AESA). L'AN/APG-77 è caratterizzato dalla sua capacità di acquisizione bersagli a lunga distanza, con una bassa probabilità d'intercettazione.
L'AN/ALR-94, è invece un sistema di ricezione passivo capace di localizzare i segnali radar nemici. È composto da più di 30 antenne affogate nella fusoliera, e viene descritto dall'ideatore principale del progetto dell'F-22, Tom Burbage, come "il sistema più tecnologicamente complesso imbarcato sul velivolo". Grazie ad un ottimo range operativo (250+ miglia), permette al Raptor di limitare le proprie emissioni radar senza compromettere la sua invisibilità (stealthness).
L'AN/APG-77 AESA, progettato per il ruolo da superiorità aerea e missioni d'attacco al suolo, rimanendo in configurazione di bassa visibilità può intercettare e seguire bersagli multipli con ogni condizione atmosferica. Il radar cambia la propria frequenza operativa circa 1000 volte al secondo minimizzando la possibilità di essere intercettati. Può inoltre aumentare le sue emissioni radar per sovraccaricare i sensori nemici, dando all'aereo la capacità di intraprendere azioni di guerra elettronica.[46]
Le informazioni raccolte dal sistema radar vengono elaborate da due Raytheon Common Integrated Processor (CIP). Ciascun CIP opera ad una velocità di circa 10,5 miliardi di istruzioni al secondo e ha 300 MB di memoria. Le informazioni possono essere ricevute dal radar o altri sistemi di bordo o esterni. I dati ricevuti vengono quindi elaborati e visualizzati in modo intuitivo sui display del cockpit. Il software del Raptor è composto da oltre 1,7 milioni di linee di codice, la maggior parte di queste per l'elaborazione dei dati provenienti dal radar. La distanza massima d'operazione dell'AN/APG-77 è stimata attorno alle 125-150 miglia, estendibili attraverso aggiornamenti, a circa 250 miglia (402 km).
L'F-22 è in grado di agire come un "mini-AWACS", grazie alle capacità di identificazione delle minacce di cui possono beneficiare anche gli altri aerei[41]. Il sistema permette di designare dei bersagli per velivoli come F-15 ed F-16, e anche determinare se due aerei alleati stanno puntando lo stesso bersaglio, permettendo ad uno di essi di scegliere un bersaglio diverso[6][41]. Pur non avendo le capacità di un vero AWACS, come l'E-3 Sentry, grazie ai sistemi informatici più moderni è in grado di identificare gli obiettivi molto più velocemente[6].
Il radar a bassa probabilità di intercettazione ha ricevuto la capacità di trasmissione dati a banda larga, permettendo all'aereo di fungere come un ripetitore dati verso e da i trasmettitori e i ricevitori dati alleati nell'area di operazioni[6].
Il bus dati IEEE-1394B, sviluppato appositamente per questo velivolo, è derivato dal sistema commerciale IEEE-1394 FireWire.[47] Lo stesso bus è stato impiegato anche nell'F-35 Lightning II.[47]
Armamento
Il Raptor è stato progettato per operare in diversificate missioni, stivando i suoi missili aria-aria all'interno della fusoliera in modo da minimizzare il riflesso intercettato dai radar. I missili vengono lanciati con l'ausilio di braccia idrauliche che li lasciano cadere al di fuori dell'aereo in modo da poter richiudere tempestivamente i portelli d'apertura della stiva. Può trasportare bombe come le JDAM, in particolare la LMTAS/Boeing GBU-32, e le Small Diameter Bomb (SDB) con guida GPS, come le GBU-39, utilizzate principalmente per neutralizzare i radar e i sistemi di difesa aerea nemici. Il velivolo, inoltre imbarca un cannone rotante M61A2 Vulcan da 20 mm con 480 colpi, scaricabili in approssimativamente 5 secondi di fuoco continuo.
La capacità del Raptor di poter sostenere una velocità di crociera supersonica e una tangenza operativa molto elevata aumenta significativamente la gittata effettiva degli armamenti aria-aria e aria-suolo. Questi fattori hanno inciso molto sulla decisione dell'USAF di non equipaggiare l'F-22 con un armamento a lungo raggio. All'AIM-120C, è stato infatti preferito il MBDA Meteor, anche se l'USAF ha comunque intenzione di dotare i suoi aeromobili con il prossimo AIM-120D AMRAAM, che a breve rappresenterà l'ultima versione dell'AIM-120. Altra arma a corto e medio raggio è rappresentata dal Raytheon AIM-9X, missile a corto raggio a guida IR, equipaggiato col sensore all-aspect cioè con capacità di ingaggio bersagli non in asse fino a 90 gradi rispetto alla direzione di volo dell’aereo lanciatore.
Il Raptor, quindi, è in grado di raddoppiare l'effettiva portata dei suoi armamenti fornendo loro una velocità ed un'altezza superiori rispetto a quelle di un velivolo utilizzato come piattaforma di lancio convenzionale.[48] Nei test effettuati con una JDAM da 1.000 lb a 15.000 m di altitudine, è stata rilevata una velocità media di quest'ultima di circa 1.5 Mach, colpendo l'obbiettivo a circa 39 km di distanza.
In altre configurazioni è possibile trasportare ulteriori carichi esterni utilizzando i quattro agganci subalari in grado di sostenere un peso di 5000 lb ciascuno, con un pilone su cui può essere collocato un serbatoio esterno sganciabile da 600 galloni (2 268 l) o un pod in grado di ospitare due missili aria-aria. Aggiungendo armi o componenti esterni, queste possono compromettere le capacità stealth dell'aereo e diminuire la manovrabilità, la velocità e il raggio d'azione (tranne nel caso in cui si usino serbatoi esterni). I due punti d'aggancio interni sono dedicati ai serbatoi esterni di carburante che ne permettono anche lo sgancio in volo, riacquistando le capacità stealth e le performance in seguito all'esaurimento delle riserve esterne[49]. Attualmente sono in corso ricerche per sviluppare piloni ed armamenti stealth che non comprometterebbero l'invisibilità del velivolo aumentando così il carico utile.
Capacità stealth
La ridotta traccia radar è ottenuta tramite profili aerodinamici e tecniche all'avanguardia, come materiali radar assorbenti, prese d'aria a forma di "S", parti e condotti che riflettono le onde radar sul motore e che tendono a raffreddare i gas di scarico per una low-observance anche ai sensori infrarosso, il progetto dell'F-22 ha posto maggiore importanza a diminuire la rilevabilità non solo al radar, ma in tutto lo spettro dei sensori, tra cui trasmissioni radio, emissioni infrarosse ed acustiche[50][50][51].
L'F-22 necessita di manutenzione della pellicola RAM (Radar Absorbent Material) a differenza dell'F-117 Nighthawk, il quale necessitava di un design a sfaccettature multiple più accentuato per aumentare la sua stealthness.
Con i dati disponibili oggi sul grado d'invisibilità ai radar dell'F-22, poiché quelli ufficiali sono segreto militare, si potrebbe ipotizzare una Radar Cross Section (RCS), che rappresenta l’unità di misura della riflettività radar di un oggetto, pari a 0,00025 m² cioè la grandezza di una palla da tennis.
Sistema propulsivo
L'F-22 Raptor è propulso da due motori Pratt & Whitney F119-PW-100, ciascuno dei quali è in grado di sviluppare circa 35 000 libbre di spinta, sufficienti a garantire un rapporto spinta/peso superiore a 1,1 con l'aereo in configurazione standard. L'F-119 è un motore turboventola a basso rapporto di diluizione, estremamente avanzato ma di concezione abbastanza tradizionale.
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 40 gradi lungo l’asse verticale. Il controllo vettoriale è governato dal sistema di volo in maniera automatica, mentre i motori sono controllati da un sistema FADEC di 4ª generazione. L'F119 non emette fumi, ed è stato costruito con il 40% di parti in meno rispetto agli altri turboventola destinati ai caccia, il tutto a vantaggio di una minore manutenzione (circa il 75% in meno).
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