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  1985年美國空軍提出接替F-15的新一代戰鬥機設計需求案,即是先進戰術戰鬥機計劃(英語:Advanced Tactical Fighter,簡稱ATF),由各家公司提出各自的設計草案。1986年美國空軍宣佈將挑選最有潛力的兩種設計在展示/驗證(Demostration/Validation,Dem/Val)階段進行為期48個月的原型機設計與試飛專案。同年7月,美國空軍選出洛克希德與諾斯洛普兩家進入下一階段的競爭,並且建議落選的三家公司與優勝者組成設計團隊以分攤設計工作,成本與損失。諾斯洛普選擇與麥克唐納-道格拉斯聯合與洛克希德,通用動力以及波音公司的團隊分庭抗禮。  YF-23的第一架原型機於1990年6月23日出廠,8月27日進行第一次試飛,YF-22第一架要到8月29日才出廠。9月29日進行第一次試飛。YF-23於9月18日第5次試飛時在不使用後燃器下達到1.43馬赫的超音速巡航紀錄,YF-22則是在11月3日達到1.58馬赫。YF-23第二架原型機於9月29日出廠。兩架原型機分別使用不同的發動機:一號原型機使用普惠YF-119,二號原型機則是通用電氣YF-120,與YF-22剛好顛倒。不過相同發動機用在兩架飛機也不盡相通。  YF-23原型機設計概念與YF-22有很大的不同,除了採用許多現有的零元件之外,YF-23的試飛計劃裡面並未包括試射空對空導彈與驗證高攻角飛行能力,多是以風洞測試蒐集與驗證資料。根據測試的結果顯示,YF-23沒有攻角限制,飛機能夠自任何尾旋(Spin)輕易恢復穩定飛行,只有當導彈艙門呈開啟狀態時會有困難。  YF-23一共進行50次,總計65小時的試飛專案,最大空速達到1.5馬赫,最大負載達到7G,最大攻角達到25度。

  YF-23與YF-22的各項效能比較目前仍是機密,不過根據外界的觀察,YF-23的飛行速度較高。雖然沒有向量噴嘴和水平控制面,後機身結構反而比較簡單,重量也較輕。YF-23與YF-22在大部分的飛行包絡線範圍下的效能差距不大,YF-22只有在低速下的控制性略勝一籌。  兩款飛機都採用內建彈艙,必要時可以在機翼下另外攜帶武裝。但是YF-23的量產型將需要延長機身以加入另外一個彈艙。設計團隊皆宣稱這兩種飛機都沒有攻角限制,同時都具備超音速巡航能力。  試驗紅外線空對空導彈時,YF-23因機體結構,導致無法射出。

  所有測試於1990年12月結束,兩組團隊根據測試的結果提出工程與生產發展(Engineering and Manufacturing Development,EMD)企劃案,經過90天評估之後,美國空軍系統計劃辦公室(System Programme Office,SPO)在每一項類別上以紅黃綠藍四色代表兩款原型機的表現:紅色是未能滿足需要,黃色是可以改進的專案,綠色是達到需求,藍色則是表現優異,這種評分免去分數相加的可能與總分會與個別專案之間不相符合,提供決策者較為客觀的評量參考。  美國空軍總司令最後決定由YF-22奪標,進入下一階段的研發計劃。諾斯洛普與麥克唐納-道格拉斯兩家公司受到相當大的影響,前者與格魯門公司合併,後者納入波音公司旗下,短時間之內將沒有機會為美國軍方設計戰鬥機。  如前所述,如果兩種原型機各有所長但是差距有限的時候,最後決定的關鍵就不是在效能比較方面。YF-23競標失敗的原因也沒有公開過,綜合當時各種推測之後的可能原因包括:  最重要是YF-22機動性勝於YF-23,這就是決定性關鍵。  美國空軍極有可能從ATF計劃的挑戰性,設計團隊過去執行與管理計劃的能力與紀錄等方面,選擇了綜合能力較強的YF-22而將YF-23剔除。

  相較於YF-22,YF-23的機身比較長,採中單翼,機翼的前後緣分別後掠與前掠40度,類似於菱形。機身後方沒有水平控制面,以兩片向外傾斜50度的垂直控制面取代兩者。  進氣口位於機身下方靠近機翼前緣的位置,進氣口和進氣道都採用固定結構,沒有可以移動的部分,不僅能夠降低重量,也避免增加正面雷達反射截面積(RCS)。進氣道在機身內部向上彎折與位於機背的的發動機相連線,噴嘴位於外傾的垂直控制面的中間處,從後下方無法直接看到噴嘴,降低紅外線訊號的強度,同時也限制安裝向量噴嘴的可行性。原型機只有一處彈艙,位於兩側進氣道的中央,座艙與發動機之間。  ATF計劃空軍要求之標準載彈量為8枚,YF-23僅有機腹大型彈倉能掛約4枚AIM-120C(如是彈翼可摺疊之AIM-120D可掛載6枚),因此量產型預定延長機身,在位於原型機彈艙的前方各加一節小彈艙,最後機長增加3呎(67呎5吋→70呎5吋),而全高也增約1呎(13呎11吋→14呎8吋)、增加機身複合材料比例(約25%→50%);由於空軍取消逆向推力減速的要求,尾部發動機艙更緊緻扁平,進氣道也不同、更具匿蹤的效果。
YF-23(英語:Northrop/McDonnell Douglas YF-23)戰鬥機是由美國諾斯洛普與麥克唐納-道格拉斯兩家公司共同設計,競標先進戰術戰鬥機(ATF)合約的機型。美國空軍於1991年4月23日宣佈YF-22獲選優勝。YF-23一共只有生產兩架原型機,目前都已經不再飛行。