L’UCAV “sacrificabile” XQ-58 VALKYRIE e l'integrazione con gli aerei stealth F-22 ed F-35

L’UCAV “sacrificabile” XQ-58 VALKYRIE

Il Valkyrie XQ-58 è stato recentemente presentato ai media dall'Air Force Research Labs (AFRL) in una presentazione del suo programma Low Cost Attritable Aircraft Technology (LCAAT) presso la base aerea di Wright Patterson. 

"Se unisci un gruppo di questi UCAV con un F-35 o un F-22, o altre risorse di sorveglianza, si sarà in grado di coprire più spazio a un costo inferiore", Bill Baron, AFRL LCAAT project manager, ha detto al Dayton Daily News all'evento del 9 maggio.

L’UCAV Valkyrie è in avanzata fase di sviluppo dal luglio 2016, quando l'USAF assegnò alla società Kratos un contratto per lo sviluppo dell'LCAAT.

Dopo uno sforzo di progettazione e sviluppo, in meno di due anni il Valkyrie ha effettuato il suo primo volo nella primavera del 2018. Il 9 dicembre 2019, nei cieli sopra il poligono di Yuma, l’USAF ha compiuto un importante passo avanti negli sforzi per costruire il suo Advanced Battle Management System, il network alla base delle nuove tattiche multi-dominio. In particolare, al centro dell’esperimento c’era il nuovo sistema di comunicazione multi-data link “GatewayONE”, che di fatto è un traduttore-aggregatore capace di mettere in comunicazione piattaforme fino ad ora separate da data link proprietari ed incompatibili. Per effetto del GatewayONE, per la prima volta, F-35 ed F-22 hanno potuto condividere dati in tempo reale ed in modo sicuro direttamente in volo, senza bisogno di assistenza da terra. I caccia stealth F-35 ed F-22 impiegano 2 particolari data link sicuri per la condivisione dati all’interno della formazione: 

• il Multifunctional Advanced Data Link (MADL) 
• e l’Intra-Flight Data Link (IFDL). 

Tali sistemi offrono comunicazioni sicure, ma finora non erano in grado di comprendersi e trasferirsi vicendevolmente informazioni. Il sistema GatewayONE ha esteso la condivisione dati sicura al di fuori della formazione, trasmettendo e ricevendo informazioni e tracciamento del bersaglio anche da sensori basati a terra. Tutti i dati giungono a ciascuna piattaforma nel suo formato “originale”, così che i sistemi di bordo non hanno problemi ad integrare la traccia ed a presentarla agli operatori pienamente integrata nella simbologia e sugli apparati di controllo. Questa condivisione multi-direzionale è indispensabile per realizzare la visione della collaborazione costante fra piattaforme appartenenti a tutti i Domini operativi. E’ stata anche operata l’integrazione in formazione mista di un velivolo non pilotato “sacrificabile”, cioè il Kratos XQ-58A VALKYRIE che è uno dei candidati per il ruolo di Loyal Wingman a basso costo. Questo Ucav viene lanciato tramite razzi e, al termine della missione, viene recuperato tramite paracadute; l’Xq-58 VALKYRIE è indipendente dalle piste aeroportuali e potrà aggiungere sensori ed armi supplementari rispetto a quelle dei caccia pilotati (F-22 ed F-35 e altri) che è destinato a supportare negli ambienti altamente ostili. Quello del 9 dicembre è stato il primo volo semi-autonomo in formazione con i 2 stealth pilotati. Il test del 9 dicembre, per quanto importante, non è stato però un completo successo: anche il VALKYRIE era equipaggiato di modulo GatewayONE, ma il sistema ha purtroppo avuto un malfunzionamento dopo il decollo che ha reso impossibile dimostrare la piena integrazione del loyal wingman; solo 9 delle 18 dimostrazioni previste si sono concluse positivamente. Fra i test conclusi con successo si segnala anche la condivisione di immagini Full Motion Video trasmesse da un F-35B agli operatori a terra. Questa funzione non era originariamente inclusa nel sistema designazione obiettivi EOTS ed è ora in corso un retrofit. Le informazioni sono state condivise in volo anche con un KC-46 PEGASUS ed una stazione dati a terra, impiegando tecnologie di origine civile, adattate per impiegare le comunicazione a mezzo “Tactical Targeting Network Technology”.

XQ-58 VALKIRYE

L'XQ-58 Valkirye è un velivolo a pilotaggio remoto (UAV) statunitense attualmente in fase di sviluppo da parte della Kratos Unmanned Aerial Systems, destinato al ruolo di ricognizione aerea e combattimento.

Alla metà degli anni duemiladieci del XXI secolo, l'United States Air Force emise un requisito per l'adozione di droni da attacco stealth di produzione economica, al fine di non gravare troppo sul bilancio militare in caso di fallimento del programma. Nel luglio 2016 venne ufficialmente lanciato il programma Low-Cost Attritable Strike Unmanned Aerial System Demonstration (LCASD) per determinare effettivamente quali sarebbero le esigenze, le capacità operative e il costo di tale prodotto.

Tale programma rientrava nel più ampio LCAAT (Low-Cost Attritable Aircraft Technology) dell'Air Force Research Laboratory, e lo UAV doveva essere in grado di essere usato a fianco di aerei da combattimento pilotati del tipo F-15EX o F-35, ma anche essere schierato come uno sciame di droni accompagnati o meno da un aereo pilotato. Lo UAV doveva trasportare armi aria-superficie, ma anche attrezzature per effettuare missioni ISR (Intelligence, Surveillance e Reconnaissance). Tale sistema sarebbe stato particolarmente utile nel corso di una guerra simmetrica tra due nazioni rivali, concetto coerente con la crescente intenzione del Pentagono di competere con Cina e Russia per la supremazia militare.

La Kratos Defense & Security Solutions presentò il progetto XQ-222 che fu selezionato per lo sviluppo. Tale dispositivo era offerto a un prezzo unitario di 3 milioni di dollari, prezzo che scendeva a 2 per la produzione di oltre 100 esemplari.

Nel maggio 2017 l'XQ-222 venne ufficialmente battezzato "Valkyrie", e nel mese successivo fu poi presentato al Salone internazionale dell'aeronautica e dello spazio di Parigi-Le Bourget.

La sua configurazione è relativamente convenzionale, con una fusoliera dotata di corte ali a freccia in posizione centrale, e di due impennaggi di coda a "V". La presa d'aria per il propulsore è situata sulla parte superiore della fusoliera, ed alimenta il motore a reazione posto nella parte posteriore attraverso un tubo a "S", al fine di impedire che le pale del reattore siano visibili alle onde radar. Due stive ventrali consentono il trasporto del carico offensivo, ma secondo alcune fonti, sotto le ali sono installati anche due punti di attacco esterni. Privo del carrello d'atterraggio, il Valkyrie decolla da una catapulta o da una piattaforma di lancio tramite razzi ausiliari, e al termine della missione atterra dopo il dispiegamento di un paracadute di recupero. La formazione tipo dovrebbe essere costituita da tre droni XQ-58a posizionati davanti a un cacciabombardiere guida F-15EX o F-35 Block 4. L’XQ-58 può anche volare in modalità semi-autonoma seguendo un rotta impostata, o diventare completamente autonomo. Nel gennaio 2019 il nuovo prodotto venne ufficialmente rinominato XQ-58A Valkyrie, e il primo esemplare andò in volo per la prima volta il 5 marzo successivo, dal poligono di Yuma Proving Ground, in Arizona, per 76 minuti. Durante questa prima fase di test, sono stati previsti cinque voli di prova, da compiersi in due fasi, al fine di valutare la funzionalità del sistema, le prestazioni aerodinamiche e i sistemi di lancio e recupero. Il 24 gennaio 2020 è avvenuto il quarto volo, con il prototipo che ha raggiunto una grande altezza per poi atterrare regolarmente nel deserto. Al termine del programma è stato emesso un ordine per la produzione di 12 esemplari di preserie, da consegnarsi nel 2021.

F-22 RAPTOR

Il Lockheed Martin/Boeing F-22 Raptor è un caccia da superiorità aerea, con caratteristiche stealth, di costruzione statunitense, talvolta classificato dallo stesso Dipartimento della Difesa americano come velivolo da supremazia aerea. Era destinato originariamente ad entrare in servizio come F/A-22, ma quando i primi esemplari sono stati consegnati all'USAF il 15 dicembre 2005, sono stati ridenominati F-22A. L'USAF considera l'F-22A un elemento critico della sua forza d'attacco, e afferma che le sue prestazioni non sono comparabili con nessun velivolo attualmente operativo o in fase di progettazione. Il primo test in volo avvenne il 7 settembre 1997, mentre i primi esemplari prodotti in serie furono consegnati alla base aerea di Nellis, Nevada, il 4 gennaio 2003. La prima unità operativa è stata consegnata al 27th Fighter Squadron. L'aereo venne sviluppato per cercare di contrastare la nuova minaccia rappresentata dai nuovi caccia MiG-29 Fulcrum e Su-27 Flanker.

L'F-22 è un aereo da combattimento di 5ª generazione con capacità stealth di 5ª generazione. Possiede due propulsori a turboventola con postbruciatore Pratt & Whitney F119-PW-100 capaci di spinta vettoriale. La spinta massima è una informazione classificata, anche se la maggior parte delle fonti riporta il valore di 156 kN per propulsore. Si stima una velocità massima attorno a Mach 1,82 in modalità supercruise (ovvero senza l'uso di postbruciatori), come dimostrò il generale John P. Jumper, ex-Chief of Staff dell'USAF, quando il 13 gennaio 2005 con un Raptor superò Mach 1,7. Paul Metz, pilota a capo dei test dell'F-22 alla Lockheed, affermò che il velivolo possiede una presa d'aria fissa con cui riesce a raggiungere velocità superiori a Mach 2,0 senza avvalersi dell'impiego di labbra variabili al suo interno, soluzione adottata in altri aerei da combattimento per impedire lo stallo del compressore. Le performance sono superiori a quelle dell'F-15 Eagle grazie anche al rapporto spinta-peso di 1,2:1 per il Raptor e prossimo all'1:1 per l'F-15 Eagle.

I dati sulla vera velocità massima dell'F-22 non sono disponibili pubblicamente, ma la caratteristica di poter contenere tutte le armi al suo interno costituisce un vantaggio rispetto ad altri aerei, poiché se montate esternamente aumentano la resistenza aerodinamica. Un altro punto di forza del velivolo è la capacità di affrontare situazioni di forte stress meccanico e termico, in cui può mantenere un'ottima manovrabilità rimanendo controllabile anche a seguito di manovre ad un costante angolo di attacco superiore a 60º. Il sistema propulsivo permette di compiere strette virate ad elevatissimi angoli di attacco, tra queste la manovra di Herbst (detta J-turn), il Cobra di Pugačëv e il Kulbit. Durante le esercitazioni effettuate nei cieli dell'Alaska nel giugno 2006, i piloti del Raptor dimostrarono che l'altitudine di crociera, cioè mantenuta costante in una missione, ha un effetto positivamente significativo nelle performance di combattimento costituendo un fattore chiave per il raggiungimento di un tasso di abbattimenti elevatissimo contro altri aerei di 4ª e 5ª generazione.

L'avionica dell'F-22 è tecnologicamente molto avanzata. Questa include il BAE Systems E&IS Radar Warning Receiver (RWR) AN/ALR-94, e il radar Northrop Grumman AN/APG-77 Active Electronically Scanned Array (AESA). L'AN/APG-77 è caratterizzato dalla sua capacità di acquisizione bersagli a lunga distanza, con una bassa probabilità d'intercettazione.

L'AN/ALR-94, è invece un sistema di ricezione passivo capace di localizzare i segnali radar nemici. È composto da più di 30 antenne affogate nella fusoliera, e viene descritto dall'ideatore principale del progetto dell'F-22, Tom Burbage, come "il sistema più tecnologicamente complesso imbarcato sul velivolo". Grazie ad un ottimo range operativo (250+ miglia), permette al Raptor di limitare le proprie emissioni radar per non compromettere la sua invisibilità (stealthness).

L'AN/APG-77 AESA, progettato per il ruolo da superiorità aerea e missioni d'attacco al suolo, rimanendo in configurazione di bassa visibilità può intercettare e seguire bersagli multipli con ogni condizione atmosferica. Il radar cambia la propria frequenza operativa circa 1 000 volte al secondo minimizzando la possibilità di essere intercettati. Può inoltre aumentare le sue emissioni radar per sovraccaricare i sensori nemici, dando all'aereo la capacità di intraprendere azioni di guerra elettronica.

Le informazioni raccolte dal sistema radar vengono elaborate da due Raytheon Common Integrated Processor (CIP). Ciascun CIP opera ad una velocità di circa 10,5 miliardi di istruzioni al secondo e ha 300 MB di memoria. Le informazioni possono essere ricevute dal radar o altri sistemi di bordo o esterni. I dati ricevuti vengono quindi elaborati e visualizzati in modo intuitivo sui display del cockpit. Il software del Raptor è composto da oltre 1,7 milioni di linee di codice, la maggior parte di queste per l'elaborazione dei dati provenienti dal radar. La distanza massima d'operazione dell'AN/APG-77 è stimata attorno alle 125-150 miglia, estendibili attraverso aggiornamenti, a circa 250 miglia (402 km).

L'F-22 è in grado di agire come un "mini-AWACS", grazie alle capacità di identificazione delle minacce di cui possono beneficiare anche gli altri aerei. Il sistema permette di designare dei bersagli per velivoli come F-15 ed F-16, e anche determinare se due aerei alleati stanno puntando lo stesso bersaglio, permettendo ad uno di essi di scegliere un bersaglio diverso. Pur non avendo le capacità di un vero AWACS, come l'E-3 Sentry, grazie ai sistemi informatici più moderni è in grado di identificare gli obiettivi molto più velocemente. Il radar a bassa probabilità di intercettazione ha ricevuto la capacità di trasmissione dati a banda larga, permettendo all'aereo di fungere come un ripetitore dati verso e da i trasmettitori e i ricevitori dati alleati nell'area di operazioni. Il bus dati IEEE-1394B, sviluppato appositamente per questo velivolo, è derivato dal sistema commerciale IEEE-1394 FireWire. Lo stesso bus è stato impiegato anche nell'F-35 Lightning II. Il Raptor è stato progettato per operare in diversificate missioni, stivando i suoi missili aria-aria all'interno della fusoliera in modo da minimizzare il riflesso intercettato dai radar. I missili vengono lanciati con l'ausilio di braccia idrauliche che li lasciano cadere al di fuori dell'aereo in modo da poter richiudere tempestivamente i portelli d'apertura della stiva. Può trasportare bombe come le JDAM, in particolare la LMTAS/Boeing GBU-32, e le Small Diameter Bomb (SDB) con guida GPS, come le GBU-39, utilizzate principalmente per neutralizzare i radar e i sistemi di difesa aerea nemici. Il velivolo, inoltre imbarca un cannone rotante M61A2 Vulcan da 20 mm con 480 colpi, scaricabili in approssimativamente 5 secondi di fuoco continuo. La capacità del Raptor di poter sostenere una velocità di crociera supersonica e una tangenza operativa molto elevata aumenta significativamente la gittata effettiva degli armamenti aria-aria e aria-suolo. Monta gli AIM-120C come missili a medio-lungo raggio, anche se l'USAF ha intenzione di dotare i suoi aeromobili con il prossimo AIM-120D AMRAAM, che a breve rappresenterà l'ultima versione dell'AIM-120. L'arma a corto raggio è rappresentata dal Raytheon AIM-9X, missile a guida IR, equipaggiato col sensore all-aspect cioè con capacità di ingaggio bersagli non in asse fino a 90 gradi rispetto alla direzione di volo dell'aereo lanciatore. Il Raptor, quindi, è in grado di raddoppiare l'effettiva portata dei suoi armamenti fornendo loro una velocità e un'altezza superiori rispetto a quelle di un velivolo utilizzato come piattaforma di lancio convenzionale. Nei test effettuati con una JDAM da 1.000 lb a 15.000 m di altitudine, è stata rilevata una velocità media di quest'ultima di circa 1.5 Mach, colpendo l'obiettivo a circa 39 km di distanza. In altre configurazioni è possibile trasportare ulteriori carichi esterni utilizzando i quattro agganci subalari in grado di sostenere un peso di 5000 lb ciascuno, con un pilone su cui può essere collocato un serbatoio esterno sganciabile da 600 galloni (2 268 l) o un pod in grado di ospitare due missili aria-aria. Aggiungendo armi o componenti esterni, queste possono compromettere le capacità stealth dell'aereo e diminuire la manovrabilità, la velocità e il raggio d'azione (tranne nel caso in cui si usino serbatoi esterni). I due punti d'aggancio interni sono dedicati ai serbatoi esterni di carburante che ne permettono anche lo sgancio in volo, riacquistando le capacità stealth e le performance in seguito all'esaurimento delle riserve esterne. Attualmente sono in corso ricerche per sviluppare piloni e armamenti stealth che non comprometterebbero l'invisibilità del velivolo aumentando così il carico utile. La ridotta traccia radar è ottenuta tramite profili aerodinamici e tecniche all'avanguardia, come materiali radar assorbenti, prese d'aria a forma di "S", parti e condotti che riflettono le onde radar sul motore e che tendono a raffreddare i gas di scarico per una low-observance anche ai sensori infrarosso, il progetto dell'F-22 ha posto la massima importanza nel diminuire la rilevabilità non solo al radar, ma in tutto lo spettro dei sensori, tra cui trasmissioni radio, emissioni infrarosse e acustiche. L'F-22 necessita di manutenzione della pellicola RAM (Radar Absorbent Material) a differenza dell'F-117 Nighthawk, il quale necessitava di un design a sfaccettature multiple più accentuato per aumentare la sua stealthness. Con i dati disponibili oggi sul grado d'invisibilità ai radar dell'F-22, poiché quelli ufficiali sono segreto militare, si potrebbe ipotizzare una Radar Cross Section (RCS), che rappresenta l'unità di misura della riflettività radar di un oggetto, pari a 0,00025 m² cioè la grandezza di una palla da tennis. Secondo un articolo del The National Interst del 17 ottobre 2017 a firma Stephen Bryen, dal titolo Russia's S-400 Is a Game Changer in the Middle East (and America Should Worry), il sistema SAM russo S-400, ha dei radar in grado di intercettare gli aerei stealth F-22 e F-35. L'F-22 Raptor è propulso da due motori Pratt & Whitney F119-PW-100, ciascuno dei quali è in grado di sviluppare circa 155700 Newton di spinta, sufficienti a garantire un rapporto spinta/peso superiore a 1,1 con l'aereo in configurazione standard. L'F-119 è un motore turboventola a basso rapporto di diluizione, estremamente avanzato ma di concezione abbastanza tradizionale. Nel Raptor l'F119 è dotato di un sistema di controllo vettoriale della spinta, ottenuto mediante il movimento verticale degli ugelli di scarico che possono ruotare di 40 gradi lungo l'asse verticale. Il controllo vettoriale è governato dal sistema di volo in maniera automatica, mentre i motori sono controllati da un sistema FADEC di 4ª generazione. L'F119 non emette fumi, ed è stato costruito con il 40% di parti in meno rispetto agli altri turboventola destinati ai caccia, il tutto a vantaggio di una minore manutenzione (circa il 75% in meno).

La Cabina di pilotaggio dell'F-22 è una delle più avanzate in circolazione, totalmente elettronica e senza alcun tipo di strumentazione analogica. Gli strumenti principali della plancia sono sei grandi display multifunzionali LCD a colori che si suddividono in:

• 2 UFD (Up-Front Displays) che riguardano i dati di genere ICAW (Integrated Caution/ Advisory/ Warning data) e CNI (Communications/ Navigation/ Identification),
• 1 PMFD (Primary Multi-Function Display), posizionato al centro della plancia, è il display primario per la navigazione aerea in quanto può visualizzare rotta e waypoints, oltre che il Situation Assessment (SA),
• 3 SMFD (Secondary Multi-Function Displays), che si trovano sotto e a lato del PMFD e tra le gambe del pilota, vengono utilizzati per visualizzare informazioni tattiche (armamento) e non (checklist, diagnostica sottosistemi e stato motore).
• Infine, un casco, anche questo multifunzionale, completa l'interfacciabilità del binomio uomo-macchina.

Il cupolino è costituito da una singola struttura in policarbonato, il più grande finora costruito impiegando questo materiale, che offre un'ottima trasparenza e visibilità, oltre che garantire una bassa segnatura radar. È anche in grado di garantire sicurezza al pilota in ambienti in cui sono presenti agenti NBC, e ha dato risultati positivi nelle prove di bird strike ad oltre 700 km/h.

Human-Machine Interface (HMI):

• HUD - Durante la progettazione di questo velivolo si è cercato di perfezionare l'interfaccia utente che mette in comunicazione tra loro aereo e pilota. Strumento standard per raggiungere tale scopo è l'Head-Up Display (HUD), dove vengono visualizzati i dati più importanti (altitudine, velocità, frequenza radio, angolo di incidenza, reticolo di tiro); l'inclinazione e la forma di questo HUD sono state progettate anche per fornire uno scudo al pilota in caso di frantumazione del cupolino (ad esempio in caso di bird strike).
• ICP - L’Integrated Control Panel (ICP) è l'interfaccia principale per gestire le comunicazioni, i dati per l'autopilota e i piani per la navigazione aerea, ed è posizionato sotto l'HUD, al centro della fascia più alta del cokpit. Costituito da un pannello comandi, è molto simile ad un mouse per facilitarne l'uso al pilota.
• SFG/IMG - Lo Stand-by Flight Group e l'Instrument Meteorological Conditions rappresentano il sistema di navigazione aerea di emergenza, che viene attivato in caso di malfunzionamento generale dei sistemi di bordo, permettendo al pilota di continuare il volo.
• ICAW - Per ridurre la mole di lavoro del pilota nel corso di un volo, il sistema ICAW può visualizzare un totale di 12 messaggi di allarme. Tutti i messaggi ICAW vengono filtrati per eliminare quelli imprecisi, in modo da informare il pilota di quale sia precisamente il problema riscontrato. Ad esempio, in caso di perdita di potenza al motore, gli allarmi del generatore e dell'impianto idraulico, che solitamente vengono associati a questo tipo di problema, vengono soppressi e il pilota può disporre dei dati relativi alla vera natura del problema. L'ICAW inoltre, dispone di una checklist elettronica per le procedure di volo.

L'F-22 dispone di un joystick laterale, posizionato alla destra della console e di due controller di spinta motore sulla sinistra.

Sui display del Raptor, in cui il pilota può navigare con un cursore ottenendo maggiori informazioni su obbiettivi o minacce, i velivoli intercettati vengono rappresentati in base alla loro tipologia con specifici colori e figure geometriche:

• Velivolo nemico: triangolo di colore rosso
• Velivolo amico: cerchio di colore verde
• Velivolo sconosciuto: quadrilatero giallo
• Velivolo gregario: quadrilatero blu
• Missile terra-aria: pentagono (con indicazioni sulla tipologia di missile e di gittata)
• Missile in rotta di collisione: pentagono con un triangolo inscritto
• L'Inter/Intra Flight Data Link (IFDL) permette di far collegare tra loro un numero imprecisato di F-22 durante il volo, in modo da comunicare e scambiarsi informazioni senza l'utilizzo di apparecchiature radio che potrebbero tradire la loro presenza.

F-35 LIGHTNING II

Il Lockheed Martin F-35 Lightning II, o Joint Strike Fighter-F35, è un caccia multiruolo monoposto di 5ª generazione, a singolo propulsore, con ala trapezoidale a caratteristiche stealth. Le sue capacità multiruolo lo rendono utilizzabile per compiti di supporto aereo ravvicinato, bombardamento tattico e missioni di supremazia aerea.

L'aereo viene anche definito in ambito militare come omni-ruolo data la capacità di svolgere contemporaneamente, senza tornare alle base per modificare il suo assetto, differenti attività operative.

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 saranno molto simili tra loro.

Esistono tre versioni dell'F-35: 

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

L'F-35 è 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, tra cui l'IEEE 1394 e fibre ottiche.

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; quando questa vene innestata all'albero della turbina di bassa pressione del motore, attraverso un albero e un giunto di collegamento, 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 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 a elevata temperatura che viene proiettata verso il basso durante il decollo, aria calda che può danneggiare i ponti delle portaerei e le piste di decollo. 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. Un sistema di visualizzazione sull'elmetto sarà integrato in tutti i modelli dell'F-35. Anche se alcuni caccia di quarta generazione (come lo svedese Saab JAS 39 Gripen) hanno 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 sidestick 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 di prestazioni e impiega un sistema a doppia catapulta contenuto in binari laterali.

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.

Il sistema software che gestirà l'aereo sarà costituito da 8,3 milioni di linee di codice e 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. Il software dell'F22 raptor, primo aereo di quinta generazione, ha "solo" 2 milioni di righe 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.

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. Originariamente il Regno Unito ha pianificato 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, 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. Il veivolo sta per essere equipaggiato con bombe nucleari B61-12.

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The XQ-58 VALKYRIE "expendable" UCAV

The XQ-58 Valkyrie was recently unveiled to the media by the Air Force Research Labs (AFRL) in a presentation of its Low Cost Attritable Aircraft Technology (LCAAT) program at Wright Patterson Air Force Base. 

"If you combine a bunch of these UCAVs with an F-35 or F-22, or other surveillance assets, you will be able to cover more space at a lower cost," Bill Baron, AFRL LCAAT project manager, told the Dayton Daily News at the May 9 event.

The UCAV Valkyrie has been in an advanced stage of development since July 2016, when the USAF awarded Kratos a contract to develop the LCAAT.

After a design and development effort, in less than two years the Valkyrie made its first flight in spring 2018. On 9 December 2019, in the skies above the Yuma Range, the USAF took a major step forward in its efforts to build its Advanced Battle Management System, the network underpinning its new multi-domain tactics. At the heart of the experiment was the new multi-data link communication system 'GatewayONE', which is in fact a translator-aggregator capable of connecting platforms hitherto separated by proprietary and incompatible data links. As a result of GatewayONE, for the first time, the F-35 and F-22 were able to securely share data in real time directly in the air, without the need for ground support. The F-35 and F-22 stealth fighters employ two special secure data links for data sharing within the formation: 

• the Multifunctional Advanced Data Link (MADL) 
• and Intra-Flight Data Link (IFDL). 

These systems offer secure communications, but until now were not able to understand and transfer information to each other. The GatewayONE system has extended secure data sharing outside the formation, transmitting and receiving information and target tracking also from ground-based sensors. All data reaches each platform in its 'original' format, so on-board systems have no problem integrating the track and presenting it to operators fully integrated in the symbology and on the control equipment. This multi-directional sharing is essential to realise the vision of constant collaboration between platforms belonging to all operational domains. The integration in a mixed formation of an "expendable" unmanned aircraft, the Kratos XQ-58A VALKYRIE, which is one of the candidates for the role of low-cost Loyal Wingman, was also carried out. This Ucav is launched by rockets and, at the end of the mission, is recovered by parachute; the Xq-58 VALKYRIE is runway-independent and will be able to add additional sensors and weapons to those of the piloted fighters (F-22 and F-35 and others) that it is intended to support in highly hostile environments. The 9 December flight was the first semi-autonomous formation flight with the two piloted stealth aircraft. The 9 December test, although important, was not a complete success: the VALKYRIE was also equipped with the GatewayONE module, but the system unfortunately malfunctioned after take-off, making it impossible to demonstrate the full integration of the loyal wingman; only 9 of the 18 planned demonstrations were successfully concluded. Among the successful tests was the sharing of Full Motion Video images transmitted from an F-35B to ground operators. This function was not originally included in the EOTS targeting system and is now being retrofitted. The information was also shared in flight with a KC-46 PEGASUS and a ground data station, using civil-derived technology adapted to employ communications via Tactical Targeting Network Technology.

(Web, Google, RID, Wikipedia, You Tube)