Lockheed Martin F-22 Raptor

L'F-22 non nacque da un foglio bianco, bensì da una valutazione dell'intelligence. All'inizio degli anni ottanta l'Aeronautica Militare degli Stati Uniti concluse che l'efficacia dell'F-15 Eagle e dell'F-16 Fighting Falcon sarebbe stata erosa da una combinazione di minacce emergenti provenienti dall'Unione Sovietica: nuovi missili superficie-aria integrati in reti di difesa antiaerea dense, l'entrata in servizio dell'aereo da allarme precoce e controllo aviotrasportato Beriev A-50 «Mainstay» e la proliferazione di caccia della classe del Sukhoi Su-27 «Flanker» e del Mikoyan MiG-29 «Fulcrum». Nel 1981 l'USAF avviò il programma Advanced Tactical Fighter (ATF) per sostituire entrambi gli aerei, con il nome in codice «Senior Sky».

Lo scenario che orientava il progetto era molto concreto: un'invasione sovietica e del Patto di Varsavia nell'Europa centrale. In quel contesto l'ATF doveva guidare le operazioni offensive e difensive di contraerea (OCA/DCA) in un ambiente intensamente conteso, per aprire poi il passo agli scaglioni successivi di aerei d'attacco e interdizione della NATO contro le formazioni terrestri. Per riuscirci, l'USAF puntò su un salto ambizioso appoggiato sulle tecnologie che si affacciavano all'orizzonte della progettazione dei caccia: materiali compositi, leghe leggere, comandi di volo e avionica avanzati, propulsori più potenti capaci di crociera supersonica —il supercruise, situato intorno a Mach 1,5— e tecnologia stealth per ridurre l'osservabilità.

L'iter amministrativo fu lungo. L'USAF pubblicò una richiesta di informazioni (RFI) all'industria nel maggio 1981 e, dopo un periodo di sviluppo di concetti e specifiche, l'ufficio del programma emise nel settembre 1985 la richiesta di offerte della fase di dimostrazione e validazione (Dem/Val), con requisiti che ponevano un'enfasi marcata sulla furtività, la crociera supersonica e la manovrabilità. La richiesta fu ritoccata dopo la sua pubblicazione iniziale: nel dicembre 1985 furono inaspriti i requisiti di riduzione della firma e nel maggio 1986 fu aggiunto l'obbligo di costruire prototipi dimostratori capaci di volare. Data l'entità dell'investimento necessario per sviluppare quelle tecnologie, fu incoraggiata la formazione di team tra aziende.

Delle sette aziende che presentarono un'offerta, Lockheed e Northrop furono selezionate il 31 ottobre 1986 come finaliste della Dem/Val. Lockheed concorse tramite la sua divisione Skunk Works a Burbank (California) associata con Boeing e General Dynamics; Northrop si alleò con McDonnell Douglas. Entrambi i team intrapresero una fase Dem/Val di cinquanta mesi che doveva culminare con il volo dei rispettivi prototipi dimostratori di tecnologia, il Lockheed YF-22 e il Northrop YF-23. Conviene sottolineare una sfumatura che spesso si perde nel racconto popolare: pur rappresentando progetti rivali, i prototipi non furono concepiti come una competizione di volo tra velivoli, bensì come dimostrazione di fattibilità del concetto e di mitigazione dei rischi. In parallelo, Pratt & Whitney e General Electric competevano per il motore dell'ATF.

La Dem/Val si concentrò sull'ingegneria dei sistemi, sui piani di sviluppo tecnologico e sulla riduzione dei rischi, più che sul congelamento di un progetto concreto di aereo. Prova ne è che, dopo la selezione, il team Lockheed riprogettò completamente la configurazione della cellula nell'estate del 1987 in seguito all'analisi dei pesi: tra i cambiamenti notevoli figurano il passaggio da un'ala trapezoidale a freccia a una pianta a delta a forma di diamante e la riduzione dell'area in pianta del muso.

Il lavoro si appoggiò su metodi analitici ed empirici su una scala poco consueta: fluidodinamica computazionale e progettazione assistita da computer, diciottomila ore di galleria del vento solo durante la Dem/Val, e calcoli e misurazioni di sezione radar equivalente su pali di prova. L'avionica fu testata su prototipi a terra e in laboratori volanti. Durante questa fase l'ufficio del programma sfruttò gli studi di compromesso di entrambi i team per rivedere le specifiche di sistema e regolare o sopprimere i requisiti che risultavano grandi motori di peso e costo a fronte di un valore marginale. Così, l'esigenza di decollo e atterraggio corti (STOL) fu allentata fino a poter eliminare gli invertitori di spinta, con un risparmio sostanziale di peso; i radar laterali e il sistema dedicato di ricerca e tracciamento a infrarossi (IRST) finirono soppressi —sebbene si conservarono lo spazio e il raffreddamento per aggiungerli in seguito—, e il seggiolino eiettabile fu declassato da un progetto nuovo all'ACES II già esistente. Nonostante gli sforzi di entrambi i team per contenere il peso, le stime di peso massimo al decollo crebbero da 22.700 a 27.200 kg (50.000 a 60.000 lb), il che a sua volta innalzò il requisito di spinta del motore dalla classe di 133 kN a quella di 156 kN (30.000 a 35.000 lbf).

Ogni team costruì due velivoli prototipo, uno per ciascuna opzione di motore. Lo YF-22 effettuò il suo primo volo il 29 settembre 1990 e dimostrò nei collaudi il supercruise, manovre ad alto angolo d'attacco e il lancio di missili aria-aria da vani interni. Dopo le prove alla base aerea di Edwards, i team presentarono nel dicembre 1990 i risultati e le loro proposte di progetto per lo sviluppo su scala reale. Il 23 aprile 1991 il segretario dell'Aeronautica, Donald Rice, annunciò come vincitori delle competizioni di aereo e di motore il team Lockheed e Pratt & Whitney.

I due progetti soddisfacevano o superavano tutti i requisiti prestazionali. Lo YF-23 fu considerato più furtivo e più veloce; lo YF-22, con i suoi ugelli a spinta vettoriale, risultò più manovrabile, oltre che meno costoso e meno rischioso, avendo volato parecchie sortite e ore di prova in più rispetto al rivale. La stampa speculò anche sul fatto che il progetto Lockheed si adattasse meglio al Navy Advanced Tactical Fighter (NATF), la variante imbarcata con cui la Marina statunitense pensava di sostituire l'F-14 Tomcat; quel programma, che avrebbe richiesto ali a geometria variabile per ridurre la velocità di avvicinamento conservando prestazioni della classe Mach 2 e un carico d'armi ampliato con l'AIM-152 AAAM, l'AGM-88 HARM e l'AGM-84 Harpoon, fu cancellato nel 1991 per la contrazione di bilancio, e per l'anno fiscale 1992 la Marina lo aveva abbandonato.

Il programma passò formalmente allo sviluppo su scala reale —ingegneria e sviluppo di fabbricazione, o EMD— nell'agosto 1991. Il progetto di produzione, designato internamente Configurazione 645, si era evoluto fino a separarsi in modo apprezzabile dallo YF-22, un velivolo immaturo poiché congelato poco dopo il riprogetto del 1987. Sebbene la disposizione generale restasse riconoscibile, la geometria esterna cambiò molto: la freccia del bordo d'attacco dell'ala fu ridotta da 48° a 42°; gli stabilizzatori verticali furono spostati all'indietro e persero il 20% di superficie; fu modificata la forma del radome per migliorare il comportamento del radar; le estremità alari furono tagliate per alloggiare antenne e fu eliminato l'aerofreno dedicato. Per migliorare la visibilità del pilota l'abitacolo fu spostato in avanti di 18 cm (7 pollici) e le prese d'aria furono arretrate di 36 cm (14 pollici). La lunghezza totale diminuì di 0,6 m (2 piedi) e l'apertura alare crebbe di 0,5 m (1,5 piedi). I bordi d'uscita della fusoliera, dell'ala e degli stabilizzatori furono raffinati per migliorare aerodinamica, resistenza strutturale e firma radar, e la struttura fu calcolata per una vita in servizio di 8.000 ore. Il nuovo modello fu validato con oltre diciassettemila ore aggiuntive di galleria del vento e con prove di sezione radar a Helendale (California) e nel campo RATSCAT dell'USAF prima del primo volo. L'aumento di peso durante l'EMD, provocato da requisiti esigenti di sopravvivenza balistica e da capacità aggiunte, ridusse leggermente l'autonomia e le prestazioni di manovra previste.

A parte i progressi in cellula e propulsione, l'avionica dell'F-22 non aveva precedenti per complessità né per scala in un aereo da combattimento: integrava molteplici sistemi di sensori e antenne —guerra elettronica, comunicazioni, identificazione amico-nemico— e un programma di 1,7 milioni di righe di codice scritto in Ada. L'avionica divenne spesso il fattore che dettava il ritmo dell'intero programma. Di fronte all'avanzata vertiginosa dell'informatica e dei semiconduttori, fu adottata l'architettura di sistemi PAVE PILLAR del Dipartimento della Difesa e la tecnologia del programma VHSIC di circuiti integrati ad altissima velocità; i requisiti di calcolo equivalevano a quelli di diversi supercomputer Cray dell'epoca per ottenere la fusione dei sensori. Per anticipare i problemi e mettere a punto lo sviluppo del programma di missione, il software fu testato a terra nel Laboratorio di Integrazione Avionica di Boeing e in volo su un Boeing 757 modificato con sensori e avionica dell'F-22, il cosiddetto banco di prova volante. Poiché buona parte della progettazione dell'avionica avvenne negli anni novanta, proprio quando l'industria elettronica smetteva di avere nel militare il suo mercato predominante, i miglioramenti successivi risultarono inizialmente difficili e lenti a causa del cambio degli standard industriali: per esempio, C/C++ soppiantò Ada come linguaggio dominante.

La ripartizione del lavoro rimase abbastanza equilibrata dalla Dem/Val all'EMD: Lockheed come appaltatore principale si occupò della fusoliera anteriore e delle superfici di comando, General Dynamics della fusoliera centrale e Boeing della fusoliera posteriore e delle ali. Lockheed acquisì nel 1993 il portafoglio caccia di General Dynamics a Fort Worth (Texas), passando così a controllare la maggior parte della produzione della cellula, e nel 1995 si fuse con Martin Marietta per formare Lockheed Martin. Il lavoro della Dem/Val era stato svolto soprattutto negli impianti Skunk Works di Burbank e Palmdale (California), ma l'ufficio del programma e l'EMD furono trasferiti a Marietta (Georgia), dove si effettuò l'assemblaggio finale; Boeing fabbricò componenti della cellula, integrò l'avionica e sviluppò i sistemi di addestramento a Seattle (Washington).

Il contratto EMD ordinò originariamente sette F-22A monoposto e due F-22B biposto, ma il biposto fu cancellato nel 1996 per ridurre i costi di sviluppo e i suoi ordini furono convertiti in monoposto. Il primo F-22A, un velivolo EMD con numero di coda 91-4001, fu presentato nello stabilimento 6 dell'Aeronautica, presso la base della riserva aerea di Dobbins a Marietta, il 9 aprile 1997, e lì ricevette ufficialmente il nome «Raptor». Volò per la prima volta il 7 settembre 1997 con il pilota collaudatore capo Alfred «Paul» Metz ai comandi. Nel settembre 2002 la designazione cambiò brevemente in F/A-22, imitando l'F/A-18 Hornet della Marina e cercando di sottolineare una prevista capacità di attacco al suolo, in pieno dibattito sul ruolo e la pertinenza del velivolo; la designazione F-22 fu ripristinata nel dicembre 2005, quando l'aereo entrò in servizio.

Il programma di collaudi in volo comprese scienze del volo, prove di sviluppo e la valutazione operativa iniziale (IOT&E) a cura del 411º Squadrone Collaudi in Volo a Edwards, oltre alla valutazione operativa di seguito e allo sviluppo di tattiche e impiego operativo da parte del 422º Squadrone Prove e Valutazione presso la base di Nellis (Nevada). Nove velivoli EMD assegnati al 411º parteciparono al programma all'interno della forza combinata di collaudo di Edwards. I primi due aerei furono dedicati all'espansione dell'inviluppo —qualità di volo, prestazioni, propulsione e separazione dei carichi—; il terzo, il primo con struttura interna di livello di produzione, collaudò carichi in volo, flutter e separazione dei carichi, e furono inoltre costruiti due F-22 non volanti per prove statiche e di fatica. I velivoli successivi e il banco volante Boeing 757 collaudarono avionica, qualifiche ambientali e osservabili, e il primo software con capacità di combattimento, il blocco 3.0, volò nel 2001.

I collaudi condussero a varie modifiche di progetto strutturale e retrofit per i lotti iniziali, tra cui il rinforzo delle derive per risolvere il buffeting in certe condizioni. Il Raptor 4001 fu ritirato dai collaudi in volo nel 2000 e inviato alla base di Wright-Patterson per prove di sopravvivenza, compresi test di fuoco reale e addestramento alla riparazione di danni da combattimento; altri F-22 EMD ritirati furono riconvertiti in addestratori per la manutenzione.

La fine della Guerra Fredda e la dissoluzione dell'Unione Sovietica nel 1991 ebbero un impatto enorme sul finanziamento del programma, poiché l'F-22 era stato progettato per battere i caccia sovietici reali e previsti. Il Dipartimento della Difesa abbassò l'urgenza dei nuovi sistemi d'arma e gli anni successivi portarono tagli successivi al bilancio, cosicché l'EMD fu «rifasato» —riprogrammato ed esteso— più volte. La sofisticazione dell'aereo e le sue numerose innovazioni richiedevano inoltre collaudi estesi, il che aggravò gli sforamenti di costo e i ritardi, specialmente nell'avionica di missione. Alcune capacità furono rinviate a miglioramenti successivi all'entrata in servizio, riducendo il costo iniziale ma aumentando il costo totale del programma. La produzione a pieno regime partì nel marzo 2005 e l'EMD fu completato quel dicembre, dopo che la forza di collaudo aveva volato 3.496 sortite e oltre 7.600 ore. Nel 2006 il team di sviluppo dell'F-22 ricevette il Trofeo Collier, il riconoscimento più prestigioso dell'aviazione statunitense.

L'USAF concepì inizialmente un ordine di 750 ATF con un costo totale di programma di 44,3 miliardi di dollari e un costo di acquisizione di 26,3 miliardi in dollari dell'anno fiscale 1985, con la produzione in partenza nel 1994 e l'entrata in servizio a metà o fine anni novanta; era, in sostanza, una sostituzione uno a uno della flotta di superiorità aerea F-15A/B/C/D. La Major Aircraft Review del 1990, guidata dal segretario alla Difesa Dick Cheney, ridusse la cifra a 648 velivoli con inizio nel 1996 ed entrata in servizio all'inizio o metà del decennio 2000. Dopo la fine della Guerra Fredda la cifra scese a 442 nella Bottom-Up Review del 1993, mentre l'USAF fissava infine il proprio requisito a 381 velivoli per sostenere la propria struttura di forza spedizionaria, con le ultime consegne nel 2013.

Nel corso dello sviluppo e della produzione il programma fu esaminato senza sosta per il suo costo, e furono proposte alternative più economiche come versioni modernizzate dell'F-15 o dell'F-16, anche se l'USAF riteneva che l'F-22 offrisse il maggior incremento di capacità contro avversari di primo livello per dollaro investito. L'instabilità del finanziamento aveva ridotto il totale a 339 nel 1997 e nel 1999 il Congresso fu sul punto di fermare la produzione. Sebbene i fondi fossero ripristinati, il numero previsto continuò a scendere per i ritardi e gli sforamenti dell'EMD fino a 277 nel 2003. Nel 2004, con l'attenzione rivolta alla guerra asimmetrica di controinsurrezione in Iraq e Afghanistan, il Dipartimento della Difesa guidato da Donald Rumsfeld tagliò l'acquisizione a 183 velivoli di produzione nonostante il requisito di 381 dell'Aeronautica; quella cifra fu finanziata tramite un contratto pluriennale aggiudicato nel 2006, con gli aerei ripartiti in sette squadroni da combattimento, e il costo totale del programma fu proiettato a 62 miliardi di dollari, equivalenti a circa 92,5 miliardi del 2024. Nel 2008 la legge di spesa per la difesa innalzò il numero a 187.

La produzione sostenne oltre mille subappaltatori e fornitori di 46 stati e fino a 95.000 posti di lavoro, si estese per quindici anni e raggiunse un ritmo massimo di circa due aerei al mese, all'incirca la metà della cadenza prevista nel 1990; il primo lotto di produzione fu aggiudicato nel settembre 2000. Quando la fabbricazione si spegneva, nel 2011, il costo totale del programma era stimato in circa 67,3 miliardi di dollari —quasi 360 milioni per ogni aereo di produzione consegnato—, con 32,4 miliardi spesi in ricerca, sviluppo, collaudo e valutazione e 34,9 miliardi in acquisizione e costruzione militare, in dollari correnti. Il costo incrementale di un F-22 aggiuntivo fu stimato in 138 milioni nel 2009, equivalenti a circa 196 milioni del 2024.

In totale furono costruiti 195 F-22. I primi due furono velivoli EMD in configurazione Blocco 1.0 per i collaudi iniziali e l'espansione dell'inviluppo; il terzo fu un Blocco 2.0 con la struttura interna rappresentativa della produzione, il che gli permise di collaudare carichi di volo completi. Furono costruiti altri sei velivoli EMD in configurazione Blocco 10 per sviluppo e collaudo di miglioramenti, e gli ultimi due furono considerati essenzialmente di qualità di produzione. La produzione per gli squadroni operativi consistette in 74 velivoli di addestramento Blocco 10/20 e 112 da combattimento Blocco 30/35, un totale di 186 —o 187 se si contano i veicoli rappresentativi di produzione e certi velivoli EMD—; uno dei Blocco 30 è dedicato alle scienze del volo a Edwards. Verso il 2020, i Blocco 20 dal lotto 3 in avanti erano stati aggiornati allo standard Blocco 30 nell'ambito del Piano di Configurazione Comune, portando la flotta Blocco 30/35 a 149 velivoli e lasciando 37 in configurazione Blocco 20 per l'addestramento.

Pochi programmi d'armamento sono stati esaminati con tanta insistenza quanto questo, e la serie di rapporti dell'Ufficio di Rendicontazione del Governo (GAO) e del Servizio di Ricerca del Congresso (CRS) permette di seguire anno per anno la tensione tra ciò che l'Aeronautica voleva comprare e ciò che il Congresso era disposto a pagare. Il primo avviso serio arrivò nel giugno 1996, quando il sottosegretario alle Acquisizioni dell'Aeronautica creò un Team Congiunto di Stima (Joint Estimating Team) per calcolare il costo più probabile del programma e individuare iniziative realistiche di contenimento. Nel gennaio 1997 il team concluse che i costi sarebbero cresciuti di circa 1,5 miliardi di dollari rispetto alle stime precedenti e che sarebbe servito più tempo per terminare la fase di sviluppo e dimostrazione; le sue raccomandazioni di ristrutturazione furono adottate dall'Aeronautica e dal Dipartimento della Difesa.

La reazione del Congresso fu insolitamente decisa: la Legge di Autorizzazione della Difesa per l'anno fiscale 1998, promulgata nel novembre 1997, impose limiti legali di spesa di 18.688 milioni di dollari per lo sviluppo e di 43,4 miliardi per la produzione. Il testo non fissava, invece, quanti aerei dovessero essere acquistati con quel denaro, cosicché il tetto agiva sul portafoglio e non sulla flotta: se il costo unitario saliva, la quantità scendeva da sola. La legge permetteva di adeguare entrambi i tetti per l'inflazione successiva al 30 settembre 1997 e per cambiamenti normativi, e l'Aeronautica li riadeguò presto a 18.939 milioni per lo sviluppo e a 40.940 milioni per la produzione; negli anni successivi il limite di produzione si spostò a 37,6 e a 37,5 miliardi secondo il riadeguamento vigente. Restavano fuori dal computo circa 1,575 miliardi associati ai sei veicoli rappresentativi di produzione, sebbene il tetto includesse circa 200 milioni di acquisizione anticipata a essi collegati.

Buona parte dell'equilibrio del programma poggiava sui cosiddetti piani di riduzione dei costi di produzione. Gli appaltatori di cellula e motore, insieme all'ufficio del programma, arrivarono a individuare circa 1.240 piani per un valore totale di 21 miliardi di dollari. Nell'agosto 2000 il GAO avvertì che quasi la metà di quel risparmio restava ancora da materializzarsi: di dieci piani riesaminati, che sommavano 6,8 miliardi, quattro di essi —5,6 miliardi— potevano non essere raggiungibili perché dipendevano da decisioni spettanti al Dipartimento della Difesa o allo stesso Congresso; uno solo, valutato in circa 1,5 miliardi, richiedeva un'autorizzazione legislativa per un contratto pluriennale. Nel 2001 gli appaltatori cifravano già i piani in circa 26,5 miliardi, ma le stime ufficiali divergevano in modo vistoso: per i 333 velivoli allora previsti, gli stimatori dell'Aeronautica proiettavano 39,6 miliardi e quelli dell'Ufficio del Segretario della Difesa 46,6 miliardi, cifre ottenute aggiungendo 1,1 miliardi per due aerei approvati nell'anno fiscale 1999 a proiezioni di 38,5 e 45,5 miliardi per 331 velivoli. Entrambe superavano il tetto legale, e il GAO raccomandò di riconciliarle.

Nel 2003 il Dipartimento della Difesa aveva individuato circa 18 miliardi di crescita stimata del costo di produzione in soli sei anni. Il GAO segnalò allora che l'Aeronautica non aveva finanziato completamente i programmi di miglioramento della produzione, cosicché i suoi 3,7 miliardi di compensazioni previste potevano non arrivare mai, e che la stima ufficiale vigente lasciava fuori circa 1,3 miliardi che avrebbero dovuto essere conteggiati. Un anno dopo, nel 2004, la diagnosi era più dura: i costi di sviluppo erano cresciuti del 127% fino a 28,7 miliardi, l'ampliamento della capacità di attacco al suolo avrebbe richiesto secondo l'Ufficio del Segretario della Difesa fino a 11,7 miliardi aggiuntivi di modernizzazione, e l'Aeronautica aveva concluso che servivano nuovi processori e una nuova architettura di avionica per sostenere la maggior parte dei miglioramenti pianificati, con il conseguente aumento di costo e rischio. Se si manteneva il tetto di produzione allora vigente, 36,8 miliardi, e si dirottava denaro di acquisizione per coprire lo sviluppo, la conclusione aritmetica era inevitabile: si sarebbero comprati meno aerei.

Nel marzo 2005 il GAO stimava il costo del programma, dopo il recente taglio di bilancio, in 63,8 miliardi di dollari per 178 velivoli, e reclamava all'Aeronautica un nuovo caso di business che giustificasse tanto le quantità quanto le capacità aggiunte —l'attacco al suolo ampliato e le nuove missioni di intelligence—, avvertendo che senza di esso il servizio sarebbe rimasto svantaggiato quando fosse giunto il momento di difendere il piano di modernizzazione di fronte a future restrizioni di bilancio. Quello stesso anno, la decisione di terminare l'acquisizione dopo l'anno fiscale 2008 e la prospettiva di ulteriori tagli indebolirono ancora di più quel caso di business, secondo la testimonianza del GAO davanti al Senato. Da lì in poi il Raptor smise di essere analizzato da solo: l'organismo lo esaminò insieme al Joint Strike Fighter come coppia che rappresentava un investimento futuro superiore a 240 miliardi di dollari, cifra che nel marzo 2006 si presentava come un impegno congiunto vicino a 320 miliardi, di cui circa 75 miliardi erano già stati assegnati e circa 245 miliardi restavano da spendere in due decenni; solo la richiesta di bilancio dell'anno fiscale 2007 per entrambi i programmi superava gli 8 miliardi. Nel 2007 il quadro era ancora più ampio: il Dipartimento della Difesa aveva speso 534 miliardi in tre decenni per sviluppare, acquisire e modificare la propria aviazione tattica, e pianificava di investire 109,3 miliardi tra il 2007 e il 2013 per comprare circa 570 aerei nuovi e modernizzarne centinaia in più. In quel rapporto il GAO riassunse il caso del Raptor in una frase che spiega tutta la sua storia industriale: dall'avvio del programma il periodo di sviluppo raddoppiò, le condizioni di minaccia cambiarono, furono aggiunti nuovi requisiti di attacco al suolo e di acquisizione di intelligence, e il suo costo unitario più che raddoppiò, con il risultato di un calo continuo del numero di velivoli che l'Aeronautica poteva permettersi.

Per evitare la rivelazione involontaria della tecnologia stealth e delle capacità classificate del velivolo ad avversari degli Stati Uniti, le leggi annuali di stanziamento del Dipartimento della Difesa includono dall'anno fiscale 1998 una disposizione che vieta di impiegare i fondi di ciascuna legge per approvare o autorizzare la vendita dell'F-22 a qualsiasi governo straniero. I clienti di caccia statunitensi hanno dovuto ricorrere a progetti precedenti, come l'F-15 Eagle e l'F-16 Fighting Falcon, o al più moderno F-35 Lightning II, che contiene tecnologia derivata dall'F-22 ma fu progettato per essere più economico, più flessibile ed esportabile. Nel settembre 2006 il Congresso ratificò il divieto. Nonostante ciò, la legge di autorizzazione della difesa del 2010 incluse disposizioni che obbligavano il Dipartimento della Difesa a riferire sul costo e sulla fattibilità di una versione da esportazione e sull'effetto delle vendite estere sull'industria aerospaziale statunitense.

Diversi responsabili e politici australiani manifestarono interesse: nel 2008 il capo della Forza di Difesa, il maresciallo dell'aria Angus Houston, dichiarò che la Royal Australian Air Force studiava il velivolo come possibile complemento dell'F-35, e alcuni commentatori arrivarono a sostenere l'acquisto al posto degli F-35 previsti, citando le capacità note dell'F-22 di fronte ai ritardi e alle incertezze del programma rivale. L'idea fu poi abbandonata e l'F/A-18E/F Super Hornet coprì l'interinato australiano fino all'arrivo dell'F-35. Anche il governo giapponese mostrò interesse: si riferì che la Forza di Autodifesa Aerea avrebbe avuto bisogno di meno caccia per la sua missione se avesse ottenuto l'F-22, con il conseguente risparmio in ingegneria e personale; con la chiusura della produzione, il Giappone scelse l'F-35 nel dicembre 2011. La Forza Aerea israeliana arrivò ad aspirare all'acquisto di fino a cinquanta F-22, ma nel novembre 2003 i suoi rappresentanti annunciarono che, dopo anni di analisi e conversazioni con Lockheed Martin e il Dipartimento della Difesa, avevano concluso che Israele non poteva permetterselo; anche Israele finì per comprare l'F-35.

La disposizione nacque da un emendamento del rappresentante David Obey che vietava di vendere F-22 a governi stranieri, incorporato nella legge di stanziamento e poi rinnovato anno dopo anno. Il testo permette invece che il Dipartimento della Difesa realizzi studi e lavori di progettazione per sviluppare un'eventuale versione da esportazione che protegga le informazioni classificate e sensibili, una porta socchiusa che non arrivò mai a essere varcata. Il caso giapponese fu quello che arrivò più lontano nel dibattito: un'analisi del Servizio di Ricerca del Congresso dedicata in esclusiva a quella possibilità ricordava che i vertici dell'Aeronautica affermavano di aver bisogno di 381 velivoli e mancavano di fondi per comprare i 198 aggiuntivi che mancavano rispetto ai 183 allora autorizzati, il cui ultimo esemplare sarebbe stato finanziato con il bilancio dell'anno fiscale 2009. La discussione si fece più accesa proprio perché la fine del finanziamento e la chiusura della catena di montaggio si avvicinavano: esportare avrebbe allungato la vita industriale del programma. Gli argomenti a favore che il rapporto raccoglieva erano la salute della base industriale statunitense, il contributo alla difesa del Giappone e della regione e il miglioramento dell'interoperabilità con le forze giapponesi; contro pesavano il rischio di trasferimento tecnologico, le stesse restrizioni giapponesi all'acquisizione e all'esportazione di armamenti e l'esistenza di alternative —l'F-35, l'F/A-18E/F Super Hornet, versioni avanzate dell'F-15, veicoli aerei da combattimento non pilotati e opzioni europee— che finirono per risolvere la questione senza bisogno di revocare il divieto.

Durante gli anni 2000, mentre gli Stati Uniti combattevano soprattutto insurrezioni in Iraq e Afghanistan, il requisito di 381 F-22 fu messo in discussione per i costi crescenti, i problemi iniziali di affidabilità e disponibilità, la limitata polivalenza e la mancanza di avversari rilevanti per missioni di combattimento aereo. Nel 2006 il controllore generale degli Stati Uniti, David Walker, concluse che il Dipartimento della Difesa «non ha dimostrato la necessità» di investire di più nel velivolo, e l'opposizione si estese al segretario alla Difesa Rumsfeld e al suo successore Robert Gates, al vicesegretario Gordon R. England e ai senatori John Warner e John McCain. L'F-22 perse sostenitori influenti nel 2008 con le dimissioni forzate del segretario dell'Aeronautica Michael Wynne e del capo di Stato Maggiore dell'Aeronautica, il generale T. Michael Moseley. Nel novembre 2008 Gates affermò che l'F-22 mancava di rilevanza nei conflitti asimmetrici successivi alla Guerra Fredda e nell'aprile 2009, già sotto l'Amministrazione Obama, chiese di terminare la produzione nell'anno fiscale 2011 dopo il completamento di 187 velivoli.

L'erosione del sostegno politico si completò dall'interno dello stesso Pentagono. Nel luglio 2008 il generale James Cartwright, vicepresidente del Comitato dei Capi di Stato Maggiore, espose davanti al comitato per i servizi armati del Senato le sue ragioni a favore della terminazione, tra cui trasferire risorse all'F-35 multiservizio e all'EA-18G Growler da guerra elettronica. Sebbene gli sviluppi dei caccia russi e cinesi preoccupassero l'USAF, Gates respinse l'argomento e nel 2010 fissò il requisito a 187 velivoli riducendo da due a uno il numero di conflitti regionali maggiori per cui bisognava prepararsi, nonostante il tentativo dei successori di Wynne e Moseley —Michael Donley e il generale Norton Schwartz— di innalzare la cifra a 243; secondo Schwartz, entrambi cedettero infine per convincere Gates a preservare il programma del bombardiere a lungo raggio. Dopo che il presidente Barack Obama minacciò di porre il veto a ulteriore produzione su istanza di Gates, Senato e Camera accettarono nel luglio 2009 il tetto di 187. Nel dicembre 2011 fu completato l'F-22 numero 195 —otto di prova e 187 di produzione— e il velivolo fu consegnato il 2 maggio 2012.

Terminata la produzione, gli utensili dell'F-22 e la documentazione associata furono conservati e immagazzinati nel Deposito dell'Esercito di Sierra per sostenere riparazioni e manutenzione per tutta la vita della flotta, oltre all'eventualità di riaprire la linea o intraprendere un programma di estensione della vita. Lo spazio dello stabilimento di Marietta fu riassegnato al C-130J e all'F-35, mentre l'ingegneria di sostegno e miglioramento proseguiva a Fort Worth e Palmdale. Il taglio costrinse l'USAF a estendere il servizio di 179 F-15C/D fino alla fine degli anni 2020, ben oltre il ritiro previsto, per mantenere un numero adeguato di caccia di superiorità aerea.

Nell'aprile 2016 il Congresso ordinò all'USAF di studiare il costo di riprendere la produzione, citando le crescenti minacce di Russia e Cina. Il 9 giugno 2017 l'Aeronautica rispose di non avere piani per riaprire la linea per la proibitività della sfida economica e logistica: stimava circa 50 miliardi di dollari per acquisire 194 F-22 aggiuntivi a un costo unitario di 206-216 milioni, con circa 9,9 miliardi di costi non ricorrenti di avvio e 40,4 miliardi di acquisizione, e la prima consegna a metà o fine anni 2020. La lunga pausa dalla chiusura obbligava ad assumere personale nuovo, cercare fornitori sostitutivi e trovare spazio produttivo, il che faceva impennare costi e tempistiche. L'USAF sostenne che quel denaro avrebbe reso di più investito nel suo sforzo di superiorità aerea per il 2030, sfociato nel programma Next Generation Air Dominance; per sostituire gli F-15C/D restanti, a partire dal 2019 acquisì F-15EX di nuova costruzione sfruttando una linea di esportazione attiva.

Il Servizio di Ricerca del Congresso registrò la chiusura in termini amministrativi: la catena di Marietta si fermò e i suoi utensili e le attrezzature furono immagazzinati, cosicché qualsiasi riapertura avrebbe dovuto iniziare col recuperarli. Sul costo di quell'ipotesi le cifre che circolarono erano vistosamente ottimistiche da parte del produttore: una portavoce di Lockheed Martin, Alison Orne, affermò via e-mail che riportare la linea in attività sarebbe costato meno di 200 milioni di dollari, «una frazione» di quanto visto in precedenti riavvii di altri sistemi d'arma, citando un'analisi preliminare. Lo stesso rapporto avvertiva che il costo reale di un riavvio, e il suo effetto sul costo unitario dell'aereo, non era chiaro.

L'F-22 è un caccia di superiorità aerea di quinta generazione che la stessa USAF colloca nella quarta generazione della tecnologia stealth. Fu il primo velivolo operativo a combinare supercruise, supermanovrabilità, furtività e avionica integrata —fusione dei sensori— in un'unica piattaforma d'armi, allo scopo di sopravvivere e operare, soprattutto in missioni offensive e difensive di contraerea, in ambienti intensamente contesi.

La sua forma concilia furtività e prestazioni aerodinamiche. Le piante e i bordi dei pannelli si allineano su pochi angoli comuni e le superfici, allineate allo stesso modo, hanno curvatura continua per minimizzare la sezione radar equivalente. L'ala a delta tagliata a forma di diamante ha il bordo d'attacco a freccia di 42°, quello d'uscita a freccia di −17°, un lieve diedro negativo e curvatura conica per ridurre la resistenza d'onda supersonica. Montata in posizione alta, si fonde dolcemente con la fusoliera tramite quattro superfici di impennaggio ed estensioni di radice del bordo d'attacco che arrivano fino al bordo superiore delle prese carenate, dove confluiscono anche gli spigoli del muso. Le superfici di comando includono flap del bordo d'attacco, flaperon, alettoni, timoni sulle derive inclinate e stabilizzatori orizzontali a piano intero; per frenare aerodinamicamente, gli alettoni si sollevano, i flaperon si abbassano e i timoni si aprono verso l'esterno aumentando la resistenza. Per l'enfasi sulle prestazioni supersoniche fu applicata estesamente la legge delle aree, e quasi tutto il volume della fusoliera resta davanti al bordo d'uscita dell'ala, con gli stabilizzatori imperniati su bracci che si prolungano dietro gli ugelli. L'armamento è alloggiato all'interno della fusoliera per ragioni di firma. Completano l'insieme un carrello triciclo retrattile, un gancio d'emergenza, un sistema di soppressione incendi e uno di inertizzazione dei serbatoi.

I due turbofan con postbruciatore Pratt & Whitney F119 sono montati molto ravvicinati e incorporano ugelli rettangolari bidimensionali a spinta vettoriale con un'escursione di ±20° sull'asse di beccheggio, pienamente integrati nei comandi di volo e nel sistema di gestione del velivolo. Ogni motore dispone di un controllo digitale a piena autorità (FADEC) Hamilton Standard a doppia ridondanza e offre una spinta massima della classe di 156 kN (35.000 lbf). Il rapporto spinta/peso a peso tipico di combattimento sfiora l'unità in potenza militare massima e arriva a 1,25 con postbruciatore. Le prese carenate, fisse e a montaggio alto, sono separate dalla fusoliera anteriore per evacuare lo strato limite turbolento e generano onde d'urto oblique nei loro angoli interni superiori che assicurano un buon recupero di pressione totale e una compressione efficiente del flusso supersonico. Senza carichi esterni, la velocità massima si aggira su Mach 1,8 in supercruise a potenza militare e supera Mach 2 con postbruciatore. Con 8.165 kg (18.000 lb) di carburante interno più 3.629 kg (8.000 lb) in due serbatoi esterni da 2.270 L (600 galloni statunitensi), l'autonomia di trasferimento supera i 2.960 km (1.600 miglia nautiche, 1.840 miglia). Il ricettacolo di rifornimento a stilo è centrato sul dorso e l'unità di potenza ausiliaria è incassata nella radice dell'ala sinistra.

La velocità di crociera e l'altitudine operativa, superiori a quelle dei caccia precedenti, migliorano l'efficacia di sensori e armi e aumentano la sopravvivenza contro le difese di superficie. Il supercruise consente di intercettare bersagli che un aereo dipendente dal postbruciatore non raggiungerebbe per mancanza di carburante, e i vani interni evitano la resistenza parassita dei carichi esterni. Spinta e aerodinamica consentono velocità di combattimento abituali di Mach 1,5 a 15.000 m (50.000 piedi), il che si traduce in un 50% in più di raggio d'impiego per i missili aria-aria e il doppio del raggio effettivo per le bombe JDAM rispetto alle piattaforme precedenti. La struttura ricorre a materiali ad alta resistenza per sopportare lo sforzo e il calore del volo supersonico prolungato: le leghe di titanio costituiscono il 42% del peso strutturale e i compositi di bismaleimide ed epoxy il 24%, e sia i materiali sia il progetto strutturale a percorsi di carico multipli favoriscono la sopravvivenza balistica.

L'aerodinamica, la stabilità rilassata e gli ugelli vettoriali conferiscono al velivolo una manovrabilità e un potenziale energetico eccellenti in tutto l'inviluppo, con capacità di manovre a nove g a peso massimo al decollo e carburante interno pieno. Le grandi superfici di comando, gli spigoli e le estensioni generatrici di vortici e gli ugelli orientabili gli conferiscono un comportamento eccezionale ad alto angolo d'attacco: può volare in equilibrio oltre i 60° mantenendo il controllo di rollio ed eseguire manovre come la virata di Herbst o il cobra di Pugačëv. L'impatto dei vortici sulle derive provocò più buffeting del previsto e costrinse a rinforzare la struttura della deriva cambiando il longherone posteriore da materiale composito a titanio. Il sistema di comandi elettrici triplicemente ridondante e il FADEC rendono l'F-22 un aereo molto resistente alla perdita di controllo e dal pilotaggio spensierato.

L'F-22 fu progettato per risultare molto difficile da rilevare e seguire via radar, riflettendo, disperdendo o diffrangendo le onde verso settori specifici, oppure assorbendole e attenuandole. Tra le misure di riduzione della sezione radar figurano la modellazione della cellula con allineamento degli spigoli e curvatura continua, il trasporto interno delle armi, condotti di ammissione serpentiformi a geometria fissa e palette curve che impediscono la visione diretta delle facce della ventola e delle turbine da qualsiasi angolo esterno, l'uso di materiale assorbente radar e un'attenzione minuziosa a dettagli come le cerniere o i caschi dei piloti, capaci di generare ritorno. Si ridussero anche le emissioni in radiofrequenza, la firma infrarossa, l'acustica e la visibilità a occhio nudo. Gli ugelli rettangolari appiattiscono il pennacchio di scarico e ne facilitano la miscelazione con l'aria ambiente tramite vortici, il che abbassa l'emissione infrarossa contro i missili a guida termica; a ciò si aggiungono uno strato superficiale speciale e un raffreddamento attivo per gestire il calore accumulato nel volo supersonico.

Rispetto ai precedenti progetti stealth, l'F-22 dipende meno dal materiale assorbente —intensivo in manutenzione e sensibile alle condizioni meteorologiche avverse— e può essere riparato in linea di volo o in un hangar normale senza controllo climatico. Incorpora un sistema di valutazione della firma che avvisa quando la firma radar si degrada ed esige riparazione. Il suo valore esatto è classificato, ma nel 2009 Lockheed Martin rese noto che da certi angoli il velivolo presenta una sezione radar di 0,0001 m² —quaranta decibel negativi rispetto al metro quadrato—, equivalente al riflesso di una «biglia d'acciaio»; per esercitazioni e transiti può montare una lente di Luneburg che maschera quel valore. Nelle missioni che richiedono furtività, il tasso di idoneità alla missione si colloca tra il 62% e il 70%. Dal 2021 si è visto l'F-22 collaudare un rivestimento superficiale dall'aspetto cromato, di cui si ipotizza che aiuti a ridurne la rilevabilità da parte dei sistemi di tracciamento infrarosso.

Conviene prendere queste cifre con cautela, perché l'efficacia reale della furtività è difficile da misurare. Il valore di sezione radar è una misura restrittiva dell'area frontale o laterale dal punto di vista di un radar statico: quando l'aereo manovra espone un insieme completamente diverso di angoli e superfici e può diventare più osservabile. Inoltre, la modellazione e i materiali assorbenti sono efficaci soprattutto contro i radar ad alta frequenza, quelli abituali negli altri aerei; la diffusione di Rayleigh e i fenomeni di risonanza fanno sì che i radar a bassa frequenza, come quelli meteorologici e di allerta precoce, abbiano più probabilità di rilevare l'F-22 per le sue dimensioni fisiche, sebbene tali radar siano vistosi, sensibili all'eco parassita e poco precisi. Un contatto debole o fugace avverte il difensore che è presente un aereo stealth, ma dirigere con affidabilità un'intercettazione contro di esso è molto più difficile.

L'avionica dell'F-22 è integrata in modo che, mediante fusione dei sensori, i dati di tutti i sistemi di bordo e gli ingressi esterni vengano filtrati ed elaborati in un'immagine tattica combinata che aumenta la consapevolezza situazionale del pilota e ne riduce il carico di lavoro. I sistemi di missione principali sono l'apparato di guerra elettronica AN/ALR-94 di Sanders e General Electric, il rilevatore di lancio missili AN/AAR-56 di Martin Marietta —infrarosso e ultravioletto—, il radar ad antenna attiva a scansione elettronica AN/APG-77 di Westinghouse e Texas Instruments, la suite di comunicazioni, navigazione e identificazione AN/ASQ-220 di TRW e un sistema avanzato di ricerca e tracciamento infrarosso di Raytheon in fase di collaudo.

L'APG-77 impiega un'antenna attiva a bassa osservabilità, inclinata all'indietro per motivi di firma, con tracciamento simultaneo di bersagli multipli in qualsiasi condizione meteorologica. Le sue emissioni possono essere concentrate per saturare i sensori nemici come capacità di attacco elettronico. Il radar cambia frequenza a un ritmo superiore al migliaio di salti al secondo, il che abbassa la probabilità di intercettazione e gli si attribuisce una portata stimata da 201 a 241 km (125-150 miglia) contro un bersaglio di 1 m² e di 400 km (250 miglia) o più con fasci stretti. La versione migliorata APG-77(V)1 aggiunse funzionalità aria-suolo con mappatura ad apertura sintetica, indicazione e tracciamento di bersagli mobili terrestri e modalità d'attacco.

L'ALR-94, uno degli apparati tecnicamente più complessi dell'aereo, integra più di trenta antenne incassate in ali e fusoliera per copertura totale di allerta radar e geolocalizzazione delle minacce. Può essere impiegato come rilevatore passivo capace di cercare bersagli a distanze superiori alle 250 miglia nautiche, maggiori di quelle del radar stesso, e fornire informazioni sufficienti ad agganciare un bersaglio mediante ricerca e tracciamento intrecciati a banda stretta, oltre a dirigere le emissioni del radar verso un fascio molto stretto, fino a 2° per 2° in azimut ed elevazione. A seconda della minaccia rilevata, i sistemi difensivi possono indicare al pilota di rilasciare contromisure come bengala o strisce di alluminio. Per mantenere la furtività nello spettro radioelettrico, le emissioni della suite ASQ-220 sono strettamente controllate e confinate a settori specifici, e la comunicazione tattica tra F-22 avviene con il collegamento direzionale tra formazioni IFDL. Quella stessa suite gestisce il TACAN, l'identificazione amico-nemico —incluso il modo 5— e le comunicazioni via HAVE QUICK/SATURN, SINCGARS e, in seguito, Link 16. L'AAR-56 fornisce rilevamento passivo aggiuntivo con sei sensori che danno copertura infrarossa sferica completa e sono in fase di aggiornamento al TacIRST; l'IRST avanzato, alloggiato in un contenitore alare stealth, è un sensore a campo stretto per identificazione e designazione passive a lunga distanza. Il velivolo incorporò anche un sistema automatico di prevenzione delle collisioni contro il terreno.

Le informazioni del radar, della suite CNI e degli altri sensori vengono elaborate da due computer di missione Hughes a processore integrato comune, ciascuno capace di eseguire fino a 10,5 miliardi di istruzioni al secondo. Il software di base somma circa 1,7 milioni di righe di codice, la maggior parte dedicate ai sistemi di missione. Proprio la natura fortemente integrata dell'architettura e l'uso di Ada resero difficile e costoso lo sviluppo di miglioramenti, per cui i processori furono aggiornati con moduli di sistemi di missione aperti di Curtiss-Wright e un'architettura modulare aperta che permette di collegare software in contenitori di terze parti. Il bus IEEE 1394B sviluppato per l'F-22 derivò dal bus commerciale FireWire. Nel 2007 si collaudò il radar dell'aereo come ricetrasmettitore di dati wireless, trasmettendo a 548 megabit al secondo e ricevendo a velocità gigabit, ben al di sopra di quanto consente Link 16.

La capacità dell'F-22 di operare vicino al campo di battaglia gli conferisce un'idoneità di rilevamento e identificazione delle minacce paragonabile a quella dell'RC-135 Rivet Joint e la possibilità di funzionare come «mini-AWACS», sebbene il suo radar sia meno potente di quello delle piattaforme dedicate. Ciò gli consente di designare rapidamente bersagli ai propri alleati e coordinare altri aerei. La comunicazione con velivoli di altri tipi si limitò inizialmente alla voce, ma i miglioramenti successivi hanno permesso di trasferire dati tramite un nodo aviotrasportato di comunicazioni del campo di battaglia o il traffico Link 16 mediante terminali MIDS-JTRS. I suoi ricevitori in radiofrequenza forniscono inoltre misure di supporto elettronico e capacità di svolgere compiti di intelligence, sorveglianza e ricognizione.

La cabina è interamente digitale. Il display frontale monocromatico offre un campo visivo ampio e funge da strumento primario di volo, e le informazioni si distribuiscono inoltre su sei schermi a cristalli liquidi a colori. I comandi primari sono una leva laterale sensibile alla forza e una coppia di manette. L'USAF volle introdurre controlli vocali diretti, ma fu giudicato troppo rischioso dal punto di vista tecnico e si abbandonò l'idea. Il tettuccio misura approssimativamente 355 cm di lunghezza, 115 cm di larghezza e 69 cm di altezza (140 × 45 × 27 pollici) e pesa 360 libbre; fu necessario riprogettarlo perché quello originale durava in media 331 ore contro le 800 richieste. Il casco con visore integrato, previsto originariamente, fu rinviato durante lo sviluppo per risparmiare sui costi e solo negli ultimi anni è stato integrato il modello Scorpion.

Il pannello di controllo integrato è una tastiera per inserire dati di comunicazioni, navigazione e pilota automatico. Due schermi superiori di 7,6 × 10,2 cm (3 × 4 pollici) situati intorno a quel pannello mostrano avvisi e dati della suite CNI e fungono anche da gruppo di strumenti di riserva e indicatore di carburante; il gruppo di riserva presenta un orizzonte artificiale per volare a strumenti in condizioni meteorologiche di base. Sotto il pannello si trova lo schermo multifunzione primario di 20 × 20 cm (8 × 8 pollici), dedicato a navigazione e valutazione della situazione, circondato da tre schermi secondari di 15,9 × 15,9 cm (6,25 × 6,25 pollici) per informazioni tattiche e gestione dei carichi.

Il sedile eiettabile è una versione dell'ACES II comune nell'Aeronautica, con comando di eiezione centrale. L'insieme del supporto vitale non è semplice: lo compongono il sistema di generazione di ossigeno di bordo (OBOGS), indumenti protettivi e una valvola regolatrice di respirazione e anti-g che controlla portata e pressione verso la maschera e gli indumenti del pilota. Questi furono sviluppati nel progetto della tuta anti-g a tecnologia avanzata e proteggono da rischi chimici e biologici e dall'immersione in acqua fredda, contrastano le forze g e la bassa pressione ad alta quota e forniscono sollievo termico. Dopo la serie di incidenti di ipossia, il sistema fu rivisto per incorporare un backup automatico di ossigeno e una nuova valvola nel giubbotto. In ambienti di combattimento il sedile incorpora una carabina M4 modificata, designata GAU-5/A, come arma di sopravvivenza.

L'armamento è alloggiato in tre vani interni: uno principale grande nella parte inferiore della fusoliera e due minori sui fianchi, dietro le prese d'aria, con un piccolo vano contromisure dietro ciascun vano laterale. Il vano principale è diviso dalla linea di simmetria e ospita sei lanciatori LAU-142/A per missili oltre la portata visiva, mentre ciascun vano laterale porta un lanciatore LAU-141/A per missili a corto raggio. I missili principali sono l'AIM-120 AMRAAM e l'AIM-9 Sidewinder, con l'integrazione prevista dell'AIM-260 JATM. Il lancio richiede che i portelli si aprano in meno di un secondo, durante il quale bracci pneumatici o idraulici espellono il missile, il che riduce l'esposizione al rilevamento e permette di sparare in volo rapido. Un cannone rotante M61A2 Vulcan da 20 mm con 480 proiettili è incassato nella radice dell'ala destra, con la bocca coperta da un portello retrattile che rimane chiuso finché non si spara per non penalizzare la firma radar; la proiezione della traiettoria di tiro viene mostrata sul display frontale.

Sebbene concepito per missili aria-aria, il vano principale può sostituire quattro lanciatori con due supporti per bombe capaci ciascuno di portare una bomba da 450 kg (1.000 lb) o quattro da 110 kg (250 lb), fino a un totale di 910 kg (2.000 lb) di armamento aria-superficie. Nel 2024 Lockheed Martin presentò la sua proposta di missile ipersonico Mako, da 590 kg (1.300 lb), trasportabile internamente. L'F-22 può impiegare armi a guida GPS, come le JDAM e le bombe a diametro ridotto, ma non può designare da solo bersagli per armi a guida laser. Oltre ai vani, l'ala dispone di quattro punti di aggancio capaci di sostenere 2.300 kg (5.000 lb) ciascuno, adatti per serbatoi esterni da 2.270 L (600 galloni) o per lanciatori con due missili aria-aria; i due interni sono predisposti per il carburante e i due esterni sono stati dedicati a una coppia di contenitori stealth con l'IRST e sistemi di missione. I serbatoi e i loro piloni possono essere sganciati per recuperare la bassa osservabilità e le prestazioni cinematiche.

Ogni F-22 richiede un pacchetto di manutenzione di tre settimane ogni 300 ore di volo. I suoi rivestimenti stealth furono progettati per essere più robusti e resistenti alle intemperie di quelli dei precedenti velivoli furtivi, ma fallirono contro la pioggia e l'umidità quando i primi F-22 furono schierati a Guam nel 2009. La furtività assorbe quasi un terzo della manutenzione, e i rivestimenti sono la parte più impegnativa. La manutenzione di deposito si svolge nel complesso logistico aereo di Ogden, presso la base di Hill (Utah), con particolare cura data la ridotta dimensione della flotta e la limitata riserva di attrito.

Le cifre di disponibilità migliorarono con gli anni: gli F-22 furono disponibili per la missione in media il 63% del tempo nel 2015, contro il 40% al momento dell'introduzione nel 2005. Le ore di manutenzione per ora di volo scesero da trenta all'inizio a 10,5 nel 2009, sotto il requisito di dodici, sebbene le ore-uomo per ora di volo fossero 43 nel 2014. Il tempo medio tra manutenzioni era di 1,7 ore all'ingresso in servizio, lontano dalle tre richieste, e salì a 3,2 ore nel 2012. Nell'anno fiscale 2015 il costo per ora di volo era di 59.116 dollari, mentre la tariffa di rimborso all'utente si aggirava sui 35.000 dollari per ora di volo nel 2019, equivalenti a circa 42.237 del 2024.

Il ritratto ottimistico del primo decennio di servizio si ribaltò nel secondo. In un esame del 2022 sulla manutenzione dell'aviazione dell'Aeronautica e della Marina, il GAO selezionò otto tipi rappresentativi —quattro per servizio— e ne misurò l'evoluzione a partire dall'anno fiscale 2015; l'F-22 fu uno dei quattro tipi dell'Aeronautica, insieme al bombardiere B-1B, al trasporto C-5M e alla cisterna KC-135. Rispetto a un obiettivo del 75%, il tasso medio di velivoli in condizioni di svolgere la missione passò dal 67,0% nell'anno fiscale 2015 al 60,2% nel 2016, al 49,0% nel 2017, e oscillò poi tra il 51,7%, il 50,6%, il 52,0% e il 50,3% del 2021. Il calo di 16,7 punti in sette anni fu il più pronunciato tra tutti i tipi dell'Aeronautica esaminati, e solo il KC-130T della Marina mostrò un deterioramento paragonabile. Il dato va letto insieme a quello già registrato negli anni precedenti: il miglioramento della disponibilità raggiunto fino al 2015 non si mantenne, e il Raptor terminò il decennio al di sotto di due aerei utili su tre.

Le cause documentate dall'ente sono quelle tipiche di una flotta piccola e di tecnologia chiusa. I manutentori di un'unità di F-22 descrissero attese di 239 giorni nel 2020 perché venisse fabbricato e consegnato un componente del carrello d'atterraggio, e riconobbero che la frequente cannibalizzazione di pezzi tra velivoli maschera quanti ne manchino realmente nell'unità, perché il ricambio viene prelevato da un altro aereo invece di essere richiesto al sistema di rifornimento. L'F-22 e il KC-135 condividono inoltre un problema di proprietà intellettuale: parte dei dati tecnici dei loro componenti sono di proprietà del produttore e non risultano facilmente accessibili al personale di manutenzione delle unità, il che ostacola riparazioni che in altri tipi si farebbero internamente. A ciò si aggiungeva la scarsità di personale esperto in tre delle sedici specialità del tipo, tra cui quella di manutenzione strutturale a bassa osservabilità —proprio quella che sostiene la furtività— e quelle di tecnologia dei metalli e laboratorio di misura di precisione, con carenze anche nelle stazioni di prova avionica e nella propulsione aerospaziale. Il GAO ricordò, infine, che una legge del 2016 obbliga i servizi a effettuare revisioni di sostenibilità dei propri grandi sistemi d'arma e che l'Aeronautica non le aveva completate, con un calendario esteso fino all'anno fiscale 2025; senza di esse, avvertì, si perdono opportunità di individuare per tempo i rischi per la disponibilità.

L'F-22 fu sottoposto a collaudi estesi prima di entrare in servizio. Il primo velivolo di produzione arrivò a Edwards nell'ottobre 2002 per la valutazione operativa iniziale e il primo destinato al 422º Squadrone di Collaudo e Valutazione atterrò a Nellis nel gennaio 2003, ma la valutazione fu rinviata più volte rispetto all'inizio previsto per la metà del 2003, con la stabilità dell'avionica di missione come ostacolo principale. Dopo una valutazione preliminare, quella formale iniziò nell'aprile 2004 e si completò nel dicembre dello stesso anno, dimostrando con successo la capacità aria-aria sebbene con una manutenzione più intensiva del previsto. Una valutazione di follow-up nel 2005 confermò la capacità aria-suolo.

Il primo F-22 pronto al combattimento, della 1ª Ala da Caccia, arrivò alla base di Langley (Virginia) nel gennaio 2005, e nel dicembre di quell'anno l'USAF annunciò che il velivolo aveva raggiunto la capacità operativa iniziale con il 94º Squadrone da Caccia. L'unità partecipò poi all'esercitazione Northern Edge 06 in Alaska nel giugno 2006 e al Red Flag 07-2 di Nellis nel febbraio 2007, dove l'F-22 dimostrò la sua enorme superiorità nel combattimento aereo contro gli F-15 e F-16 aggressori con un punteggio simulato di 108-0. Quelle esercitazioni su larga scala servirono inoltre ad affinare le tattiche e l'impiego operativo del velivolo. La capacità operativa piena arrivò nel dicembre 2007, quando il generale John Corley, del Comando da Combattimento Aereo, dichiarò pienamente operativi gli F-22 della 1ª Ala da Caccia e della 192ª Ala da Caccia della Guardia Nazionale Aerea della Virginia, integrate. Nell'ispezione di prontezza operativa dell'aprile 2008 l'ala integrata ottenne la valutazione «eccellente» in tutte le categorie, con un punteggio simulato di 221-0. L'arrivo dell'F-22 con la sua capacità di attacco di precisione contribuì anche al ritiro dell'F-117 dal servizio operativo nel 2008; la 49ª Ala da Caccia operò brevemente il Raptor prima di una serie di consolidamenti della flotta destinati a ridurre i costi a lungo termine, e nel 2018 l'Ufficio di Responsabilità del Governo raccomandò nuovi consolidamenti per migliorare la disponibilità e l'addestramento dei piloti.

L'addestramento fu organizzato intorno al 43º Squadrone da Caccia, riattivato nel 2002 come unità di istruzione presso la base di Tyndall, che ricevette il suo primo aereo nel settembre 2003. I gravi danni causati dall'uragano Michael nel 2018 costrinsero a trasferire squadrone e velivoli alla vicina base di Eglin; sebbene inizialmente si temesse la perdita di diversi aerei, tutti furono riparati e tornarono a volare. Nel 2023 l'unità di istruzione e i suoi velivoli passarono al 71º Squadrone da Caccia a Langley. Nel 2014 il corso base richiedeva 38 uscite per diplomarsi, contro le 43 precedenti, e i piloti in riconversione da altri velivoli passarono da 19 a 12 uscite. Gli allievi si addestrano prima sul T-38 Talon e ricevono istruzione aggiuntiva sull'F-16, perché l'ormai datato T-38 non è certificato per sostenere accelerazioni elevate e manca di avionica moderna. In assenza di un addestratore capace di emulare fedelmente il Raptor, l'Aeronautica ricorre spesso agli stessi F-22, il che risulta costoso: l'F-22 costa quasi dieci volte di più per ora di volo del T-38. Il futuro T-7 Red Hawk, con avionica più vicina a quella dell'F-22 e dell'F-35, ha la capacità operativa iniziale prevista per il 2027, diversi anni dopo il previsto. Nel 2014 fu attivato il 2º Squadrone di Istruzione da Caccia a Tyndall, equipaggiato con T-38 come velivoli aggressori per sgravare da quei compiti i Raptor, e parte delle uscite di addestramento viene sostituita dal simulatore per ridurre i costi e prolungare la vita del velivolo. Il corso avanzato di istruttore d'armi è impartito dal 433º Squadrone d'Armi a Nellis.

Durante i primi anni di servizio i piloti dell'F-22 accusarono sintomi attribuibili a guasti del sistema di ossigeno: perdite di coscienza, perdita di memoria, labilità emotiva e alterazioni neurologiche, oltre a problemi respiratori persistenti e tosse cronica. La questione sfociò in un incidente mortale nel 2010, in un fermo flotta di quattro mesi nel 2011 e in successive restrizioni di quota e distanza. Nell'agosto 2012 il Dipartimento della Difesa stabilì che la valvola anti-g che gonfiava il giubbotto del pilota nelle manovre ad alta accelerazione era difettosa e limitava la respirazione, e che il sistema di generazione di ossigeno di bordo oscillava in modo imprevisto ad alta g. Già nel 2005 il gruppo di lavoro aeromedico del Raptor aveva raccomandato modifiche al sistema di ossigeno, ma non furono finanziate; nel 2012 vennero riconsiderate. La forza combinata di collaudo dell'F-22 e il 412º Squadrone di Medicina Aerospaziale finirono per identificare la restrizione respiratoria come causa principale, e attribuirono la tosse all'atelettasia da accelerazione derivata dall'esposizione ad alta g e a una concentrazione eccessiva di ossigeno erogata dall'OBOGS. La presenza di tossine e particelle in parte del personale di terra fu considerata una questione a sé. Le modifiche al supporto vitale e al sistema di ossigeno, inclusa l'installazione di un backup automatico, permisero di revocare le restrizioni di quota e distanza nell'aprile 2013.

Il seguito parlamentare dell'episodio fu raccolto in un'audizione del sottocomitato della Camera dei Rappresentanti dedicata integralmente ai problemi fisiologici dei piloti del Raptor. Da essa emerge una cronologia un po' più precisa di quella che di solito si riassume: il capo del Comando da Combattimento Aereo limitò l'altitudine massima di volo a 25.000 piedi e ordinò una commissione d'inchiesta di sicurezza sul sistema di ossigeno; nel maggio 2011 il segretario dell'Aeronautica incaricò il Consiglio Scientifico Consultivo del servizio di uno studio sul sistema di supporto vitale, presieduto dal generale in pensione Gregory S. Martin; e da maggio a settembre di quell'anno la flotta rimase ferma di fronte alla tendenza crescente di incidenti segnalati. Il consiglio terminò il proprio lavoro nel gennaio 2012 senza individuare una causa, sebbene concludesse che il problema risiedeva nell'erogazione o nella qualità dell'ossigeno, e il Comando da Combattimento Aereo creò un gruppo di lavoro specifico sul sistema di supporto vitale per continuare a esplorare entrambe le piste. Il 24 luglio 2012 il Dipartimento della Difesa annunciò che la causa principale era l'erogazione di ossigeno fornita al pilota e non la sua qualità, e descrisse due correzioni immediate: aumentare la portata d'aria rimuovendo un filtro che era stato installato durante la stessa indagine per verificare la presenza di contaminanti, e sostituire una valvola dell'indumento di pressione superiore indossato dai piloti nelle missioni ad alta quota. Va segnalato che le fonti non coincidono del tutto sulla data né sulla formulazione: la cronaca più diffusa colloca ad agosto 2012 la determinazione del Dipartimento della Difesa e descrive il pezzo difettoso come la valvola anti-g del giubbotto che si gonfia nelle manovre ad alta accelerazione, mentre la testimonianza davanti al Congresso data l'annuncio al 24 luglio e parla della valvola dell'indumento di pressione superiore. Entrambe le descrizioni indicano la stessa famiglia di componenti della tuta del pilota, ma la divergenza viene qui annotata anziché risolta in silenzio.

Dopo aver raggiunto la capacità operativa iniziale, l'F-22 volò la sua prima missione di difesa del territorio nel gennaio 2007 nell'ambito dell'operazione Noble Eagle. Nel novembre 2007 i velivoli del 90º Squadrone da Caccia, presso la base di Elmendorf (Alaska), effettuarono la prima intercettazione del comando nordamericano di difesa aerospaziale contro due bombardieri russi Tu-95MS; da allora hanno anche scortato Tu-160 in voli di sondaggio.

Il primo dispiegamento all'estero avvenne nel febbraio 2007 con il 27º Squadrone da Caccia alla base aerea di Kadena, a Okinawa. Quel debutto fu offuscato quando sei F-22 in volo dalla base di Hickam, alle Hawaii, subirono molteplici guasti di sistemi di origine informatica nell'attraversare la linea internazionale del cambiamento di data, il meridiano 180, e dovettero fare ritorno seguendo gli aerei cisterna; l'errore fu risolto in quarantotto ore e il viaggio riprese. Kadena divenne destinazione abituale di rotazione, e le unità di F-22 hanno partecipato anche a esercitazioni in Corea del Sud, Malaysia e Filippine.

Il segretario Gates si rifiutò inizialmente di dispiegare l'F-22 in Medio Oriente nel 2007; il tipo arrivò per la prima volta nella regione nel 2009, alla base aerea di Al Dhafra, negli Emirati Arabi Uniti. Nell'aprile 2012 le rotazioni ad Al Dhafra collocavano i Raptor a meno di duecento miglia dall'Iran. Nel marzo 2013 l'USAF annunciò che un F-22 aveva intercettato un F-4 Phantom II iraniano che si era avvicinato a sedici miglia da un MQ-1 Predator in volo al largo della costa iraniana.

Il battesimo del fuoco arrivò il 22 settembre 2014, quando gli F-22 effettuarono le prime uscite di combattimento del tipo in alcuni degli attacchi di apertura dell'operazione Inherent Resolve, l'intervento guidato dagli Stati Uniti in Siria, sganciando bombe da mille libbre a guida GPS su obiettivi dello Stato Islamico vicino alla diga di Tishrin. Tra settembre 2014 e luglio 2015 gli F-22 volarono 204 uscite sulla Siria e lanciarono 270 bombe su circa sessanta postazioni. Nel corso del dispiegamento fornirono supporto aereo ravvicinato e dissuasero aerei siriani, iraniani e russi dall'attaccare le forze curde sostenute dagli Stati Uniti o dall'interferire con le operazioni statunitensi. Parteciparono anche agli attacchi contro le forze paramilitari filo-Assad e del gruppo russo Wagner vicino a Khasham, nella Siria orientale, il 7 febbraio 2018. Ciò nonostante, il loro ruolo principale nell'operazione fu l'intelligence, la sorveglianza e la ricognizione. Nel novembre 2017, insieme a bombardieri B-52, attaccarono impianti di produzione e stoccaggio di oppio in zone dell'Afghanistan controllate dai talebani.

Per migliorare la capacità di risposta e ridurre l'impronta logistica in un conflitto contro un avversario di primo livello, l'USAF sviluppò il concetto di dispiegamento Rapid Raptor, proposto nel 2008 da due piloti del tipo, che combina da due a quattro F-22 con un C-17 di supporto con l'obiettivo di installarsi ed entrare in combattimento entro ventiquattro ore da postazioni piccole e austere, favorendo una disposizione dispersa e più sopravvivibile. Il concetto fu collaudato sull'isola di Wake nel 2013 e a Guam alla fine del 2014, e nell'agosto e settembre 2015 quattro F-22 furono dispiegati alla base di Spangdahlem (Germania), a quella di Łask (Polonia) e a quella di Ämari (Estonia) per addestrarsi con gli alleati della NATO in risposta all'annessione russa della Crimea del 2014. Quei principi finirono integrati nel concetto di impiego di combattimento agile, che punta su operazioni distribuite; distaccamenti di F-22 hanno operato da aeroporti con mezzi scarsi a Tinian e a Iwo Jima in occasione di esercitazioni.

Il 4 febbraio 2023 un caccia F-22 della 1ª Ala da Caccia abbatté a vista un presunto pallone spia cinese al largo della costa della Carolina del Sud, a un'altitudine tra 60.000 e 65.000 piedi (20.000 m): fu il primo abbattimento aria-aria del tipo. I resti caddero a circa sei miglia dalla costa e furono recuperati da navi della Marina e della Guardia Costiera. Gli F-22 abbatterono altri oggetti ad alta quota vicino alla costa dell'Alaska il 10 febbraio e sopra lo Yukon l'11 febbraio.

Secondo funzionari statunitensi, il 22 giugno 2025 furono impiegati F-22 e F-35A decollati da basi terrestri in Medio Oriente per cercare di provocare il fuoco di missili superficie-aria prima dei passaggi di bombardamento dei B-2 durante gli attacchi statunitensi contro le installazioni nucleari iraniane. Nel gennaio 2026 gli F-22 parteciparono, insieme a F-35, B-1, F/A-18, E/A-18, diversi velivoli di intelligence, sorveglianza e ricognizione e numerosi droni, allo smantellamento e alla neutralizzazione delle difese aeree del Venezuela per assicurare il passaggio degli elicotteri fino alla zona obiettivo, operazione che si concluse con la cattura del presidente venezuelano Nicolás Maduro. Il 28 febbraio 2026 furono dispiegati in Israele e parteciparono all'operazione Epic Fury, un'azione congiunta statunitense-israeliana su larga scala contro l'Iran; secondo Aviation Week, gli Stati Uniti avevano dispiegato F-22 insieme a cisterne KC-135 e KC-46 prima degli attacchi, e il comando centrale descrisse l'insieme come «la maggiore concentrazione regionale di potenza militare statunitense in una generazione».

Il primo incidente di un F-22 avvenne durante il decollo a Nellis il 20 dicembre 2004; il pilota si eiettò in salvo prima dell'impatto. L'indagine rivelò che una breve interruzione dell'alimentazione elettrica durante lo spegnimento di un motore prima del volo aveva provocato un guasto del sistema di comandi di volo, e il progetto fu corretto per evitare il problema. Dopo una breve immobilizzazione, i voli ripresero una volta conclusa una revisione.

Il 25 marzo 2009 un F-22 di EMD si schiantò a 56 km (35 miglia) a nordest di Edwards durante un volo di prova, e morì il pilota collaudatore di Lockheed Martin David P. Cooley. L'indagine del Comando Materiale dell'Aeronautica concluse che Cooley aveva perso momentaneamente conoscenza durante una manovra ad alta accelerazione e che si era eiettato trovandosi troppo in basso per riprendersi; morì durante l'eiezione per trauma dovuto alla corrente d'aria alla velocità dell'aereo. Non furono riscontrati problemi di progettazione.

Il 16 novembre 2010 si schiantò un F-22 di Elmendorf e morì il suo pilota, il capitano Jeffrey Haney. In un primo momento la flotta fu limitata a non superare i 25.000 piedi di altitudine e poi immobilizzata durante l'indagine. L'incidente fu attribuito a un guasto del sistema dell'aria spillata dopo il rilevamento di un surriscaldamento del motore, che disconnesse il sistema di controllo ambientale e il generatore di ossigeno. La commissione di revisione ritenne responsabile Haney per non aver azionato correttamente il sistema di ossigeno di emergenza. La vedova fece causa a Lockheed Martin sostenendo difetti nell'equipaggiamento e raggiunse poi un accordo. Dopo il verdetto fu riprogettata la leva di azionamento dell'ossigeno di emergenza e alla fine venne implementato al suo posto un sistema di backup automatico. L'11 febbraio 2013 fu l'ispettore generale del Dipartimento della Difesa a pubblicare un rapporto secondo cui l'Aeronautica aveva sbagliato a incolpare Haney e i fatti non sostenevano a sufficienza le sue conclusioni; il verdetto dell'Aeronautica non cambiò.

Il 15 novembre 2012 un altro F-22 precipitò a est di Tyndall durante una missione di addestramento; il pilota si eiettò in salvo e non vi furono feriti a terra. L'indagine stabilì che un cavo elettrico sfregato aveva infiammato il fluido di una linea idraulica, provocando un incendio che danneggiò i comandi di volo. Il 15 maggio 2020 un F-22 proveniente da Eglin si schiantò poco dopo il decollo in una missione di addestramento di routine, con eiezione sicura del pilota; la causa fu attribuita a un errore di manutenzione dopo un lavaggio dell'aereo che lasciò letture errate nei sensori dei dati aria.

L'F-22 e i suoi sottosistemi furono concepiti per essere migliorati lungo tutto il ciclo di vita mediante incrementi numerati e aggiornamenti del programma operativo di volo, in previsione dei progressi tecnologici e dell'evoluzione delle minacce, sebbene all'inizio ciò risultasse difficile e costoso data l'architettura di avionica fortemente integrata. Nel pieno del dibattito sulla pertinenza del velivolo nella guerra asimmetrica, i primi miglioramenti si concentrarono sull'attacco al suolo: l'impiego di bombe JDAM fu aggiunto con l'incremento 2 nel 2005 e la bomba di piccolo diametro fu integrata con il 3.1 nel 2011, mentre il radar migliorato AN/APG-77(V)1, con modalità aria-suolo, fu certificato nel marzo 2007 e montato dal lotto 5 in poi. Per affrontare i problemi dell'ossigeno, a partire dal 2012 gli F-22 ricevettero un sistema automatico di backup dell'ossigeno e un supporto vitale modificato.

A differenza delle precedenti, il miglioramento 3.2 pose l'accento sul combattimento aereo, con aggiornamenti di guerra elettronica, della suite CNI —inclusa la ricezione tramite Link 16— e di geolocalizzazione, oltre all'integrazione dell'AIM-9X e dell'AIM-120D; le sue due parti furono rilasciate alla flotta rispettivamente nel 2013 e nel 2019. In parallelo, gli aggiornamenti del programma operativo aggiunsero un sistema automatico di prevenzione delle collisioni con il terreno, miglioramenti crittografici e maggiore stabilità dell'avionica. Dal 2021 viene installato un terminale MIDS-JTRS che incorpora l'identificazione in modalità 5 e la trasmissione e ricezione tramite Link 16. Per contrastare l'obsolescenza e la rigidità dei miglioramenti, quello stesso anno i computer di missione furono aggiornati con moduli di processore commerciali irrobustiti per uso militare di sistemi di missione aperti e architettura modulare aperta, e fu introdotto un processo di sviluppo agile con un sistema di orchestrazione che permette di incorporare software di più fornitori; gli aggiornamenti smisero di organizzarsi in incrementi di modello a cascata per passare a consegne annuali numerate.

Tra i miglioramenti in fase di prova figurano nuovi sensori e antenne, l'integrazione di armi come l'AIM-260 JATM e miglioramenti dell'affidabilità come rivestimenti furtivi più duraturi; l'IRST dedicato, soppresso a suo tempo durante il Dem/Val, è uno dei sensori recuperati. Si lavora inoltre alla funzionalità infrarossa a tutto tondo per il rilevatore di lancio di missili, alla capacità di operare in squadra con velivoli senza pilota da combattimento collaborativo —le cosiddette «ali fedeli»— e all'integrazione del casco Scorpion di Gentex e Raytheon, poi Thales USA. Per preservare la furtività aumentando al contempo carico e carburante, dall'inizio degli anni 2000 si studia il trasporto esterno furtivo, con un serbatoio e un pilone a bassa resistenza e bassa osservabilità in sviluppo per ampliare il raggio di combattimento senza rinunciare alla firma. L'F-22 è stato impiegato anche come banco di prova per collaudare e applicare tecnologie del programma NGAD.

Non tutti i miglioramenti proposti ebbero successo: l'integrazione del collegamento dati avanzato multifunzione MADL fu soppressa per ritardi di sviluppo e scarsa diffusione. E sebbene i Blocco 20 del lotto 3 in poi siano stati aggiornati a Blocco 30/35, la proposta che Lockheed Martin fece nel 2017 di portare a quello standard il resto degli aerei da addestramento non fu realizzata per altre priorità di bilancio. A parte gli ammodernamenti, il progetto e la costruzione strutturali migliorarono nel corso della serie: gli aerei dal lotto 3 in poi montano stabilizzatori migliorati costruiti da Vought, e la flotta è passata attraverso un programma di riparazione e retrofit strutturale da 350 milioni di dollari che ha risolto problemi rilevati in prova e corretto un trattamento termico inadeguato del titanio in parti dei primi lotti; nel gennaio 2021 tutti gli aerei avevano completato quel programma, garantendo la vita utile completa della flotta. Il Raptor è servito anche a collaudare e qualificare carburanti alternativi, tra cui una miscela al cinquanta per cento di JP-8 con cherosene sintetico ottenuto da gas naturale tramite processo Fischer-Tropsch, nell'agosto 2008, e una miscela al cinquanta per cento di biocarburante derivato dalla camelina, nel marzo 2011.

L'unica versione di serie è l'F-22A monoposto, designato F/A-22A all'inizio degli anni 2000 prima di tornare a F-22A nel 2005, con 195 esemplari costruiti tra otto velivoli di prova e 187 operativi. L'F-22B biposto, previsto con le stesse capacità di combattimento del monoposto, fu cancellato nel 1996 per risparmiare sui costi di sviluppo e i suoi velivoli di prova furono riconvertiti in F-22A. La variante navale, talvolta citata come NATF-22 o F-22N sebbene non abbia mai ricevuto una designazione formale, sarebbe stata il derivato imbarcato per il programma Navy Advanced Tactical Fighter: poiché necessitava di velocità di avvicinamento inferiori a quelle dell'F-22 per operare da portaerei senza rinunciare a prestazioni di classe Mach 2, avrebbe incorporato ali a geometria variabile, oltre a un carico bellico ampliato con l'AIM-152 AAAM, l'AGM-88 HARM e l'AGM-84 Harpoon. Il programma fu cancellato nel 1991 per i tagli di bilancio.

Tra i derivati proposti spicca l'X-44 MANTA, un velivolo sperimentale basato sull'F-22 con comandi di spinta vettoriale rinforzati e privo di superfici aerodinamiche di riserva: sarebbe stato controllato unicamente tramite la vettorizzazione della spinta, senza timoni, alettoni né elevatori. I suoi finanziamenti furono interrotti nel 2000. L'FB-22, proposto all'inizio degli anni 2000, sarebbe stato un bombardiere regionale furtivo e supersonico; le ultime iterazioni combinavano una fusoliera di F-22 con ali a delta molto ampliate ed erano previste capaci di trasportare fino a trenta bombe di piccolo diametro a più di 3.000 km (1.600 miglia nautiche), circa il doppio del raggio di combattimento dell'F-22A. Le proposte furono cancellate con la revisione quadriennale della difesa del 2006 a favore di un bombardiere strategico subsonico più grande e di raggio molto maggiore, che diede origine al Next-Generation Bomber, riformulato nel 2009 come il bombardiere d'attacco a lungo raggio da cui nacque il B-21 Raider. Infine, nell'agosto 2018 Lockheed Martin propose alla Forza di Autodifesa Aerea giapponese, per il suo programma F-X, un derivato che combinava una cellula modificata di F-22 con ali ampliate —per aumentare la capacità di carburante e portare il raggio di combattimento a 2.200 km (1.200 miglia nautiche)— con l'avionica e i rivestimenti migliorati dell'F-35; fu offerto anche all'USAF, e nessuna delle due lo prese in considerazione per il costo, le restrizioni all'esportazione vigenti e la distribuzione del lavoro industriale.

Le specifiche pubblicate dell'F-22A indicano una lunghezza di 18,92 m (62 piedi e 1 pollice), un'apertura alare di 13,56 m (44 piedi e 6 pollici) e un'altezza di 5,08 m (16 piedi e 8 pollici), con una superficie alare di 78,04 m² (840 piedi quadrati), allungamento alare 2,36 e profilo della serie NACA 6. Il peso a vuoto è di 19.700 kg (43.340 lb), il peso lordo di 29.410 kg (64.840 lb) e il massimo al decollo di 38.000 kg (83.500 lb); la capacità di carburante è di 8.200 kg (18.000 lb) interna e di 12.000 kg (26.000 lb) con due serbatoi da 2.270 L. La propulsione è affidata a due Pratt & Whitney F119-PW-100 con postcombustore, da 120 kN (26.000 lbf) a secco e 160 kN (35.000 lbf) con postcombustore. Il tetto di servizio è di 20.000 m (65.000 piedi), i limiti di manovra +9,0/−3,0 g, il carico alare 377 kg/m² (77,2 lb/piede quadrato) e il rapporto spinta/peso 1,08, che sale a 1,25 a peso carico e metà del carburante interno. L'armamento fisso è il cannone M61A2 da 20 mm con 480 proiettili, e le stive offrono otto stazioni interne per combinazioni come sei AIM-120C/D e due AIM-9M/X, o carichi aria-suolo di due JDAM da 450 kg e due AIM-120, oppure otto GBU-39 da 110 kg con due AIM-120.

Le cifre di velocità richiedono un'avvertenza, perché le stesse fonti non concordano. La tabella delle specifiche fissa la velocità massima a Mach 2,25, ossia 2.414 km/h (1.500 mph, 1.303 nodi) in quota, e Mach 1,21, ossia 1.482 km/h (921 mph, 800 nodi), al livello del mare, con un supercrociera di Mach 1,76 equivalente a 1.870 km/h (1.162 mph, 1.010 nodi); invece, la descrizione di progetto colloca la velocità massima senza carichi esterni «approssimativamente a Mach 1,8» di supercrociera a potenza militare e «oltre Mach 2» con postcombustore, e la documentazione del motore F119 parla di una supercrociera fino a Mach 1,8. La divergenza si spiega in parte con la differenza tra valori tabulari e descrizioni qualitative, ma conviene dichiararla anziché scegliere una cifra in silenzio. Qualcosa di simile accade con la spinta: lo stesso motore viene citato come «della classe di 35.000 lbf (156 kN)» nel testo descrittivo e come 160 kN nella tabella delle specifiche, due arrotondamenti diversi della stessa libbra-forza.

Anche i raggi d'azione pubblicati non sono una cifra unica, ma un ventaglio secondo la configurazione: 3.000 km (1.600 miglia nautiche) o più con due serbatoi esterni; un raggio di combattimento di 850 km (460 miglia nautiche) pulito con 185 km (100 miglia nautiche) in supercrociera; 1.102 km (595 miglia nautiche) pulito e subsonico; 1.389 km (750 miglia nautiche) con due serbatoi da 600 galloni incluse cento miglia nautiche di supercrociera; e un raggio di trasferimento di 3.220 km (1.740 miglia nautiche, 2.000 miglia). Allo stesso modo, il totale dei velivoli operativi è citato come 186 o 187 a seconda che si contabilizzino o meno i veicoli rappresentativi di produzione e alcuni velivoli EMD, mentre il totale costruito —195— è certo.

A questo elenco vanno aggiunte altre due discrepanze, entrambe contabili. La prima riguarda la ripartizione dei 195 velivoli: la descrizione più diffusa li divide in otto di prova e 187 di produzione, mentre il Servizio Ricerche del Congresso, chiudendo la serie di acquisizioni con il bilancio dell'anno fiscale 2009, li scompone in 177 aerei di produzione, 16 di prova e 2 di sviluppo. Le due somme danno 195, ma classificano in modo diverso i velivoli delle prime serie, impiegati in prove prima di essere assegnati —o meno— alle unità. La seconda riguarda la consegna dell'ultimo esemplare: la data di uscita dalla linea di Marietta, il 13 dicembre 2011, è certa in tutte le fonti, ma quella di consegna appare come 2 maggio 2012 in alcune e come 3 maggio 2012 in altre. Quanto al costo complessivo, non esiste nemmeno qui una cifra unica: la proiezione di circa 62 miliardi di dollari per il programma ridotto convive con la stima del GAO di 63,8 miliardi per 178 velivoli fatta nel marzo 2005, ed entrambe dipendono dall'anno di riferimento dei dollari e da cosa venga incluso —sviluppo, acquisizione, ammodernamento— nel perimetro contabile.

L'Aeronautica prevede di iniziare a ritirare l'F-22 negli anni 2030, man mano che verrà sostituito dal caccia pilotato di sesta generazione del programma Next Generation Air Dominance, il Boeing F-47, la cui entrata in servizio è prevista intorno al 2030. Nel maggio 2021 il capo di Stato Maggiore dell'Aeronautica, Charles Q. Brown Jr., descrisse una futura riduzione del numero di flotte da caccia a «quattro più una»: l'F-22 seguito dall'NGAD, l'F-35A, l'F-15E seguito dall'F-15EX, l'F-16 seguito da un futuro caccia medio, e l'A-10, quest'ultimo poi scartato per il suo ritiro accelerato.

Il braccio di ferro più visibile degli ultimi anni è stato quello sui Blocco 20. Nel 2022 l'Aeronautica chiese di poter dismettere tutti i suoi F-22 di quello standard tranne tre, destinati a Tyndall; il Congresso respinse la richiesta sui 33 velivoli non codificati per il combattimento e approvò una clausola che vieta quel ritiro fino all'anno fiscale 2026. La posizione del servizio è che il Blocco 30/35 resta una delle sue priorità massime e continuerà a essere aggiornato, mentre il Blocco 20 risulta obsolescente e inadeguato persino per addestrare piloti di F-22, e portarlo allo standard da combattimento costerebbe circa 3,5 miliardi di dollari, cifra che considera proibitiva. Nel settembre 2025, tuttavia, Lockheed Martin ha rivelato piani per convertire 35 F-22 del Blocco 20 impiegati nell'addestramento in velivoli da combattimento Blocco 30/35.

Mentre quel dibattito si risolve, il Raptor resta la spina dorsale della superiorità aerea statunitense: nell'agosto 2022 l'USAF contava 178 velivoli attivi in inventario, e due esemplari storici —il 91-4002 e il 91-4003— sono conservati in esposizione presso l'Hill Aerospace Museum di Ogden (Utah) e il Museo Nazionale dell'Aeronautica degli Stati Uniti a Dayton (Ohio).