Lockheed Martin F-35 "Lightning II", 2006
Wraz z zakończeniem na początku lat 1990- tych zimnej wojny pomiędzy mocarstwami, ograniczone zostały wydatki jakie Stany Zjednoczone przeznaczały na swoje uzbrojenie. Wraz z upadkiem Związku Radzieckiego zaczęto szukać oszczędności, a wiele programów zbrojeniowych anulowano lub ograniczono. Rozpoczęty w 1991 roku program Multi Role Fighter (MRF) mający na celu budowę następcy używanych przez United States Air Force samolotów Lockheed Martin F-16A/B "Fighting Falcon" zakończono w 1993 r. Podobny los spotkał programy A-X, który miał wyłonić wspólny dla sił powietrznych i United States Navy samolot uderzeniowy, mający zastąpić w przyszłości maszyny Grumman A-6 "Intruder", General Dynamics F-111 "Aardvark", McDonnell Douglas F-15 "Strike Eagle" i Lockheed F-117 "Nighthawk" oraz program A/F-X, który miał na celu wyłonienie również dla US Air Force i marynarki wielozadaniowego samolotu myśliwskiego.
W miejsce skasowanych programów MRF i A/F-X, powołano do życia program Joint Advanced Strike Technology (JAST- Wspólna Zaawansowana Technologia Uderzeniowa). Program formalnie rozpoczął się 27.01.1994 r. i był finansowany przez Department ol Defense (DoD). JAST był projektowany jako klasyczny myśliwiec, następca F-16 "Fighting Falcon" w USAF oraz służących w US Navy Grumman F-14D "Tomcat" i Boeing F/A-18C/D "Hornet", te ostatnie również w USMC. Oblot prototypu JAST planowano w 1997 r., a jego ewentualny rozwój miął doprowazić do przyjęcia do służby w 2010 r. samolotu bazującego na tej koncepcji.
W 1983 r. agencja DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency- Agencja Zaawansowanych Obronnych Projektów Badawczych Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych) rozpoczęła program Advanced Short Take-Off/Vertical Landing (ASTOVL). Program miał na celu opracowanie technologii potrzebnych do budowy naddźwiękowego samolotu zdolnego zastąpić maszyny McDonnell Douglas AV-8B "Harrier II" używane przez United States Marine Corps i BAe "Harrier II" w Royal Air Force. W 1987 r. program przekazany został koncernowi Lockheed, który opracowywał z pomocą NASA konstrukcję naddźwiękowego samolotu myśliwskiego o właściwościach STOVL. Lockheed zaproponował stworzenie wspólnej dla US Marine Corps, US Navy i US Air Force platformy bojowej o właściwościach STOVL w ramach programu STOVL Strike Fighter (SSF). Obok cech skróconego startu i lądowania, nowy samolot charakteryzowałby się również właściwościami stealth. W 1993 r. program SSF zmienił swoją nazwę i stał się programem Common Affordable Lightweight Fighter (CALF). Nowy program miał na celu stworzenie wspólnej platformy dla Royal Navy i US Marine Corps oraz lekkiego samolotu myśliwskiego dla US Air Force. W 1994 r. program CALF został wchłonięty przez JAST.
W wyniku wielu badań i symulacji realizowanych w ramach tych projektów wypracowano wstępne założenia konstrukcyjne samolotu JAST które stały się podstawą dalszych prac. Wskazano, że nowy lekki samolot wielozadaniowy powinien posiadać jeden silnik oraz być jednomiejscowy (pilotowanie wspomagane miało być przez zintegrowany system awioniczny). Połączenie programów CALF i JAST wymuszało opracowanie- na bazie jednego płatowca- kilku wersji samolotu różniących się przede wszystkim układem napędowym, dostosowanym do wymogów różnych odbiorców. Uznano, że przy ówczesnym stanie zaawansowania techniki i technologii lotniczej oraz elektroniki możliwe jest zbudowanie jednego samolotu w odmianach konwencjonalnego startu i lądowania CTOL (Conventional Take-Off and Landing) dla USAF, pokładowego CV (Carrier Variant) dla US Navy, a także krótkiego startu i pionowego lądowania STOVL (Short Take-Otf and Vertical Landing) dla USMC, Royal Air Force oraz Royal Navy. W związku z tym, że amerykański DoD wymagał opracowania czterech koncepcji myśliwca, zdecydowano, że zostaną wybrane dwa konkurujące ze sobą projekty, a każdy z nich będzie miał dwie wersje: klasyczną operującą z lotnisk i okrętów z pokładem lotniczym oraz z układem napędowym pozwalającym na pionowy start i lądowanie.
Przyjęto założenie jak największej unifikacji podzespołów trzech planowanych wersji samolotu. Zakładano, że różnice między wersjami będą dość istotne, mimo zachowania zewnętrznego podobieństwa samolotów. Najprostsza konstrukcyjnie miała być odmiana dla sil powietrznych, odmiana pokładowa powinna mieć wzmocnioną konstrukcję, zmodyfikowane podwozie umożliwiające start z katapulty i dynamiczne hamowanie oraz składane skrzydła o zwiększonej rozpiętości pozwalające uzyskać mniejszą prędkość lądowania. Odmiana krótkiego startu i pionowego lądowania miała posiadać płatowiec zbliżony do wersji klasycznej, ale mieć najbardziej zaawansowaną konfigurację napędu. Samolot miał być napędzany silnikiem nowej generacji: Pratt & Whitney F119 o ciągu 155,7 kN lub General Electric YF120 o ciągu 160 kN. Ten ostatni to zbudowany od podstaw awangardowy silnik o zmiennym stosunku obiegu zimnego do gorącego, tj. VCT (Variable Cycle Technology). Ostatecznie wybrano tę pierwszą opcję, YF120 znajdował się bowiem we wcześniejszym stadium opracowania.
Wspólne dla wszystkich potencjalnych odbiorców wymagania dotyczyły zintegrowanej awioniki z nowoczesnymi sensorami umożliwiającej realizację przez samolot zadań w środowisku sieciocentrycznym, obniżonej wykrywalności (technologia stealth) oraz bardzo wysokiej zwrotności, m.in. dzięki silnikowi z dyszą wylotową z kierowaniem wektorem ciągu. Ten ostatni wymóg z czasem złagodzono, uznając, że wystarczy zwrotność na poziomie F-16, którą JSF miał osiągać bez sterowania wektorem ciągu w locie. Podstawowe środki bojowe miały być przenoszone w wewnętrznych komorach uzbrojenia. Standardowym uzbrojeniem samolotu miały być nowe typy rakiet i bomb kierowanych. W 1994 roku przyjęto, że cena samolotu w wersji dla USAF nie może przekroczyć 30 mln USD, dla USMC - 32 mln USD, a dla US Navy- 34 mln USD.
W grudniu 1995 r. do konkursu stanęły cztery zespoły konstrukcyjne z firm Boeing, McDonnell Douglas, Northrop Grumman oraz Lockheed. Propozycje dość istotnie różniły się konfiguracją płatowca i napędu, podyktowanymi wyborem innego układu silnikowego dla wersji STOVL. Boeing zaproponował samolot napędzany silnikiem z ruchomymi dyszami wylotowymi, Northrop Grumman opracował projekt z pionowym silnikiem pomocniczym o ciągu 70 kN, umieszczonym za kabiną (odmiany bez silnika miały w tym miejscu mleć dodatkowy zbiornik paliwa) i silnikiem głównym z dodatkowymi dyszami, McDonnell Douglas zaprojektował układ z pionową turbiną umieszczoną za kabiną i napędzaną częścią gazów odprowadzanych od silnika głównego, który miał ruchome dysze wylotowe, a Lockheed przedstawił koncepcję z wentylatorem nośnym napędzanym przez wał, odprowadzający część mocy silnika głównego, posiadającego jedną ruchomą w pionie dyszę wylotową (system SDLF- Shaft Driven Lift Fan).
W marcu 1996 r. nazwę programu JAST zmieniono na Joint Strike Fighter (JSF), co było oznaką przejścia do etapu projektowania demonstratora konstrukcji- CDP (Concept Demonstration Phase), która trwała do października 2001 r. Wstępne zamówienie amerykańskie szacowano na 1800 samolotów dla USAF, 700 dla USMC i 300 dla US Navy, Wielka Brytania planowała zakup od 50- 100 nowych maszyn. W 1996 r. zakładano, że na cały program JSF należy wydać 219 mld USD.
W lipcu 1995 r. z rywalizacji wycofał się Northrop Grumman, którego koncepcję z turbiną napędzaną gazami wylotowymi przejął McDonnell Douglas. Ta ostatnia firma z kolei niedługo później połączyła siły z firmą Boeing. W listopadzie 1996 r. w konkursie pozostały dwa zespoły konstruktorskie:
- Boeing, współpracujący z McDonnell Douglas, z projektem X-32. W odmianie skróconego startu i pionowego lądowania, miał silnik, z którego gazy wylotowe były kierowane na zewnątrz przez obracane dysze, umieszczone w środku ciężkości samolotu, po jednej na każdym boku kadłuba,
- Lockheed Martin, kooperujący z Northrop Grumman i British Aerospace z samolotem X-35. Konstrukcja w wersji STOVL miała wentylator nośny napędzany wałem od silnika głównego. Koncern Lockheed Martin początkowo forsował projekt oznaczony "230- 2" ze skrzydłami trapezowymi i usterzeniem przednim typu "kaczka", jednak jeszcze w 1996 r. zmieniono je na klasyczne, o obrysie zbliżonym do stateczników poziomych F-22A. Projekt posiadał oznaczenie "230- 3".
Podstawowym celem programu JSF było opracowanie trudno wykrywalnego dla radarów, wielozadaniowego samolotu bojowego, charakteryzującego się niskim kosztem jednostkowym. Porównywalna z maszynami poprzedniej generacji cena myśliwca miała być osiągnięta dzięki masowej produkcji i znacznej unifikacji konstrukcji wszystkich wersji CTOL, CV i STOVL. W latach 1996- 1998, na etapie projektowania demonstratora konstrukcji CDP, przeprowadzono uzgodnienia wymogów operacyjnych JSF w ramach JIRD (Joint Interim Requirement Document). US Navy wymagała powiększenia komór uzbrojenia, tak aby zmieściły się w nich bomby kierowane wagomiaru co najmniej 908 kg i znacznego wzmocnienia konstrukcji płatowca, a wersja dla USMC nie miała mieć integralnego działka pokładowego. Również marynarka wojenna była inicjatorem montowania zintegrowanego optoelektronicznego systemu wykrywania i śledzenia celów na każdym samolocie. Od początku projektu zakładano także, że nie powstanie dwumiejscowa wersja szkolna samolotu, a do doskonalenia pilotów maszyn będą służyć zaawansowane symulatory lotu oraz sprzężenie jednoosobowego samolotu pilotowanego przez ucznia ze specjalnym instruktorskim stanowiskiem naziemnym.
W 1998 r. założono, że wyprodukowane zostanie co najmniej 3000 nowych samolotów JSF - głównie dla Stanów Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii, najbardziej optymistyczne szacunki przewidywały produkcję do 2040 r., ok. 5000- 6000 egz. Miało to być 1763 samolotów dla USAF, 480 maszyn dla US Navy, 609 egzemplarzy dla USMC, 90 samolotów dla RAF i 60 maszyn dla Royal Navy. Jednak w latach 1996- 1999, wskutek rosnących różnic między wersjami, wzrosły docelowe ceny jednostkowe myśliwców: wersja CTOL miała kosztować 30 mln USD, STOVL- 38 mln USD, a pokładowa- 41 mln USD.
Od stycznia 1997 r. do lutego 1998 r. oba zespoły konstrukcyjne prowadziły prace nad opracowaniem i badaniem elementów samolotów, w tym testy wytrzymałościowe konstrukcji, a także pomiary skutecznej powierzchni odbicia na specjalnie skonstruowanych modelach płatowca w skali naturalnej. Demonstratory firmy Boeing otrzymały oznaczenie Boeing X-32A dla wersji CTOL i CV oraz X-32B dla wersji STOVL, a firmy Lockheed Martin - Lockheed Martin X-35A dla odmiany konwencjonalnej, X-35B - dla STOVL oraz X-35C w wariancie pokładowym. Początkowo dla wszystkich prototypów, uczestniczących w konkursie, zaplanowano oznaczenie X-32. Budowę płatowców X-35A rozpoczęto w lutym 1999 r., a X-32A w kwietniu 1999 r. Oba zespoły konstrukcyjne wybrały jako napęd silnik Pratt & Whitney F119. Dla firmy Lockheed oznaczone F-119-611C (FX-661) w odmianie klasycznej i F-119-611S (FX-662) w wersji STOVL, a dla koncernu Boeing, oznaczone F-119-614.
Samolot demonstracyjny Lockheed X-35A swój inauguracyjny lot w konfiguracji konwencjonalnej CTOL odbył 24.10.2000 r. Pod koniec tego roku został przebudowany do wersji STOVL (X-35B) z wentylatorem nośnym, wzbił się w powietrze 23.06.2001 r. Drugi egzemplarz w wersji dla US Navy oznaczonej X-35C, swój pierwszy lot odbył 16.12.2000 r. Przewidywana w 2000 r. cena myśliwca miała kształtować się na poziomie ok. 40 mln USD, w porównaniu z zakładanymi podczas uruchomienia programu 28- 34 mln USD. Problem znacznego wzrostu kosztów programu- obok zwiększenia zakładanej masy- był i jest największą bolączką producenta i odbiorców nowego myśliwca.
Przy projektowaniu samolotu, który ma służyć w różnych rodzajach wojsk i mieć różne właściwości, konieczne były kompromisy i maksymalna jego unifikacja w celu redukcji kosztów. Pewne rozwiązania musiały jednak być odmienne dla każdego z wariantów. JSF dla USN i USMC otrzymały z prawej strony przodu kadłuba składane końcówki instalacji do uzupełniania paliwa w locie za pomocą przewodu miękkiego, maszyny dla USAF natomiast na grzbiecie kadłuba za kabiną gniazdo do tankowania przewodem sztywnym.
JSF miał być samolotem trudno wykrywalnym, podjęto zatem kroki w celu zmniejszenia wykrywalności maszyny przez radary o różnych przedziałach częstotliwości pracy- służyć miały temu m.in. konfiguracja aerodynamiczna płatowca, zastosowanie kompozytów w konstrukcji płatowca, kształt wlotów powietrza do silnika, zmniejszenie ilości demontowanych paneli luków obsługowych. Zasadniczym miejscem dla sensorów miał być MFNA (Multi Function Nose Array), czyli modułowa dziobowa sekcja samolotu, w której zamierzano zintegrować antenę główną radaru i system IFF, czujniki optoelektroniczne, anteny systemów łączności i walki elektronicznej. System radiolokacyjny miał być rozbudowany w przyszłości o anteny dodatkowe, wbudowane w strukturę poszycia płatowca i zapewniające znaczne zwiększenie zakresu kątów przeszukiwania przestrzeni. Dla JSF projektowano także system poszukiwana w podczerwieni DAIRS, składający się z sześciu modułów o rozproszonej architekturze rozmieszczonych na poszyciu samolotu. DAIRS miał być przeznaczony do poszukiwania, śledzenia i wskazywania celów, ostrzegania o ataku rakietowym, nawigacji w lotach na małej wysokości. Istotną rolę w walce powinny pełnić rozbudowane środki transmisji danych kodowanych, odporne na zakłócenia, umożliwiające wymianę danych między innymi sojuszniczymi samolotami bojowymi, maszynami AWACS, Joint STARS i stanowiskami naziemnymi. Ułatwieniem obsługi samolotu miał być układ prognostyki i zarządzania kontrolą stanu statku powietrznego AVPHM (Air Vehicle Prognostics and Health Management), diagnozujący i prognozujący stan komponentów w celu rozpoznawania symptomów zbliżającej się awarii w czasie rzeczywistym. Kabina pilota miała zostać wyposażona w trzy barwne, ciekłokrystaliczne monitory i boczny drążek sterowy, a pilot w hełm z wyświetlaczem.
Jako uzbrojenie stałe wersji konwencjonalnej przewidziano integralnie zabudowane jednolufowe działko GAU-12 kal. 25 mm lub BK-27 kal. 27 mm. W wersji dla USAF miało być wbudowane w drzwi komory uzbrojenia i strzelać przez specjalny otwór w poszyciu kadłuba. Maszyna w wersji STOVL miała nie posiadać stałego uzbrojenia i przenosić uzbrojenie strzeleckie w zasobniku podkadłubowym. Standardowy zestaw uzbrojenia miał być przenoszony dwóch komorach bombowych i obejmować dwie bomby kierowane wagomiaru 900 kg i dwie rakiety powietrze- powietrze, odmiana STOVL miała być zdolna do przenoszenia dwóch bomb o masie 450 kg. W przypadku rezygnacji z własności stealth, zakładano montaż czterech belek podskrzydłowych z zamkami wielofunkcyjnymi. Udźwig belek wewnętrznych przewidziano na 2500 kg, zewnętrznych- na 1200 kg. Łącznie w konfiguracji z podwieszeniami zewnętrznymi JSF powinien przenosić ponad 7700 kg uzbrojenia.
W dniu 26.10.2001 r. ogłoszono, że zwycięzcą w konkursie JSF został samolot Lockheed Martin X-35. Przyszły myśliwiec sił zbrojnych USA otrzymał oznaczenie Lockheed Martin F-35. Równocześnie podpisano kontrakt na fazy badawczo- rozwojowe SDD {System Development and Demonstration). Cena jednostkowa maszyn dla USAF i USMC miała wynosić ok. 40 mln USD, a samolotów pokładowych dla marynarki wojennej - poniżej 50 mln USD. Międzynarodowymi partnerami tego etapu projektu zostały Australia, Dania, Holandia, Kanada, Norwegia, Turcja, Wielka Brytania i Włochy. Ponadto udział finansowy w programie miały Izrael i Singapur. W tym czasie planowano, że F-35A będą zastępować w jednostkach USAF maszyny F-16 od 2013 r. i szturmowe A-10C "Thunderbolt II" od 2028 r. Siły powietrzne USA planowały zakup 1763 egz. F-35A, dla USMC miało powstać 320 egz. F-35B, US Navy planowała natomiast wprowadzenie do służby 480 samolotów F-35C. RAF i Royal Navy oczekiwały odpowiednio 90 i 60 maszyn. Pierwszy egzemplarz wdrożeniowy F-35 miał być oblatany w 2004 r., a dostawa pierwszej seryjnej maszyny miała nastąpić w 2007 r. W 2004 r. cena jednostkowa samolotu klasycznego wzrosła do 45 mln USD, 60 mln w przypadku F-35B i 55 mln w odmianie pokładowej F-35C.
Podstawowym problemem technicznym był wzrost masy płatowca przekładający się na osiągi maszyny, w szczególności odmiany krótkiego startu i pionowego lądowania, posiadającej najbardziej skomplikowany i najcięższy układ napędowy. Prace nad ograniczeniem masy płatowca były one przyczyną znacznego spowolnienia programu i wydłużania terminów planowanych etapów prac nad samolotem. Kilkukrotnie postulowano nawet zamknięcie projektu wersji F-35B z uwagi na znaczny wzrost kosztów.
W 2005 r. szacowano, że cena jednostkowa maszyny wyniesie aż 100 mln USD. Obniżono stopień unifikacji wersji, aby zmniejszyć koszt jednostkowy, przesunięto pierwsze dostawy samolotów seryjnych o trzy lata, do 2013 r. Ustalono także, że łączna produkcja samolotów dla wszystkich odbiorców partycypujących w kosztach programu wyniesie 2593 egz. Pojawił się również projekt dwumiejscowej odmiany walki elektronicznej EF-35B, z której ostatecznie zrezygnowano. W 2006 r. powstał także projekt wersji bezzałogowej oraz opcjonalnie pilotowanej.
10.02.2006 r. dokonano uroczystego roll-out pierwszego demonstracyjnego egzemplarza Lockheed Martin F-35A, a 9.07.2006 r. ogłoszono, że samolot będzie miał nazwę "Lightning II". Ostatecznie ustalona konfiguracja aerodynamiczna F-35 otrzymała oznaczenie "240-4". Samolot miał wydłużony i poszerzony kadłub, w celu zwiększenia objętości wykorzystanej m.in. na wyposażenie awioniczne. Maszyna wykonała swój pierwszy lot 15.12.2006 r. Pierwszy lot prototyp wersji F-35B wykonał 11.06.2008 r., a pokładowy F-35C- 6.06.2010 r. Łącznie zbudowano jeden demonstrator technologii, 13 samolotów prototypowych i sześć płatowców do prób naziemnych.
W dniu 23.12.2008 r. zaprezentowano pierwszy prototypowy egzemplarz F-35A (AF-01) o zoptymalizowanej masie konstrukcji. Pozostałe samoloty tej wersji (AF-02 do AF-04) zbudowano w latach 2010- 2011, ostatni z tych egzemplarzy miał kompletny system awioniki i wyposażenia pokładowego oraz pierwszą wersję oprogramowania. Pięć prototypów odmiany STOVL (BF-01 do BF-05) przekazano do testów w latach 2008- 2010. Wersja pokładowa F-35 miała cztery prototypy (CF-02, CF-03 i CF-05), a pierwszy produkcyjny CF-06 trafił do służby dopiero w grudniu 2012 r.
W 2009 r. łączny koszt programu myśliwca podwyższono do 299 mld, co oznaczało, że cena jednostkowa mogła wzrosnąć nawet do ok. 94- 122 mln USD. W 2010 r. oceniano już, że bez wdrożenia działań naprawczych, w najbardziej pesymistycznym wariancie cena jednostkowa gotowego do lotu F-35 wzrośnie z 89 mln USD do ok. 200 mln USD. W 2011 r. cena jednostkowa samolotu w produkcji małoseryjnej wyniosła 207 mln USD, a po wliczeniu kosztów fazy badawczo- rozwojowej aż 304 mln USD ! Jednocześnie realizowano program prób maszyn prototypowych i seryjnych, w tym przeprowadzono pierwsze loty z pionowym startem i lądowaniem wersji F-35B, próby z użyciem katapulty odmiany pokładowej oraz tankowania w powietrzu F-35A z maszyn McDonnell Douglas KC-10 "Extender" i Boeing KC-135 "Stratotanker". W styczniu 2012 r. szacowano, że łączny koszt programu wzrósł, po raz kolejny, do 323 mld USD.
W celu uniknięcia dalszych opóźnień DoD zaakceptował obniżenie osiągów maszyn, tj. zredukowany promień bojowy F-35A oraz dłuższe rozbieg i dobieg F-35B w konfiguracji STOL. W 2013 i 2014 r. osiągnięto znaczny postęp we wdrażaniu samolotu do służby, przeprowadzono cykl prób z katapultą elektromagnetyczną EMAIS (Electromagnetic Aircraft Lauch System), testy zrzutu uzbrojenia, w tym pocisków Raytheon AIM-120 AMRAAM, bomb GBU-12 "Paveway II", GBU-32 JDAM, GBU-39 SOB, a w październiku 2015 r. F-35A po raz pierwszy strzelał w powietrzu z działka pokładowego. Dane finansowe z 2014 r. wykazały, że po raz pierwszy od początku produkcji cena jednostkowa spadła poniżej 100 mln USD.
F-35 "Lightning II" to naddźwiękowy myśliwiec piątej generacji o obniżonej sygnaturze radarowej i cieplnej. Maszyna została zaprojektowana w trzech zasadniczych wariantach konstrukcyjnych, po to by zminimalizować koszty produkcji, utrzymania i projektowania. F-35 ma realizować zadania według CONOPS (Concept ot Operation) sieciocentrycznego środowiska załogowych i bezzałogowych systemów walki - Network Centric Warfare (NCW)- które dzięki zautomatyzowanej sieci informacyjnej Integruje w jeden system wszystkie wykorzystywane systemy ISR (Intelligence, Surveillance and Reconnaissance) oraz systemy (platformy) uzbrojenia. F-35 przeznaczony jest do wykonywania następujących zadań: obezwładnienie bądź niszczenieobrony powietrznej przeciwnika, ofensywne działania w ramach walki o przewagę w powietrzu, wymiatanie, defensywne działania przeciwko wojskom lotniczym lub obrona przed pociskami samosterującymi, lotnicza izolacja rejonu działań bojowych, bezpośrednie wsparcie lotnicze oraz prowadzenie rozpoznania i obserwacji. Wszystkie wersje F-35 osiągają prędkość maksymalną ok. Ma = 1,6. Przekraczanie prędkości dźwięku jest możliwe bez użycia dopalacza.
F-35 "Lighting II" jest pierwszym samolotem bojowym, w którym dane z sensorów są zbierane i przetwarzane w zintegrowany obraz sytuacji taktycznej stanowiący fuzję informacji generowanych przez systemy rozpoznawcze samolotu i odbieranych z zewnątrz. Umożliwia to śledzenie, identyfikację i klasyfikację celów wokół samolotu niezależnie od wykonywanych przez pilota czynności, może on skupić się na pilotażu, a system informuje go m.in. o zagrożeniach. Jednocześnie F-35 przesyła własne dane do innych platform poprzez szerokopasmowe kodowane lub dostępowe łącza.
Głównym producentem I dostawcą samolotu jest koncern Lockheed Martin Corporation. Najważniejszymi poddostawcami są BAE Systems, Northrop Grumman oraz Pratt & Whitney (producent silnika) Rolls-Royce (dostawca wentylatora nośnego wersji STOVL).
Konstrukcja.
Jednomiejscowy średniopłat o konstrukcji mieszanej. Materiałami konstrukcyjnymi są stopy tytanu i aluminium oraz kompozyty (w tym włókna szklane i węglowe oraz żywice epoksydowe), udział kompozytów wynosi 35 % masy płatowca. Własności stealth zostały zapewnione poprzez kształty samolotu, zminimalizowanie ilości luków i demontowalnych paneli pokrycia oraz wypełnienie szczelin pomiędzy nimi a poszyciem samolotu.
Wersja F-35C (CV), przeznaczona do operowania z lotniskowców, otrzymała skrzydła o większej powierzchni, ze składanymi hydraulicznie końcówkami.
Kabina zakryta, ciśnieniowa, wyposażona w fotel wyrzucany US16E, klasy zero-zero z osprzętem ratunkowym i przetrwania.
Usterzenie tylne ze zdwojonym usterzeniem pionowym. Wersja F-35C (CV) otrzymała większe usterzenie poziome.
Podwozie trójpodporowe, chowane w locie. Podwozie każdej z wersji F-35 ma zupełnie inną konstrukcję, wykorzystując około 10% wspólnych części. Jako materiału konstrukcyjnego użyto specjalnych stopów stali, tytanu i materiałów kompozytowych. Koła główne wersji F-35A umieszczono na pojedynczych goleniach, koło przednie na półwidelcu. Podwozie wersji STOVL ma podobną konstrukcję jak w F-35A, ale zbudowane jest z lżejszych materiałów. Odmiana pokładowa F-35C ma wzmocnioną konstrukcję podwozia i hak do zaczepu katapulty na przedniej goleni. Norweskie F-35A mają spadochron hamujący.
Uzbrojenie:
- F-35A- czterolufowe działko w układzie Gatlinga GAU-22/U kal. 25 mm, o napędzie elektrycznym, zamontowane wewnątrz płatowca. Łączny udźwig uzbrojenia w komorach wewnętrznych- 1588 kg, po zamontowaniu wszystkich zewnętrznych belek podwieszeń- 8165 kg,
- F-35B- posiada mniejsze komory wewnętrzne uzbrojenia, przez co nie może w nich przenosić części dedykowanych środków bojowych. Nie ma stałego uzbrojenia strzeleckiego, ale może przenosić pod kadłubem zasobnik z działkiem GAU-22/U kal. 25 mm,
- F-35C- nie ma uzbrojenia pokładowego, ale może przenosić podkadłubowy zasobnik z działkiem GAU-22/U kal. 25 mm. Komory wewnętrzne uzbrojenia są takie same, jak w wersji F-35A.
Przenoszone w komorach lub podwieszone uzbrojenie stanowią pociski powietrze-powietrze Raytheon AIM-9 "Sidewinder" Block 1, AIM-120C-5 AMRAAM oraz bomby kierowane GBU-32 JDAM. Pociski powietrze- powietrze w komorach wewnętrznych przenoszone są na wy rzutnikach pneumatycznych LAU-147/A, a na podwieszeniach zewnętrznych- na zamkach LAU-146/A, z kolei środki bojowe do niszczenia celów naziemnych są podwieszane na zamkach BRU-68/A i belkach wielozamkowych BRU-61/A. Pociski "Sidewinder" Block 1 mogą być podwieszane jedynie pod skrzydłami, wersja Block 2 ze zmodyfikowaną głowicą będzie przystosowana do odpalania z komór wewnętrznych. Samoloty w wersji STOVL są wyposażone w zamki BRU-67/A dostosowane do mniejszych komór uzbrojenia. Za cenę utraty własności stealth F-35 można podwieszać uzbrojenie i zbiorniki dodatkowe na czterech węzłach podskrzydłowych, dwóch pod końcami płatów i jednym podkadłubowym, w tym przypadku na podwieszeniach zewnętrznych również F-35B będzie mógł przenosić pełną gamę zintegrowanego z samolotem uzbrojenia. Docelowo z samolotem zintegrowana ma być szeroka gama bomb i pocisków rakietowych, w tym powietrze-powietrze: AIM-132 ASRAAM i "Meteor", powietrze- powierzchnia: GBU-12 "Paveway II", GBU-31/38 JDAM, GBU-39 SDB, SDB-53/B SDBII, CBU-103/105 WCMD, Raytheon AGM-154A/B JSOW, SPEAR 2 Block 1, SPEAR 3. powietrze- woda: AGM-158C LRASM, Kongsberg NSM oraz pociskami manewrującymi AGM-158A/B JASSM, MBDA "Storm Shadow" i Stand-Off Missile. Do zadań zwalczania obrony powietrznej przeciwnika F-35 mają być wyposażone w rakiety przeciwradiolokacyjne AGM-88E AARGM oraz podwieszane zasobniki rozpoznawcze i walki elektronicznej. Brak informacji w kwestii dostosowania wersji F-35A do przenoszenia bomb jądrowych B61-12.
Wyposażenie.
W układzie sterowania samolotu zastosowano system z elektrohydrostatycznymi mechanizmami wykonawczymi EHA (Electrobydrostatic Actuator) działający na zasadzie power-by-wire.
Płatowiec posiada trzy niezależne od układu napędowego jednostki zasilania z akumulatorami, umożliwiające rozruch silnika, instalacji i wyposażenia pokładowego, połączone w system IPP (Integrated Power Package).
F-35A posiada gniazdo do uzupełniania paliwa w powietrzu za pomocą przewodu sztywnego (kanadyjska odmiana CF-35- wysuwana sonda do tankowania przewodem giętkim). Wersje F-35B i F-35C wyposażone są w chowaną sondę do tankowania w powietrzu z elastycznych przewodów.
Wyposażenie radioelektroniczne.
Impulsowo- dopplerowski radar Northrop Grumman AN/APG-81 z aktywną anteną elektroniczną (AESA) zbudowaną z sieci ponad 2000 modułów nadawczo- odbiorczych. Oprogramowanie radaru umożliwia działania w trybach: reżimu walki powietrznej, dla atakowania celów powierzchniowych (w tym celów morskich), walki elektronicznej, nawigacyjne i rozpoznania pogodowego. Radar ma także tryb mapowania o wysokiej rozdzielczości. W trybie walki elektronicznej radiolokator współpracuje ze zintegrowanym z nim systemem WRE AN/ASQ-239, który wykorzystuje antenę stacji radiolokacyjnej jako nadajnik zakłóceń wysokiej mocy lub odbiornik rozpoznawczy.
Optoelektroniczny system AN/AAQ-4C EOTS (Electro- Optical Targeting System), zabudowany pod dziobem maszyny. EOTS integruje dalmierz laserowy ze znacznikiem podsystem obserwacyjny w podczerwieni FLIR, IRST oraz układ przetwarzający mierzone koordynaty współpracujący.
System walki elektronicznej AN/ASQ- 239 Barracuda EW, który obejmuje odbiornik ostrzegawczy o opromieniowaniu wiązką radiolokacyjną z funkcjami śledzenia i analizy emisji oraz identyfikacji typu radaru i podsystem zakłócania w paśmie elektromagnetycznym i w podczerwień. Posiada zespół 10 anten, z tego sześć na krawędzi natarcia skrzydeł, dwie na krawędzi spływu i dwie na statecznikach pionowych. System współpracujący z innymi elementami zintegrowanej awioniki służy do rozpoznania elektronicznego SIGINT oraz zakłócania emiterów elektromagnetycznych przeciwnika.
Dookolną ochronę samolotu w pełnym zakresie zapewniać ma AN/AAQ-37 DAS (Distributed Aperture System), którego zadaniem jest wykrywanie i śledzenie obiektów powietrznych, w tym odpalonych pocisków rakietowych, ale również generowanie obrazu przestrzeni wokół samolotu, który przesyłany do hełmu, daje pilotowi obraz całej 360- stopniowej sfery oraz możliwość patrzenia przez podłogę i kadłub w dół i do tylu.
Integrację samolotu z sieciocentrycznym otoczeniem zapewnia układ AN/ ASQ-242 CNI (Communications, Navigation and Identification), który zarządza dwukierunkowym kodowanym łączem danych o dużej przepustowości MADL {Multifunction Advanced Data Link), niekodowanym łączem TADIL-J/Link-16, interrogatorem i transponderem systemu IFF, radiostacjami pokładowymi, radiowysokościomierzem, odbiornikiem GPS. układami nawigacyjnymi i lądowania ILS/TACAN oraz JPALS (Joint Precision Approach and Landing System). Dodatkowo wersja F-35C posiada system precyzyjnego lądowania na lotniskowcu ACLS.
W kabinie pilota znajdują się dwa panoramiczne wyświetlacze wielofunkcyjne PCD (Panoramie Cockpit Display). Każdy PCD składa się z dwóch paneli ciekłokrystalicznych o rozdzielczości 1280 x 1024 pikseli. Na wyświetlaczach prezentowane są informacje o pracy systemów samolotu i silnika, uzbrojenia, układach ostrzegawczych, a także dane lotu, nawigacyjne, IFF oraz informacje taktyczne o sytuacji w powietrzu i na ziemi. Pilot posiada hełm HMDS (Helmet-Mounted Display System) Gen 2 z kamerą i panoramicznym wyświetlaczem przeziernym, na którym prezentowane są informacje taktyczne.
Sterowania samolotem wykonane w układzie HOTAS, na lewej konsoli znajduje się manetka sterowania ciągiem silnika, na prawej drążek sterowy, oba z mechanizmami generowania sil działających na ręce pilota w zależności od położenia maszyny i wykonywanego manewru. Większość trybów pracy układów płatowca i awioniki jest uruchamiana i zmieniana za pomocą dotknięcia ekranu PCD lub głosowo, przy użyciu systemu rozpoznawania mowy DVI.
Silnik- dwuprzepływowy, turboodrzutowy o wysokim stopniu dwuprzepływowości Pratt & Whitney F135. Silnik dla wersji poszczególnych wersji jest oznaczony:
- F-35A- F135-PW-100, o ciągu max bez dopalacza 124,55 kN oraz 191,3 kN na trzecim stopniu dopalania,
- F-35B- F135-PW-600. Samolot posiada szerszy przekrój przedniej części kadłuba samolotu, który mieści wentylator wspomagający manewry w pionie i zawisie. Silnik ma dyszę wylotową 3BSM (Three Bearing Swivel Module), zbudowaną z trzech tytanowych modułów i obracaną hydraulicznie w zakresie kątów -5° / +90°. Za kabiną pilota znajduje się komora, w której zamontowano położony poziomo wentylator LiltFan o średnicy wlotu 1270 mm, składający się z dwóch przeciwbieżnych wirników z łopatami z tytanu. Wentylator napędzany jest przez wał, przekładnię stożkową i mechaniczne sprzęgło od silnika. LiltFan ma układ wylotowy VAVB (Variable Area Vane Box) do sterowania z ruchomymi żaluzjami. Wlot powietrza do wentylatora za kabiną pilota jest zamykany klapą, a na dolnej powierzchni kadłuba zamontowano otwierane dwuskrzydłowe luki chroniące wylot. Powietrze do silnika F135 w czasie zawisu i manewrów STOVL jest pobierane poprzez wlot AAID (Auxiliary Air Inlet Doors) znajdujący się za wentylatorem na grzbiecie kadłuba pod skrzydłami, obok komór podwozia, znajdują się dwie dysze kierunkowe Roll Post do manewrowania samolotem w zawisie, połączone z silnikiem i sterowane hydraulicznie. Cały system sterowany jest przez dwa systemy- cyfrowy układ sterowania silnikiem FADEC oraz dodatkowy układ komputerowy, który w zależności od prędkości lotu rozkłada ciąg gazów wylotowych oraz powietrza na główną dyszę silnika, wentylator i dysze kierunkowe. Jeżeli w zawisie maksymalny ciąg silnika wynosi 180,8 kN, to jego rozkład wynosi po 83,1 kN na dyszę silnika i na wentylator oraz 14,6 kN na podskrzydłowe dysze Roli Post,
- F-35C- F135-PW-400.
Dane techniczne F-35A (wg [7]):
Rozpiętość- 10,7 m, długość- 15,4 m, wysokość- 4,3 m, powierzchnia nośna- 42,7 m2.
Masa własna- 13 200 kg, masa całkowita max- 31 800 kg.
Prędkość max- ok. Ma= 1,6, pułap max- 15 240 m, zasięg z paliwem wewnętrznym- 2220 km, promień działania z paliwem wewnętrznym- 1135 km.
Dane techniczne F-35B (wg [7]):
Rozpiętość- 10,7 m, długość- 15,4 m, wysokość- 4,3 m, powierzchnia nośna- 42,7 m2.
Masa własna- 14 700 kg, masa całkowita max- 27 300 kg.
Prędkość max- ok. Ma= 1,6, pułap max- 15 240 m, zasięg z paliwem wewnętrznym- 1670 km, promień działania z paliwem wewnętrznym- 869 km.
Dane techniczne F-35C (wg [7]):
Rozpiętość- 13,1 m, długość- 15,5 m, wysokość- 4,3 m, powierzchnia nośna- 62,1 m2.
Masa własna- 15 800 kg, masa całkowita max- 31 800 kg.
Prędkość max- ok. Ma= 1,6, pułap max- 15 240 m, zasięg z paliwem wewnętrznym- 2540 km, promień działania z paliwem wewnętrznym- 1141 km.
Część II- Zastosowanie. W Polsce.
Galeria
Źródło:
[1] Szulc T. ”Lockheed Martin JSF”. Nowa Technika Wojskowa nr 7 i 8/1999.[2] Brzeg-Wieluński S. ”Pilot i F-16 dla Polski”. Lotnictwo nr 12/2005.
[3] Bartoszcze J., Kutnik S. ”JSF F-35- co nowego w programie”. Lotnictwo nr 4/2003.
[4] Głowacki B., Sobczak G. ”JSF- Jedyny Samolot Frontowy?” Nowa Technika Wojskowa nr 5/2000.
[5] (ŁP) ”F-35 coraz bliżej Izraela”. Nowa Technika Wojskowa nr 8/2009.
[6] ”Australia zatwierdza zakup pierwszych F-35A Lightning II”. Lotnictwo nr 1/2010.
[7] Gryzik J. "Lockheed Martin F-35 Lightning II". Lotnictwo nr 12/2015.