록히드 YF-22

록히드/보잉/제너럴 다이내믹스 YF-22(Lockheed/Boeing/General Dynamics YF-22)는 미국 공군(USAF)을 위해 설계된 미국의 단좌, 쌍발 엔진, 스텔스 전투기 프로토타입/기술 시연기이다. 록히드가 주 계약자였던 설계 팀은 미 공군의 고등 전술 전투기(ATF) 경쟁의 최종 후보였으며, 실증/검증 단계를 위해 두 대의 프로토타입이 제작되었다. YF-22 팀은 YF-23 팀과의 경쟁에서 승리하여 전면 개발에 들어갔고, 이 설계는 록히드 마틴 F-22로 발전했다. YF-22는 F-22와 유사한 공기역학적 레이아웃과 구성을 가지고 있지만, 조종석, 꼬리날개, 날개의 위치 및 설계와 내부 구조 레이아웃 등 전체적인 형상에서 눈에 띄는 차이점이 있다.

1980년대에 미 공군은 소련의 최신예 Su-27 및 MiG-29와 같은 새로운 위협에 대응하기 위해 전투기를 대체할 기종을 찾기 시작했다. 여러 회사가 제안서를 제출했으며, 경쟁은 실증/검증을 위한 두 최종 후보인 록히드와 노스롭으로 좁혀졌다. 노스롭은 맥도넬 더글라스와 팀을 이뤄 YF-23을 개발했고, 록히드는 보잉 및 제너럴 다이내믹스와 팀을 이뤄 YF-22를 개발했다. YF-22는 YF-23보다 속도는 약간 느리고 레이더 반사 면적은 더 컸지만 기동성은 더 뛰어났다. 록히드 팀은 1991년 4월 미 공군에 의해 ATF 경쟁의 승자로 선정되었다. 미 해군은 ATF의 해군 버전을 채택하는 것을 고려했으나, 나중에 비용 문제로 취소되었다.

선정 이후 첫 번째 프로토타입은 공군 비행 시험 박물관의 전시물로 퇴역했고, 두 번째 프로토타입은 사고로 인해 안테나 테스트 기체로 전락할 때까지 비행 시험을 계속하다가 나중에 보관되었다.

 개발 

 개념 정의 
1981년, 미 공군(USAF)은 F-15 이글과 F-16 파이팅 팰컨을 대체할 새로운 공중 우세 전투기가 될 고등 전술 전투기(ATF)에 대한 개념을 탐구하고 요구 사항을 개발하기 시작했다. 이는 소련의 MiG-29 및 Su-27 전투기, A-50 조기경보통제기(AWACS), 그리고 지대공 미사일 시스템의 개발 및 확산과 같은 위협의 등장으로 인해 더욱 중요해졌다. ATF는 복합 재료, 경량 합금, 첨단 항공전자 및 비행 제어 시스템, 더 강력한 추진 시스템 및 스텔스 기술을 포함하여 개발 중인 전투기 설계의 신기술을 활용할 예정이었다.

섬네일|upright=1.25|ATF RFI를 위해 제출된 여러 설계 다이어그램. SR-71 계열에서 영감을 받은 록히드의 대형 CL-2016 설계에 주목할 것.
미 공군은 미래 전투기의 모습을 탐구하기 위해 1981년 5월 항공우주 산업계에 ATF 정보 요청서를 보냈고, 이후 결과를 분석하기 위해 개념 개발 팀(CDT)을 설립했다.Aronstein and Hirschberg 1998, p. 30. 결국 "시니어 스카이(Senior Sky)"라는 코드명이 붙은 ATF는 당시 공대공 및 공대지 임무를 모두 고려하여 요구 사항을 정의하는 중이었으므로 업계의 반응은 상당히 다양했다. 록히드의 초기 개념은 CL-2016이라는 특히 큰 항공기로, 크기 때문에 전투순양함(battlecruiser)이라는 별명이 붙었으며, 대형 델타익과 동체에서 떨어져 있는 나셀에 장착된 엔진을 갖춘 SR-71/YF-12와 유사했고 미사일 플랫폼으로서 비슷하게 높은 운용 속도와 고도를 가질 예정이었다.Hehs 1998, Part 1.Aronstein and Hirschberg 1998, pp. 39–42.

1983년, ATF 개념 개발 팀은 라이트-패터슨 공군기지의 시스템 프로그램 사무국(SPO)이 되었다. 항공우주 회사 및 전술공군사령부(TAC)와의 논의 끝에 CDT/SPO는 요구 사항을 F-15를 대체할 속도와 기동성에서 뛰어난 운동 성능을 갖춘 공중 우세 전투기로 좁혔다.Sweetman 1991, pp. 10–13. 또한 SPO는 해브 블루/F-117 및 고등 기술 폭격기(ATB) 프로그램과 같은 블랙 프로젝트에서의 공군 경험으로 인해 전투기 수준의 속도와 기동성을 요구하면서도 생존성을 위해 스텔스를 점점 더 강조하기 시작했다.Aronstein and Hirschberg 1998, pp. 45–58. 스텔스가 핵심 요구 사항이 되면서, 캘리포니아주 버뱅크의 스컹크 웍스 사업부에서 바트 오스본이 이끄는 록히드 설계 팀은 초기 SR-71 개념에서 벗어나 회사의 F-117을 닮은 설계를 초안하기 시작했다. 그러나 록히드가 F-117 설계에 사용했던 것과 동일한 에코(Echo) 컴퓨터 프로그램을 사용하여 생성된 각진 형상은 전투기에 부적합한 매우 열악한 공기역학적 성능을 제공했다. 록히드는 개념 탐색 단계 내내 저조한 성과를 보이며 경쟁 업체 중 하위권에 머물렀다.

 실증 및 검증 
1984년 11월까지 SPO는 요구 사항을 더욱 좁혀 작전 필요성 성명서를 발표했는데, 여기에는 스텔스, 기동성, 애프터버너 없는 초음속 순항(슈퍼크루즈)을 강력히 강조하는 50,000lb 이륙 중량의 전투기가 요구되었다. 임무 반경은 아음속/초음속 혼합 시 500 nmi, 아음속 시 700~800 nmi로 예상되었다.Aronstein and Hirschberg 1998, pp. 70–78. 1985년 9월, 공군은 실증 및 검증(Dem/Val)을 위해 다수의 항공기 제조 팀에 기술 제안 요청서(RFP)를 보냈다. ATF의 까다로운 기술 요구 사항 외에도 Dem/Val은 시스템 공학, 기술 개발 계획 및 위험 완화에 큰 중요성을 두었다. 상위 4개 제안은 나중에 프로그램 비용을 줄이기 위해 2개로 줄어들었으며 최종 후보로서 Dem/Val을 진행하게 되었다. 처음에는 프로토타입 항공기에 대한 요구 사항이 없었다. 당시 공군은 1985 회계연도(FY) 달러 기준 대당 비행 비용 3,500만 달러에 750대의 ATF를 조달할 것으로 예상했다.Aronstein and Hirschberg 1998, pp. 87–88. 또한 비용 절감을 위해 공군과 노력을 통합하라는 의회의 압력에 따라 미 해군은 처음에는 관찰자로 ATF 프로그램에 참여했으며 결국 1988년에 우승 설계의 파생형/변형을 사용하여 F-14 톰캣을 해군 고등 전술 전투기(NATF)로 대체할 것이라고 발표했다. 해군은 546대의 항공기 조달을 요구했다.Williams 2002, p. 5.

ATF 개념 탐색 동안 저조한 성과를 보였고 곡면 설계를 가진 노스롭에게 ATB를 잃은 록히드는 1984년에 각진 형상을 포기하고 곡선 형상과 표면을 통합하기 시작했다. 초기 분석 도구는 이러한 형상을 계산할 수 없었지만 캘리포니아주 헬렌데일의 레이더 범위 테스트에서 좋은 경험적 결과를 얻은 록히드는 매끄러운 곡면을 가진 스텔스 항공기를 설계하는 데 자신감을 얻었으며, 따라서 공기역학적 특성을 크게 향상시켰다. 록히드가 점차 곡선 형상을 분석할 수 있게 되면서, Dem/Val을 위해 제출된 최종 설계는 화살촉 모양의 전방 동체, 후퇴각이 있는 사다리꼴 날개, 4개의 꼬리날개 표면, 엔진 전면을 가리는 S자형 흡입구 덕트, 내부 회전식 미사일 발사대를 갖추게 되었다. 항공기 설계 변경 외에도 록히드는 엔지니어링 재능과 인력을 ATF 노력에 훨씬 더 많이 투입하여 셔먼 멀린을 프로그램 관리자로 임명하고, 은퇴한 공군 장군 앨턴 D. 슬레이가 이끄는 그룹에 의해 초안 제안서를 공격적으로 레드 팀 검토를 받게 했다.Mullin 2012, p. 13. 그 결과 제안서의 개선은 상당했으며, 특히 시스템 공학 부분에서 그랬다.Mullin 2012, pp. 18–19.

ATF RFP는 첫 번째 발표 이후 몇 가지 변경을 겪었다. SPO는 해브 블루/F-117 및 ATB/B-2에 대한 경험과 관련하여 록히드 및 노스롭과 논의한 후 1985년 12월에 전방위 스텔스 요구 사항을 대폭 강화했으며, 비행 기술 시연기 프로토타입에 대한 요구 사항은 미국 국방부 조달 관행을 연구하기 위해 로널드 레이건 대통령이 만든 연방 위원회인 패커드 위원회의 권고로 인해 1986년 5월에 추가되었다.Aronstein and Hirschberg 1998, pp. 82–85.Mullin 2012, pp. 19–21. 1986년 7월에 7개 회사가 입찰에 참여했다. 기업들이 자체적으로 막대한 투자를 해야 할 것으로 예상되었기 때문에 SPO는 팀 구성을 장려했다. 제안서 제출 후 록히드, 보잉, 제너럴 다이내믹스는 제안된 설계 중 어느 것이 선택되든 개발하기 위해 팀을 구성했다. 노스롭과 맥도넬 더글라스도 비슷한 합의로 팀을 구성했다.Goodall 1992, p. 94.

1986년 10월 31일, 스텔스 항공기 분야의 두 업계 리더인 록히드와 노스롭이 각각 1위와 2위로 선정되었다. 셔먼 멀린은 록히드가 1위를 차지한 것은 다른 계약업체들이 강조하지 않은 분야인 제안서의 시스템 공학 부분 덕분이라고 평가했다. 록히드/보잉/제너럴 다이내믹스와 노스롭/맥도넬 더글라스 두 팀은 1985 회계연도 달러 기준 6억 9,100만 달러의 계약을 체결하고 50개월간의 실증 및 검증 단계를 수행하게 되었으며, 이는 두 팀의 프로토타입인 YF-22와 YF-23의 비행 시험으로 정점에 달했다. 프랫 앤 휘트니와 제너럴 일렉트릭은 이에 앞서 각각 YF119와 YF120이라는 명칭의 경쟁 프로토타입 추진 시스템을 개발하는 계약을 체결했다.Miller 2005, pp. 19–20.Jenkins and Landis 2008, pp. 233–234.Williams 2002, pp. 5–6. 비행 프로토타입 요구 사항은 정치적 압력으로 인해 늦게 추가되었기 때문에, 프로토타입은 경쟁 비행을 수행하거나 양산 항공기를 대표하기 위한 것이 아니라 개념의 실행 가능성을 입증하고 위험을 완화하기 위한 기체가 될 것이었다.Aronstein and Hirschberg 1998, pp. 87–88.

 설계 
작업은 팀 간에 거의 균등하게 분할되었다. 록히드의 제출안이 우승작 중 하나로 선정되었기 때문에 록히드가 프로그램 파트너의 리더십을 맡았다. 록히드는 버뱅크에서 전방 동체, 조종석 및 스텔스 가장자리 처리를 담당하고 캘리포니아주 팜데일에서 최종 조립을 담당했다. 한편 날개와 후방 동체는 워싱턴주 시애틀에서 보잉이 제작하고, 중앙 동체, 무장창, 꼬리 및 착륙 장치는 텍사스주 포트워스에서 제너럴 다이내믹스가 제작했다. 팀은 또한 정부 계약 수주 외에도 Dem/Val 기간 동안 ATF 노력에 총 6억 7,500만 달러(1988년 달러 기준)를 투자했다.Aronstein and Hirschberg 1998, p. 164. 파트너들은 설계 경험과 제안서를 가져왔다. 보잉의 설계는 턱에 장착된 흡입구, 사다리꼴 날개, V 꼬리 꼬리날개 표면(높은 운용 속도 때문에 충분한 것으로 간주됨) 및 팔레트화된 내부 무장을 갖춘 크고 긴 기체였다. 제너럴 다이내믹스의 설계는 기동 및 슈퍼크루즈에 최적화된 동체와 델타익, 숄더 장착 흡입구, 유일한 꼬리날개 표면으로서 전방위 스텔스를 타협한 대형 단일 수직 꼬리, 그리고 중앙 동체의 무장창을 갖춘 더 작은 기체였다. 그러나 팀의 검토 중 상당 부분은 록히드의 구성 090P에 집중되었는데, 이는 록히드가 포인트 설계보다는 시스템 공학에 더 중점을 두었기 때문에 매우 미성숙하여 문제가 있었다. 그럼에도 불구하고 090P는 팀이 개선하기 위해 노력한 초기 출발점이었다.Hehs 1998, Part 2.

Dem/Val 전반에 걸쳐 SPO는 계약 팀과 시스템 요구 사항 검토(SRR)를 개최하고 성능 및 비용 트레이드 스터디 결과를 사용하여 ATF 시스템 사양을 개발하고 상당한 중량 및 비용 동인이지만 가치가 미미한 요구 사항을 조정하거나 삭제했다.Mullin 2012, pp. 31–32. 예를 들어, 8발의 내부 미사일 요구 사항은 6발로 줄어들었다. 팀은 풍동 테스트, 레이더 범위에서의 폴 테스트, 전산 유체 역학(CFD) 및 컴퓨터 지원 설계(CAD) 소프트웨어와 같은 분석 및 경험적 방법을 광범위하게 사용하여 설계를 지속적으로 개선했다. 1987년 초까지 설계는 회전식 발사대를 더 납작한 무장창으로 교체하여 부피와 항력을 줄인 구성 095로 발전했으며, 전방 동체와 앞전 윙 루트 익스텐션의 형상을 재조정하여 평면 면적을 줄여 제어 불가능한 피치 업 모멘트를 방지했다. 이 무렵 설계는 두 가지 계열로 나뉘었는데, 전면 개발을 위해 추진될 전체 시스템 설계 또는 선호 시스템 개념(PSC)을 나타내는 500 접두사와 비행 테스트용으로 계기화된 프로토타입 항공기로 제작되도록 설계된 동일한 외부 기체 형상을 나타내는 1000 접두사였다. 따라서 구성 095는 각각 595와 1095가 되었다.

1987년 중반까지 구성 595/1095에 대한 상세 중량 분석 결과, 기동 매개변수를 명목상 충족할 수 있더라도 9,000lb 초과 중량임이 밝혀졌다. 중량이 증가할 가능성이 높고 타협이 이루어지지 않을 것으로 예상되자, 팀은 1987년 7월 새로운 설계로 완전히 다시 시작하기로 결정하고 록히드는 새로운 설계 엔지니어링 이사 리처드 캔트렐을 영입했다.Mullin 2012, p. 29. 다양한 레이아웃이 탐구되었고 3개월간의 집중적인 노력 끝에 팀은 1987년 말 숄더 장착 흡입구와 제너럴 다이내믹스의 설계와 유사한 다이아몬드형 델타익, 그리고 4개의 꼬리날개 표면을 갖춘 새로운 설계인 구성 614/1114를 출발점으로 선택했다. 특히 다이아몬드형 델타의 공기역학적 특성은 원래의 후퇴 사다리꼴 프로파일에 접근하면서도 더 긴 윙 루트 코드로 인해 훨씬 낮은 구조적 중량을 제공했다. 설계는 1987년의 나머지 기간과 1988년 5월까지 발전하여 구성 632/1132가 YF-22로 동결되었다. 변경 사항에는 꼬리날개 표면의 형상을 다이아몬드형으로 변경하고 또 다른 SRR 후 역추력 장치 요구 사항 삭제에 따라 파동 항력을 줄이기 위해 전방 및 후방 동체를 재조정한 것이 포함된다.Mullin 2012, p. 30. 그러나 프로토타입 추력 편향 노즐은 여전히 일부 역추력 장치 하드웨어 조항을 유지했기 때문에 프로토타입 후방 동체가 필요 이상으로 커졌다. 결국 50,000lb 이륙 중량은 록히드와 노스롭 팀 모두에게 달성할 수 없는 것으로 판명되었고 60,000lb로 조정되었으며, 엔진 추력은 30,000lbf급에서 35,000lbf급으로 증가했다.Aronstein and Hirschberg 1998, p. 119. YF-22 구성은 프로토타입 제작을 시작하기 위해 재설계 후 비교적 곧 미성숙한 상태로 동결되었지만, 팀은 전면 개발을 위해 구성과 PSC 설계를 F-22로 계속 발전시켰다.

첨단 항공기 및 추진 설계 외에도 ATF는 조종사의 상황 인식을 높이고 업무량을 줄이기 위해 센서 융합을 위한 통합 항공전자 시스템이 필요했다. 이는 센서 및 항공전자 능력의 도약을 요구했다. 항공전자 개발은 광범위한 테스트와 프로토타입 제작으로 특징지어졌으며 지상 및 비행 실험실의 지원을 받았고 보잉이 항공전자 통합을 담당했다. YF-22는 기체 및 엔진에 대한 기술 시연기였기 때문에 임무 시스템 항공전자가 탑재되지 않았다. 보잉은 항공전자 지상 프로토타입(AGP)을 제작하고 항공전자 개발을 위한 비행 실험실로 임무 시스템을 갖춘 개조된 보잉 757을 제공했다. 이 항공기는 나중에 플라잉 테스트 베드(Flying Test Bed)로 명명되었다.Aronstein and Hirschberg 1998, pp. 104–121. SPO는 계약업체와의 SRR 결과에 따라 항공전자 요구 사항을 유사하게 조정했다. 측면 감시 항공 레이더와 적외선 탐색 추적은 기본 요구 사항에서 삭제되어 잠재적인 미래 추가 조항이 되었으며, 1989년 SPO는 전면 개발을 위한 기본 제안서에 항공기당 항공전자 비용 상한선을 1985 회계연도 달러 기준 900만 달러로 설정했다.

공식적으로 YF-22A로 지정된 GE YF120 엔진을 장착한 첫 번째 항공기는Williams 2002, p. 5. 1990년 8월 29일에 공개되었고Jenkins and Landis 2008, p. 235.Bailey 1990, p. 34. 1990년 9월 29일 데이비드 L. 퍼거슨의 조종으로 팜데일에서 이륙하여 첫 비행을 했다.Goodall 1992, p. 99. P&W YF119를 장착한 두 번째 YF-22A는 10월 30일 수석 테스트 조종사 토마스 A. 모겐펠트의 조종으로 초도 비행을 했다. 이 항공기에는 록히드의 제2차 세계 대전 전투기인 P-38 라이트닝의 이름을 따서 라이트닝 II라는 비공식적인 이름이 붙여졌는데, 이는 1990년대 중반 미 공군이 양산형 F-22를 공식적으로 "랩터"라고 명명할 때까지 지속되었다. F-35는 나중에 2006년에 "라이트닝 II"라는 이름을 받았다."

 해군 파생형 
미 해군의 F-14 톰캣을 대체할 NATF는 마하 2급 속도를 달성하면서도 항공모함에서의 회수를 위해 ATF보다 낮은 착륙 속도가 필요했기 때문에, 록히드 팀의 NATF 설계 그룹은 항공모함 작전에 적합한 특성을 달성하기 위해 여러 구성을 거쳤다. 보잉은 고정익 설계를 옹호한 반면 제너럴 다이내믹스는 가변익을 선호했다. 내부 경쟁과 광범위한 풍동 테스트 끝에 팀은 1989년 8월 가변익을 통합하기로 결정했다. 이 설계는 추력 편향 노즐과 4개의 꼬리날개를 유지했다. 결과적으로 나온 항공기는 공군 ATF 대응 기종보다 더 무겁고 복잡하며 비쌌을 것이다.Miller 2005, p. 74. 록히드 팀은 1990년 12월 F-22 전면 개발 제안서와 함께 NATF 설계를 제출했지만, 해군은 비용 문제로 직후 프로그램에서 철수했다.Mullin 2012, pp. 38–39.

 설계 
섬네일|left|다이아몬드형 델타익 평면형과 4개의 꼬리날개를 가진 YF-22 설계 (구성 1132)

YF-22는 ATF 기체 및 추진 설계의 실행 가능성을 입증하기 위한 프로토타입 항공기였으며, 궁극적으로 생존성, 슈퍼크루즈, 스텔스 및 정비 용이성에 대한 미 공군 요구 사항을 충족하기 위한 것이었다. 기체는 앞전 후퇴각 48°의 대형 다이아몬드형 델타익, 숄더 장착 흡입구, 3개의 내부 무장창, 그리고 방향타가 있는 경사 수직 꼬리날개와 전유동 수평 안정판 등 4개의 꼬리날개 표면을 가지고 있다. 모든 주요 가장자리는 스텔스를 위해 공통된 각도 세트로 정렬되었다. 삼륜 착륙 장치, 척추 중앙에 공중 급유 수용구, 수직 꼬리날개 사이에 에어브레이크가 있었다.Miller 2005, pp. 90–93. 조종석에는 프레임이 완전히 없는 버블 캐노피가 있었다. 노스롭/맥도넬 더글라스의 대응 기종과 비교할 때 YF-22는 더 전통적인 설계를 가지고 있다. 날개에는 전폭 앞전과 같은 더 큰 비행 조종면이 있으며, YF-23에는 두 개의 꼬리날개 표면이 있는 반면 YF-22에는 네 개가 있어 대응 기종보다 더 기동성이 뛰어났다.

섬네일|에드워즈 공군기지 유도로에 있는 두 대의 YF-22 항공기
YF-22는 두 개의 엔진으로 구동되었으며, 첫 번째 항공기에는 제너럴 일렉트릭 YF120이, 두 번째 항공기에는 프랫 앤 휘트니 YF119가 장착되었다. 고정 형상 흡입구 카렛 엔진 흡입구는 경계층을 분리 및 우회시키고 상단 안쪽 모서리와 경사 충격파를 생성하여 효율적인 초음속 압축을 위해 전방 동체에서 떨어져 배치되었다. 구불구불한 흡입구 덕트는 외부 시야로부터 엔진 전면을 완전히 차단한다. 2차원 추력 편향 노즐은 배기 플룸을 평평하게 하고 주변 공기와의 혼합을 촉진하여 적외선 신호를 줄인다.Aronstein and Hirschberg 1998, p. 284. 차인은 기수에서 전방 동체 측면을 따라 이어져 결국 흡입구의 상단 가장자리와 만난다. 그런 다음 더 뒤쪽 날개의 날카로운 앞전 윙 루트 익스텐션으로 전환된다. 이것들은 높은 받음각 특성을 개선하는 와류를 생성한다. 슈퍼크루즈를 위해 초음속 항력을 줄이기 위해 기체 형상에 면적 법칙이 적용되었고 대부분의 동체 부피는 날개 뒷전 앞에 있다. 하지만 늦은 구성 재설계로 인해 프로토타입 형상은 미성숙하고 정교하지 않았다.Miller 2005, pp. 19–24.

항공기는 정적 안정성 완화 설계를 가졌으며 기체 관리 시스템(VMS)에 통합된 플라이 바이 와이어를 통해 제어되었다. 조종석에는 F-16과 유사한 스로틀 및 사이드스틱 배치가 있었고 전방 시현기(HUD), 2개의 6x6인치 주 다기능 디스플레이(MFD) 및 3개의 4x6인치 보조 MFD가 있는 작전 전투기 레이아웃을 시뮬레이션했다. 일부 MFD는 특정 비행 테스트 이벤트에 필요에 따라 계기판으로 교체될 수 있었다. 프로토타입 항공전자는 내부 무장창에서의 미사일 발사와 VMS로의 통합을 테스트하기 위해 소프트웨어 제어 무장 관리 시스템(SMS)을 통합했다. 무장창에는 진동과 음향을 측정하기 위한 계기도 장착되었다.Aronstein and Hirschberg 1998, pp. 131–132, 144.Miller 2005, p. 83.

 NATF-22 
NATF-22 또는 F-22N이라고 불리는 미 해군 고등 전술 전투기(NATF)에 대한 록히드 팀의 설계는 여러 면에서 공군 버전과 달랐을 것이다. NATF는 마하 2급 속도를 달성하면서도 항공모함 작전을 위해 F-22보다 낮은 착륙 속도가 필요했기 때문에 가변익을 통합했을 것이다. 또한 해군은 슈퍼크루즈보다는 함대 방공을 위한 체공 시간에 더 중점을 두었으므로 가변익은 지구력도 향상시켰다. 동체 형상은 공군 버전과 유사했지만 착륙 장치와 어레스팅 후크는 항공모함 착륙을 위해 강화되었다. 이러한 모든 변경으로 인해 더 무겁고 복잡하며 비싼 항공기가 되었을 것이다. 4개의 꼬리날개 표면과 추력 편향 노즐을 유지했으며 항공전자는 처음에 F-22와 거의 공통적이었을 것이지만 해상 임무를 위한 추가 센서 및 임무 항공전자도 계획되었다. 설계는 유사한 무장창 배치를 가졌을 것이지만 AIM-152 AAAM, AGM-88 HARM, AGM-84 하푼을 포함하여 무장 탑재가 확대되었을 것이다.Aronstein and Hirschberg 1998, p. 237.

록히드 팀은 1990년 12월 F-22 전면 개발 제안서와 함께 NATF-22 설계를 제출했지만, 해군은 비용 상승으로 인해 1990년 말부터 1991년 초에 NATF 프로그램에서 물러나기 시작하여 1992 회계연도에 NATF를 완전히 포기했다. 따라서 설계는 Dem/Val을 넘어 전면 개발 또는 엔지니어링 및 제조 개발(EMD)로 진행되지 않았다. 록히드와 보잉은 해군의 고등 공격(A-X) 프로그램을 위한 여러 개념에 가변익과 동체 형상과 같은 설계 측면을 활용했다. A-X 프로그램은 나중에 취소된 A-12 어벤저 II의 후속으로 전투기 기능이 추가된 고등 공격/전투기(A/F-X) 프로그램이 되었다. 그러나 A/F-X 역시 냉전 이후 예산 압박으로 인해 1993년 상향식 검토 결과 취소되었다.Aronstein and Hirschberg, p. 239.

 운용 역사 

 평가 
섬네일|YF-22(전경)와 YF-23(배경)
테스트는 1990년 9월 29일 PAV-1의 첫 비행으로 시작되었다. 18분간의 비행 동안 PAV-1은 최고 속도 250kn, 고도 12,500ft에 도달한 후 에드워즈 공군기지에 착륙했다. 비행 후 테스트 조종사 데이브 퍼거슨은 YF-22 테스트 프로그램의 나머지는 초음속 및 아음속 모두에서 비행기의 기동성에 집중될 것이라고 말했다.

비행 테스트 프로그램 동안 YF-23과 달리 YF-22에서는 무기 발사 및 고받음각 비행이 수행되었다. 프로그램 요구 사항은 아니었지만 항공기는 내부 무장창에서 AIM-9 사이드와인더 및 AIM-120 암람 미사일을 발사했다."YF-23 would undergo subtle changes if it wins competition". Defense Daily, pp. 62–63, 14 January 1991. 또한 비행 테스트는 추력 편향 노즐을 갖춘 YF-22가 저속 기동 시 F-16보다 두 배 이상의 피치 속도를 달성했으며, 트림된 알파 60° 이상으로 비행하는 등 뛰어난 고받음각 특성을 가지고 있음을 입증했다. 제너럴 일렉트릭 엔진을 장착한 첫 번째 프로토타입 PAV-1은 1990년 11월 3일 슈퍼크루즈에서 마하 1.58을 달성했고, 프랫 앤 휘트니 엔진을 장착한 PAV-2는 1990년 12월 27일 최대 슈퍼크루즈 속도 마하 1.43에 도달했다. 최고 속도는 마하 2.0 이상이었다.Jenkins and Landis 2008, p. 236.Goodall 1992, pp. 102–103. 비행 테스트는 1990년 12월 28일까지 계속되었으며, 그 시점까지 74회 비행이 완료되었고 91.6 비행 시간이 누적되었다. 비행 테스트 후 계약 팀은 ATF 전면 개발 제안서를 제출했으며, 록히드 팀의 PSC F-22 설계는 제출을 위해 크게 개선되어 구성 638로 발전했다.Miller 2005, pp. 38–39.

1991년 4월 23일, 도널드 라이스 미국 공군 장관은 록히드 팀을 ATF 경쟁의 승자로 발표했다. 록히드 팀은 기술적 측면에서 더 높은 평가를 받았고, 위험이 더 낮은 것으로 간주되었으며(YF-22는 대응 기종보다 훨씬 더 많은 시간과 출격 횟수를 비행했다), 더 효과적인 프로그램 관리를 가지고 있는 것으로 간주되었다.Jenkins and Landis 2008, p. 234.Miller 2005, p. 38. 두 설계 모두 모든 성능 요구 사항을 충족하거나 초과했다. YF-23은 더 은밀하고 빨랐지만 YF-22는 더 민첩했다.Goodall 1992, p. 110. 항공 언론에서는 록히드 설계가 해군의 NATF에 더 적응하기 쉬운 것으로 보인다고 추측했지만, 해군은 1992 회계연도에 NATF를 포기했다.Williams 2002, p. 6.Miller 2005, p. 76. PAV-1의 경우처럼 퇴역하는 대신 PAV-2는 경쟁 후에도 비행을 계속하여 39회 비행 동안 61.6 비행 시간을 추가로 누적했다. 1992년 4월 25일, 이 항공기는 조종사에게 진동을 유발하여 복행 시도 중 심각한 손상을 입었다. 수리되었지만 다시는 비행하지 않았고 그 후 정적 테스트 기체로 사용되었다.Williams 2002, pp. 6–7. 1991년에는 650대의 양산형 F-22가 조달될 것으로 예상되었다.

 F-22 생산 

섬네일|2003년 노즈 기어 수납 사고 후 잠시 지연된 F/A-22 랩터 테스트 및 훈련 비행 작전이 3월 22일 이곳에서 재개되었다.

록히드 팀이 ATF 경쟁에서 승리함에 따라 1991년 8월에 초기 가치 약 110억 달러 규모의 전면 개발 또는 엔지니어링 및 제조 개발 계약을 체결했으며, 이를 통해 궁극적으로 작전 항공기 생산을 진행할 수 있게 되었다. EMD/양산 설계는 더욱 정제되어 구성 645로 발전했다. EMD는 처음에 7대의 단좌 F-22A와 2대의 복좌 F-22B를 요구했지만, 후자는 개발 비용을 절약하기 위해 결국 취소되었고 주문은 단좌형으로 변경되었다. 1997년 4월 9일, 이들 중 첫 번째인 스피릿 오브 아메리카가 출고되었다. 행사 기간 동안 F-22는 공식적으로 '랩터'로 명명되었다. 제한된 자금 지원으로 인해 1996년 중반으로 예정되었던 첫 비행은 1997년 9월 7일에 이루어졌다. F-22에 대한 비행 테스트는 2005년까지 계속되었고, 2005년 12월 15일 미 공군은 랩터가 초기 작전 능력에 도달했다고 발표했다. 소련 붕괴와 당시 국방부가 대반란전에 집중함에 따라 F-22 생산은 195대(작전 모델 187대)에 그쳤고 2011년에 종료되었다.Parsons, Gary. "Final F-22 Delivered". . Combat Aircraft Monthly, 3 May 2012. Retrieved 10 April 2014.

여러 면에서 YF-22는 설계가 상대적으로 미성숙한 구성 632/1132에서 최종 구성 645로 진행됨에 따라 EMD/양산 F-22와 달랐다. 작은 수직 꼬리날개 때문에 초기에 제어하기 어려웠던 F-117 나이트호크와 달리, 록히드는 YF-22의 핀 면적을 과도하게 지정했다. 따라서 회사는 F-22에서 그 크기를 20~30% 줄였다. 록히드와 파트너들은 공기역학, 강도 및 스텔스 특성을 개선하기 위해 날개와 스테빌레이터 뒷전의 형상을 재조정했다. 날개와 스테빌레이터 후퇴각은 48°에서 6° 줄어들었다. 레이돔과 동체의 형상은 레이더 성능과 공기역학을 개선하기 위해 변경되었다. 전용 에어브레이크는 제어 법칙을 사용하는 페더링 제어 표면을 위해 제거되었다. 시스템 배치와 구조적 설계가 정제되었다. 마지막으로 조종사의 시야를 개선하기 위해 캐노피를 7인치 앞으로 옮겼고 엔진 흡입구는 14인치 뒤로 옮겼다.Williams 2002, p. 5.Pace 1999, pp. 12–13.

 사고 
1992년 4월, 두 번째 YF-22가 에드워즈 공군기지에서 착륙 복행 시연을 수행하던 중 활주로에 추락했다. 시험 조종사 톰 모겐펠트는 부상 없이 탈출했다. 추락 원인은 저고도 시연 비행 중 조종사 유발 진동을 방지하지 못한 비행 제어 소프트웨어 버그로 밝혀졌다. 항공기는 표면적으로 수리되었지만 다시는 비행하지 않았으며 나중에 안테나 테스트 모델로 사용되었다. 이 사고에 비추어 볼 때, 제어 입력이 항공기 움직임 및 반응으로 변환되는 방식을 지배하는 알고리즘인 F-22 비행 제어 법칙은 제어 표면 속도/위치 포화 및 PIO 트리거링 메커니즘의 비선형 효과를 더 잘 설명하도록 변경되었다.

 생존 기체 
섬네일|미국 국립공군박물관에 임시 전시된 YF-22

 YF-22A PAV-1, S/N 87-0700, 등록 번호 N22YF – 캘리포니아주 에드워즈 공군기지의 공군 비행 시험 센터 박물관에 전시 중(이전에는 오하이오주 데이턴 근처의 미국 국립공군박물관에 대여됨)
 YF-22A PAV-2, S/N 87-0701, 등록 번호 N22YX – 뉴욕주 로마의 로마 연구소에 보관 중.
 같이 보기 
 고등 전술 전투기
 록히드 마틴 F-22 랩터
 록히드 마틴 FB-22
 록히드 마틴 X-44 MANTA
 노스롭 YF-23

 각주 

 내용주

 참고문헌 













 외부 링크 

 F-22 공식 팀 웹사이트
 NASA 랭글리 사이트의 F-22 페이지

분류:록히드 마틴 항공기
분류:군용기