YF-23戰斗機（別名：黑寡婦）是由美國諾斯羅普公司和麥道公司共同設計的戰斗機，是美國ATF（先進技術戰斗機）計劃的第一架原型機。
YF-23首架原型機（PAV-1）因其黑色外觀，被昵稱為“黑寡婦Ⅱ”；第二架（PAV-2）則因灰色外觀，而被昵稱為“灰魅”。YF-23戰斗機總體布局在很大程度仁繼承了諾斯羅普概念設計方案的特點。菱形機翼+v形尾翼的布局，介于傳統正常布局和無尾布局之間。單座，雙發中單翼，腹部進氣。機長達20.5米，翼展13.2米，機高4.2米，空重16.8噸、最大起飛重量29噸，最高速度2080千米/小時，最大升限19800米，最大續航里程1200千米。武器配置了雷達制導地先進中距空空導彈，“響尾蛇”紅外制導空空導彈，20毫米航空機炮。
1990年6月22日，YF-23戰斗機進行了公開展示。1991年4月23日、美國空軍宣布，洛克希德集團的YF-22戰斗機A方案在競爭中勝出。競爭結束后，兩架YF-23仍保存在愛德華茲基地，但移交給美國航空航天局的德雷登試驗中心。兩架原型機的發動機均已拆除，NASA也沒有任何計劃讓YF-23恢復飛行。其中一架曾被NASA用于校準技術研究。1996年夏，加利福尼亞州霍索恩市的西方飛行博物館向NASA長期租借一架YF-23，PAV-2被選中。PAV-1則在愛德華茲基地，由空軍試驗中心博物館收藏。
發展歷程
研制背景
1969-1970年，美國空軍的FX計劃(新一代重型戰斗機F-15戰斗機)正處于最后選型階段，但戰術空軍司令部已將眼光轉向了FX的后繼機上。在這段時間，戰術空軍司令部投資進行了代號TAC-85的項目研究，對FX后繼機進行了初步探索。TAC-85研究報告于1971年完成，提出了一個概念原型——先進戰術戰斗機(ATF)。從1971年開始，飛行動力實驗室的F-8戰斗機就相繼進行了超臨界翼型、數字式電傳飛控系統的試飛。緊接著又開展了隨控布局(CCV)研究，1架B-52轟炸機、1架F-4先后改裝為CCV研究機。1974年11月，F-15A小批量裝備，并將很快進行大規模換裝；1975年初，美國空軍系統司令部提出一個發展計劃，準備在1977-1981年間制造兩架先進戰術戰斗機原型機進行試飛，但空軍并沒有多余的資金投入到這樣一個耗資巨大的計劃中去，因此這一計劃只停留在紙面上。1975年1月，F-16戰斗機在LWF計劃中獲勝。1976年，美國空軍考慮在ATF概念中引入低可見性設計。1978年3月至6月先后制造出2架HIMAT研究機，并于1979年7月27日首飛成功。隨著隱身技術漸趨成熟，而蘇聯空軍現役和未來的超音速戰略轟炸機威脅則在戰術上增大了對超音速巡航能力的需求。隨著蘇聯空軍新一代戰斗機的出現，美國不得不重新考慮以ETF和ATAS搭配能否有效奪取制空權和實施空中打擊的問題。
20世紀80年代初，美國針對來自蘇聯的威脅提出招標，要求未來的新一代戰斗機，航程要比F-15戰斗機遠，能以超音速高空巡航，具有隱身能力，機動性好，易于維護，提出了一項名為“高級戰術戰斗機”的競標項目，旨在研發一款具備超音速巡航、隱身能力和先進航空武器系統的五代戰斗機。這就是先進戰術戰斗機美國21世紀的先進戰術戰斗機。
研制歷程
1978年，美國空軍制訂了兩個獨立的發展計劃：一是“改進型版術戰斗機”(ETF)，這是一個劃期項H，期望通過短期內可獲得的技術升級改進現役戰機；二是“先進戰術政擊系統”(ATAS)，這是長期發展計劃。到了1980年4月，美國空軍決定放棄ETF計劃，面ATAS也演變為ATF——兼頓對空作戰和對地攻擊的戰斗機，并考慮增加短距起降的要求。1981年，美國空軍啟動了代號“天空長者”的研制計劃。經過長期研究后，提出一系列針對未來先進戰術戰斗機的要求，包括梁用新型復合材料、先進飛控系統，先進推進系統以及隱身技術等等。空軍高是相信。同年6月，美國空軍發布第一份關于ATF的信息需求(RFI)，并邀請9家公司參與討論；7月，空軍發布針對ATF推進系統的RFI，邀請7家!商參與。同年10月，空軍發布ATF任務要素綜述。1982年10月，美國大部分戰斗機廠商代表和空軍代表在加州網納海解開會討論ATF概念。會上，ATF的概念基本成型。次年5月，CDI階段結束，空軍發布了一份最終方案需求報告(RFP)。9月，美國空軍向所有廠商發出概念設計招標，波音公司、通用動力、洛克希德·馬丁公司、麥道公司、諾斯羅普、洛克韋爾宣布參與競標。1984年底，ATF的方室需求進一步明確。次年9月，美國空軍發布完整的ATF驗證/確認階段方案需求。1986年4月，美困海軍宣布加入ATF計劃，同意在ATF基礎上研制NATF，用于替換F-14戰斗機。同年5月，美國空軍在外界的強大壓力下被迫宣布放棄“驗證/確認”模式，改采用原型機對比試飛模式。1986年10月31日，美國空軍宜布，7個競標方案中洛克希德和諾斯羅普的方案評價最高，進入競爭試飛階段。
先進戰術戰斗機計劃（ATF）的研制分兩步走，先研制兩種原型機，進行對比試飛，然后決定誰將成為真正的先進戰術戰斗機。兩種原型機分別定名為YF-22A和YF-23。YF系列火箭發動機22A由以洛克希德·馬丁公司、波音公司和通用動力為首的工業集團研制，YF-23由以諾斯羅普和麥道公司為首的工業集團設計。
生產歷程
諾斯羅普公司按照驗證機的標維來制造兩架YF-23原型機：主起落架改裝自F/A-18的主起；前起落架則直接用F-15戰斗機的，座艙設備照搬F-15，只裝上了必需的儀表，包括多功能顯示器在內的昂貴而非必要的設備全部取消；雖然空軍已經在1987年宣布取消采用反推的要求，但諾斯羅普并未修改原始設計，使根YF-23的后機身(特別是發動機艙)明顯大于實際需要尺寸，這帶來了額外重量和阻力；只設計了主武器艙，格斗導彈艙甚至只停留在紙面上。諾斯羅普和麥道努力在競爭中占據優勢，于1990年6月23日在愛德華茲空軍基地推出了YF-23，8月27日進行第一次試飛。
試飛過程
1989年，第一架YF-23原型機PAV-1運抵愛德華茲空軍基地，進行了公開展示和首飛。在試飛過程中，該機進行了基本系統功能測試和機動飛行，并完成了空中加油試驗和超音速巡航。YF-23一共進行50次，總計65小時的試飛項目，最大飛行速度達到1.5馬赫，最大負載達到7G，最大攻角達到25度。在YF-23和YF-22A之間的競爭試飛中，洛克希德·馬丁公司集團的YF-22A方案被選為未來F-22A的方案，而普惠公司的YF-119發動機也被選中作為未來F-22A的發動機。
競選失敗
1991年4月23日，YF-23A被美國空軍打入冷宮，因為美國空軍決定將項目進入EMD階段，選擇相對保守的YF-22作為第四代超音速戰斗機的代表。對于YF-23A的失敗，空軍給出了兩個主要理由：研制風險過高，以及諾斯羅普/麥道集團的管理問題可能導致成本上升。這些理由確實存在，但并不是全部。在設計特點上，YF-23的前衛設計帶來了較高的研制風險。同時，諾斯羅普、麥道集團的管理漏洞也可能導致了飛機成本的上升。這兩個因素是導致YF-23失敗的重要原因。YF-22和YF-23的隱身設計都是基于諾斯羅普、麥道集團公司以前研制的隱身飛機。YF-22身上有很多F-117的特點，而YF-23的設計則脫胎自B-2。不過，YF-22在隱身要求和氣動要求之間進行了折中，而YF-23則更注重隱身效果。因此，YF-23在側向和后向的雷達反射特性上優于YF-22，但在前向雷達反射特性上并沒有明顯的優勢。在超音速巡航能力方面，YF-23由于阻力更小，因此強于YF-22。據通用電氣估計，YF-23的最大超音速巡航速度可以達到M1.8，而YF-22的最大超音速巡航速度為M1.58。這個速度差異在超視距作戰中并沒有明顯增大YF-23發射的AIM-120攔截導彈的攻擊區。YF-22和YF-23都考慮了渦流控制問題，以避免在大迎角下失控。從設計上看，諾斯羅普為YF-23機動性所做的努力僅此而已。YF-23的機動性提高主要依賴于渦升力、低翼載和大推力發動機。相比之下，YF-22在機動性和敏捷性方面力求突破，這正是該機采用推力矢量控制的主要原因。洛克希德當時總負責人里奇曾表示，在滿足空軍基本要求后，洛克希德就將注意力轉向了機動性和敏捷性。在設計上，YF-22尤其突出了飛機的過失速機動能力，而YF-23在這方面幾乎是空白。競爭結束后，兩架YF-23原型機保存在愛德華茲基地，但被移交給NASA的德出登試驗中心。1996年夏，一架YF-23被選為西方飛行博物館的展品，而另一架則由空軍試驗中心博物館收藏。
基本設計
機型結構
YF-23的總體布局在很大程度上繼承了諾斯羅普概念設計方案的特點。其菱形機翼+V形尾翼的布局，介于傳統正常布局和無尾布局之間。單座，雙發，中單翼，腹部進氣。
YF-23采用了B-2轟炸機飛機的隱身原理，切尖的三角翼飛機面積很大，并裝有前后緣機動襟翼。—側機翼的前緣和另一側機翼后緣（包括尾翼在內）相平行，尾翼平面形狀與B-2一樣呈鋸齒狀；兩臺F119發動機埋藏在機身后部兩個貝殼狀的鼓包內，進氣道為S形，有效的屏蔽了發動機壓氣機的迎面雷達波發射，可調的槽形為噴口使紅外輻射降至最低；YF-23采用了相距很遠的蝶形尾翼，它既是升降舵，又是方向舵，外傾角40度左右，蝶形垂尾有利于隱身（如同F-117A攻擊機），而且在大迎角機動飛行時可避開機翼尾流的影響始終保持良好的操縱性；采用內藏式武器懸掛系統，機身下表面平坦，有利于隱身和減阻。駕駛艙蓋采用低阻的氣泡形設計，座艙位置較高，而且很靠前，因此飛行員的視野非常好。
YF-23的機身為滿足“跨戰區航程”的要求，必須有足夠大的載油量，因此所有燃油必須由機內油箱裝載。為了提供足夠的機內容積，YF-23的機身長度增加明顯，并且其橫截面積也相應增大。然而，橫截面積的增大不利于按照跨音速面積律來設計飛機，因此適當地拉長機身有助于平滑飛機的縱向橫截面積分布，從而減小跨、超音速阻力。但機身加長會導致飛機縱向轉動慣性增大，這對于提高飛機敏捷性和精確控制能力是不利的。YF-23選擇了速度性能而犧牲了敏捷性和精確控制能力。它的機翼類似于菱形，前后緣分別后掠與前掠40度。機身設計具有洛克希德SR-71偵察機黑鳥的風格，前機身內主要設置雷達艙、座艙、前起落架艙、航電設備艙和導彈艙。前機身前段橫截面近似一個上下對稱的圓角六邊形，然后逐步過渡到圓形橫截面，最后在機身中段與機翼完全融合。后面的進氣道和發動機艙橫截面仍是梯形，并以非常平滑的曲線過渡到機翼或后機身的“海理尾巴”，這有助于減小相互之間的干擾阻力。
氣動布局
YF-23的邊條不同于三代機上的傳統邊條。其三段直線式窄邊條設計相當有特點，從機冀前緣一直向前延伸到雷達罩頂端。YF-23的邊條翼布局在大迎角時比鴨式布局的升力特性有更大優勢，在機翼上誘導出渦升力，改善機翼升力特性；利用邊條渦為機翼上表面附面層補充能量，推遲機翼失速；起到氣動“翼刀”的作用，阻止附面層向翼尖堆積，推遲翼尖氣流分離(事實上由于YF-23機翼根梢比很大，高速或大迎角下可能會有明顯的翼尖分離趨勢)；控制大迎角下機頭渦的分離，提供更好的俯仰和方向穩定性--直到第三代超音速戰斗機，大迎角下機頭渦不對稱分離的問題仍未解決，這是限制飛機進入過失速領域的一個重要因素。在YF-22A的進氣道頂部各有兩塊控制板，用于控制機翼上表面的渦流。YF-23機翼內側有進氣道附面層的放氣狹縫，附面層氣流經過加速后由此排出，借以改善機翼上表面氣流狀態。機翼巨大的菱形機翼是YF-23最突出的外形特征之一。機翼前緣后掠40度，后緣前掠40度，下反角2度、翼面積88.26平方米，展弦比2.0，根梢比高達12.2。而采用大后掠角的對稱菱形翼，在隱身上是有利的。為改善機翼升力特性，YF-23采用了前緣機動襟翼設計，其展長約占2/3翼展。位于YF-23機翼后緣的氣動操縱面設計為機翼內側為襟翼，外側則是副翼，這兩對控制而除了傳統襟刷翼的功能外。還兼有減速板和阻力方向舵的作用當內側襟副翼同時下偏，外側襟副冀同時上偏、在保證機翼不產生額外升力增最的同時，產生對稱氣動阻力。起到減速板的作用；當只有一側燃副露采用上/下偏時，則產生不對稱阻力，起到阻力方向能的作用。YF-23的V形尾翼設計相當獨特。為保證波瓣雷達反射特性，平尾前后緣在水平面內的投影分別和機翼前后緣平行。這使得該機尾翼看起來相當巨大。YF-23采用將尾翼外傾40度的設計，以確保雷達波不會被反射回無線電接收機，但相應的尾翼效率也降低了。相比之，YF-23采用外傾27度的設計，處于隱身設計的邊緣，屬于隱身和機動綜合權衡的結果。按照公開的說法，YF-23出于大迎角機動性的要求，其尾翼采用寬八抖可布置，完全避開了邊條和機翼內側渦流，因此改善了劇烈機動狀態下俯仰、滾轉和偏航控制。
動力系統
YF-23的第一架原型機首先達到1.43馬赫的超音速巡航紀錄，所使用的YF120發動機推力比YF-22第一架原型機使用的YF119要小，而YF-22第一架原型機第一次驗證超音速巡航飛行時就達到1.5馬赫。二號機裝備了通用電氣的YF-120引擎，能夠飛出更快的超音速巡航速度。
PAV-1:2臺通用電氣YF120噴氣發動機；PAV-2:2臺普惠YF119噴氣發動機。YF-23的超音速巡航能力更強，尤其是在搭配通用電氣的YF-120渦輪風扇發動機的情況下。美國智庫威爾遜中心的巴利·瓦茨（BarryWatts）認為，就算用低一個檔次的YF-119引擎，YF-23的超音速突襲速度也能夠達到1.4馬赫以上。若換用YF-120引擎，這款設計流暢的原型機巡航速度能達到1.8馬赫以上。
武器系統
由于ATF放棄了對地攻擊能力的要求，因此在YF-23的備選武器上并沒有對地攻擊武器。為ATF準備的主要對空武器是先進中距空空導彈(AMRAAM，后來的AIM-120)和先進近距空空導彈(AIM-132先進短程空對空導彈，后來的AIM-132)。由于AIM-132進度嚴重拖延，迫使美國空軍以先進響尾蛇改型(即AIM-9X)作為應急措施。AIM-9X和AIM-120已經成為F/A-22的主要武器。YF-23繼承了諾斯羅普最初方案的內部武器艙設計。格斗導彈艙和主武器艙串列布置于前機身內。格斗導彈艙較小.只能容納2枚AIM-9響尾蛇導彈導彈。主武器艙較大，可容納4枚AIM-120導彈。載彈量和YF-22A相同。由于AIM-120改進后彈翼縮小，因此在F/A-22的主武器艙內可容納6枚。但YF-23布置AIM-120A的方式就是上下前后錯置排列，和YF-22A對稱排列不同，顯示其主武器艙尺寸可能較小，因此不一定能放得下6枚AIM-120改型。YF-23的主武器艙掛架是可以升降的。需要發射AIM-120時，掛架伸出機外，將導彈置于自由流中再點火發射。
航電系統
YF-23機上也沒有裝備任何非必要的航電設備包括雷達、電子對抗系統等。完整的航電系統將裝在威斯汀豪斯BAC_111的一飛機上進行測試。諾斯羅普這種省錢法對后來的評估造成負面影響—特別是后機身和格斗導彈艙的問題，牽涉面較廣，工作量大，增大了研制風險。
座艙設計
YF-23機上采用單座，座艙設備照搬F一15，只裝上了必需的儀表，包括多功能顯示器在內的昂貴而非必要的設備全部取消雖然空軍在1987年宣布取消采用反推的要求，但諾斯羅普并未修改原始設計，使得YF-23的后機身特別是發動機艙明顯大于實際需要尺寸，這帶來了額外重量和阻力只設計了主武器艙，格斗導彈艙只停留在紙面上。
隨控布局
隨控布局在ATF設計階段已經相當成熟，YF-23應用了隨控布局技術，采用了電傳飛控系統。不過，由于最終競爭失敗，外界對該機的飛控系統細節了解極少。YF-23在設計上具有鮮明的“一機多用”的特色。由于減少了操縱面和相應的控制機構，有助于飛機減輕重量和減小阻力，對改善飛機隱身特性也是相當有利的。但除了操縱面負荷問題外，這種設計必然面臨的一個考驗就是飛控系統的復雜化。在對設計風險的判斷上，美國空軍還是比較準確的。諾斯羅普最終放棄了推力矢量，以確保其首要目標——隱身能力。因為應用推力矢量控制技術，就必須更改后機身設計，不僅增大了飛機重量，也導致飛機雷達反射截面積增大和紅外隱身能力下降——因為必須取消那個溝精式尾噴口設計，這并不符合諾斯羅普的設計思想。
進氣道和發動機級壓氣機是噴氣機前方雷達反射截面積的主要來源。從YF-23的設計看，在沒有適用的隱身規則的情況下，其進氣道設計選擇了遵循機動性和進氣要求。發動機進氣道是一個空腔結構，本身就是良好的雷達波反射體。而發動機一級壓氣機高速旋轉的葉片不僅是強反射源，其反射波頻譜甚至足以成為飛機型號的識別特征。YF-23的進氣口位于機翼下方靠近前緣的位置，類似蘇-27戰斗機的設計，這顯然是出于大迎角條件下進氣要求的考慮。其橫截面為梯形，除了垂直面上的斜切結構外，在水平面上也略有斜切，可以起到改善大迎角和側滑條件下進氣效率的作用。在進氣口前方，設計有多孔式附面層吸除裝置(機屬下表面來噴漆區域)，并經機翼上表面排出——由于進氣口靠近機翼前緣，附面層厚度不大，因此不需要采用大型的附面層隔道，有助于減小雷達反射特征。在發動機艙上表面還設計有輔助進氣(位于附面層排放狹縫旁邊的帶鋸齒后緣的梯形板)，用于在起降和低速狀態下滿足發動機的進氣需要。YF-23采用了固定式進氣道設計，以避免可調式進氣道的調節斜板之間的縫隙和臺階產生的雷達反射。壓縮斜板為“波系設計，并按照YF-23A的預計巡航速度作了優化。
可維護性設計
可維護性設計在ATF中得到了高度重視。傳統飛機的維護口蓋在機身表面的覆蓋率是衡量其可維護性的一個重要指標，但在隱身飛機設計中，這一原則不再適用。隱身飛機設計中，為了避免破壞飛機的隱身特性，必須遵循“非必要絕不在機身表面開口”的原則。為了改善可維護性，一種方法是集中處理，將接近最頻繁、維護量最大的設備全部集中到一個大的維護口蓋中。另一種途徑是利用飛機必需設置的艙門作為維護口蓋，例如武器艙和起落架艙。飛機表面所有口蓋和艙門都采用鋸齒狀設計，這是隱身和重量要求折中的結果。盡管多鋸齒前緣設計不是最佳的控制雷達反射措施，但在保證結構強度的情況下，為了實現更好的隱身特性，YF-23采用了這種設計。
基本數據
影響與評價
盡管日本在電子機械、隱性材料和航空控制裝置等領域，擁有較高的技術水平，但由于不具備從零開始進行裝備的技術與經驗，作為實戰機實在無法與美國的戰機相比，日本即使成功開發了隱形戰斗機，作戰能力也難以與F-22戰斗機相比；日本三菱重工大力研發F-3遠程戰斗轟炸機，是以美國諾思羅普公司研制的ATF戰機——YF-23的原型機為藍本研制的，這是因為日本相中了YF-23戰機先進的隱形技術。
然而YF-23過多地強調了飛機的隱身性能，而對機動性能關注不夠，再加上新技術應用太多，提高了研制的費用和風險，結果在與YF-22的競爭中敗下陣來。雖然YF-23停止了發展，但是它獨特的設計思想和優美的外形仍然不失名機風范。——中國科普博覽
對于競爭結果的爭論，即使在十四年后的今天也沒有平息。競爭獲勝的洛克希德·馬丁公司YF-22沒有贏得更多的贊譽，倒是落敗的YF-23成了眾多航迷（也許還有不少業界人士）心中的王者。——國際展望期刊作者方方
就算用低一個檔次的YF系列火箭發動機119引擎，YF-23的超音速突襲速度也能夠達到1.4馬赫以上。若換用YF-120引擎，這款設計流暢的原型機巡航速度能達到1.8馬赫以上。——美國智庫威爾遜中心的巴利·瓦茨
參考資料 >
博物館中度晚年的YF23:曾經的地球最強戰機.網易軍事.2023-10-21
航空博物館.中國科普博覽.2023-10-21
博物館中度晚年的YF23:曾經的地球最強戰機.網易軍事.2023-10-21
YF-23結構特點 YF-23技術資料.西陸網.2023-10-24
深度:殲20這項黑科技非中國首創 或偷師美科幻戰機.新浪網.2025-08-09
博物館中度晚年的YF23:曾經的地球最強戰機.網易軍事.2023-10-21
博物館中度晚年的YF23:曾經的地球最強戰機.網易軍事.2023-10-21
博物館中度晚年的YF23:曾經的地球最強戰機.網易軍事.2023-10-21
YF-23:性能優秀但最終沒有投產的超級戰機.界面新聞.2023-10-21
博物館中度晚年的YF23:曾經的地球最強戰機.網易軍事.2023-10-21
YF-23.中國科普博覽.2023-10-24
日本正在研制遠程戰斗轟炸機 以美YF-23為藍本.央視網.2023-10-24