Die Lockheed Martin F-22 Raptor (englisch für Greifvogel) ist ein Luftüberlegenheitsjäger der fünften Generation. Sie wurde von dem US-Flugzeughersteller Lockheed Martin entwickelt und gebaut. Boeing lieferte wesentliche Teile zu. Sie wird ausschließlich von der US Air Force als Nachfolger der F-15A-D Eagle eingesetzt. Besondere Merkmale sind ihre Tarnkappeneigenschaften, die moderne Avionik und die Fähigkeit, ohne Nachbrenner überschallschnell zu fliegen (Supercruise).
Das „Advanced-Tactical-Fighter“-Programm
Die Geschichte der F-22 begann 1976, als die US Air Force prüfte, ob sie die Tarnkappentechnik beim nächsten Luftüberlegenheitsjäger anwenden könnte. Erste Studien begannen bereits 1969 und wurden als Advanced Tactical Fighter (dt.: fortgeschrittener taktischer Jäger) bezeichnet. 1975 erstellte die Air Force eine grobe Planung, welche die Prototypenerprobung im Zeitraum von 1977 bis 1981 vorsah. Da jedoch Zweifel an der Stealth-Technik aufkamen, verzögerte sich das erste große Forschungsprojekt zu dieser Technik bis 1976, als Lockheed das Have-Blue-Programm begann, aus dem auch die F-117 Nighthawk hervorging. 1981 forderte die Air Force die Flugzeughersteller auf, ihre Vorschläge einzureichen. Das geplante Kampfflugzeug sollte Boden- sowie Luftziele ungefährdet von Flugabwehrraketen auch im sowjetischen Hinterland bekämpfen können. Dieses Ziel erforderte zwingend Supercruise- und Stealth-Eigenschaften. Darüber hinaus wurde eine hochintegrierte Avionik gefordert, um den Piloten zu entlasten und so seine Effizienz im Kampf zu steigern.
Bereits 1983 beschäftigte sich die Air Force mit der Entwicklung der Triebwerke. Diese begann somit schon drei Jahre vor dem Entwurf der Flugzeugzelle, da die Air Force in diesem Bereich bereits negative Erfahrungen beim P&W-F100-Triebwerk für die F-15 gemacht hatte. Die Konzerne General Electric und Pratt & Whitney erhielten im Oktober desselben Jahres einen Auftrag über 200 Millionen US-Dollar, um ein geeignetes Triebwerk zu entwerfen. Pratt & Whitney entwickelte das XF119 auf Basis des PW5000, während General Electric das GE37 zum XF120 weiterentwickelte, das mit einem variablen Nebenstromverhältnis (englisch Variable Cycle Engine) ausgestattet war.
Im Oktober 1985 forderte die Air Force die Hersteller auf, bis zum Dezember Angebote für ein Kampfflugzeug abzugeben, das Mitte der 1990er Jahre sowohl die F-15 Eagle als auch die F-16 Fighting Falcon ablösen konnte. Allerdings entschloss sich die Air Force im Juli 1986 zu einer grundsätzlichen Planänderung. Die Entscheidung über den Gewinner des Wettbewerbes sollte nun nicht mehr anhand von Bodenerprobungen fallen, sondern auf Basis von Flugdemonstrationen, die Ende 1991 stattfinden sollten. Ein halbes Jahr später, im April 1987, wurde ein Entwicklungsauftrag an zwei Industriekonsortien erteilt, von denen das eine von Lockheed, das andere von Northrop geführt wurde. Das Volumen belief sich auf 691 Millionen US-Dollar und der Auftrag war auf fünfzig Monate befristet. Die ersten Flüge mit den Prototypen sollten im Oktober 1989 stattfinden. Zu deren Bau kooperierte Lockheed mit General Dynamics und Boeing, Northrop arbeitete mit McDonnell Douglas zusammen. Die Prototypen erhielten die Bezeichnung YF-22 Lightning II (Lockheed) und YF-23 Black Widow II (Northrop), wobei jedes Team zwei identische Maschinen bauen musste.
Die Prototypen YF-22 und YF-23
Beide Konsortien begannen umgehend mit Studien über mögliche technische Risiken des Projekts und deren Vermeidung, wobei sie sich am Lastenheft der Air Force orientierten. Die beiden Triebwerkskonstrukteure erhielten Anfang 1988 den Auftrag über 342 Millionen US-Dollar, um ein flugtaugliches Triebwerk zu entwickeln. Mit den Bodentests war bei Pratt & Whitney bereits Ende 1986 begonnen worden, bei General Electric Mitte 1987. Die YF-22 von Lockheed sollte vom P&W YF119 angetrieben werden, die YF-23 vom YF120. In der Zwischenzeit erhielt Westinghouse den Zuschlag für den Bau des Bordradars und setzte sich so gegen den Mitbewerber Hughes Aircraft durch.
Trotz gleicher Vorgaben präsentierten Lockheed und Northrop zwei sehr unterschiedliche Entwürfe. Die YF-22 von Lockheed konnte noch als „konventionell“ bezeichnet werden. Das Aussehen erinnerte etwas an die F-15 und zeichnete sich durch den rautenförmigen Querschnitt des vorderen Rumpfes und der Tragflächen sowie ein nach außen geneigtes Seitenleitwerk aus. Die YF-23 von Northrop war um 2,10 Meter länger und machte einen erheblich futuristischeren Eindruck. Das V-Leitwerk war stark nach außen geneigt (50°), was dem Flugzeug bei seitlicher Betrachtung eine sehr niedrige Silhouette verschaffte. Die Unterbringung der Triebwerke stach ebenfalls deutlich hervor. Während diese bei der YF-22 nur durch eine leichte Wölbung im hinteren Bereich des Flugzeuges zu erkennen war, traten bei der YF-23 zwei äußerst deutliche Wölbungen hervor. Markante Unterschiede gab es auch bei den Lufteinlässen und den Schubdüsen. So waren die Lufteinlässe bei der YF-22 seitlich angebracht, bei der YF-23 hingegen unter den Tragflächen. Bei der YF-22 waren die Düsen rechteckig und ermöglichten so die Schubvektorsteuerung für eine deutlich verbesserte Wendigkeit, während bei der Konstruktion der YF-23 mehr Wert auf die Infrarotstrahlungsabschirmung gelegt wurde, weshalb die Austrittsöffnung weit nach vorne verlegt wurde. Damit konnten die Triebwerksabgase besser abgekühlt und die direkte Beobachtung der heißen Düsen von unten verhindert werden.
Am Anfang der Demonstrationsphase lag meist das Team um Northrop vorne. So hob die YF-23 am 27. August 1990 zu ihrem ersten zwanzigminütigen Jungfernflug ab. Geflogen wurde sie von Northrops Cheftestpiloten Paul Metz. Einen Monat später, am 29. September, erfolgte der Erstflug der YF-22 mit Lockheeds Chefpiloten Dave Furguson am Steuer. Beide Maschinen wurden vom GE YF120 angetrieben. Die zweite YF-22 startete am 30. Oktober und flog erstmals mit dem P&W YF119. Der Erstflug der zweiten YF-23 fand vier Tage früher statt, nämlich am 26. Oktober.
Bereits wenige Wochen später konnten beide Teams die Supercruise-Fähigkeit ihrer Maschinen demonstrieren. Am 14. November erreichte die YF-23 ohne Nachbrennereinsatz Mach 1,43, während die YF-22 zur gleichen Zeit mit Mach 1,58 fliegen konnte. Hinsichtlich der Flugeigenschaften wurde bei Lockheed großer Wert auf Wendigkeit gelegt. So wurden in den folgenden Monaten spektakuläre Manöver demonstriert, die kein anderes Flugzeug dieser Zeit fliegen konnte (beispielsweise 360°-Rollen bei einem Anstellwinkel von 60°). Dies war hauptsächlich auf die asymmetrisch gesteuerten 2D-Schubvektordüsen zurückzuführen. Unterdessen demonstrierte die YF-23 eine Höchstgeschwindigkeit von Mach 1,8 (mit Nachbrenner) und einem Anstellwinkel bis zu 25°. Beide Maschinen waren während der Erprobung Belastungen bis 7g ausgesetzt. Obwohl beide Maschinen ohne Bordwaffen und Radar flogen, demonstrierte Lockheed die Funktionsfähigkeit der Startanlagen für die AIM-9- und AIM-120-Lenkwaffen, wenngleich dies nicht von der Air Force gefordert wurde. Diese verlangte allerdings noch während der Erprobungsphase Konzepte für die Konstruktions- und Fertigungsentwicklung, welche dann am 2. Januar 1991 von den beiden Teams abgegeben wurden.
Am 23. April 1991 gab die Air Force schließlich den Sieger der Ausschreibung bekannt: Die YF-22 Lightning II vom Team Lockheed. Der ausschlaggebende Faktor für diese Entscheidung war die weiter fortgeschrittene Entwicklung und die bessere Manövrierfähigkeit der YF-22. Nur sie konnte äußerst steile Anstellwinkel fliegen, besaß ein weitentwickeltes Cockpit und hatte Flugkörperstarts demonstriert. Den Triebwerkswettbewerb gewann Pratt & Whitney mit dem YF119.
Nachdem Lockheed die Ausschreibung gewonnen hatte, erhielt der Konzern exakt sieben Monate später den Auftrag, elf Prototypen, einen statischen Prüfstand und eine Zelle für Belastungstests zu bauen. Das Auftragsvolumen belief sich auf 10,9 Milliarden US-Dollar, wobei 9,55 Milliarden auf die Flugzeugzellen und 1,36 Milliarden auf die Triebwerke entfielen. Insgesamt wurden für die Beschaffung von 800 F-22 36,7 Milliarden US-Dollar veranschlagt. Als die Flugzeugzelle und das Triebwerk diverse konzeptionelle Hürden überwunden hatten, konnte im Februar 1995 mit der Fertigung der ersten Vorserienmodelle begonnen werden.