SI VIS PACEM, PARA BELLUM: Il Lockheed Martin F-35 Lightning II e il suo sistema EOTS

Il Lockheed Martin F-35 Lightning II, è un caccia multiruolo monoposto di 5ª generazione, spinto da un singolo propulsore, con ala trapezoidale a caratteristiche stealth.

Le sue spinte capacità multiruolo lo rendono utilizzabile per compiti di supporto aereo ravvicinato, bombardamento tattico e missioni di superiorità aerea.

Battendo il Boeing X-32, è diventato il vincitore della gara per il programma JSF (Joint Strike Fighter) per la ricerca di un aereo che potesse sostituire diversi modelli dell'USAF, dell'US Navy e dei USMC (Marines). Inizialmente era previsto che circa l'80% delle parti fosse in comune fra le diverse versioni, ma poi, con l'evolversi del progetto, non si è potuto raggiungere più del 25/27%, sebbene l'elettronica di bordo e una parte del software sono molto simili e strettamente integrate.

Esistono tre versioni dell'F-35:

F 35 A, variante a decollo e atterraggio convenzionale (Conventional Take Off and Landing);
F 35 B, variante a decollo corto e atterraggio verticale, per poter operare da portaerei di dimensioni ridotte come la portaerei italiana Cavour (Short Take Off And Vertical Landing);
F 35 C, variante per l'uso su portaerei convenzionali dotate di catapulte.

Storia del progetto

Molti Paesi, anche europei, hanno adottato o stanno attentamente valutando il velivolo per sostituire alcune tipologie di aerei da combattimento delle proprie aeronautiche o marine militari.

Il progetto è ormai completato per le versioni A e B, mentre la versione C è in fase di finalizzazione. Il costo complessivo supera i 55 miliardi di dollari USA ed è finanziato principalmente dagli Stati Uniti e dal Regno Unito (che ha fornito un contributo di 2 miliardi di dollari) ed anche dall’Italia con circa un miliardo di $.

Gli Stati Uniti intendono acquistare oltre 2.443 aerei per un costo di 323 miliardi di dollari, rendendolo il programma della difesa più costoso della storia. Il budget dell'USAF per il 2010 prevedeva di avere l'F-35 ad un costo flyaway di US$ 89 milioni basato sulla pianificata produzione dei suoi 1.753 F-35A. Lockheed Martin sta costantemente riducendo i costi stimati del governo del 20%.

Il costo per unità prodotta risulta in costante decremento: si è passati dai 279 milioni di dollari per il primo lotto di F-35A ai 102 milioni per il lotto 9 in produzione da novembre 2016; per l'F-35B il costo per il lotto 9 è di 131 milioni, per l'F-35C il costo per il lotto 9 è di 132 milioni. Con il lotto 10 è prevista la riduzione del costo per l'F-35A a 95 milioni di dollari, per l'F-35B a 123 milioni e per l'F-35C a 122 milioni. Alla data odierna il costo della versione A è di circa 80 milioni di dollari statunitensi per ogni aeromobile.

Il programma JSF

Il programma JSF (Joint Strike Fighter) venne creato per sostituire molti velivoli mantenendo i costi di sviluppo, produzione e operativi bassi. Questo scopo fu perseguito costruendo tre varianti di un singolo velivolo, in modo da condividerne i componenti.

Cellula

L'F-35 appare più piccolo e leggermente più tradizionale del bimotore F-22 Raptor. Il progetto del condotto di scarico si è ispirato al modello 200 della General Dynamics, un aereo VTOL del 1972 progettato per le Sea Control Ship. I progettisti della Lockheed hanno lavorato assieme al Yakovlev Design Bureau, che progettò l'aereo Yakovlev Yak-141 "Freestyle" negli anni novanta. La tecnologia stealth rende l'aereo difficile da individuare mentre si avvicina ai radar a corto raggio.

Rispetto alla generazione precedente, gli obiettivi di questo progetto sono di creare un velivolo:

con tecnologia stealth a bassa manutenzione e durevole;

con sistemi avionici integrati con i sensori per combinare le informazioni e aumentare la conoscenza del pilota sulla situazione circostante, l'identificazione e lo sgancio delle armi e l'invio veloce di informazioni ad altri nodi di controllo e comando;

con una rete interna ad alta velocità e fibre ottiche.

Sistemi, Impianti e Abitacolo

L'F-35 possiede un display di tipo "panoramic cockpit display (PCD)" con dimensioni di 50 x 20 cm. Un sistema di riconoscimento vocale permette di aumentare le capacità del pilota di interagire con il velivolo. L'F-35 sarà il primo aereo ad ala fissa operativo ad usare questo sistema, anche se soluzioni simili sono state utilizzate nell'AV-8B e sperimentati in altri aerei, come l'F-16 VISTA e nell’Eurofighter EF2000.

Un sistema di visualizzazione sul casco del pilota sarà integrato in tutti i modelli dell'F-35. Anche se alcuni caccia di quarta generazione utilizzano già questo sistema assieme ad un visore a testa alta (HUD), l'F-35 sarà il primo caccia moderno ad essere progettato senza dotazione di HUD.

Il pilota può manovrare l'aereo tramite un joystick sul lato destro e una manetta per il controllo della spinta a sinistra.

In tutte le varianti dell'F-35 sarà impiegato il sedile US16E, costruito dalla Martin-Baker, che soddisfa i requisiti sulle performance ed impiega un sistema a doppia catapulta contenuto in binari laterali.

Sensori

Il sensore principale è il radar APG-81, progettato dalla Northrop Grumman Electronic Systems. Verrà integrato dal sistema elettro-ottico di puntamento, montato sotto il muso dell'aereo e progettato dalla Lockheed Martin e dalla BAE. Lungo tutto l'aereo sono distribuiti ulteriori sensori elettro-ottici, come parte del sistema AN/AAS-37, che funge da sistema di allerta per il lancio di missili e può aiutare la navigazione e le operazioni notturne.

Software

Il sistema software che gestirà l'aereo è costituito da oltre 8,3 milioni di linee di codice, che gli consentirà di gestire i controlli di volo, le funzionalità del radar, comunicazioni, navigazione, identificazione, gestire gli attacchi elettronici, integrare i dati dei sensori, dispiegare le armi. Per capire la portata del sistema software basti confrontarlo con l'F22 Raptor, primo aereo di quinta generazione, che ha "soltanto" 2 milioni di linee di codice.

Lo sviluppo del software verrà effettuato tramite 6 release denominati block:

Block 1A / 1B. Il block 1 comprende il 78% delle 8,3 milioni di linee di codice sorgente richieste per la piena capacità militare. Il blocco 1A sarà la configurazione per il training di base, il blocco 1B fornirà i primi livelli di sicurezza.

Block 2A. Il block 2A comprende l'86% del codice previsto e consentirà fusione off-board, link dati, attacchi elettronici e definizione delle missioni.

Block 2B. Il block 2B comprende l'87% del codice previsto e fornirà le funzionalità iniziali di guerra.

Block 3i - il block 3i comprenderà l'89 per cento del codice previsto e fornirà le stesse capacità tattiche del blocco 2B. La principale differenza tra 2B e 3i è l'implementazione di nuovi hardware, in particolare il processore integrato di aggiornamento.

Block 3F. Il block 3F fornisce il 100 per cento del software richiesto per la completa capacità militare.

Sistemi d'arma

L'F-35 impiega un cannone a quattro canne GAU-22/A da 25 mm. Il cannone è montato internamente con 180 colpi nella variante F-35A, mentre nelle altre varianti F-35B e C è disponibile in un pod esterno (stealth) con 220 colpi.

Nelle due stive interne possono essere inserite varie combinazioni di armamenti, come, due missili aria-aria e due armi aria-terra (fino a due bombe da 910 kg - 2 000 lb nei modelli A e C; due bombe da 450 kg - 1 000 lb nel modello B). L'armamento impiegabile include missili AIM-120 AMRAAM, AIM-132 ASRAAM, il Joint Direct Attack Munition (JDAM) — fino a 2 000 lb (910 kg), il Joint Standoff Weapon (JSOW), le bombe GBU-39 (un massimo di quattro in ogni stiva), i missili Brimstone, le munizioni a grappolo (WCMD) e i missili AARGM-ER, della Orbital ATK, che sono la versione con nuovo triplo sistema di guida, raggio d'azione raddoppiato e dimensioni compatibili con la stiva interna dell'F-35A e C, del precedente AGM-88 HARM. Il missile aria-aria MBDA Meteor è in fase di adattamento per essere alloggiato negli F-35. Il Regno Unito ha pianificato originalmente di posizionare internamente quattro missili AIM-132 ASRAAM, ma i piani sono stati modificati per caricare due missili ASRAAM internamente e altri due esternamente.

Possono essere agganciati altri missili, bombe e serbatoi di carburante ai quattro piloni alari e nelle due posizioni sulle punte delle ali, ma con lo svantaggio di rendere l'aereo più rilevabile dai radar. Sull'estremità delle ali possono essere inseriti solo missili di tipi AIM-9X Sidewinder, mentre i missili AIM-120 AMRAAM, Storm Shadow, AGM-158 JASSM e i serbatoi di carburante possono essere inseriti nei piloni alari. Impiegando le posizioni interne ed esterne potrebbe essere impiegata una configurazione aria-aria con oltre otto AIM-120 e due AIM-9, oppure una configurazione aria-terra con sei bombe da 2000 lb, due AIM-120 e due AIM-9. Con la sua capacità di carico, l'F-35 può trasportare più armi aria-aria e aria-terra dei suoi predecessori.

Partecipazione internazionale al progetto

Oltre agli Stati Uniti, il principale cliente e finanziatore, hanno contribuito anche Gran Bretagna, Italia, Paesi Bassi, Canada, Turchia, Australia, Norvegia e Danimarca con un totale di 4 375 milioni di dollari nella fase di sviluppo. I costi totali sono stimati in più di 40 miliardi di dollari (coperti in gran parte dagli Stati Uniti), mentre l'acquisto dei 2 400 esemplari previsti è stimato in ulteriori 200 miliardi di dollari. Le nove nazioni partner principali prevedono di acquistare più di 3100 esemplari entro il 2035.

Ci sono tre livelli di partecipazione internazionale, che riflettono l'impegno finanziario comune nel programma, la quantità di tecnologia trasferita e l'ordine con il quale le nazioni possono ottenere esemplari di produzione. Il Regno Unito è l'unico partner di "livello 1", con un contributo di 2,5 miliardi di dollari, pari al 10% dei costi di sviluppo. I partner di "livello 2" sono l'Italia, che contribuisce con $1 miliardo e i Paesi Bassi con un contributo di $800 milioni. I partner di "livello 3" sono Canada ($440 milioni), Turchia ($175 milioni), Australia ($144 milioni), Norvegia ($122 milioni) e Danimarca ($110 milioni). Israele, la Norvegia e Singapore partecipano al programma in qualità di "Security Cooperative Partecipants".

Le uniche forze aeree interessate alla versione B sono lo United States Marine Corps degli Stati Uniti, l'Aeronautica Militare e l'Aviazione Navale dell'Italia, la Royal Air Force e la Fleet Air Arm della Gran Bretagna. La Gran Bretagna, nell'ambito della revisione dei programmi della difesa attuata dall'allora neo-insediato governo Cameron, nel 2010, aveva annunciato l'intenzione di abbandonare completamente la versione B, scegliendo in sua vece la versione C, e di voler modificare di conseguenza le portaerei in costruzione della Classe Queen Elizabeth da STOVL a CATOBAR. Tuttavia, nel maggio del 2012 una nuova analisi dei costi e dei tempi per realizzare le pesanti modifiche sulle predette portaerei, oltre ai mancati ritorni per l'industria motoristica nazionale, ha indotto lo stesso governo Cameron a ritornare sui suoi passi e a riconfermare l'acquisizione della versione B.

La Marina Italiana, in quanto la portaerei Cavour ha un ponte di volo troppo corto per ospitare caccia a decollo convenzionale e non essendovi al mondo alcun altro STOVL in via di sviluppo, sostituirà gli attuali AV-8B Harrier II della Marina Militare con l'F-35B.

Tra il 3 e il 5 febbraio 2016 un F-35A Lightning II dell'AMI ha effettuato il primo volo transatlantico di un F-35, volando dall'aeroporto di Cameri fino alla base aerea della Marina militare statunitense di Patuxent River, nel Maryland, con una sosta a Lajes das Flores, nelle Azzorre e grazie al rifornimento in volo da parte di un Boeing KC-767. Il velivolo utilizzato per il volo, denominato AL-1, è il primo completamente costruito in Italia nella Final Assembly & Check-Out (F.A.C.O.) di Cameri - Novara.

Impiego operativo

Nel giugno del 2015 l'F-35A partecipava alla "Green Flag": manovre durante le quali gli aerei testavano la loro capacità di attacco ad aree densamente difese da caccia intercettori e missili terra-aria. Durante la simulazione l'F-35 risultava essere l'unico aereo a non subire abbattimenti.

Nel giugno 2016 effettuava una simulazione di combattimento con gli F-15 riportando uno score di 0 a 8, nessun F-35 abbattuto contro 8 F-15 abbattuti.

Il 2 agosto 2016 il gen. Hawk Carlisle dichiarava l'F-35A Lightning II 'combat ready', la IOC "Initial Operational Capability" e cioè che "aveva raggiunto la capacità operativa iniziale" la FOC "Full Operational Capability" verrà raggiunta dopo i test sul block 3F del software.

Nel gennaio del 2017 l'F-35A partecipava alla "Red Flag": scontri simulati tra caccia degli USA e quelli dei suoi alleati. Durante i test l'F-35 otteneva il miglior risultato tra gli aerei presenti con un rapporto di 1 a 20 (un aereo perso ogni 20 abbattuti) definito dal Corpo dei Marines e dall'USAF "senza precedenti". Il risultato è stato ottenuto sebbene l'aereo avesse il software in versione "Block 3i" che contiene l'89% del codice previsto per la piena operatività militare che sarà raggiunta con il "Block 3F".

Fonti giornalistiche, basate su informazioni provenienti dai servizi segreti francesi, riportavano che il primo impiego militare dell'F-35 sarebbe avvenuto nella notte tra il 12 e il 13 gennaio 2017, in un'incursione aerea compiuta sul teatro di guerra in Siria dall'aviazione militare israeliana, usando i primi due F-35 consegnati appena un mese prima per colpire obiettivi nell'aeroporto militare di Mezzeh, presso Damasco: durante l'operazione, che non avrebbe causato alcuna vittima, sarebbe stata distrutta una rampa di missili SAM S-300 e un deposito di missili, al fine di scongiurare il rischio di una consegna di tali sistemi d'arma a gruppi Hezbollah attivi in Libano. Le stesse fonti di intelligence riferivano di un'azione dimostrativa di uno dei due aeromobili durante il rientro alla base dopo il raid, un passaggio di avvertimento ravvicinato sul palazzo presidenziale di Bashar al-Assad a Damasco.

Nel luglio del 2017 l'aereo raggiungeva le 100.000 ore di volo senza la perdita di nessun velivolo per incidente, collocandosi tra gli aerei militari più sicuri.

Il primo marzo 2018 l'aeronautica militare italiana attribuisce la capacità operatività iniziale agli F-35 in dotazione al 32º Stormo di Amendola che così entrano a far parte del dispositivo di Difesa Aerea Nazionale in quanto inseriti nel Servizio di Sorveglianza dello Spazio Aereo (S.S.S.A.).

Nel maggio del 2018 l'esercito israeliano (IDF) ha dichiarato che gli F-35 sono operativi e sono stati utilizzati in due missioni di bombardamento su due differenti fronti. Israele diventa così la prima nazione ad avere usato gli F-35 in uno scenario di guerra.

Il 27/09/2018 in Afganistan un F-35B dell'US Marine Corps ha effettuato un attacco su posizioni dei talebani, si tratta della prima operazione militare condotta da questa variante dell'aereo.

Il 28/09/2018 nel sud della California un F-35B di un reparto di addestramento dell'US Marine Corps è precipitato al suolo distruggendosi, diventando il primo F-35 perso per incidente, il pilota eiettatosi è sopravvissuto.

Utilizzatori: Australia, Belgio, Corea del Sud, Danimarca, Giappone, Israele, Italia, Norvegia, Paesi Bassi, Regno Unito, Singapore, Stati Uniti, Turchia (?!), Norvegia e Belgio.

Motori

Inizialmente erano stati sviluppati due diversi propulsori per l'F-35: il Pratt & Whitney F135 ed il General Electric/Rolls-Royce F136, il secondo, nonostante le proteste di Rolls-Royce (che comunque rimane responsabile per la costruzione/integrazione del gruppo trasmissione/ventola per la versione STOVL ad atterraggio verticale) è stato annullato.

Il sistema di decollo verticale, della versione STOVL (Short Take Off Vertical Landing) è composto dal motore, una turboventola a basso rapporto di diluizione con postbruciatore come su un normale aereo da combattimento, fornito di un ugello di coda dotato di un particolare meccanismo di rotazione che permette di orientare il flusso dei gas di scarico verso il basso, e da una ventola anteriore verticale (a due stadi controrotanti), posta subito dietro l'abitacolo, la quale, quando innestata attraverso un albero e un giunto di collegamento all'albero della turbina di bassa pressione del motore, trasforma il propulsore in una sorta di turboventola ad alto rapporto di diluizione a flussi separati ottenendo, grazie al miglior rendimento di questo tipo di propulsore, un surplus di spinta che viene utilizzato per il sostentamento verticale della parte anteriore e centrale del velivolo. Il controllo del rollio viene effettuato deviando aria pressurizzata, spillata dal compressore a bassa pressione, verso ugelli posti sotto le ali. Il motore produce una spinta di 128,1 kN a secco e 191,3 kN (213,5 kN al decollo) con post-combustione inserita; quando la ventola anteriore è innestata, la spinta (ottenuta a secco) diventa di 80 kN dall'ugello di coda, 89 kN dalla ventola anteriore verticale e 8,7 kN da ciascuno dei due ugelli per il controllo laterale, per un totale di 186,4 kN.

Rispetto alla normale turboventola ad alto rapporto di diluizione a flussi separati utilizzata sull'Harrier, questo sistema di propulsione presenta il vantaggio che, una volta disinnestata la ventola anteriore, può essere utilizzato anche a velocità supersonica. Inoltre, il raffreddamento aggiuntivo dei gas di scarico operato dal maggior lavoro sottratto loro dalla turbina a bassa pressione per il funzionamento della ventola anteriore, diminuisce la quantità di aria ad alta velocità e ad elevata temperatura che viene proiettata verso il basso durante il decollo e che può danneggiare i ponti delle portaerei e le piste di decollo.

Il Pratt & Whitney F135 è un motore a turboventola con postbruciatore sviluppato per il caccia multiruolo F-35 Lightning II. La famiglia dei propulsori F135 ha diverse varianti, tra cui una versione convenzionale e una versione STOVL (Short Take Off Vertical Landing) che comprende una ventola per la spinta verticale chiamata Rolls-Royce LiftSystem. Il primo esemplare di produzione in versione STOVL è stato consegnato a dicembre 2010.

Le origini del propulsore risalgono ad un programma DARPA del 1986 che mirava a sviluppare un aereo da caccia con capacità stealth e STOVL per il Corpo dei Marines statunitense da parte del team Skunk Works della Lockheed Martin. Paul Bevilaqua, un progettista della Lockheed concepì e brevettò un prototipo di aereo, e la Pratt & Whitney (P&W) sviluppò il propulsore. Questo dimostratore impiegava la ventola del primo stadio di un propulsore F119 come ventola di sollevamento, e le ventole del modello F100-220 per il propulsore. Inoltre venne impiegata la grande turbina a bassa pressione della versione F100-229, in modo da poter raggiungere la potenza necessaria per la ventola di sollevamento e un ugello a spinta variabile. Questo dimostratore fornì le basi per lo sviluppo del propulsore F135.

Al termine del 2010 il propulsore ha completato 20 000 ore di test, terminando la fase di sviluppo e di dimostrazione ed è stato consegnato il primo esemplare di produzione. Gli aerei F-35 utilizzeranno questo propulsore o il propulsore alternativo F136, sviluppato da un team GE/Rolls-Royce.

Il team di sviluppo del F135 è composto da Pratt & Whitney, Rolls-Royce e Hamilton Sundstrand. La P&W è il prime contractor ed è responsabile del propulsore principale e dell'integrazione dei sistemi, mentre la Rolls-Royce si occupa del sistema di sollevamento verticale per la versione STOVL e la Hamilton Sundstrand sviluppa principalmente il sistema di controllo elettronico, il sistema relativo al carburante e il sistema di attuatori. Il programma di sviluppo ha subìto un ritardo di 13 mesi.

Lo sviluppo del propulsore non è terminato, poiché è iniziato nel 2009 un progetto riguardante una versione del propulsore più durevole, in grado di aumentare la vita dei componenti chiave. Questi sono principalmente contenuti nelle parti calde del motore (la camera di combustione e le palette della turbina ad alta pressione), poiché le elevate temperature riducono la durata dei componenti. Il propulsore di test è chiamato XTE68/LF1.

Sotto pressione del Pentagono, la P&W mira a produrre l'F135 ad un prezzo inferiore rispetto all'F119, anche se questo è più potente.

L'F-135 è un propulsore a turboventola con un compressore a tre stadi a bassa pressione e a sei stadi ad alta pressione. La sezione calda comprende un combustore anulare con una turbina a singolo stadio ad alta pressione e una turbina a doppio stadio a bassa pressione. Il postbruciatore contiene un ugello convergente-divergente variabile.

Le versioni convenzionale (F135-PW-100) e per portaerei (F135-PW-400) hanno una spinta con postbruciatore di circa 191 kN e una spinta a secco di circa 125 kN. La differenza principale tra i modelli 100 e 400 consiste nell'impiego di materiali resistenti alla corrosione del sale per la versione da portaerei.

La versione STOVL (F135-PW-600) ha le stesse prestazioni, con la produzione di 80,1 kN di spinta verticale. Combinata con la spinta della ventola di sollevamento (89,0 kN) e dei due ugelli posizionati nell'attaccatura delle ali per il controllo del rollio (8,67 kN ciascuno), il sistema Rolls-Royce LiftSystem raggiunge una spinta totale di 186 kN, quasi la stessa prodotta dal propulsore stesso in modalità postbruciatore, senza tuttavia l'ingente consumo di carburante e il calore dei gas di scarico.

Uno degli obiettivi primari del progetto F135 consisteva nel migliorare l'affidabilità e la facilità di manutenzione. Il propulsore è stato quindi progettato con un minor numero di componenti. Molti di essi, chiamati line-replaceable components, possono essere rimossi e sostituiti con l'ausilio di sei strumenti a mano. Inoltre, il sistema health management system permette di trasmettere ai tecnici a terra dati in tempo reale, permettendo la preparazione delle riparazioni prima che l'aereo ritorni alla base. Secondo il costruttore, questi dati possono ridurre drasticamente (fino al 94%) i tempi di riparazione e di diagnosi dei guasti rispetto ad un propulsore tradizionale.

I propulsori F135/F136 non sono stati progettati per volare in modalità supercrociera.

Varianti del motore:

F135-PW-100: Impiegato nella variante F-35A a decollo e atterraggio convenzionale
F135-PW-400: Impiegato nella variante F-35C per portaerei
F135-PW-600: Impiegato nella variante F-35B STOVL, a decollo corto e atterraggio verticale.

IL SISTEMA E.O.T.S.

Il sistema di puntamento elettro-ottico (EOTS) per l'F-35 Lightning II è un sistema di puntamento ad alte prestazioni, leggero e multifunzione che fornisce precisione e capacità di puntamento aria-aria e aria-superficie. L'EOTS a bassa resistenza aerodinamica e furtivo è integrato nella fusoliera dell'F-35 Lightning II ed è riparato da un vetro zaffiro: è collegato al computer centrale integrato dell'aereo attraverso un'interfaccia a fibre ottiche ad alta velocità.

Come primo sensore a combinare le funzionalità di ricerca e tracciamento a infrarossi, l’EOTS migliora la consapevolezza della situazione dei piloti dell'F-35 e consente agli equipaggi di identificare le aree di interesse, effettuare ricognizioni e lanciare con precisione armi guidate laser e GPS. Lockheed Martin ha consegnato oltre 300 sistemi per l'F-35 Lightning II.

L’Advanced EOTS è disponibile per lo sviluppo del blok4 dell'F-35.

Progettato per sostituire l'EOTS, Advanced EOTS incorpora un'ampia gamma di miglioramenti e aggiornamenti, tra cui l'infrarosso a onde corte, la TV hd, un marcatore a infrarossi e una migliore risoluzione del rivelatore di immagini. Questi miglioramenti aumentano la portata di riconoscimento e di rilevamento dei piloti dell'F-35, consentendo una maggiore prestazione complessiva per il puntamento.

Northrop-Grumman Electronic Systems e Lockheed-Martin Missiles and Fire Control stanno sviluppando l'EO DAS e l'EOTS per l'F-35. Questo sensore multifunzione è basato sulla collaudata tecnologia Sniper XR e sarà trasportato internamente sotto il muso dell’F-35. Sarà collegato al computer principale tramite un'interfaccia in fibra ottica ad alta velocità che soddisfa i requisiti dell'architettura di sistema integrata. Il ruolo primario di questo sensore è quello di fornire una maggiore capacità di rilevamento e puntamento a lungo raggio rispetto alle precedenti generazioni di sistemi di puntamento montati sugli aerei.

L'EOTS comprende una FLIR di terza generazione, un laser e una telecamera CCD-TV che fornisce il rilevamento e l'identificazione del bersaglio a distanze di stallo notevolmente superiori, immagini ad alta risoluzione, inseguimento automatico, ricerca e inseguimento infrarosso IRST, designazione laser, telemetro laser e inseguimento laser spot tracking. Le funzionalità del sottosistema EOTS F-35 saranno ampliate in futuro.

In tutta onestà, l'F-35 potrebbe non avere alcune capacità chiave di supporto aereo ravvicinato che si trovano su altri velivoli, ma ha anche alcune capacità che nessun altro caccia ha che lo aiuteranno in quella missione. Il più grande è, ancora una volta, un livello di fusione dei sensori non realizzato in precedenza e un'interfaccia uomo-macchina intuitiva. Mentre un pilota dell'F-16 deve far funzionare i suoi sistemi e sensori in gran parte come dispositivi individuali, i sensori e i sistemi dell'F-35 funzionano come una squadra senza soluzione di continuità.

Per esempio, il pilota dell'F-35 può semplicemente guardare un bersaglio e far scattare immediatamente ogni sensore in quel punto nello spazio. Mappatura radar, immagini EOTS, contatti data-link, indicazioni del bersaglio in movimento a terra e tutto il resto appariranno istantaneamente sul display montato sul casco del pilota e sul pannello "vetro" a testa in giù. Non c'è bisogno di "spingere" manualmente i dati nella cabina di pilotaggio del jet in quanto i sensori e i sistemi vedono tutti esattamente la stessa cosa. Questa capacità può far risparmiare tempo e migliorare la consapevolezza della situazione. Inoltre, il Distributed Aperture System (DAS) dell'F-35 è in grado di rilevare gli incendi a terra e i veicoli in movimento, avvisando il pilota sul luogo in cui tali azioni si stanno svolgendo. Infine, di notte il pilota dell'F-35 avrà una maggiore consapevolezza della situazione rispetto a qualsiasi altro equipaggio di aerei da combattimento, sfruttando ancora una volta il DAS, il loro display montato sul casco e la fusione dei sensori. Il pilota dell'F-35 può guardare attraverso il pavimento del suo jet verso il bersaglio sottostante con una visione panoramica.

L'EOTS permette altresì di concentrarsi sul tracciamento del prossimo bersaglio da ingaggiare, localizzando forze amichevoli, o scansionando i cieli alla ricerca di elicotteri nemici e aerei da combattimento. In poche parole, due sistemi di puntamento EO sono migliori di uno, specialmente quando i loro dati sono fusi insieme senza soluzione di continuità.

Alla fine, si potrebbe pensare anche di aggiungere un poi esterno di puntamento avanzato alla lista dei carichi esterni dell'F-35 soprattutto in funzione C.A.S..

Cockpit - La cabina di pilotaggio dell’F-35 utilizza:

un display panoramico touchscreen da 20 x 8 pollici.
Un sistema di riconoscimento vocale in cabina di pilotaggio.
Un sistema di visualizzazione montato sul casco.
Un joistick laterale destro HOTAS.
Un sedile ad espulsione Martin-Baker US16E.
Un sistema di lancio per la catapulta alloggiato in guide laterali.
Un sistema generatore di ossigeno.

Sensori e avionica

Il sensore e la suite di sensori e comunicazioni dell'F-35 ha capacità di consapevolezza della situazione, comando e controllo e capacità di guerra network-centric. Il sensore principale a bordo è il radar a scansione elettronica attiva AN/APG-81, progettato da Northrop Grumman Electronic Systems, integrato dal sistema di puntamento elettro-ottico (EOTS) montato sotto il muso prodiero. Il sistema AN/ASQ-239 (Barracuda) è una versione migliorata della suite di guerra elettronica AN/ALR-94 dell'F-22, che fornisce una fusione di sensori a radiofrequenza e funzioni di tracciamento a infrarossi, un ricevitore avanzato di allarme radar che include il targeting geolocalizzazione delle minacce, contromisure multispettrali per l'autodifesa contro i missili, consapevolezza situazionale e sorveglianza elettronica, utilizzando 10 antenne a radiofrequenza incorporate nei bordi dell'ala e della coda. Nel settembre 2015, Lockheed ha presentato "Advanced EOTS" che offre capacità di risoluzione del rivelatore di immagini ad infrarossi a onde corte, TV ad alta definizione, marker a infrarossi e superiori. Offerto per la configurazione del blok 4, si adatta alla stessa area dell'EOTS di base con modifiche minime, pur conservando le caratteristiche stealth.

Sei sensori a infrarossi passivi supplementari sono distribuiti sull'aereo come parte del sistema elettro-ottico ad apertura distribuita (DAS) AN/AAQ-37 di Northrop Grumman, che funge da sistema di allarme missilistico, segnala i punti di lancio dei missili, rileva e segue gli aerei in avvicinamento all'F-35 e sostituisce i tradizionali dispositivi di visione notturna. Tutte le funzioni DAS sono eseguite simultaneamente, in ogni direzione, in ogni momento. I sistemi di guerra elettronici sono progettati dalla BAE Systems e comprendono componenti Northrop Grumman. Funzioni come il sistema di puntamento elettro-ottico e il sistema di guerra elettronica non sono solitamente integrati nei caccia. Un sensore DAS montato in una piattaforma di prova ha rilevato un lancio di missili balistici a due stadi a 1.300 chilometri di distanza.

La suite di comunicazione, navigazione e identificazione (CNI) è stata progettata da Northrop Grumman e include il Multifunction Advanced Data Link (MADL), come uno dei sei diversi collegamenti. L'F-35 sarà il primo caccia con fusione di sensori che combina la radiofrequenza e il tracking IR per il rilevamento e l'identificazione continua di bersagli in tutte le direzioni che viene condiviso via MADL ad altre piattaforme senza compromettere la bassa osservabilità.

Il Link 16 è incluso anche per la comunicazione con i sistemi legacy.

L’F-35 è stato progettato con la sinergia tra sensori come requisito specifico; ci si aspetta che i "sensi" dell'aereo forniscano un'immagine più coesa dello spazio di battaglia intorno ad esso e siano disponibili per l'uso in qualsiasi modo e combinazione possibile; per esempio, il radar multimodale AN/APG-81 agisce anche come parte del sistema di guerra elettronica.

Il Program Executive Officer (PEO) General Bogdan ha descritto il software di fusione dei sensori come una delle parti più complicate del programma.

Gran parte del software dell'F-35 è scritto in C e C+++ a causa della disponibilità del programmatore; anche il codice Ada83 viene riutilizzato dall'F-22. Il sistema operativo in tempo reale (RTOS) Integrity DO-178B di Green Hills Software funziona su processori COTS Freescale PowerPC.

Il software finale del blok 3 avrà 8,6 milioni di righe di codice. Nel 2010, i funzionari del Pentagono hanno scoperto che potrebbe essere necessario un software aggiuntivo.

I sistemi di guerra elettronica e di elettro-ottica sono destinati a rilevare e scansionare gli aerei, consentendo l'ingaggio e la distruzione di un aereo ostile prima di essere rilevato. Il banco di prova dell'avionica CATbird ha dimostrato di essere in grado di rilevare e disturbare i radar, compreso l'AN/APG-77 dell'F-22. L'F-35 era considerato in precedenza una piattaforma per il Jammer di nuova generazione: per questa capacità l'attenzione si è ora spostata sull'utilizzo di UAV.

Diversi sottosistemi utilizzano FPGA Xilinx; questi componenti COTS consentono di fornire aggiornamenti software dal settore commerciale e aggiornamenti software della flotta per i sistemi radio SDR.

Un ufficiale dell’USAF ha proposto di utilizzare l'F-35 per controllore e coordinatore di più aerei da combattimento senza equipaggio (UCAV). Utilizzando i suoi sensori e le sue apparecchiature di comunicazione, un singolo F-35 potrebbe comandare un attacco composto da più di 20 UCAV armati.

Sistema di visualizzazione montato sul casco

L'F-35 non ha bisogno di essere fisicamente puntato verso il suo bersaglio perché le armi abbiano successo. I sensori possono tracciare e puntare un aereo verso qualsiasi orientamento, fornire le informazioni al pilota attraverso il casco e fornire al sensore di guida di un missile informazioni sufficienti.

I tipi di missili recenti forniscono una capacità molto maggiore di colpire un bersaglio indipendentemente dall'orientamento di lancio, chiamata capacità "High Off-Boresight". I sensori utilizzano la radiofrequenza combinata e l'infrarosso (SAIRST) per tracciare continuamente gli aerei vicini, mentre il sistema di visualizzazione montato sul casco del pilota (HMDS) visualizza e seleziona i bersagli; il sistema del casco sostituisce il display a testa alta montato sul display dei caccia precedenti. Ogni casco costa oltre 400.000 $.

I sistemi dell'F-35 forniscono il tracking automatico dei bersagli permettendo al pilota di mantenere l'attenzione sui bersagli, piuttosto che sui controlli del velivolo.

I problemi con il display montato sul casco di Vision Systems International hanno indotto Lockheed Martin-Elbit Systems a proporre nel 2011 proposte alternative basate su occhiali per la visione notturna Anvis-9.

BAE Systems è stata selezionata alla fine del 2011 per fornire un sistema alternativo.

Il casco alternativo BAE Systems doveva includere tutte le caratteristiche del sistema VSI ma ciò avrebbe richiesto una riprogettazione della cabina di pilotaggio. Nel 2013 lo sviluppo del casco alternativo è stato interrotto a causa dei progressi del casco di base.

Nel 2011, Lockheed Martin-Elbit ha concesso a VSI un contratto per risolvere i problemi di vibrazione, visione notturna e visualizzazione dei sensori nel display montato sul casco con la sostituzione della telecamera ISIE-10 di Intevac giorno/notte con il nuovo modello ISIE-11 di Intevac.

Nell'ottobre 2012, Lockheed Martin-Elbit hanno confermato di aver compiuti. Nel 2013, nonostante i continui problemi con la visualizzazione del casco, il modello F-35B ha completato 19 atterraggi verticali notturni a bordo della USS Wasp in mare utilizzando il DAS al posto delle capacità di visione notturna incorporate nel casco, che offrono al meglio una visione 20/35.

Nell'ottobre 2013, lo sviluppo del casco alternativo è stato interrotto. L'attuale casco Gen 2 dovrebbe soddisfare i requisiti per dichiarare, nel luglio 2015, che l'F-35 ha ottenuto la capacità operativa iniziale. A partire dal 2016, con un basso tasso di produzione iniziale (LRIP) lotto 7, il programma introdurrà un casco Gen 3 che presenta una telecamera per la visione notturna migliorata, nuovi display a cristalli liquidi, allineamento automatico e altri miglioramenti software.

Manutenzione

Il concetto di manutenzione del programma prevede che ogni F-35 sia mantenuto in ogni impianto di manutenzione dell'F-35 e che tutte le parti dell'F-35 in tutte le basi siano globalmente monitorate e condivise secondo necessità. La comunanza tra le diverse varianti ha permesso all'USMC di creare il primo distaccamento di addestramento sul campo per applicare direttamente le lezioni dell'USAF alle operazioni di manutenzione dell'F-35. L'aereo è stato progettato per facilitare la manutenzione, con il 95% di tutte le parti sostituibili sul campo "una profondità" dove non deve essere rimosso altro per arrivare al pezzo in questione. Ad esempio, il sedile eiettabile può essere sostituito senza rimuovere il tettuccio, l'uso di attuatori elettroidrostatici a bassa manutenzione al posto dei sistemi idraulici e un rivestimento esterno in composito più duraturo dei precedenti.

Il Joint Program Office dell'F-35 ha dichiarato che il velivolo ha ricevuto buone recensioni da piloti e manutentori, suggerendo che sta funzionando meglio dei suoi predecessori in una simile fase di sviluppo, e che il tipo stealth si è dimostrato stabile dal punto di vista della manutenzione. Questo miglioramento segnalato è attribuito ad un migliore addestramento alla manutenzione, dato che i manutentori dell'F-35 hanno ricevuto un'istruzione molto più ampia in questa prima fase del programma rispetto all'F-22 Raptor. I rivestimenti stealth dell'F-35 sono molto più economici e duraturi rispetto a quelli utilizzati sull’F22 Raptor. I tempi di polimerizzazione per le riparazioni dei rivestimenti sono inferiori e molti dei dispositivi di fissaggio; i pannelli di accesso non sono rivestiti, riducendo ulteriormente il carico di lavoro per le squadre di manutenzione. Alcuni dei materiali radar-assorbenti dell'F-35 sono cotti in una pellicola composita, il che significa che la sua firma furtiva non è facilmente degradabile come quelle precedentemente utilizzate.

(Web, Google, Wikipedia, You Tube)