Bối cảnh

Vào năm 1981, Không quân Mỹ bắt đầu đưa ra yêu cầu về loại máy bay chiếm ưu thế trên không mới để thay thế cho F-15 Eagle. Tháng Năm năm 1981 bản yêu cầu thiết kế sơ bộ-request for information (RFI) cho loại máy bay tiêm kích chiến thuật tiên tiến Advanced Tactical Fighter (ATF) đã được Cơ quan hệ thống hàng không (Aeronautical Systems Division (ASD)) của Không quân Hoa Kỳ đưa ra, tiếp theo là bản yêu cầu kỹ thuật cho động cơ của máy bay thế hệ mới vào tháng Sáu. Các bản thiết kế nhanh chóng được các nhà thầu quốc phòng đưa ra. Điểm chung trong các thiết kế là tàng hình, STOL và khả năng bay hành trình siêu âm.[2] Các nhà thiết kế hình dung ra rằng máy bay thế hệ mới sẽ kết hợp các công nghệ mới nổi là hợp kim và vật liệu composite tiên tiến, hệ thống điều khiển bay bằng dây tiên tiến, hệ thống động cơ công suất cao hơn và có công nghệ tàng hình.[3]

Tháng Chín năm 1983, các nghiên cứu đã đưa ra bảy mẫu khung máy bay để tiếp tục đánh giá. Cuối năm 1984, yêu cầu kỹ thuật dành cho ATF đã đặt ra máy bay tiêm kích mới phải có mức trọng lượng cất cánh khoảng 50.000 pound (23.000 kg), bán kính thực hiện nhiệm vụ 800 dặm (1.300 km), có khả năng bay hành trình tốc độ siêu âm Mach 1,4–1,5 và có khả năng sử dụng đường băng chỉ 2.000 foot (610 m).[4] Yêu cầu đề xuất đối với động cơ máy bay tiên tiến (Joint Advanced Fighter Engine (JAFE))được đưa ra vào tháng 5 năm 1983. Pratt & Whitney và General Electric dành được hợp đồng phát triển động cơ mới, và nguyên mẫu đã được chế tạo vào tháng Chín năm 1983.[5]

Request for proposals

Yêu cầu đề xuất-request for proposals (RFP) cho loại tiêm kích mới được đưa ra vào tháng Chín năm 1985.[3][6] RFP sẽ có một số thay đổi sau khi đưa ra lần đầu tiên; tháng Mười hai năm 1985, các yêu cầu về khả năng tàng hình của loại máy bay mới đã tăng lên đáng kể và vào tháng 5 năm 1986, Không quân Mỹ đã thay đổi RFP để đưa ra lựa chọn cuối cùng sẽ được áp đặt lên nguyên mẫu bay thử.[N 1][7] Ngoài ra, Hải quân Mỹ, sau khi tiến hành chương trình máy bay tiêm kích Hải quân tiên tiến-Navalized Advanced Tactical Fighter (NATF), đã đưa ra tuyên bố Hải quân Mỹ sẽ sử dụng phiên bản Hải quân của chương trình ATF để thay thế cho F-14 Tomcat.[8] Tháng Bảy năm 1986, đề xuất thiết kế được đưa ra bởi Boeing, General Dynamics, Lockheed, Northrop, McDonnell Douglas.[9] Hai nhà thầu Lockheed và Northrop đã được lựa chọn vào tháng Mười năm 1986 để bước vào giai đoạn trình diễn thử nghiệm trong vòng 50 tháng, kết quả là sự ra đời của hai nguyên mẫu YF-22 và YF-23. Theo thỏa thuận giữa Lockheed, General Dynamics, và Boeing, các công ty sẽ cùng nhau phát triển thiết kế máy bay mới, dù cho thiết kế của hãng nào được chọn. Northrop và McDonnell Douglas cũng đồng ý với cách làm trên.[10]

Cả hai nhà thầu đều quan tấm đến nghiên cứu về hiệu suất và tính kinh tế trình bày chúng trong các đánh giá yêu cầu hệ thống SRR với Không quân Mỹ. Điều này giúp USAF điều chỉnh lại RFP cho phù hợp và giảm chi phí trong khi vẫn đủ đảm bảo yêu cầu vận hành đề ra. Do các trọng lượng tăng thêm gồm vòi phun lực đẩy vecto và các hệ thống liên quan trên máy bay thử nghiệm F-15 S/MTD, Không quân Mỹ đã thay đổi yêu cầu về đường băng Air Force changed the runway length requirement to 3.000 foot (910 m) and removed the thrust reversers on the ATF in late 1987.[11][12] As avionics was a significant cost driver, side-looking radars were deleted, and the dedicated infrared search and track (IRST) system was downgraded from requirement to goal. The ejection seat requirement was downgraded from a fresh design to the existing McDonnell Douglas ACES II. Despite efforts by the contractor teams to rein in weight, the takeoff gross weight estimate was increased from 50.000 lb (22.700 kg) to 60.000 lb (27.200 kg), resulting in engine thrust requirement increasing from 30.000 lbf (133 kN) to 35.000 lbf (156 kN) class.[13]

Two examples of each prototype were built for the Demonstration-Validation phase: one with General Electric YF120 engines, the other with Pratt & Whitney YF119 engines.[3][14] The first YF-23 made its maiden flight on 27 August 1990 and the first YF-22 first flew on 29 September 1990.[15] Flight testing began afterwards and added the second aircraft for each competitor in late October 1990.[16] The first YF-23 with P&W engines supercruised at Mach 1.43 on 18 September 1990 and the second YF-23 with GE engines reached Mach 1.72 on 29 November 1990.[16][17] The YF-22 with GE engines achieved Mach 1.58 in supercruise.[18] Flight testing continued until December 1990. Following flight testing, the contractor teams submitted proposals for ATF production.[16]

Selection

Following a review of the flight test results and proposals, the Air Force announced the Lockheed YF-22 with Pratt & Whitney engines as the competition winner for full-scale development, or engineering and manufacturing development (EMD), on 23 April 1991.[19] While both designs met or exceeded all performance requirements, the YF-23 was stealthier and faster, but the YF-22 was more agile.[20] The US Navy had begun considering a version of the ATF called Navy Advanced Tactical Fighter (NATF) in 1986.[21] It has been speculated in the aviation press that the YF-22 was also seen as more adaptable to the NATF.[22] The Navy abandoned NATF by 1992.[23]

The Lockheed team was awarded the EMD contract to develop and build the Advanced Tactical Fighter in August 1991. The YF-22 was modified into the production F-22 Raptor version, which first flew in September 1997 and entered service in December 2005.[24] The Northrop YF-23 design was later considered by the company for modification as a bomber,[19] but the proposals have not come to fruition.[25]