Lockheed Martin F-35 Lightning II

Lockheed Martin F-35 Lightning II является американской семьей одномандатный одномоторным, всепогодного Stealth многоцелевых боевых самолетов , который предназначен для выполнения как в воздухе и ударные задачи. Он также может обеспечивать средства радиоэлектронной борьбы и разведки, наблюдения и разведки . Lockheed Martin является основным подрядчиком F-35 вместе с основными партнерами Northrop Grumman и BAE Systems . Самолет имеет три основных варианта: F-35A с обычным взлетом и посадкой (CTOL), с укороченным взлетом и с вертикальной посадкой.(STOVL) F-35B, и авианосный (CV / CATOBAR ) F-35C.

F-35 Lightning II
ВВС США F-35A
Роль	Стелс многоцелевой истребитель
национальное происхождение	Соединенные Штаты
Производитель	Локхид Мартин
Первый полет	15 декабря 2006 г . ; 14 лет назад (F-35A) ( 2006-12-15 )
Вступление	F-35B: 31 июля 2015 г. (USMC) [1] F-35A: 2 августа 2016 г. (USAF) [2] F-35C: 28 февраля 2019 г. (USN) [3]
Статус	В сервисе
Основные пользователи	Военно-воздушные силы США Корпус морской пехоты США ВМС США Королевские военно-воздушные силы См. Раздел « Операторы » для других
Произведено	2006 – настоящее время
Количество построенных	625+ на 1 апреля 2021 г. [4]
Разработано из	Локхид Мартин Х-35

Самолет происходит от Lockheed Martin X-35 , который в 2001 году победил Boeing X-32 и выиграл программу Joint Strike Fighter (JSF). Его разработка в основном финансируется Соединенными Штатами, а дополнительное финансирование поступает от стран-партнеров программы из НАТО и ближайших союзников США, включая Великобританию, Австралию, Канаду, Италию, Норвегию, Данию, Нидерланды и бывшую Турцию . ^{[5] [6] [7]} Несколько других стран заказали или рассматривают возможность заказа самолета. Программа вызвала много внимания и критики из- за беспрецедентного размера, сложности, чрезмерных затрат и значительных задержек доставки, при этом многочисленные технические недостатки все еще исправляются. ^{[N 1]} Стратегия приобретения, предусматривающая одновременное производство самолетов, пока он все еще находился в разработке и тестировании, привела к дорогостоящим изменениям конструкции и модернизации. ^{[9] [10]}

F-35B поступил на вооружение Корпуса морской пехоты США в июле 2015 года, за ним последовали F-35A ВВС США в августе 2016 года и F-35C ВМС США в феврале 2019 года. ^{[1] [2] [3]} F- 35 впервые был использован в боевых действиях ВВС Израиля в 2018 году . ^[11] США планируют закупить 2456 F-35 до 2044 года, которые будут составлять основную часть тактической авиации ВВС, ВМС и Корпуса морской пехоты США в течение нескольких десятилетий. ^[12] Планируется, что самолет будет эксплуатироваться до 2070 года. ^[13]

Истоки программы

F-35 был продуктом программы Joint Strike Fighter (JSF), которая представляла собой слияние различных программ боевых самолетов 1980-х и 1990-х годов. Одной из программ-прародителей была программа перспективного взлета / вертикальной посадки (ASTOVL) Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA), которая действовала с 1983 по 1994 год; ASTOVL стремился разработать замену Harrier Jump Jet для Корпуса морской пехоты США (USMC) и Королевского военно-морского флота Великобритании . В рамках одной из секретных программ ASTOVL, сверхзвукового истребителя STOVL (SSF), компания Lockheed Skunk Works провела исследование малозаметного сверхзвукового истребителя STOVL, предназначенного как для ВВС США (USAF), так и для морской пехоты США; Ключевой из исследованных технологий была система подъемных вентиляторов с приводом от вала (SDLF). Концепт Lockheed представлял собой одномоторный самолет типа « утка» в форме треугольника, весивший около 24 000 фунтов (11 000 кг) пустого. В 1993 году ASTOVL был переименован в Common Affordable Lightweight Fighter (CALF) и в нем участвовали Lockheed, McDonnell Douglas и Boeing . ^{[14] [15]}

В 1993 году программа Joint Advanced Strike Technology (JAST) появилась после отмены программ ВВС США по многоцелевым истребителям (MRF) и ВМС США (USN) Advanced Fighter-Attack (A / FX). MRF, программа относительно доступной F-16 замены, был сокращен и задерживается из - за после холодной войны оборона осанка ослабление F-16 использование флота и расширяя тем самым срок его службы, а также увеличение бюджета давления от F-22 программы . A / FX, первоначально известный как Advanced-Attack (AX), появился в 1991 году как продолжение программы Advanced Tactical Aircraft (ATA) для замены A-6 ; Получившийся в результате ATA A-12 Avenger II был отменен из-за технических проблем и перерасхода средств в 1991 году. В том же году прекращение производства Naval Advanced Tactical Fighter (NATF), ответвления программы USAF Advanced Tactical Fighter (ATF), направлено на замена F-14 привела к добавлению дополнительных истребителей к AX, который затем был переименован в A / FX. В условиях повышенного давления бюджета, Министерство обороны ' s (DoD) Bottom-Up Review (BUR) в сентябре 1993 года объявил отмен MRF, а А / FX, в применимому опыт привел к формирующейся программе Jast. ^[15] JAST не предназначался для разработки нового самолета, а скорее для разработки требований, развития технологий и демонстрации концепций перспективной ударной войны. ^[16]

По мере развития JAST к 1996 году возникла потребность в концептуальном демонстрационном самолете, который совпадет с этапом полномасштабного демонстрационного полета ASTOVL / CALF. Поскольку концепция ASTOVL / CALF, казалось, согласовывалась с уставом JAST, в 1994 году эти две программы были объединены под названием JAST, и теперь программа обслуживает ВВС США, ВМС США и ВМС США. ^[16] JAST был впоследствии переименован в Joint Strike Fighter (JSF) в 1995 году, после того как его представили Макдоннелл Дуглас, Northrop Grumman , Lockheed Martin , ^{[N 2]} и Boeing. Ожидается, что JSF в конечном итоге заменит большое количество многоцелевых и ударных истребителей в арсенале США и их союзников, включая Harrier, F-16, F / A-18 , A-10 и F-117 . ^[17]

Международное участие является ключевым аспектом программы JSF, начиная с участия Великобритании в программе ASTOVL. Многие международные партнеры, нуждающиеся в модернизации своих военно-воздушных сил, интересовались JSF. Великобритания присоединилась к JAST / JSF в качестве члена-учредителя в 1995 году и, таким образом, стала единственным партнером уровня 1 программы JSF; ^[18] Италия, Нидерланды, Дания, Норвегия, Канада, Австралия и Турция присоединились к программе на этапе демонстрации концепции (CDP), при этом Италия и Нидерланды были партнерами Уровня 2, а остальные - Уровня 3. Следовательно, самолет был разработан в сотрудничестве с международными партнерами и доступен для экспорта. ^[19]

Конкурс JSF

Boeing и Lockheed Martin были выбраны в начале 1997 года для CDP, а их концептуальные демонстрационные самолеты получили обозначения X-32 и X-35 соответственно; команда McDonnell Douglas была ликвидирована, а Northrop Grumman и British Aerospace присоединились к команде Lockheed Martin. Каждая фирма будет производить два прототипа летательных аппаратов, чтобы продемонстрировать обычный взлет и посадку (CTOL), взлет и посадку с авианосца (CV) и STOVL. ^{[N 3]} В конструкции Lockheed Martin будет использоваться работа над системой SDLF, проводимая в рамках программы ASTOVL / CALF. Ключевой аспект X-35, который обеспечил работу STOVL, система SDLF состоит из подъемного вентилятора в передней центральной части фюзеляжа, который можно активировать путем включения муфты, которая соединяет карданный вал с турбинами и, таким образом, увеличивает тягу от вертлюга двигателя. сопло. Также были приняты во внимание исследования предшествующих самолетов, включающих аналогичные системы, такие как Convair Model 200 , ^{[N 4]} Rockwell XFV-12 и Яковлев Як-141 . ^{[21] [22] [23]} В отличие от этого, в X-32 компании Boeing использовалась система прямого подъема, на которую турбовентиляторный турбореактивный двигатель можно было бы перенастроить при включении в работу STOVL.

Стратегия общности Lockheed Martin заключалась в замене SDLF варианта STOVL на топливный бак и заднее поворотное сопло на сопло с двумерным вектором тяги для варианта CTOL. ^{[N 5]} Это обеспечит идентичную аэродинамическую конфигурацию для вариантов STOVL и CTOL, в то время как вариант CV будет иметь увеличенное крыло, чтобы уменьшить посадочную скорость для восстановления носителя. ^[24] Из-за аэродинамических характеристик и требований к отбору авианосца от слияния JAST, проектная конфигурация должна основываться на обычном хвосте по сравнению с конструкцией «утка-дельта» от ASTOVL / CALF; в частности, обычная хвостовая конфигурация предлагает гораздо меньший риск восстановления несущей по сравнению с конфигурацией утки ASTOVL / CALF, которая была разработана без учета совместимости несущих. Это обеспечило большую общность между всеми тремя вариантами, поскольку цель общности все еще была важна на этом этапе проектирования. ^[24] Прототипы Lockheed Martin будут состоять из X-35A для демонстрации CTOL перед его преобразованием в X-35B для демонстрации STOVL и X-35C с большим крылом для демонстрации совместимости с CV. ^[25]

X-35A впервые поднялся в воздух 24 октября 2000 года и провел летные испытания на дозвуковые и сверхзвуковые летные качества, управляемость, дальность и маневренность. ^[26] После 28 полетов самолет был затем преобразован в X-35B для испытаний STOVL, с ключевыми изменениями, включая добавление SDLF, трехопорного поворотного модуля (3BSM) и каналов управления креном. X-35B успешно продемонстрирует систему SDLF, выполнив стабильное висение, вертикальную посадку и короткий взлет на расстоянии менее 500 футов (150 м). ^{[24] [27]} X-35C впервые поднялся в воздух 16 декабря 2000 года и провел полевые испытания авианосца. ^[26]

26 октября 2001 г. Lockheed Martin был объявлен победителем и получил контракт на разработку и демонстрацию системы (SDD); Отдельно компания Pratt & Whitney получила контракт на разработку двигателя F135 для JSF. ^[28] Обозначение F-35, которое не соответствовало стандартной нумерации Министерства обороны США, якобы было определено на месте руководителем программы генерал-майором Майком Хафом; это стало неожиданностью даже для Lockheed Martin, которая ожидала обозначения "F-24" для JSF. ^[29]

Дизайн и производство

Когда программа JSF перешла на этап разработки и демонстрации системы, конструкция демонстратора X-35 была изменена для создания боевого самолета F-35. Носовая часть фюзеляжа была удлинена на 5 дюймов (13 см), чтобы освободить место для бортового радиоэлектронного оборудования, в то время как горизонтальные стабилизаторы были перемещены на 2 дюйма (5,1 см) назад, чтобы сохранить баланс и управляемость. Сверхзвуковой воздухозаборник без дивертора изменился с четырехстороннего на трехсторонний обтекатель и был перемещен на 30 дюймов (76 см) назад. Секция фюзеляжа была более полной, верхняя поверхность приподнята на 1 дюйм (2,5 см) по средней линии для размещения отсеков вооружения. После обозначения прототипов X-35 три варианта получили обозначения F-35A (CTOL), F-35B (STOVL) и F-35C (CV). Главный подрядчик Lockheed Martin выполняет полную интеграцию систем, окончательную сборку и отладку (FACO), ^{[№ 6], в} то время как Northrop Grumman и BAE Systems поставляют компоненты для систем полета и планера. ^{[30] [31]}

Добавление систем истребителя прибавило веса. Больше всего выиграл F-35B, во многом благодаря решению 2003 года увеличить оружейные отсеки для унификации вариантов; Сообщается, что общий прирост веса составил до 2 200 фунтов (1000 кг), более чем на 8%, что привело к пропуску всех пороговых значений ключевых параметров производительности (KPP) STOVL. ^[32] В декабре 2003 г. была сформирована группа по весовой атаке STOVL (SWAT), чтобы уменьшить прибавку в весе; Изменения включали в себя большую тягу двигателя, утонченные элементы планера, меньшие размеры отсеков вооружения и вертикальных стабилизаторов, меньшую тягу, подаваемую на выходы стоек безопасности, и перепроектирование шарнирного соединения крыла, электрических элементов и планера непосредственно позади кабины. ^[33] Многие изменения от усилий спецназа были применены ко всем трем вариантам для общности. К сентябрю 2004 года эти усилия позволили снизить вес F-35B более чем на 3000 фунтов (1400 кг), в то время как F-35A и F-35C были уменьшены в весе на 2400 фунтов (1100 кг) и 1900 фунтов (860 кг) соответственно. . ^{[24] [34]} Работа по снижению веса обошлась в 6,2 миллиарда долларов и вызвала 18-месячную задержку. ^[35]

Первый F-35A, получивший обозначение AA-1, был развернут в Форт-Уэрте, штат Техас , 19 февраля 2006 г. и впервые поднялся в воздух 15 декабря 2006 г. ^{[N 7] [36]} Самолету было присвоено название «Lightning II» в США. 2006. ^[37]

Программное обеспечение самолета было разработано в виде шести выпусков, или блоков, для SDD. Первые два блока, 1A и 1B, подготовили F-35 к начальной подготовке пилотов и многоуровневой безопасности. Block 2A улучшил возможности обучения, а 2B был первым боеготовым выпуском, запланированным для USMC Initial Operating Capability (IOC). Блок 3i сохраняет возможности 2B при новом оборудовании и был запланирован для IOC ВВС США. Финальный выпуск SDD, Block 3F, будет иметь полный диапазон полета и все базовые боевые возможности. Помимо выпусков программного обеспечения, каждый блок также включает в себя обновления оборудования авионики и улучшения летательных аппаратов, полученные в результате летных и конструктивных испытаний. ^[38] В рамках так называемого «параллелизма» некоторые партии самолетов начального производства с низкой производительностью (LRIP) будут поставляться в ранних конфигурациях блоков и в конечном итоге обновляться до блока 3F после завершения разработки. ^[39] После 17 000 часов летных испытаний последний полет для этапа SDD был завершен в апреле 2018 года. ^[40] Как и F-22, F-35 стал объектом кибератак и попыток кражи технологий, а также потенциальных уязвимостей. в целостности цепочки поставок. ^{[41] [42] [43]}

Испытания выявили несколько серьезных проблем: планеры ранних F-35B имели преждевременное растрескивание, ^{[N 8]} конструкция предохранительного крюка F-35C была ненадежной, топливные баки были слишком уязвимы для ударов молнии, дисплей шлема имел проблемы и многое другое. Программное обеспечение неоднократно откладывалось из-за его беспрецедентного объема и сложности. В 2009 году Совместная оценочная группа Министерства Обороны (JET) подсчитала, что программа отстала от публичного графика на 30 месяцев. ^{[44] [45]} В 2011 году программа была пересмотрена; то есть его цели по стоимости и графику были изменены, в результате чего IOC переместился с запланированного 2010 года на июль 2015 года. ^{[46] [47]} Решение одновременно тестировать, исправлять дефекты и начинать производство критиковалось как неэффективное; в 2014 году заместитель министра обороны по вопросам закупок Фрэнк Кендалл назвал это «злоупотреблением служебным положением». ^[48] У трех вариантов было всего 25% общих частей, что намного ниже ожидаемой общности в 70%. ^[49] Программа подверглась серьезной критике за перерасход средств и общую прогнозируемую стоимость за весь срок службы, а также за недостатки в управлении качеством со стороны подрядчиков. ^{[50] [51]}

Ожидается, что программа JSF будет стоить около 200 миллиардов долларов в базовых долларах 2002 года, когда SDD был предоставлен в 2001 году. ^{[52] [53]} Еще в 2005 году Счетная палата правительства (GAO) выявила основные программные риски в стоимости и графике. . ^[54] Дорогостоящие задержки обострили отношения между Пентагоном и подрядчиками. ^[55] К 2017 году задержки и перерасход средств привели к увеличению ожидаемых затрат на приобретение программы F-35 до 406,5 миллиардов долларов с общей стоимостью срока службы (то есть до 2070 года) до 1,5 триллиона долларов в долларах того же года, которые также включают в себя эксплуатацию и техническое обслуживание. ^{[56] [57] [58]} Стоимость единицы LRIP лота 13 F-35A составляла 79,2 миллиона долларов. ^[59] Задержки с разработкой, эксплуатационными испытаниями и оценками привели к выходу полной мощности на 2021 год. ^{[60] [61]}

Обновления и дальнейшее развитие

Первая боеспособная конфигурация Block 2B, которая имела базовые возможности воздух-воздух и удар, была объявлена ​​USMC готовой в июле 2015 года. ^[1] Конфигурация Block 3F начала эксплуатационные испытания и оценку (OT&E) в декабре 2018 года. по завершению которого будет заключен SDD. ^[62] В рамках программы F-35 также ведутся работы по поддержке и модернизации, при этом первые самолеты LRIP постепенно модернизируются до базового стандарта Block 3F к 2021 году. ^[63]

Ожидается, что F-35 будет постоянно модернизироваться на протяжении всего срока службы. Первая программа модернизации под названием Continuous Capability Development and Delivery (C2D2) началась в 2019 году и в настоящее время планируется продлить до 2024 года. Ближайшим приоритетом разработки C2D2 является Block 4, который будет включать дополнительное оружие, в том числе уникальное для международных заказчиков. , обновите авионику, улучшите возможности ESM и добавьте поддержку удаленно управляемого видео приемника ( ROVER ). ^[64] C2D2 также уделяет больше внимания гибкой разработке программного обеспечения, чтобы обеспечить более быстрые выпуски. ^[65] В 2018 году Центр управления жизненным циклом ВВС (AFLCMC) заключил контракты с General Electric и Pratt & Whitney на разработку более мощных и эффективных двигателей с адаптивным циклом для потенциального применения в F-35, используя исследования, проведенные в рамках Adaptive Программа перехода на двигатель (AETP). ^[66]

Оборонные подрядчики предлагали модернизацию F-35 вне рамок официальных программных контрактов. В 2013 году Northrop Grumman сообщила о своей разработке пакета направленных инфракрасных средств противодействия (DIRCM) под названием Threat Nullification Defensive Resource (ThNDR). Система противодействия будет делить то же пространство, что и датчики системы распределенной апертуры (DAS), и действовать как лазерный глушитель для защиты от ракет с инфракрасным самонаведением. ^[67]

Закупки и международное участие

Страны-участницы:

  Основной заказчик: США

  Партнер уровня 1: Великобритания

  Партнеры уровня 2: Италия и Нидерланды

  Партнеры уровня 3: Австралия, Канада, Дания и Норвегия.

  Участники кооператива безопасности: Израиль и Сингапур

  Иностранные участники военных продаж: Бельгия, Япония, Южная Корея, Польша.

Соединенные Штаты являются основным заказчиком и финансовым спонсором, с запланированными закупками 1763 F-35A для ВВС США, 353 F-35B и 67 F-35C для USMC и 273 F-35C для USN. ^[12] Кроме того, Великобритания, Италия, Нидерланды, Турция, Австралия, Норвегия, Дания и Канада согласились внести 4,375 миллиарда долларов США на расходы на разработку, при этом Великобритания вносит около 10% запланированных затрат на разработку в качестве единственного Партнер первого уровня. ^[68] Первоначальный план состоял в том, что США и восемь основных стран-партнеров приобретут более 3100 F-35 до 2035 года. ^[69] Три уровня международного участия обычно отражают финансовую заинтересованность в программе, объем передачи технологий и открытых субподрядов. заявки национальных компаний и порядок, в котором страны могут получить серийные самолеты. ^[70] Наряду со странами-партнерами программы Израиль и Сингапур присоединились в качестве участников сотрудничества в области безопасности (SCP). ^{[71] [72] [73]} Продажи SCP и странам, не являющимся партнёрами, включая Бельгию, Японию и Южную Корею, осуществляются через программу Пентагона по продажам вооружений за рубежом . ^{[7] [74]} Турция была исключена из программы F-35 в июле 2019 года по соображениям безопасности. ^{[75] [76] [N 9]}

В декабре 2011 года Япония объявила о своем намерении закупить 42 F-35 для замены F-4 Phantom II , из которых 38 будут собраны внутри страны, а поставки начнутся в 2016 году. ^[78] Из-за задержек в разработке и тестировании было выполнено множество первоначальных заказов. перенесенный. Италия сократила свой заказ со 131 до 90 F-35 в 2012 году. Австралия решила купить F / A-18F Super Hornet в 2006 году и EA-18G Growler в 2013 году в качестве временных мер. ^{[79] [80]}

3 апреля 2012 года Генеральный аудитор Канады опубликовал отчет, в котором описываются проблемы, связанные с закупкой самолета Канадой ; В отчете говорится, что правительство сознательно занизило окончательную стоимость 65 F-35 на 10 миллиардов долларов. ^[81] После федеральных выборов 2015 года канадское правительство, возглавляемое Либеральной партией, решило не закупать у единственного источника и объявило конкурс на выбор самолета. ^[82]

В январе 2019 года Сингапур объявил о своем плане закупить небольшое количество F-35 для оценки возможностей и пригодности, прежде чем принять решение о большем количестве самолетов для замены своего парка F-16. ^[83] В мае 2019 года Польша объявила о планах закупить 32 F-35A для замены своих самолетов советской эпохи; контракт был подписан в январе 2020 года. ^{[84] [85]}

Обзор

F-35 - семейство одномоторных сверхзвуковых многоцелевых истребителей-невидимок. ^[86] Второй истребитель пятого поколения, поступивший на вооружение США, и первый действующий сверхзвуковой стелс-истребитель STOVL, F-35 подчеркивает малозаметность, усовершенствованную авионику и сочетание датчиков, которые обеспечивают высокий уровень ситуационной осведомленности и летальность на больших расстояниях; ^{[87] [88] [89]} ВВС США считают этот самолет своим основным ударным истребителем для выполнения задач по подавлению противовоздушной обороны (SEAD) благодаря современным датчикам и системам. ^[90]

F-35 имеет конфигурацию крыло-оперение с двумя скошенными вертикальными стабилизаторами для малозаметности. Поверхности управления полетом включают закрылки передней кромки , флапероны , рули направления ^{[N 10]} и цельноповоротные горизонтальные оперения ( стабилизаторы ); Удлинители корней передней кромки также идут вперед к впускным отверстиям. Относительно короткий 35-футовый размах крыльев F-35A и F-35B установлен в соответствии с требованиями, необходимыми для размещения на стоянках и в лифтах десантных кораблей USN; крыло большего размера у F-35C более экономично. ^{[91] [92]} Фиксированные сверхзвуковые воздухозаборники без дивертора (DSI) используют поверхность сжатия с выступами и обтекатель передней стреловидности для отделения пограничного слоя носовой части от воздухозаборников, которые образуют Y-образный канал для двигателя. ^[93] Конструктивно F-35 опирался на уроки F-22; композиты составляют 35% от веса планера, в основном из бисмалеимида и композитных эпоксидных материалов, а также некоторых эпоксидных смол, армированных углеродными нанотрубками, в более поздних производственных партиях. ^{[94] [95] [96]} F-35 значительно тяжелее, чем легкие истребители, которые он заменяет, с самым легким вариантом, имеющим пустую массу 29 300 фунтов (13 300 кг); большая часть веса может быть отнесена на счет внутренних отсеков вооружения и обширной бортовой электроники. ^[97]

Хотя F-35 не обладает такими же характеристиками, как у более крупного двухмоторного F-22, он имеет кинематику, конкурентоспособную с истребителями четвертого поколения, такими как F-16 и F / A-18, особенно с установленными боеприпасами, поскольку внутреннее вооружение F-35 каретка исключает паразитное сопротивление от внешних магазинов. ^[98] Все варианты имеют максимальную скорость 1,6 Маха, достижимую при полной внутренней полезной нагрузке. Мощный двигатель F135 обеспечивает хорошее дозвуковое ускорение и энергию со сверхзвуковым рывком на форсаже. Большие стабилизаторы, удлинители передней кромки и закрылки, а также наклонные рули направления обеспечивают превосходные характеристики высокого альфа ( угла атаки ) с усеченным альфа-углом 50 °. Расслабленная устойчивость и электронное управление обеспечивают отличную управляемость и сопротивление вылету . ^{[99] [100]} Имея вдвое больше внутреннего топлива, чем у F-16, F-35 имеет значительно больший боевой радиус , в то время как скрытность также обеспечивает более эффективный профиль полета. ^[101]

Датчики и авионика

Системы управления полетом F-35 - одни из самых сложных компонентов самолета. Комбинированное оборудование авионики и датчиков предназначено для повышения осведомленности пилота о ситуации и возможностей управления и контроля , а также для облегчения ведения сетецентрической войны . ^{[86] [102]} Ключевые датчики включают радар Northrop Grumman AN / APG-81 с активной антенной решеткой (AESA), систему радиоэлектронной борьбы BAE Systems AN / ASQ-239 Barracuda, систему распределенной апертуры Northrop Grumman / Raytheon AN / AAQ-37 (DAS), Lockheed Martin AN / AAQ-40 Electro-Optical Targeting System (EOTS) и Northrop Grumman AN / ASQ-242 для связи, навигации и идентификации (CNI). F-35 был разработан с сенсорной связью, чтобы обеспечить целостное изображение местного боевого пространства и доступность для любого возможного использования и комбинирования друг с другом; например, РЛС APG-81 также является частью системы радиоэлектронной борьбы. ^[103]

Значительная часть F-35 программное обеспечение было разработано в C и C ++ языков программирования , в то время как Ada83 код из F-22 был также использован; программное обеспечение Block 3F содержит 8,6 миллиона строк кода . ^{[104] [105]} Green Hills Software Integrity DO-178B в режиме реального времени операционная система (ОСРВ) работает на интегрированных процессоров (МСП); сеть передачи данных включает шины IEEE 1394b и Fibre Channel . ^{[106] [107]} Для обеспечения возможности обновления программного обеспечения для программно-конфигурируемых систем радиосвязи и повышения гибкости и доступности при обновлении в авионике используются готовые коммерческие компоненты (COTS), когда это практически возможно. ^{[108] [109] [110]} Программное обеспечение системы миссии, особенно для синтеза датчиков, было одной из самых сложных частей программы и отвечало за значительные задержки в программе. ^{[N 11] [112] [113]}

РЛС APG-81 использует электронное сканирование для быстрой перестройки луча и включает в себя пассивные и активные режимы воздух-воздух, ударные режимы и возможность радаров с синтезированной апертурой (SAR) с возможностью сопровождения нескольких целей на дальностях более 80 нм (150 км). ). Антенна наклонена назад для незаметности. ^[114] Радар дополняет система AAQ-37 DAS, которая состоит из шести инфракрасных датчиков , обеспечивающих всестороннее предупреждение о пуске ракет и отслеживание цели; DAS действует как инфракрасный поиско-отслеживающий прибор ситуационной осведомленности (SAIRST) и выдает пилоту сферические инфракрасные изображения и изображения ночного видения на визоре шлема. ^[115] Система радиоэлектронной борьбы ASQ-239 Barracuda имеет десять радиочастотных антенн, встроенных в края крыла и хвоста для всестороннего приемника радиолокационного предупреждения (RWR). Он также обеспечивает сочетание сенсоров с функциями радиочастотного и инфракрасного слежения, определения целей с помощью геолокации и средств противодействия многоспектральным изображениям для самозащиты от ракет. Система радиоэлектронной борьбы способна обнаруживать и подавлять радары противника. ^[116] AAQ-40 EOTS установлен внутри за граненым малозаметным окном под носом и выполняет функции лазерного наведения, дальнего инфракрасного (FLIR) и дальнего действия IRST. ^[117] Пакет ASQ-242 CNI использует полдюжины различных физических каналов, включая Многофункциональный канал передачи данных (MADL), для скрытых функций CNI. ^{[118] [119]} Посредством объединения датчиков информация от радиочастотных приемников и инфракрасных датчиков объединяется, чтобы сформировать единую тактическую картину для пилота. Всестороннее направление цели и идентификация могут быть переданы через MADL другим платформам без ущерба для низкой наблюдаемости , в то время как канал 16 присутствует для связи с унаследованными системами. ^[120]

F-35 с самого начала разрабатывался с учетом усовершенствованных процессоров, датчиков и усовершенствованного программного обеспечения на протяжении всего срока службы. Технология Refresh 3, включающая новый базовый процессор и новый дисплей в кабине, планируется для самолетов Лота 15. ^[121] Lockheed Martin предложила усовершенствованный EOTS для конфигурации Block 4; улучшенный датчик помещается в ту же область, что и базовый EOTS с минимальными изменениями. ^[122] В июне 2018 года Lockheed Martin выбрала Raytheon для улучшения DAS. ^[123] ВВС США изучили потенциал F-35 для организации атак беспилотных боевых летательных аппаратов (БЛА) с помощью своих датчиков и оборудования связи. ^[124]

Скрытность и подписи

Скрытность является ключевой аспект F-35 ' с конструкцией, и эффективная площадь рассеяния (ЭПР) сведена к минимуму за счет тщательного формирования планера и использования радиолокационных впитывающих материалов (RAM); Видимые меры по снижению RCS включают выравнивание краев, зазубрины панелей обшивки и маскирование лицевой стороны двигателя и турбины. Кроме того, в сверхзвуковом впускном канале F-35 без дивертора (DSI) вместо разделительного зазора или системы отвода воздуха используется отбойник сжатия и передний обтекатель, чтобы отвести пограничный слой от впускного канала, устранить полость отводящего устройства и еще больше снизить заметность радара. ^{[93] [125] [126]} RCS F-35 был охарактеризован как более низкий, чем металлический мяч для гольфа на определенных частотах и ​​углах; в некоторых условиях F-35 выгодно отличается от F-22 малозаметностью. ^{[127] [128] [129]} Что касается ремонтопригодности, в конструкции малозаметного F-35 использовались уроки, извлеченные из предшествующих самолетов-невидимок, таких как F-22; Радаропоглощающая обшивка F-35 из волокнистого мата более прочная и требует меньшего ухода, чем более старые финишные покрытия. ^[130] Самолет также имеет уменьшенные инфракрасные и визуальные сигнатуры, а также строгий контроль радиочастотных излучателей, чтобы предотвратить их обнаружение. ^{[131] [132] [133]} Стелс-дизайн F-35 в первую очередь ориентирован на использование высокочастотных волн X- диапазона; ^[134] Низкочастотные радары могут обнаруживать незаметные самолеты из-за рассеяния Рэлея , но такие радары также заметны, чувствительны к помехам и не обладают точностью. ^{[135] [136] [137]} Чтобы замаскировать RCS, на самолет можно установить четыре линзовых отражателя Люнебурга . ^[138]

Шум от F-35 вызвал беспокойство в жилых районах вблизи потенциальных баз для самолетов, и жители около двух таких баз - базы ВВС Люк , штат Аризона, и базы ВВС Эглин (AFB), Флорида - запросили исследования воздействия на окружающую среду в 2008 году и 2009 г. соответственно. ^[139] Хотя уровень шума в децибелах был сопоставим с уровнем шума предыдущих истребителей, таких как F-16, звуковая мощность F-35 сильнее, особенно на низких частотах. ^[140] Последующие обзоры и исследования показали, что шум F-35 не сильно отличался от F-16 и F / A-18E / F, хотя для некоторых наблюдателей был заметен более сильный низкочастотный шум. ^{[141] [142] [143]}

Кокпит

Стеклянная кабина была спроектирована таким образом, чтобы пилот мог хорошо разбираться в обстановке. Главный дисплей представляет собой панорамный сенсорный экран размером 20 на 8 дюймов (50 на 20 см) , на котором отображаются полетные приборы, управление хранилищами, информация CNI, а также встроенные меры предосторожности и предупреждения; пилот может настроить расположение информации. Под основным дисплеем находится меньший по размеру дисплей в режиме ожидания. ^[144] В кабине есть система распознавания речи, разработанная Adacel . ^[145] У F-35 нет проекционного дисплея ; вместо этого полетная и боевая информация отображается на визоре шлема пилота в системе отображения на шлеме (HMDS). ^[146] Цельный тонированный купол шарнирно закреплен спереди и имеет внутреннюю рамку для обеспечения прочности конструкции. Martin-Baker US16E место выброса запускается системой твин-катапульты размещались на боковых направляющих. ^[147] Имеется правосторонний джойстик и ручная дроссельная заслонка . Для жизнеобеспечения установлена ​​бортовая система выработки кислорода (OBOGS), которая питается от интегрированного силового агрегата (IPP) с дополнительным кислородным баллоном и резервной кислородной системой на случай чрезвычайных ситуаций. ^[148]

Дисплей шлема Vision Systems International ^{[N 12]} является ключевым элементом человеко-машинного интерфейса F-35. Вместо проекционного дисплея, установленного на приборной панели более ранних истребителей, HMDS помещает полетную и боевую информацию на визор шлема, позволяя пилоту видеть ее независимо от того, в какую сторону он или она смотрит. ^[149] Инфракрасные изображения и изображения ночного видения из системы с распределенной апертурой могут отображаться непосредственно на HMDS и позволяют пилоту «видеть насквозь» самолет. HMDS позволяет пилоту F-35 стрелять ракетами по целям, даже когда нос самолета направлен в другое место, направляя поисковые системы на большие углы вне визирования. ^{[150] [151]} Каждый шлем стоит 400 000 долларов. ^[152] HMDS весит больше, чем традиционные шлемы, и есть опасения, что он может поставить под угрозу легкие пилоты во время катапультирования. ^[153]

Из-за проблем с вибрацией, дрожанием, ночным видением и сенсорным дисплеем HMDS во время разработки Lockheed Martin и Elbit выпустили в 2011 году черновой вариант спецификации для альтернативной HMDS на основе очков ночного видения AN / AVS-9 в качестве резервной, с выбранной BAE Systems. позже в том же году. ^{[154] [155]} Потребуется переработка кабины пилота, чтобы принять альтернативный HMDS. ^{[156] [157]} После разработки базового шлема разработка альтернативного HMDS была остановлена ​​в октябре 2013 года. ^{[158] [159]} В 2016 году шлем Gen 3 с улучшенной камерой ночного видения, новыми жидкокристаллическими дисплеями и автоматическим выравниванием и усовершенствования программного обеспечения были введены с LRIP lot 7. ^[158]

Вооружение

Для сохранения скрытности F-35 имеет два внутренних отсека для вооружения с четырьмя боевыми модулями. Каждая из двух подвесных боевых модулей может нести боеприпасы до 2500 фунтов (1100 кг) или 1500 фунтов (680 кг) для F-35B, в то время как две внутренние станции несут ракеты класса «воздух-воздух». Оружие класса « воздух-поверхность» для подвесной станции включает в себя боеприпасы Joint Direct Attack (JDAM), бомбы серии Paveway , Joint Standoff Weapon (JSOW) и кассетные боеприпасы ( распределитель боеприпасов с поправкой на ветер ). Станция также может нести несколько меньших боеприпасов, таких как бомбы малого диаметра GBU-39 , GBU-53 / B SDB II и противотанковые ракеты SPEAR 3 ; на одну станцию ​​можно установить до четырех SDB для F-35A и F-35C и трех для F-35B. ^{[160] [161] [162]} Бортовая станция может нести AIM-120 AMRAAM . В двух отсеках за отсеками для вооружения находятся сигнальные ракеты, солома и буксируемые ложные цели. ^[163]

Самолет может использовать шесть внешних оружейных станций для миссий, не требующих скрытности. ^[164] Каждый пилон законцовки крыла может нести AIM-9X или AIM-132 ASRAAM и наклонен наружу для уменьшения радиолокационного поперечного сечения. ^{[165] [166]} Кроме того, каждое крыло имеет внутреннюю станцию ​​на 5000 фунтов (2300 кг) и среднюю станцию ​​на 2500 фунтов (1100 кг) или 1500 фунтов (680 кг) для F-35B. Внешние станции крыла могут нести крупное вооружение класса "воздух-поверхность", которое не помещается в отсеках вооружения, такое как крылатая ракета AGM-158 Joint Air-Surface Stand-off Missile (JASSM). Зарядка ракет класса "воздух-воздух" из восьми AIM-120 и двух AIM-9 возможна с использованием внутренних и внешних модулей вооружения; Также может быть размещена конфигурация из шести бомб по 2000 фунтов (910 кг), двух AIM-120 и двух AIM-9. ^{[150] [167] [168]} F-35A вооружен 25-мм ротационной пушкой GAU-22 / A, установленной внутри у корня левого крыла, с 182 снарядами; пушка более эффективна против наземных целей, чем 20-мм пушка других истребителей ВВС США. F-35B и F-35C не имеют внутреннего орудия и вместо этого могут использовать многоцелевую капсулу Terma A / S (MMP), несущую GAU-22 / A и 220 патронов; Капсюль устанавливается по средней линии самолета и имеет форму, уменьшающую его радиолокационное поперечное сечение. ^{[169] [170]} Вместо пушки, капсула может также использоваться для различного оборудования и целей, таких как радиоэлектронная борьба , воздушная разведка или тактический радар заднего вида. ^{[171] [172]}

Lockheed Martin разрабатывает оружейную стойку под названием Sidekick, которая позволила бы внутренней подвесной станции нести два AIM-120, таким образом увеличивая внутреннюю полезную нагрузку воздух-воздух до шести ракет, которые в настоящее время предлагаются для блока 4. ^{[173] [174]} Block 4 также будет иметь измененную гидравлическую линию и кронштейн, чтобы на F-35B можно было нести четыре SDB на каждую внутреннюю подвесную станцию; также планируется интеграция MBDA Meteor . ^{[175] [176]} ВВС США и США планируют интегрировать AGM-88G AARGM-ER внутри F-35A и F-35C. ^[177] Норвегия и Австралия финансируют адаптацию морской ударной ракеты (NSM) для F-35; обозначенный Joint Strike Missile (JSM), две ракеты могут нести внутри, а еще четыре - снаружи. ^[178] Доставка ядерного оружия посредством внутреннего носителя ядерной бомбы B61 запланирована для блока 4B в 2024 году. ^[179] И гиперзвуковые ракеты, и оружие прямой энергии, такое как твердотельный лазер , в настоящее время рассматриваются в качестве будущих модернизаций. ^{[N 13] [183]} Lockheed Martin изучает возможность интеграции волоконного лазера, который использует спектральный луч, объединяющий несколько отдельных лазерных модулей в один мощный луч, который можно масштабировать до различных уровней. ^[184]

ВВС США планируют, что F-35A возьмет на себя миссию непосредственной авиационной поддержки (CAS) в сложных условиях; на фоне критики, что это не так хорошо, как специализированная платформа для атаки, начальник штаба ВВС США Марк Уэлш сосредоточил внимание на вооружении для боевых вылетов CAS, включая управляемые ракеты , осколочные ракеты, которые разбиваются на отдельные снаряды перед ударом, и более компактные боеприпасы для более мощных боеприпасов. вместимость пушечных гильз. ^[185] Фрагментарные ракетные боеголовки создают больший эффект, чем артиллерийские снаряды, поскольку каждая ракета создает «тысячу выстрелов», доставляя больше снарядов, чем при обстреле . ^[186]

Двигатель

Одномоторный самолет оснащен турбореактивным двухконтурным двигателем Pratt & Whitney F135 с малым байпасом и номинальной тягой 191 кН. Созданный на основе Pratt & Whitney F119, используемого на F-22, F135 имеет больший вентилятор и более высокую степень двухконтурности для увеличения дозвуковой топливной экономичности и, в отличие от F119, не оптимизирован для суперкруиза . ^[187] Двигатель вносит свой вклад в скрытность F-35, имея малозаметную форсажную камеру , или форсажную камеру , которая включает топливные форсунки в толстые изогнутые лопасти; эти лопатки покрыты керамическими радиопоглощающими материалами и закрывают турбину. У незаметного аугментера были проблемы с пульсацией давления или «визгом» на малой высоте и высокой скорости на ранних этапах своего развития. ^[188] Малозаметное осесимметричное сопло состоит из 15 частично перекрывающихся створок, которые создают пилообразный рисунок на задней кромке, что снижает заметность радара и создает вихри, уменьшающие инфракрасную сигнатуру выхлопного шлейфа. ^[189] В связи с двигателем ' S больших размеров, то USN пришлось изменить свою реализуемую систему пополнения в целях содействия в море материально - технического обеспечение. ^[190]

Изображение поворотной форсунки STOVL, подъемного вентилятора и стоек управления креном

Вариант F135-PW-600 для F-35B включает SDLF для обеспечения операций STOVL. Спроектированный Lockheed Martin и разработанный Rolls-Royce , SDLF, также известный как Rolls-Royce LiftSystem , состоит из подъемного вентилятора, приводного вала, двух опорных стоек и «трехопорного поворотного модуля» (3BSM). ОВТ 3BSM сопло обеспечивает основной выхлоп двигателя , чтобы отклоняться вниз на хвостовой части летательного аппарата и перемещается с помощью «fueldraulic» привода , который использует топливо под давлением , как рабочая жидкость . ^{[191] [192] [193]} В отличии от Harrier ' s Pegasus двигатель , который полностью использует прямую тягу двигателя для лифта, система увеличивает F-35B в упорном вертлюге сопла с подъемным вентилятором; вентилятор приводится в действие турбиной низкого давления через приводной вал при сцеплении и размещается рядом с передней частью самолета для создания уравновешивающей тяги. ^{[194] [195] [196]} Управление по крену во время медленного полета достигается за счет отвода непрогретого воздуха в обход двигателя через установленные на крыльях упорные сопла, называемые стойками крена. ^{[197] [198]}

Альтернативный двигатель, General Electric / Rolls-Royce F136 , разрабатывался в 2000-х годах; Первоначально двигатели F-35, начиная с Лота 6, предлагались на конкурсной основе. При использовании технологии General Electric YF120 заявлено , что F136 имеет больший температурный запас, чем F135. ^[199] F136 был отменен в декабре 2011 года из-за отсутствия финансирования. ^{[200] [201]}

В 2016 году была запущена программа Adaptive Engine Transition Program (AETP) для разработки и тестирования двигателей с адаптивным циклом, одним из основных потенциальных приложений которой является переоснащение F-35. Компании GE и P&W получили контракты на разработку демонстраторов класса 45 000 фунтов силы (200 кН) с обозначениями XA100 и XA101 соответственно. ^[66] В 2017 году P&W объявила о вариантах роста F135 1.0 и 2.0; Вариант роста 1.0, испытания которого завершились и был готов к производству в мае 2017 года, представлял собой модернизацию силового модуля, которая обеспечивала улучшение тяги на 6–10% и снижение расхода топлива на 5–6%. Силовой модуль может быть установлен на более старые двигатели и плавно добавлен к будущим двигателям при небольшом повышении стоимости и без ущерба для доставки. Вариант роста 2.0 будет адаптивным циклом XA101. ^{[202] [203]} В июне 2018 года Pratt & Whitney изменила свой план разработки F135 и вместо этого предложила адаптивный трехпоточный вентилятор в качестве варианта роста 2.0, отдельный от XA101, который вместо этого будет иметь новое ядро ​​двигателя. ^{[204] [205]}

Техническое обслуживание и логистика

F-35 требует меньшего обслуживания, чем более ранние малозаметные самолеты. Около 95% всех заменяемых в полевых условиях деталей имеют «одну глубину», то есть больше ничего не нужно снимать, чтобы добраться до нужной детали; например, катапультное сиденье можно заменить, не снимая козырек. У F-35 есть волокнистый радиопоглощающий материал (RAM), вбитый в кожу, который более прочен, с ним легче работать и быстрее лечится, чем старые покрытия RAM; аналогичные покрытия в настоящее время рассматриваются для применения на более старых самолетах-невидимках, таких как F-22. ^{[130] [206] [207]} Коррозия обшивки F-22 побудила конструкторов F-35 использовать менее вызывающий гальваническую коррозию наполнитель обшивки обшивки и использовать меньше зазоров в обшивке планера, требующей наполнителя и лучшего дренажа. ^[208] Система управления полетом использует электрогидростатические приводы, а не традиционные гидравлические системы; эти органы управления могут питаться от литий-ионных аккумуляторов в экстренных случаях. ^{[209] [210]} Общность между различными вариантами позволила USMC создать свой первый полевой учебный отряд по техническому обслуживанию самолетов, чтобы применить уроки ВВС США к их операциям с F-35. ^[211]

F-35 должен был поддерживаться компьютеризированной системой управления техническим обслуживанием под названием Autonomic Logistics Information System (ALIS). По идее, любой самолет может обслуживаться на любом предприятии по техническому обслуживанию F-35, а все части должны отслеживаться по всему миру и совместно использоваться по мере необходимости. ^[212] Из-за множества проблем, таких как ненадежная диагностика, чрезмерные требования к подключению и уязвимости системы безопасности, официальные лица программы планируют заменить ALIS облачной интегрированной сетью операционных данных (ODIN) к 2022 году. ^{[213] [214] [215 ]}

Тестирование

Первый F-35A, AA-1, провел пробу двигателя в сентябре 2006 г. и совершил первый полет 15 декабря 2006 г. ^[216] В отличие от всех последующих самолетов, AA-1 не имел оптимизации веса от SWAT; следовательно, он в основном тестировал подсистемы, общие для последующих самолетов, такие как силовая установка, электрическая система и дисплеи кабины. Этот самолет был списан с летных испытаний в декабре 2009 года и использовался для боевых испытаний в NAS China Lake . ^[217]

Первый F-35B, BF-1, вылетел 11 июня 2008 года, а первые оптимизированные по массе F-35A и F-35C, AF-1 и CF-1 - 14 ноября 2009 года и 6 июня 2010 года соответственно. Первое зависание F-35B произошло 17 марта 2010 года, после чего на следующий день последовала первая вертикальная посадка. ^[218] Интегрированная испытательная группа F-35 (ITF) состояла из 18 самолетов на базе ВВС Эдвардс и военно-морской авиабазе Патаксент-Ривер . Девять самолетов в Эдвардсе, пять F-35A, три F-35B и один F-35C провели летно-научные испытания, такие как расширение оболочки F-35A , полетные нагрузки, разделение складских помещений, а также испытания систем миссии. Остальные девять самолетов в Патаксент-Ривер, пять F-35B и четыре F-35C, отвечали за расширение оболочки F-35B и C, а также за проверку пригодности STOVL и CV. Дополнительные испытания на пригодность авианосца проводились в авиационном отделении центра авиации ВМС в Лейкхерсте, штат Нью-Джерси . Два нелетных самолета каждого варианта использовались для испытания статических нагрузок и усталости. ^[219] Для тестирования авионики и миссий использовался модифицированный Boeing 737-300 с дублированием кабины, Lockheed Martin CATBird . ^[174] Полевые испытания датчиков F-35 проводились во время учений «Северный край» в 2009 и 2011 годах, что послужило важным шагом по снижению риска. ^{[220] [221]}

Летные испытания выявили несколько серьезных недостатков, которые потребовали дорогостоящей переделки, вызвали задержки и привели к остановке нескольких самолетов в масштабах всего флота. В 2011 году F-35C не смог поймать фиксирующий трос во всех восьми посадочных испытаниях; два года спустя был доставлен модифицированный хвостовой крюк. ^{[222] [223]} К июню 2009 года многие из первоначальных целей летных испытаний были выполнены, но программа отстала от графика. ^[224] Программное обеспечение и системы миссий были одними из самых больших источников задержек для программы, при этом объединение датчиков оказалось особенно сложной задачей. ^[113] При испытаниях на усталость у F-35B возникло несколько преждевременных трещин, что потребовало изменения конструкции. ^[225] Третий нелетящий F-35B в настоящее время планируется испытать переделанную конструкцию. У F-35B и C также были проблемы с горизонтальным хвостовым оперением, которое подвергалось тепловому повреждению из-за длительного использования форсажной камеры. ^{[N 14] [228] [229]} Ранние законы управления полетом имели проблемы с "опусканием крыла" ^{[N 15],} а также делали самолет вялым, с испытаниями на большие углы атаки в 2015 году против F-16, показавших недостаток энергии. ^{[230] [231]}