El equipo Lockheed fue elegido por la Fuerza Aérea como ganador del ATF en abril de 1991.
En 1981, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) comenzó a desarrollar los requisitos para un caza táctico avanzado (ATF) que finalmente se convertiría en un nuevo caza de superioridad aérea, para reemplazar al F-15 Eagle y al F-16 Fighting Falcon.
El concepto inicial de Lockheed era un avión particularmente grande llamado CL-2016, apodado "crucero de batalla" por su tamaño, que se parecía a su SR-71/YF-12 con grandes alas en delta y motores montados en góndolas espaciadas lejos del fuselaje, y habría tenido una velocidad operativa y altitud similares a las de un avión lanzamisiles.
Después de conversaciones con compañías aeroespaciales y el Mando Aéreo Táctico (TAC), el CDT/SPO redujo los requisitos a un caza de superioridad aérea con un rendimiento cinemático sobresaliente en velocidad y maniobrabilidad, para reemplazar al F-15.
[5] Además, el SPO comenzó a enfatizar cada vez más el sigilo para aumentar la capacidad de supervivencia debido a la experiencia de la Fuerza Aérea en proyectos del "mundo negro" como el Have Blue/F-117 (Senior Trend) y el programa Advanced Technology Bomber (ATB) (que daría como resultado el B-2, o Senior Ice).
Aunque sus herramientas analíticas inicialmente no eran capaces de realizar cálculos para tales formas, los buenos resultados empíricos de las pruebas de alcance del radar en Helendale, California, dieron a Lockheed confianza para diseñar un avión furtivo con superficies suaves y curvas, mejorando así en gran medida sus características aerodinámicas.
[N 4][8] El trabajo se dividiría aproximadamente de manera equitativa entre el equipo.
El diseño de Boeing era grande y largo, con una entrada de aire montada en la barbilla, alas trapezoidales, superficies del empenaje en V (consideradas suficientes debido a la alta velocidad operativa) y armas internas paletizadas.
El diseño de General Dynamics era más pequeño, con fuselaje y alas en delta optimizadas para la maniobra y el supercrucero, entradas de aire montadas en los hombros, una gran cola vertical como única superficie del empenaje que comprometía el sigilo en todos los aspectos y compartimentos de armas en el fuselaje central.
Sin embargo, la 090P fue el punto de partida inicial que el equipo trabajó para perfeccionar.
[21] La necesidad de ocho misiles internos (representados por el modelo base AIM-120A) [N 5] se redujo a seis.
En esa época, el diseño se había dividido en dos familias: el prefijo 500, que representaba el diseño completo del sistema (o Concepto de Sistema Preferido, PSC), que se llevaría a cabo para el desarrollo a gran escala, y el prefijo 1000, que representaba la misma forma externa, pero estaba diseñada para construirse como prototipo de vehículo aéreo; la configuración 095 se convirtió así en 595 y en 1095 respectivamente.
[35] Debido a la presión del Congreso, la Marina de los Estados Unidos se unió al programa ATF inicialmente como observador, y en 1988 anunció que adquiriría una variante/derivado del diseño ganador, como NATF, para reemplazar al F-14.
Debido a que el NATF tendría una velocidad de aterrizaje menor que el ATF y aun así alcanzaría velocidades de clase Mach 2, el diseño del NATF del equipo de Lockheed incorporaría alas de geometría variable, aunque el avión resultante habría sido más pesado, más complejo y más costoso que su contraparte ATF.
[36] Lockheed presentaría su diseño NATF junto con su propuesta de desarrollo a gran escala del ATF en diciembre de 1990, aunque la Marina se retiraría del programa poco después debido a los costes.
Todos los bordes principales estaban alineados en un conjunto común de ángulos para facilitar la furtividad.
[41] El YF-22 estaba propulsado por dos motores, el General Electric YF120 montado en el primer avión y el Pratt & Whitney YF119 en el segundo.
[1][42] Las entradas de motor con geometría fija están espaciadas lejos del fuselaje delantero para desviar la capa límite y generar choques oblicuos con la esquina interior superior para una compresión supersónica eficiente; los conductos de entrada serpentinos protegen completamente las caras del motor de cualquier vista exterior.
El avión poseía una estabilidad relajada y estaba controlado mediante fly-by-wire.
[25] El diseño del equipo Lockheed para el Navy Advanced Tactical Fighter (NATF), a veces denominado "NATF-22" o "F-22N" (el diseño nunca fue designado formalmente), habría diferido de la versión de la Fuerza Aérea en muchos aspectos.
[31] El segundo YF-22A (PAV-2, matrículas 87-0701, N22YX), con el P&W YF119, realizó su vuelo inaugural el 30 de octubre a manos del piloto Tom Morgenfeld.
[48] Aunque no era un requisito del programa, el avión disparó misiles AIM-9 Sidewinder y AIM-120 AMRAAM desde las bodegas de armas internas.
En la prensa aeronáutica se especuló que el diseño de Lockheed también se consideraba más adaptable al Navalized Advanced Tactical Fighter (NATF) de la Armada, pero la misma abandonó el NATF en 1992.
El EMD inicialmente solicitó siete F-22A monoplaza y dos F-22B biplaza, aunque estos últimos fueron finalmente cancelados para ahorrar en costes de desarrollo y los pedidos se convirtieron a monoplazas.
A diferencia del F-117 Nighthawk, que inicialmente era difícil de controlar debido a los pequeños estabilizadores verticales, el YF-22 tenía el área de las aletas sobreespecificada por Lockheed.
Por lo tanto, la compañía redujo el tamaño de los mismos en loa aviones F-22 en un 20-30 por ciento.
Finalmente, para mejorar la visibilidad del piloto, la cubierta de la carlinga se movió hacia adelante 178 mm y las tomas del motor se movieron hacia atrás 356 mm.