El Lockheed/Boeing/General Dynamics YF-22 es un prototipo demostrador de tecnología de caza furtivo monoplaza y bimotor estadounidense, diseñado para la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF). El equipo de diseño, con Lockheed como contratista principal, fue finalista en la competición Advanced Tactical Fighter (ATF) de la USAF, y se construyeron dos prototipos para la fase de demostración/validación. El equipo del YF-22 ganó el concurso contra el equipo del YF-23 para el desarrollo a gran escala y el diseño se convirtió en el Lockheed Martin F-22.Lockheed se fusionó con Martin Marietta en 1995 para formar Lockheed Martin. El YF-22 tiene una disposición y configuración aerodinámica similar a la del F-22, pero con diferencias notables en la forma general, como la posición y el diseño de la cabina, los empenajes de cola y las alas, y en la disposición estructural interna.
En la década de 1980, la USAF comenzó a buscar un reemplazo para sus aviones de combate, especialmente para contrarrestar a los avanzados Su-27 y MiG-29. Varias empresas, divididas en dos equipos, presentaron sus propuestas. Northrop y McDonnell Douglas presentaron el YF-23. Lockheed, Boeing y General Dynamics propusieron y construyeron el YF-22, que, aunque marginalmente más lento y con una sección radar equivalente más grande, era más ágil que el YF-23. El equipo Lockheed fue elegido por la Fuerza Aérea como ganador del ATF en abril de 1991. Tras la selección, el primer prototipo fue retirado y puesto en exhibición en el Museo de Pruebas de Vuelo de la Fuerza Aérea, mientras que el segundo continuó volando hasta que un accidente lo relegó al papel de vehículo de pruebas de antena, y luego fue almacenado.
Desarrollo Definición de concepto miniaturadeimagen| Diagrama de varios diseños presentados para la ATF RFI. Obsérvese el gran diseño de Lockheed inspirado en la familia del SR-71.
En 1981, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) comenzó a desarrollar los requisitos para un caza táctico avanzado (ATF) que finalmente se convertiría en un nuevo caza de superioridad aérea, para reemplazar al F-15 Eagle y al F-16 Fighting Falcon. Esto se hizo más crucial por las amenazas mundiales emergentes, incluyendo el desarrollo y proliferación de los aviones de combate soviéticos de clase MiG-29 "Fulcrum" y Su-27 "Flanker", el sistema de alerta y control aéreo (AWACS) A-50 "Mainstay" y sistemas de misiles tierra-aire más avanzados. El ATF aprovecharía las nuevas tecnologías en diseño de cazas que se avecinaban, incluidos materiales compuestos, aleaciones ligeras, sistemas avanzados de aviónica y control de vuelo, sistemas de propulsión más potentes y tecnología furtiva.
En mayo de 1981, la USAF envió una solicitud de información (RFI) sobre el ATF a la industria aeroespacial para explorar cómo podrían ser los futuros aviones de combate y, posteriormente, estableció un Equipo de Desarrollo de Conceptos (CDT) para analizar los resultados.Aronstein and Hirschberg 1998, p. 30 Inicialmente llamado con el nombre en código "Senior Sky", el ATF en ese momento todavía estaba en medio de la definición de requisitos, considerando misiones aire-aire y aire-tierra, y en consecuencia hubo una variedad sustancial en las respuestas de la industria. El concepto inicial de Lockheed era un avión particularmente grande llamado CL-2016, apodado "crucero de batalla" por su tamaño, que se parecía a su SR-71/YF-12 con grandes alas en delta y motores montados en góndolas espaciadas lejos del fuselaje, y habría tenido una velocidad operativa y altitud similares a las de un avión lanzamisiles.Hehs 1998, Part 1Aronstein and Hirschberg 1998, pp. 39-42
En 1983, el Equipo de Desarrollo de Conceptos de ATF se convirtió en la Oficina del Programa del Sistema (SPO) en la Base de la Fuerza Aérea Wright-Patterson. Después de conversaciones con compañías aeroespaciales y el Mando Aéreo Táctico (TAC), el CDT/SPO redujo los requisitos a un caza de superioridad aérea con un rendimiento cinemático sobresaliente en velocidad y maniobrabilidad, para reemplazar al F-15.Sweetman 1991, pp. 10-13. Además, el SPO comenzó a enfatizar cada vez más el sigilo para aumentar la capacidad de supervivencia debido a la experiencia de la Fuerza Aérea en proyectos del "mundo negro" como el Have Blue/F-117 (Senior Trend) y el programa Advanced Technology Bomber (ATB) (que daría como resultado el B-2, o Senior Ice).Aronstein and Hirschberg 1998, pp. 45-58 Como el sigilo se convirtió en un requisito fundamental, el equipo de diseño de Lockheed, dirigido por Bart Osborne bajo su división Skunk Works en Burbank, California, abandonó su concepto inicial de "crucero de batalla" similar al SR-71 y, en su lugar, comenzó a diseñar un avión que se asemejara al F-117. Sin embargo, la forma facetada, resultante de que Lockheed utilizara el mismo programa informático "Echo" que había empleado para diseñar el F-117, le daba al diseño un rendimiento aerodinámico muy pobre, que lo haría inadecuado para un caza. Lockheed se desempeñó pobremente durante toda la fase de exploración del concepto, ubicándose entre los últimos lugares de los contratistas competidores.Hehs 1998, Part 1
Demostración y validación
En noviembre de 1984, la SPO había reducido aún más los requisitos y publicó la Declaración de Necesidad Operacional (SON), con requisitos que solicitaban un caza de 22 700 kg de peso al despegue y ponía gran énfasis en el sigilo y en el crucero supersónico sin postcombustión, o supercrucero.Aronstein and Hirschberg 1998, pp. 70-78 En septiembre de 1985, la Fuerza Aérea envió una solicitud técnica de propuestas (RFP) a varios equipos de construcción de aeronaves para demostración y validación (Dem/Val). Además de los exigentes requisitos técnicos del ATF, la Dem/Val también concedió gran importancia a la ingeniería de sistemas, a los planes de desarrollo tecnológico y a la mitigación de riesgos. Las cuatro propuestas principales, reducidas posteriormente a dos para reducir los costes del programa, procederían con la Dem/Val como finalistas. En ese momento, la Fuerza Aérea esperaba adquirir 750 ATF a un coste unitario de 35 millones de dólares en dólares del año fiscal 1985 (~ 84,2 millones de dólaresen 2023).Hehs 1998, Part 1Aronstein and Hirschberg 1998, pp.87-88 Además, la Armada de los Estados Unidos, bajo la presión del Congreso, finalmente anunció que utilizaría un derivado del ganador del ATF para reemplazar a su F-14 Tomcat como el Navy Advanced Tactical Fighter (NATF) y solicitó la adquisición de 546 aviones.Williams 2002, p. 5.
Después de un pobre desempeño durante la exploración del concepto ATF y de perder el ATB ante Northrop, que tenía un diseño de superficies curvas, Lockheed abandonó el facetado en 1984 y comenzó a incorporar formas y superficies redondeadas. Aunque sus herramientas analíticas inicialmente no eran capaces de realizar cálculos para tales formas, los buenos resultados empíricos de las pruebas de alcance del radar en Helendale, California, dieron a Lockheed confianza para diseñar un avión furtivo con superficies suaves y curvas, mejorando así en gran medida sus características aerodinámicas. A medida que Lockheed fue gradualmente capaz de analizar formas curvas, el diseño final presentado para Dem/Val, designado Configuration 090P, tendría una forma de fuselaje delantero en forma de punta de flecha, alas trapezoidales en flecha, cuatro superficies de empenaje, conductos de entrada en forma de S que oscurecen la cara del motor y un lanzador de misiles rotatorio interno.Hehs 1998, Part 1 Además del cambio en el diseño de la aeronave, Lockheed también trasladó mucho más talento de ingeniería y mano de obra a su esfuerzo ATF, nombrando a Sherman Mullin como gerente del programa, y sus propuestas preliminares fueron agresivamente revisadas por un grupo liderado por el general retirado de la Fuerza Aérea Alton D. Slay.Mullin 2012, p. 13 Las mejoras propuestas resultantes fueron sustanciales, particularmente el volumen de ingeniería de sistemas.Mullin 2012, pp. 18-19
La RFP del ATF sufriría algunas modificaciones después de su primera publicación; la SPO aumentó drásticamente los requisitos de furtividad en todos los aspectos en diciembre de 1985, después de las discusiones con Lockheed y Northrop con respecto a sus experiencias con el Have Blue/F-117 y el ATB/B-2, y el requisito de volar prototipos demostradores de tecnología se agregó en mayo de 1986, debido a las recomendaciones de la Comisión Packard.Aronstein and Hirschberg 1998, pp. 82-85Mullin 2012, pp. 19-21 Siete empresas presentaron ofertas en julio de 1986. Debido a las inmensas inversiones que se esperaba que las empresas hicieran por su cuenta, la SPO fomentó la formación de equipos. Tras la presentación de propuestas, Lockheed, Boeing y General Dynamics formaron un equipo para desarrollar cualquiera de sus diseños propuestos si alguno fuera seleccionado. Northrop y McDonnell Douglas formaron un equipo con un acuerdo similar.Goodall 1992, p. 94.
El 31 de octubre de 1986, Lockheed y Northrop, los dos líderes de la industria de aviones furtivos, fueron seleccionados en primer y segundo lugar respectivamente; Sherman Mullin atribuiría el primer puesto al volumen de ingeniería del sistema de la propuesta de Lockheed. Los dos equipos, Lockheed/Boeing/General Dynamics y Northrop/McDonnell Douglas, obtuvieron contratos por 691 millones de dólares en dólares del año fiscal 1985 (unos 1660 millones de dólares de 2023) y emprenderían una fase de demostración de 50 meses, que culminaría con la prueba en vuelo de los prototipos de los dos equipos, el YF-22 y el YF-23; Pratt & Whitney y General Electric habían recibido anteriormente contratos para desarrollar los sistemas de propulsión del prototipo en competencia, con las designaciones YF119 e YF120 respectivamente.Miller 2005, pp. 19–20.Jenkins and Landis 2008, pp. 233–234.Williams 2002, pp. 5–6. Dado que el requisito de prototipos volantes fue una adición tardía debido a la presión política, los mismos debían ser vehículos de "máximo esfuerzo", y no estar destinados a realizar un vuelo competitivo o representar un avión de producción, sino a demostrar la viabilidad de su concepto y mitigar los riesgos.
Evolución del diseño