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Northrop USF (Ultra Stealth Fighter) AKA “Christmas Tree ” （1983）

直到2011年之前，几乎没人知道这个惊人的设计存在。

ATF program在1983年5月18日正式向有意竞标的厂商发出CDI （Concept Development Investigation） Phase RFP，要求厂商在短短一个月（！）内提供不限数量的proposals.

8天之后，USAF修订了CDI Phase RFP，第一次正式引入了“Steath”要求——也许是ATF项目历史最重要的一刻——除了工业界开始挑战当时几乎不可能的技术颠峰（隐身高性能战斗机），也导致了后来战斗机厂商的大洗牌（Lockheed & Northrop ：“嗯到底能不能行？”/其他人：“什么是Ufimtsev's PTD？”/Grumman:“什么是Stealth？”）

为此额外增加了3周时间供厂商进行LO trade-off 研究。

Northrop “Black world”design group 之前的ATF和stealth 战斗机研究在此时基本归到了3条主要构型路线（当然除此之外还有别的独立的构型）：

AMF （Agile Maneuverable Fighter）， USF （Ultra Stealth Fighter） 和最后胜出并演化为YF-23的HSF（High Stealth Fighter）（图1,2）

图中最左侧的AMF应该是具有背部弹舱的DP73A, AMF这一支的基本构型是从White world group那边直接继承和演化过来的（连名字都是继承的）

AMF相对是最符合传统意义高性能超音速战斗机性能要求的构型，突出机动性和敏捷性，并且加入了力所能及的LO feature。

AMF这条路线也是个漫长的演化故事（甚至可以从P530开始说），以后再说吧。

而USF （DP21/22?），或者被其设计师 Tom Dobrenz 自己戏称的“Christmas Tree”（自己看看平面形状吧），则是另一个极端。

USF几乎完全沿用同期B-2 stealth 设计的设计语言，大概是有史以来雷达反射回波spike方向最少的战斗机设计（只有四个）。

整架飞机为了实现这一目的，在平面形状的设计上使用了惊世憾俗的串列翼面布置，平面上几乎所有的可见边缘全部都是55度的斜边。

USF在机身后半部的设计上有两种不同的构型亚型设计:

DP21-221(图3,4)：由于没有任何垂直翼面，B-2式的后掠外翼部分几乎整体上反40度，优美地曲面过渡形成V字提供航向稳定性（后缘带有气动控制面），而在发动机后方的机身，也是完全继承了B-2的巨大的整体式海狸尾用于俯仰控制。

DP22？（图5）：相较DP21-221较为保守许多，外翼部分没有上反，海狸尾改为了第四组翼面——偏航/俯仰操作两用的50度外倾V尾（类似于HSF/YF-23）。除此之外其余部分没有差别。

DP21-221和DP22的平面对比（图6）

USF使用一大一小串列的固定式鸭翼。大型的“主”鸭翼后缘有俯仰操作面。而前部和扁平机鼻融为一体的小型鸭翼的作用未知（不排除是为了达到回波spike方向最简化的极端手法）。

座舱的设计基本是埋入式，后向的视野和古早超音速战斗机一样很差，显示了USF不同与典型第四代空优战斗机的性能优化方向。

USF的机身表面大量使用典型Northrop式的连续曲面设计，在当时几乎领先了一个世代（其他人对Stealth的处理手法还只能停留在刀削土豆）。

固定7度斜板式进气道位于机身上表面，座舱后的肩部两侧，图纸上不是特别清楚但是可能具有两道的BLC隔板或者吸气装置。

进气道在垂直方向带有明显的S形，水平方向则不明显。

机身后方的发动机舱相对于扁平的后机身具有比较突出的外形（和YF-23和Su-57有些类似）。

USF的动力选择是两台著名的“漏气涡喷”PW1120，最大加力推力20615 lbf（军推13781 lbf）。这两台发动机具有惊人的S-duct尾喷管通向机身后部上表面，最终截面是2D矩形（和B-2/YF-23一样不太可能具有TVC能力）。

从动力系统和进气道设计的选择可以看出，USF的设计是针对高空作业性能，“Look-up”雷达免疫stealth的特殊优化设计。

USF的武备设计是一门25mm GAU-12 (备弹1050rds），以及机腹中部大型单一弹舱内的4枚AIM-120A（如果是计划中的折叠弹翼型号则可以携带8枚）

DP21-221和DP22整机的尺寸基本一致，长度为67feet，翼展44.68feet

正常起飞重量约40000lbs，内油约13000lbs。

USF构型体现了Northrop在Stealth设计领先世代的能力，但是同时以“传统战斗机”的眼光来看无疑是超前得离经叛道。

在气动，结构和重量控制方面上的巨大挑战使得Northrop最终判定USF路线“unworkable”，而传统的AMF构型隐身能力实在有限，最终更加均衡的HSF被Northrop选为最终的设计方向，作为Entry proposal成功进入ATF之后的Dem/Val phase，最终脱颖而出，站上最终的竞技场。

而HSF/YF-23所谓的“均衡”的隐身设计，在当时其他厂商眼里也已经是超凡脱俗望而生叹了。

图7: 在Western Museum of Flight展出的USF简易风洞模型（DP-22式样）

图8-12, DP21-221 3D复原 by SPF网友CiTrus90