隐身那些事儿(下)——讲述隐身技术发展及应用的故事
“隐身术”背后的科技
科技视界 ｜ 行业科技“隐身术”背后的科技THE TECHNOLOGY BEHIND 'INVISIBILITY'朱盛镭 动物界中有很多“隐身大师”，它们可以把自己融入环境中（图1），以此来躲避天敌或者埋伏猎物。
动物“隐身术”也给人类带来无限的遐想和创新动力。
隐身技术最早应用于军事领域，用于减少战斗机等武器的雷达反射率。
后来，隐身技术的应用逐渐拓展，比如应用于智能家居、无人机等领域。
随着科技的不断创新和突破，隐身材料和隐身技术发展，将带来更多惊喜和变革，无论是在安全、保密、医疗、服装、汽车、舰艇领域，还是建筑、路桥领域，都会有更广泛的应用前景。
图1 体型硕大的叶尾壁虎善于隐身 1.隐身材料种类 隐身材料是隐身技术的重要组成部分，在装备外形不能改变的前提下，隐身材料是实现隐身技术的物质基础。
武器系统采用隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，增加攻击性，获得最直接的军事效益。
因此隐身材料的发展及其在飞机（图2）、主战坦克、舰船、箭弹上的应用，成为国防高技术的重要组成部分。
隐身材料按频谱可分为声、雷达、红外、可见光、激光等隐身材料；按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料。
图2 隐身材料在飞机上的应用 各种隐身材料技术如下： （1）雷达吸波材料。
该材料是最重要的隐身材料之一，它能吸收雷达波，使反射波减弱甚至不反射雷达波，从而达到隐身的目的。
按使用形式可分为结构型吸波材料和雷达吸波涂料两大类。
（2）红外隐身材料。
红外探测是仅次于雷达探测用得较多的探测手段之一。
而红外隐身材料作为热红外隐身材料中最重要的品种，因其坚固耐用、成本低廉、制造施工方便，且不受目标几何形状限制等优点一直备受科技界重视，也是近年来发展最快的热隐身材料。
（3）纳米复合隐身材料。
该隐身材料按其吸波机制可分为电损耗型与磁损耗型。
运用复合技术对不同的吸波材料进行纳米尺度上的复合，可得到吸波性能大为提高的纳米复合隐身材料。
隐身技术及隐身武器装备的发展历程
隐身技术及隐身武器装备的发展历程隐身技术是20世纪发展起来的一门新兴军事技术，伴随着科学技术的进步而日趋成熟。
隐身技术涉及的技术领域十分广泛，已经从最初应用在飞机的可视性控制，拓展到各种武器装备的雷达、红外、声、光、电磁等各种目标特征信号的控制。
隐身技术给现代战争的思维模式和作战方式带来了根本性的变化，隐身与反隐身已成为战争双方争夺信息资源的重要手段。
纵观隐身技术及隐身武器装备的发展历程，可以把它分成3个发展阶段。
起步阶段（20世纪70年代以前）隐身技术发端于视觉隐身。
第一次世界大战时期，德国、法国均开始在覆盖飞机的蒙皮上喷涂伪装色。
在第二次世界大战中，为了对付目视探测威胁和刚刚发展起来的雷达、声纳探测威胁，通过降低武器的目标特征信号进行隐蔽进攻的概念已经逐渐形成，并且在飞机、潜艇等武器中开始应用。
二次世界大战后，地面发射和空中发射的防御性导弹迅速发展起来，导弹与雷达火控系统的结合极大地提高了防空系统的作战效能。
1960年，美国U-2高空侦察机被苏联的SA-2防空导弹击落后，美国开始重视侦察机和巡航导弹的雷达目标特征信号控制技术研究，先后研制了SR-71“黑鸟”高空侦察机、AGM-28B“猎犬”空对地巡航导弹等具有一定隐身性能的武器，为美国隐身技术的发展奠定了基础。
SR-71是美国洛克希德公司为美国中央情报局研制的高空、高速侦察机，可以在27千米高空以3马赫的速度飞行。
SR-71采用了双三角机翼、平底机身的翼身融合隐身外形，飞机表面涂有能吸收雷达波和红外线的磁性吸波材料。
因此SR-71具有一定的雷达隐身性能和红外隐身性能。
（SR-71“黑岛”高空侦察机为美国隐身技术的发展奠定了基础。
）AGM-28B“猎犬”导弹是罗克韦尔公司研制的战略/战术空地巡航导弹，最大飞行速度2马赫，射程960千米。
它采用鸭式气动布局，进气道唇口采用了雷达吸波结构。
发展阶段（20世纪70～80年代）美国是现代隐身技术发展的先驱。
电磁隐身的原理及应用
电磁隐身的原理及应用引言电磁隐身是一种能够使物体在电磁波谱范围内减少或隐藏其反射、散射、传播和辐射等信号的技术。
该技术具有广泛的应用前景，涉及军事、航空航天、通信、安全等领域。
本文将探讨电磁隐身的原理及应用，并对其影响和进展进行简要阐述。
1. 电磁隐身的原理电磁隐身的原理是基于对电磁波的控制和干扰，通过改变物体对电磁波的相互作用，从而使物体在电磁波的探测中消失或减小反射和散射信号。
主要的原理包括：•多样性吸波材料：利用吸波材料的特性，将电磁波能量转化为热能，从而减少反射和散射信号；•多层复合结构：设计多层结构，通过不同层的折射和反射，达到消除或削弱电磁波信号的目的；•相位控制技术：通过对电磁波相位的调控，改变信号波前的分布和干涉，达到隐身效果；•频率选择性表面技术：通过设计特殊结构的表面，使其在特定的频率范围内吸收或反射电磁波，实现对特定频率的隐身。
2. 电磁隐身的应用2.1 军事领域电磁隐身技术在军事领域具有重要的应用价值。
以隐形战机为例，通过对飞机表面的涂层、形状和结构的改进，大幅度减小飞机在雷达波段的反射面积，从而降低被敌方雷达探测到的可能性。
此外，电磁隐身技术也广泛应用于潜艇、导弹等军事装备中，提高作战能力和生存能力。
2.2 航空航天领域在航空航天领域，电磁隐身技术的应用主要集中在飞行器的设计和改进上。
通过减小飞行器的电磁特征，可以提高其隐身性能，降低被敌方导弹或雷达捕获的可能性。
此外，电磁隐身技术还可以应用于航天器的外壳材料改进，提高在高速、高温等极端环境下的抗辐射能力。
2.3 通信领域电磁隐身技术在通信领域的应用主要体现在通信保密和信号干扰方面。
通过采用电磁隐身技术，可以减少通信设备对外界电磁波的散射和泄露，提高通信系统的安全性和保密性。
同时，电磁隐身技术也可以用于对干扰信号的传播和抑制，提高通信系统的抗干扰能力。
2.4 安全领域在安全领域，电磁隐身技术可以应用于防护设备和隐私保护。
隐身材料的原理与应用论文
隐身材料的原理与应用引言隐身材料是一种具有特殊优异性能的材料，它能够使物体在某些特定频段的电磁波中不可被探测到或观测到。
隐身材料的研发与应用已经成为科学研究和军事领域热门的课题。
本论文将介绍隐身材料的原理、发展历程以及在军事领域和民用领域的应用。
隐身材料的原理•光学迷彩原理光学迷彩是一种基于光学折射和反射原理的技术，通过改变物体表面的光学特性，使得物体在特定光源下不可察觉。
光学迷彩材料通常采用纳米级的光学元件进行设计，利用类似于透镜和反射镜的结构将光线引导到其他方向，从而达到隐藏物体的目的。
•雷达反射原理雷达是一种利用电磁波探测和测量物体位置、速度和方位的技术。
隐身材料的应用对抗雷达检测是一项重要的任务。
隐身材料利用电磁波的折射、反射和散射原理，将雷达波束散射为更大范围的散射波，减小物体所接收到的雷达反射信号。
这样能够降低物体被雷达探测到的概率，提高隐身效果。
•红外隐身原理红外隐身是指根据物体对红外辐射的特殊性能进行设计，使其对红外探测具有较低的敏感度。
红外隐身材料通常通过控制物体的表面温度和红外辐射特性来实现。
利用红外吸收材料和红外反射材料的组合，可以有效地减少物体的红外辐射，从而降低物体被红外探测到的概率。
隐身材料的发展历程•早期研究隐身材料的研究起源于20世纪初，当时主要集中在光学迷彩方面。
早期的研究主要侧重于改变物体表面颜色和纹理，以达到伪装效果。
然而，这种方法只能在特定环境中起作用，并且易受到光照条件的限制。
•发展进展随着科技的进步，隐身材料的研究逐渐发展，并形成了多个研究分支。
从光学迷彩到雷达反射和红外隐身，隐身材料的原理与应用得到了显著的提升。
许多新材料和技术被应用在隐身材料的研究中，如纳米技术、光学干涉技术和复合材料技术等。
•未来趋势随着隐身材料研究的不断推进，未来隐身材料的发展趋势是多样化和集成化。
隐身材料将更加注重光学、雷达和红外等多种频段的隐身效果。
此外，隐身材料还将与传感技术、智能材料和人工智能等领域相结合，实现实时自适应隐身效果。
隐身技术的物理原理及其应用
隐身技术的物理原理及其应用段改丽 李爱玲 李 军(西安陆军学院 陕西 710108) 隐身技术又称隐形技术,是物理学中流体动力学、材料科学、电子学、光学、声学等学科技术的交叉应用技术,是传统伪装技术走向高技术化的发展和延伸。
利用隐身技术可以大大降低武器等目标的信号特征,使其难以被发现、识别、跟踪和攻击。
在现代军事侦察中,往往是多种技术侦察手段并用,因此在反侦察的隐身技术中也要针锋相对地同时采用多种隐身方法。
一、隐身技术的分类隐身技术按其物理学基础可分为无源隐身技术和有源隐身技术两类。
所谓无源隐身技术,从物理学的观点来看,就是根据波的反射和吸收规律,在目标上采用吸波材料和透波材料,以吸收或减弱对方侦察系统的回波能量;根据波的反射规律,改变武器装备的外形与结构,使目标的反射波偏离对方探测系统的作用范围,从而使对方的各种探测系统不能发现或发现概率降低。
有源隐身技术就是设置新的波源,发射各种波束(如电磁波、声波等)来迷惑、干扰或抵消对方探测系统的工作波束,以达到隐蔽己方的目标。
例如施放光弹或电子干扰波使对方的光电探测系统迷盲,施放电子诱饵使对方的探测系统跟踪假目标等。
这类技术靠加强而不是减弱目标的可探测信息特征来达到目标隐身的目标。
二、隐身技术的物理原理由于波的共同特点,有时采用一种技术措施,可对几种侦察波同时起到隐身效果。
然而,由于各种波有其自身的物理特性,因此也要根据具体情况相应采取一些不同的隐身技术措施。
常用的隐身技术主要有以下几种:(一)雷达波隐身技术的物理原理“雷达”这个术语大家都很熟悉,它是由“无线电探测和测距”这一短语派生出来的。
雷达波实际上是天线发射的波长在微波波段的电磁波。
发动机将雷达波束朝某个方向定向发射,目标就会把雷达波反射到雷达接收器上。
由于目标的性质不同,所以会产生强弱不同的反射信号,雷达就是靠接收被目标反射的电磁波信号发现目标的。
波的反射定律指出,反射角等于入射角,若入射角等于零,则反射角也等于零。
浙江大学成功研制出“隐身衣”
浙大团队研制出“隐身衣” 科幻梦想或将成现实摘要:制造出能实现完美隐形的“隐身衣”，是科学家、工程师及科技爱好者梦寐以求的事。
浙江大学陈红胜教授等带领的研究团队，正在从事电磁波“隐身衣”机理及实验研究……10月31日，浙江大学陈红胜教授研究团队工作人员演示一件“隐身”装置的效果。
当一支铅笔被放入该装置中时，铅笔的中间部位“不见了”，但该部位的背景图案仍然可见10月31日，浙江大学陈红胜教授研究团队工作人员、博士郑斌整理一件“隐身”装置10月31日，浙江大学陈红胜教授研究团队工作人员演示“隐身”装置。
一束光在该装置内“转弯”，但穿过装置后仍按照原来的方向传播制造出能实现完美隐形的“隐身衣”，是科学家、工程师及科技爱好者梦寐以求的事。
浙江大学陈红胜教授等带领的研究团队，正在从事电磁波“隐身衣”机理及实验研究。
他们相信，虽然目前的技术还存在一定的局限性，电磁波隐身将是隐身技术真正走入生活领域的一个重大契机。
电磁波(包括光波)照射到物体时，会在物体上发生散射;散射的电磁波被接收后，就表明那里存在物体。
如果能让电磁波“转弯”，绕着物体走，这样物体就能“隐身”，陈红胜团队所进行的研究正是基于这样的理念。
该团队提出了一种可见光波段多边形“隐身衣”的设计方法，理论上能够实现在各个方向上的隐身效果。
在实验上，他们研制出一种六边形柱状“隐身衣”，其工作频段可达整个光波段。
另外，该团队还制作出了微波段圆柱体隐身器件等。
陈红胜团队所进行的研究，不仅对“隐身衣”从理论走向实用起到了促进作用，还有效降低了其实现的复杂度。
隐身原理：让电磁波转弯人之所以能看到各种各样的东西，是因为光射到这些东西上后，被它阻挡并反射到人的眼睛。
隐身技术的原理就是改变电磁波（光是其中一种）在材料中的折射率，即不再让这些东西反射光。
飞机、导弹、坦克或一些人们不愿意看到的物体，都可以隐于无形。
这是科学家、工程师以及科技爱好者梦寐以求的目标，但科学家们一直没有找出隐身材料变化与隐形效果之间的关系。
隐身技术在战斗机中的应用研究
隐身技术在战斗机中的应用研究在现代战争中，隐身技术已经成为了一项非常重要的技术。
尤其是隐身战机已被各军事大国作为组成空袭力量的核心。
然而，隐身技术本身并不是一个简单的技术。
下面，我们来详细探究一下，隐身技术在战斗机中的应用研究。
一、隐身技术的背景第一代隐身技术最早发展到上世纪七十年代，主要应用于战略轰炸机。
从上世纪八十年代开始，隐身技术发展迅速，形成了以F-117A轰炸机、B-2轰炸机、F-22战斗机为代表的第二代隐身战机。
第三代隐身战机，如美国的F-35和俄罗斯的T-50正在研制中。
这说明，不断发展和完善隐身技术已经成为了现代空战的趋势。
二、隐身技术的原理隐身设计的基本原理是通过减少反射、散射和光学目标来降低雷达和光电设备探测截面积和信号强度，使飞机在战场上免于遭到探测与攻击。
因此，隐身战机的设计要从飞机的主要探测途径即雷达和红外探测器中获得的反射和辐射入手。
通过减少飞机所反射和散射的电磁波和光波能量，进而降低飞机的探测能力，达到成为隐形飞机的目的。
三、隐身技术在战斗机中的应用1. 隐身机身设计在战斗机的设计中，为了降低雷达探测截面积，其机身结构通常采用“平面结构”、“幅面”、“翼角变化”、“平尾”等，以尽可能地降低内部反射等因素，来减少雷达反射信号，任何一处的设计都要经过很多次的实验验证和优化，来达到精度极高的要求。
2. 隐身喷油嘴大型喷气式战斗机的喷油嘴在起飞、飞行和缩回时均会发生较大的扰动，这些较大的扰动易被雷达探测到。
因此，针对这个问题，喷气式战斗机通常采用隐身喷油嘴技术，对喷油嘴进行隐身设计，并在起飞、飞行和缩回时进行编程控制，以降低雷达反射截面积。
3. 隐身电子设备由于电子设备的辐射会产生电磁波，让战斗机更容易被雷达捕捉、定位，并导致更严重的伤害。
为了降低这种电子设备的辐射辐射照亮，均要进行隐身设计，且必须保证正常作战所需的电子系统功能不受损失。
四、未来隐身技术发展趋势随着科技的不断发展，未来隐身技术的发展趋势将会是加强多波段隐身能力，进一步提高战机隐身性能，同时，新技术还将投向战斗机的全部领域，尤其是在隐身座舱，应用虚拟现实（VR）技术来实现驾驶员的智能化和信息化，减轻驾驶员的作战压力。
隐身技术的物理原理及其应用
隐身技术的物理原理及其应用段改丽 李爱玲 李 军(西安陆军学院 陕西 710108) 隐身技术又称隐形技术,是物理学中流体动力学、材料科学、电子学、光学、声学等学科技术的交叉应用技术,是传统伪装技术走向高技术化的发展和延伸。
利用隐身技术可以大大降低武器等目标的信号特征,使其难以被发现、识别、跟踪和攻击。
在现代军事侦察中,往往是多种技术侦察手段并用,因此在反侦察的隐身技术中也要针锋相对地同时采用多种隐身方法。
一、隐身技术的分类隐身技术按其物理学基础可分为无源隐身技术和有源隐身技术两类。
所谓无源隐身技术,从物理学的观点来看,就是根据波的反射和吸收规律,在目标上采用吸波材料和透波材料,以吸收或减弱对方侦察系统的回波能量;根据波的反射规律,改变武器装备的外形与结构,使目标的反射波偏离对方探测系统的作用范围,从而使对方的各种探测系统不能发现或发现概率降低。
有源隐身技术就是设置新的波源,发射各种波束(如电磁波、声波等)来迷惑、干扰或抵消对方探测系统的工作波束,以达到隐蔽己方的目标。
例如施放光弹或电子干扰波使对方的光电探测系统迷盲,施放电子诱饵使对方的探测系统跟踪假目标等。
这类技术靠加强而不是减弱目标的可探测信息特征来达到目标隐身的目标。
二、隐身技术的物理原理由于波的共同特点,有时采用一种技术措施,可对几种侦察波同时起到隐身效果。
然而,由于各种波有其自身的物理特性,因此也要根据具体情况相应采取一些不同的隐身技术措施。
常用的隐身技术主要有以下几种:(一)雷达波隐身技术的物理原理“雷达”这个术语大家都很熟悉,它是由“无线电探测和测距”这一短语派生出来的。
雷达波实际上是天线发射的波长在微波波段的电磁波。
发动机将雷达波束朝某个方向定向发射,目标就会把雷达波反射到雷达接收器上。
由于目标的性质不同,所以会产生强弱不同的反射信号,雷达就是靠接收被目标反射的电磁波信号发现目标的。
波的反射定律指出,反射角等于入射角,若入射角等于零,则反射角也等于零。
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续言【蝶恋花•答李淑一】：“我失骄杨君失柳，杨柳轻飏直上重霄九。
”——当美国人在隐身领域一路领先高歌猛进的时候，俄罗斯在新一代战机研制进展方面却连遇挫折，在国家动荡和经济衰退的影响下，其近20多年来的发展历程可谓是一波三折、曲折坎坷。
同一时期，我国正深陷于薄弱基础之上，引进、消化、吸收和自主开发三代战机举步维艰的泥潭之中，先进的隐身战机与我们现实中二代当家的窘境看起来是那么的遥远。
然而就是在这样的困境中，经历了痛苦和磨难，俄、中两个难兄难弟最终都挺了过来，各自研发出了独具特色的五代战机，同时也跨入了隐身大时代的门槛。
“谁无暴风劲雨时，守得云开见月明”，从“望尘莫及”到“望其项背”，如今甚至已经盘算着什么时候可以“并驾齐驱”——虽然未来仍然充满变数，但是——我们已经上路了。
在本文上篇中，讲述了隐身技术在军事航空领域的发展和截止到上世纪80’s~90’s 年代前的主要应用。
由于这一时期也是隐身技术步入大成阶段的一个分水岭，本文将延续上篇的内容，对美国在隐身战机设计上的另外两款巅峰之作F-22 和F-35 进行分析，然后讲述俄罗斯、中国等在此项技术方面的追赶进展。
本文后半部分将尝试从隐身无人机、电子对抗、战机生存力和隐身战术等方面作综合性论述和探讨，以引领读者略窥隐身技术涉及领域的全貌。
在开始讲述之前，有必要同时关注的一个现象是，上世纪80’s ~90’s 年代是计算机和雷达技术突飞猛进的一段时期，计算能力的提高使得隐身和气动设计仿真更为高效精细，但同时也促成了雷达特别是相控阵雷达等技术的大幅提升。
尤其是80 年代伴随着微机和高速处理芯片技术的飞速进步而形成的数字化波束技术（DBF），为现代雷达发展带来了一次革命性的变革。
这项技术从多波束控制和自适应波形变换等方面极大地拓展了雷达的性能和功能，也使得雷达系统的升级能够更方便地与微处理器技术的进步同步，结合后续新体制的双基地雷达、现代中低频雷达、无源相干探测等技术发展，对隐身战机构成了新的全方位威胁，由此也将促进电子对抗手段和隐身战术的进一步发展演变。
本文虽不会重点讲述这方面内容，但军事爱好者们有必要对其中的重要性和关联关系有所认识。
一、隐身时代的“绝代双骄”F-22和F-35是隐身技术与气动设计、机动性等完美结合的典范之作，也是美国隐身战机设计到目前为止的巅峰之作，其特点在于对超机动性、低可探测性（LO）、超巡、先进综合航电和态势感知、高可维护性等方面取得了较好地平衡和全面突破，一改F-117这类低性能亚音速超低可探测性（VLO）战机的诸多设计缺陷，为高生存力和高性能“鱼和熊掌得兼”树立了模版。
其中F-22 具备的4S 特征——Stealth（隐形）、SuperSonic Cruise（超音速巡航）、Super Maneuverability（超机动）、Superior Avionics for Battle Awareness and Effectiveness（超级战场感知和效能综合航电），已成为其他各国隐身战机设计上跟踪仿效的标准，同时F-22 也是后来者PAK-FAT-50和J-20的主要设计对抗目标，以其为代表的这一代战机被统称为第四代战机，俄版分法为第五代，后来为国际市场竞争目的，美国在F-35 服役时也以五代标称，为方便起见，本文后续也统称为五代机。
F-22、F-35 等的隐身技术措施主要针对当前主要装备的S、X 波段搜索、跟踪雷达，在毫米波和L 波段的部分相邻段内也有一定的降低可探测性效果。
在隐身外形设计上，凹凸曲面菱形机身、兼顾隐身和气动边条作用的全线长棱边、菱形机翼和V 形垂尾是五代战机的共同特征。
相对而言，在目前已出现的五代战机中，只有F-22 真正贯彻了全向隐身设计要求，并较好地兼顾了红外和视觉隐身性能，其他几款或多或少都存在侧面和尾部隐身性能设计方面的各种缺陷和取舍折衷。
另一方面，在隐身技术光鲜亮人的前景背后，其设计、制造和地面维护的综合成本仍然十分高昂，远超此前的三代战机，因此在性价比方面一直存在比较多的争议。
相比F-117、B-1B、B-2等较早期的隐身战机在空-面攻击实战中已经取得的优势和成功，在制空任务中隐身战机的作用和价值还缺乏实战考验。
虽然隐身技术存在的意义已经毋庸置疑，但就其技战术本身的缺陷和完善而言，仍有待在将来可能发生的有质量、有份量的战争中进行更为全面的检验和改进。
图1、F-22 在具有高隐身性能的同时兼顾了高机动性，是隐身与气动设计结合的典范F-22“猛禽”F-22 的研制源自于美国20 世纪70 年代早期开始的先进技术战斗机（ATF）计划，是美国战术空军司令部TAC-85 研究计划的一部分，该研究通过预测1970~1985 年战术空军面对的作战环境，明确指挥与控制、侦察、特种空军、空运和战斗机领域的能力要求。
受越南战争期间地面雷达网、地-空导弹和雷达制导的防空火炮构成的防空体系对战术空军的巨大威胁影响，并考虑到同期F-15 制空战机已在研发，因此TAC-85 对ATF 的研究强调的是具有高生存力的战术攻击机以应付中高强度冲突，以空-面任务为主，有一定的空战自卫能力，计划取代对象是F-4、F-105、F-111这类机型。
后续陆续开展的先进战斗机技术综合（AFTI）、目标截获与武器投放（TAWD）、空-面技术评估与综合（ATS）、进攻性空中支援任务分析（OASMA）等系列研究，一直到1976~1977 年的战术攻击系统研究（S3）均以空-面攻击为主要研究方向，其中在ATS 研究中提出了隐身和机内/保形武器挂架的必要性。
1977~1979 年间，西方利用卫星侦察等各种手段发现前苏联正在发展几种新型战机（即后来的Mig-29和Su-27），根据收集的情报分析这些战机的性能尤其是空战能力有了很大提升，很可能已经具备了与F-15、F-18和F-16等战机匹敌的能力，即使发展中的F-15 在面对这些战机时也不能确保取得空中优势。
在这样的背景刺激下，1979 年末开始，ATF 的研究作了重新规划，空-空任务被放在了与空-面任务平等的地位。
这两项任务研究均由空军飞行动力实验室管理，其中空-空任务研究以“1995 战斗机研究”的名义展开，在1981 年完成。
期间承包商验证了“从超音速巡航状态下的高空突防到低空突防再到隐身技术的最大突防距离”，也包括了短距/垂直起落的优化设计。
根据修改后的ATF 计划还进行了先进战术攻击系统任务分析（ATASMA）研究，涉及到了低可探测性和电子对抗技术研究以及“质量对数量”的性能分析，强调以质取胜。
1981 年7 月 6 日发布的ATF 新的任务需求书（MENS）中，使用低可探测性（LO）等新技术来实现高生存性被明确列为其中一项关键任务。
实际在稍早一些的 5 月21 日，美国空军航空系统部就已经给波音、洛克希德、诺斯罗普等9 家公司提出了ATF 的信息征询书（RFI），要求各公司提供概念设计进行评估。
同年11 月23 日，美国政府批准ATF 计划正式进入方案论证阶段。
图2、早期ATF 计划中洛克希德（大图）和波音（小图）提出的两种概念方案在1981~1982 年期间对RFI 和ATF 初始设计方案的讨论分析中形成了一些有共识的结论，比如：理想的空-空平台将把低可探测性和超音速巡航、高机动性等结合起来，Ma1.4~1.5 的巡航速度和15,240~21,336 米的升限是比较合理的设计目标范围，通过隐身和远程空-空攻击能力压制包括苏联正在研制的AWACS（A-50）和Mig-29、Su-27 等空中力量。
由于空-面战斗机不一定能完成空-空战斗机的任务，而空-空战斗机相对较容易改装完成空-面战斗机的作战任务，因此在1982 年12 月空军发布的最终RFI 报告中，明确了以空-空任务为主，空-面任务为次要地位的空中优势战斗机目标，并在20 世纪末取代F-15 以应对下世纪早期将面对的空中威胁。
1983 年5 月，美国空军提出了ATF 方案开发招标书（RFP）的调查需求，低可探测技术是其中一项重要内容，对洛克希德和诺斯罗普这样的已经在隐身飞机设计和应用中取得长足经验的公司来说无疑是占据了一定优势。
经过近两年的方案论证和评估，以及对新战斗机单价成本的控制要求讨论，最终美国空军在1985 年9 月确定并发布了正式招标书，计划于1986 年 1 月完成招标，后来推迟到 4 月。
此后在美国国会施压下，美国海军也同意在90 年代末期采购海军型ATF（NATF），全尺寸研制、首飞和初始作战能力形成（含52 架飞机）计划时间分别定为1989 年、1991 年末和1995 年。
图3、较为难得的YF-22 与YF-23 比翼齐飞的照片，只是如今YF-23 已芳踪渺渺初期方案设计包括结合先进计算机能力，以相对低成本制造全尺寸和缩比模型进行风洞、RCS 计算和航电等子系统试验，从而大幅降低昂贵的飞行试验成本。
在后续方案研究中还对演示验证阶段的RFP 进行了修改，增加了战斗机后部低可探测性的要求（主要是喷口设计）。
1986 年 5 月，空军宣布对RFP 作一项重大改变，将不再从初期演示验证的理论方案中选定最终承包商，而是将演示验证扩展至原型机飞行试验阶段，让两种最有希望的设计方案竞争，并各制造两架原型机用于评估，同期，两家发动机制造公司通用电气GE 和普•惠PW 也将进行原型机竞争。
为确保各自利益，波音、洛克希德和通用动力公司宣布达成联合协议，一旦其中一家方案被选中，另外两家将作为主转包商分包部分设计开发合同，随后诺斯罗普和麦道也达成了类似协议（格鲁门和洛克韦尔因B-1B 项目无暇顾及ATF，已先期退出）。
后来事件发展的结果证明，这种联合模式有效地把各家所掌握的最优技术集中在了一起，如隐身外形设计和材料技术，推力矢量技术、先进综合航电和传感器技术等，从而真正实现了高起点的划时代的设计方案。
1986 年10 月31 日，洛克希德和诺斯罗普的方案经评估优于其他公司，两家公司分别获得了 6.91 亿美元的主合同，开始进入原型机演示验证阶段。
在这一阶段的方案布局与后续的YF-22 和YF-23还存在比较大的区别，如图4。
洛克希德和诺斯罗普两个联合团队的原型机YF-22 和YF-23 最终都在1990 年中完成了总装，并很快开始了验证试飞。
图4、F-22 的方案演进过程美军在模拟分析中发现，借助隐身技术，在空-空任务中实现先敌发现、先敌发射和超视距攻击，被攻击目标的生存概率只有10% 左右，正是因为这个结论，在研制过程中军方对隐身性能指标进行了极为严格的要求和控制。
在隐身设计验证方面，要求两家公司利用实际元件和计算机RCS 预测模型、缩比和全尺寸飞机进行试验与分析，并要求高保真的全尺寸RCS 飞机模型具有全部的雷达目标发射装置和有可能实际采用的吸波材料，最后在新墨西哥州白沙靶场的雷达散射实验室对两套模型进行了对比评估。