Il cacciabombardiere multiruolo F-35, la tecnica, la rete sensoristica e le diatribe italiane

Il cacciabombardiere multiruolo F-35 è un sistema d’arma aeronautico di quinta generazione dotato di uno spettro di capacità operative tale da consentire lo svolgimento contemporaneo ed autonomo di tutte le missioni della dottrina aerotattica.

Lo stato dell’arte della tecnologia applicata alla sensoristica di bordo e la bassa osservabilità del velivolo I.R. e RADAR, sono elementi distintivi che consentono di aumentarne esponenzialmente l’efficacia operativa, garantendo non solo maggiori livelli di sopravvivenza in territori ostili, ma anche una elevata consapevolezza e conoscenza dello scenario tattico, elemento quest’ultimo, estremamente prezioso nei moderni scenari di crisi.

Le elevate capacità di scoperta, identificazione e precisione d’ingaggio, conferiscono al velivolo un potenziale di assoluto rilievo che, unito ad innovative capacità di comunicazione e condivisione real-time delle informazioni essenziali e capacità Net-Centric, fornisce al pilota una gestione del teatro d’operazione senza eguali, rendendo l’F-35 un assetto pregiato che s’inserisce perfettamente nel moderno contesto operativo.

Per queste sue peculiari caratteristiche, il velivolo F-35 è stato scelto come il sistema d’arma più idoneo per le prime linee operative di molte nazioni alleate.

LA PARTECIPAZIONE ITALIANA

La partecipazione italiana al Programma Joint Strike Fighter (JSF) inizia nel 2002, per vedere poi nel 2009 il Parlamento italiano approvare l’acquisizione dei velivoli e la realizzazione di una linea nazionale di assemblaggio e verifica finale. Da allora, il coinvolgimento crescente dell’Italia ha portato il raggiungimento di importanti milestones quali, ad esempio: il primo volo del primo velivolo assemblato in Italia (Settembre 2015), la prima trasvolata atlantica nella storia del JSF (Febbraio 2016), il primo paese Partner ad attivare una base operativa JSF al di fuori dei confini statunitensi presso il 32° Stormo di Amendola (dicembre 2016).

Il velivolo F-35 attualmente in uso all’Aeronautica Militare è quello nella variante A, Conventional Take-Off and Landing (CTOL): versione a decollo e atterraggio convenzionale. Nel corso degli anni, la Forza Armata acquisirà anche la versione B, Short Take-Off and Vertical Landing (STOVL) già in dotazione alla Marina Militare. L’F35 B è la versione a decollo corto ed atterraggio verticale per l’impiego sia su piste austere e sia su unità navali tipo LHA/LHD/CV (Amphibious Assault Ships and Aircraft Carrier).

Caratteristiche tecniche:


Versione A: Apertura alare: 10,6 mt - lunghezza: 15,4 mt – altezza: 4,6 mt - superficie alare: 42,7 mq - velocità massima: 1.6 mach - tangenza operativa: 15.240 mt - raggio d’azione: oltre 1100 km – impianto propulsivo: 1 turbofan Pratt & Whitney F135 da 191kN (con postbruciatore) – peso a carburante interno: oltre 8000 kg - equipaggio: 1 pilota – armamento: cannone interno, armamento di caduta a guida GPS e laser, missili aria-aria a guida radar e infrarossa.

Versione B: Apertura alare: 10,6 mt - lunghezza: 15,6 mt – altezza 4,6mt - superficie alare: 42,7 mq - velocità massima: 1.6 mach - tangenza operativa: 15.240 mt - raggio d’azione: oltre 800 km – impianto propulsivo: 1 turbofan Pratt & Whitney F135 da 187kN (con postbruciatore) – carburante interno: oltre 6000 kg - equipaggio: 1 pilota – armamento: cannone esterno, armamento di caduta a guida GPS e laser, missili aria-aria a guida radar e infrarossa.

Lo stato dell’arte della tecnologia applicata alla sensoristica di bordo e la bassa osservabilità del velivolo (ridotta capacità di essere scoperto da RADAR ostili), sono elementi distintivi che consentono di aumentarne esponenzialmente l’efficacia operativa, garantendo non solo maggiori livelli di sopravvivenza in territori ostili, ma anche una elevata consapevolezza e conoscenza dello scenario tattico, elemento quest’ultimo, estremamente prezioso nei moderni scenari di crisi.  Le elevate capacità di scoperta, identificazione e precisione d’ingaggio, conferiscono al velivolo un potenziale di assoluto rilievo che, unito ad innovative capacità di comunicazione e condivisione real-time delle informazioni essenziali (capacità Net-Centric), fornisce al pilota una gestione del teatro d’operazione senza eguali, rendendo l'F-35 un assetto pregiato che s’inserisce perfettamente nel moderno contesto operativo.

Per le sue peculiari caratteristiche stealth, il velivolo F-35 è stato scelto come il sistema d’arma più idoneo per le prime linee operative di molte nazioni alleate considerate “affidabili” dagli Stati Uniti.

La partecipazione italiana inizia nel 2002 e approvata nel 2009 dal Parlamento italiano porta alla realizzazione di una linea nazionale di assemblaggio e verifica finale. 

Da allora, il coinvolgimento crescente dell’Italia ha portato il raggiungimento di importanti risultati: 

• il primo volo del primo velivolo assemblato in Italia (Settembre 2015), 
• la prima trasvolata atlantica nella storia dell'F-35 (Febbraio 2016), 
• il primo paese Partner ad attivare una base operativa JSF al di fuori dei confini statunitensi presso il 32° Stormo di Amendola (dicembre 2016).
• il velivolo è attualmente in uso all’Aeronautica Militare è quello nella variante A, (CTOL): versione a decollo e atterraggio convenzionale. 
• il 25 gennaio del 2018 è stata consegnata al Ministero della Difesa anche la versione B, (STOVL): versione a decollo corto ed atterraggio verticale per l’impiego sia su piste austere e sia su unità navali tipo LHA/LHD/CV, LHD TRIESTE e portaerei CAVOUR e Garibaldi.

LA FACO DI CAMERI - NOVARA

La base di Cameri è attualmente sede del 1° Reparto Manutenzione Velivoli dell’Aeronautica Militare ed ha in carico la manutenzione di Tornado ed Eurofighter Typhoon.

Sino al 28 luglio 1999, anno in cui venne sciolto, fu sede del 53° Stormo Caccia.

Senza la collaborazione degli Amici della Rete di Cameri, un gruppo variegato e fantastico di appassionati del volo di ogni età, non sarebbe stato possibile documentare tutti gli esemplari dell’aereo di Lockheed Martin. Il loro prezioso contributo in foto è stato e sarà fondamentale per arricchire la galleria man mano che gli aerei usciranno dalla linea di produzione; troverete il credit all’autore sotto ad ogni immagine gentilmente messa a disposizione.

Ogni aereo prodotto, oltre a riportare l’immatricolazione USAF e poi quella nazionale, viene designato con una sigla costruttiva che identifica il modello (A convenzionale, B a decollo corto ed atterraggio verticale, C la versione “ingrandita” destinata all’US Navy), la nazione alla quale l’aereo è destinato (L per l’Italia), ed un numero progressivo. Le coccarde tricolori degli F-35 italiani e le relative insegne di reparto sono a bassa osservabilità ed in stile "USAF".

IL PRIMO F-35 ITALIANO

Il roll-out del primo F-35 italiano, designato pertanto AL-1 e matricola MM7332 con le insegne del 32° Stormo, è avvenuto il 12 marzo 2015. Il primo volo, in quello che è stato in assoluto il primo al di fuori degli Stati Uniti, ha avuto luogo l’8 settembre 2015 con ai comandi il test pilot di Lockheed Martin Bill "Gigs” Gigliotti; il costruttore statunitense ha definito quel giorno come "una tappa fondamentale per l'Italia e per la partnership produttiva tra Finmeccanica-Alenia Aermacchi e Lockheed Martin”. Il 32-01 è stato inoltre il primo aereo del programma Joint Strike Fighter ad effettuare la trasvolata atlantica conclusasi il 5 febbraio 2016 sulla Luke AFB in Texas, sede del centro di addestramento internazionale F-35. La FACO di Cameri ha prodotto e consegnato il primo F-35B (BL-1) assemblato al di fuori degli Stati Uniti e preso in carico dalla Marina Militare.

IL BRACCIO DI FERRO TRA A.M.I. e MARINA MILITARE ITALIANA

E’ noto ai più il braccio di ferro tra l’Aeronautica militare nell’acquisizione degli F-35B, la versione STOV/L del cacciabombardiere più costoso della storia. Riportando i dati del Documento programmatico della Difesa per il triennio 2020-2022, gli F-35B per le forze navali sono destinati a sostituire gli Av-8 Harrier (per la manutenzione dei quali fino al 2024 sono già impegnati 387 milioni) e gli F-35A i cacciabombardieri leggeri Amx e quelli «medio-pesanti», i Tornado, dell’Aeronautica militare (per mantenere in linea questi ultimi fino al 2027 è prevista una spesa complessiva di un miliardo e 300 milioni di euro). Al conto dei lavori in corso aggiungiamo poi i 91 milioni per ristrutturare la base aerea di Ghedi (Brescia), in prospettiva dell’arrivo anche lì degli F-35. Come noto, il ministero della Difesa ha ordinato a suo tempo alla Lockheed Martin 90 cacciabombardieri: 60 A e 15 B per l’Aeronautica e altri 15 B per la Marina, partendo con un budget di 14 miliardi di euro. Con la diffusione delle vendite nel mondo, l’industria statunitense è passata da qualche tempo ai «saldi», prevedendo un costo a «pezzo» di circa 80 milioni di € per ogni F-35A e di un centinaio per ogni F-35B. Al momento l’Italia ha preso in consegna 15 F-35, di cui 12 F-35A e 3 F-35B.
Lo scorso giugno 2020 la Lockheed Martin ha ricevuto dal Pentagono un ordine da 368 milioni di $ per la consegna di altri 6 F-35 all’Italia, 5 versione A e uno versione B. Si prevede che la consegna si concluda entro giugno 2023 e da un rapido calcolo si desume che il costo medio di ogni velivolo è «sceso» a poco più di 60 milioni di euro.
Con la crisi crescente nel Mediterraneo orientale (Turchia – Grecia) il nostro Paese in ambito Nato ha bisogno di mantenere la «forza di proiezione» assicurata dalla Marina militare, ma i pochi F-35B sono contesi con l’Aeronautica militare, che ne reclama l’uso prioritario. Solo gli F-35B possono operare dalla «Cavour» e dalla LHD TRIESTE, mentre gli F-35A dalle normali piste terrestri. Fino al 2024 gli F-35B disponibili potranno essere non più di 5.

Tecnica - 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, tra cui l'IEEE 1394 e fibre ottiche.

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, venne 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.

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. 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.

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. 

Il pilota David ‘Doc’ Nelson, a bordo dell’esemplare BF-4 di F-35 Lightning II, versione STOVL (short takeoff/vertical landing) del JSF, ha da tempo testato le funzionalità iniziali del radar AN/APG-81 Active Electronically Scanned Array (AESA), oggetto della campagna di prove che ha coinvolto tutti i sistemi avionici e di missione.

La suite avionica completa è costituita dal radar AN/APG-81, dall’Electro-Optical Distributed Aperture System (EO-DAS), entrambi forniti da Northrop Grumman, dall’Electro-Optical Targeting System (EOTS), dal sistema di guerra elettronica (EW), dall’Helmet Mounted Display System (HMDS), dai sistemi Integrated Communication, Navigation & Identification (ICNI), Integrated Core Processor (ICP), e di guida INS/GPS.

Durante il volo dell’F-35, l’APG-81 ha soddisfatto e superato le aspettative di performance e stabilità. Ha dimostrato la capacità SAR (Synthetic Aperture Radar) ad alta risoluzione, e le altre funzionalità avanzate nei prossimi voli”, ha scovato i bersagli aerei prima dei radar degli aerei gregari F-16 e F-18 a tutti gli angoli d’aspetto (l’angolo individuato dalla posizione dell’aereo inseguitore rispetto alla coda dell’aereo bersaglio), con l’opportunità di testare anche la cooperazione con la suite di guerra elettronica, prodotta da BAE Systems. Il software Block 0.5, utilizzato dal radar durante le primissime prove, ha incluso il 60% delle funzionalità previste dalla versione definitiva, comprese la ricerca e l’inseguimento aria-aria a lungo raggio, la modalità SAR, identificazione IFF, navigazione e allarme radar.

EOTS – Electro Optical Targeting System

Anche l’italiana Leonardo ha ricevuto un contratto da Lockheed Martin per la fornitura di 165 puntatori laser avanzati per il sistema di puntamento elettro-ottico dell’F-35 Lightning II (EOTS – Electro Optical Targeting System). La commessa fa parte della fase del programma denominata Low-Rate Initial Production (LRIP) e segue gli ordini già esistenti per i laser del programma F-35. Il laser, integrato nell’EOTS, permette agli equipaggi del caccia di effettuare il calcolo della distanza e il puntamento di precisione. Selex ES ha sviluppato una forte collaborazione con Lockheed Martin a cui ha già fornito laser tattici per l’EOTS dell’F-35, per il sistema di pilotaggio e puntamento per l'elicottero Apache, M-TADS / PNVS (Modernized - Target Acquisition Designation Sight/Pilot Night Vision Sensor), e lo Sniper®, un avanzato pod di puntamento. Quest’ordine per il programma F-35 EOTS è fondamentale per sostenere e rafforzare la cooperazione con Lockheed Martin e incrementare ulteriormente le attività legate alla produzione di laser della sede di Edimburgo di Leonardo. La società sta anche lavorando a stretto contatto con l’azienda statunitense per rispondere alla sfida decisiva di ridurre i costi del programma F-35, cercando allo stesso tempo di potenziare ulteriormente le proprie attività nel campo dei laser. E’ previsto che il programma F-35 raggiunga il massimo della produzione nel 2018 con consegne stimate di oltre 3000 velivoli nei prossimi 30 anni. Il business dei laser si è rivelato di grande successo per leonardo: la società ha infatti sviluppato e realizzato prodotti di classe mondiale. Oltre a una serie di contratti negli Stati Uniti, nel 2014 sono stati venduti avanzati sistemi laser terrestri anche a clienti in Europa e nel Medio Oriente.

Sistema di visualizzazione montato su casco (HMDS) F-35 Gen III - Capacità senza precedenti per il velivolo tattico più avanzato al mondo

Per il pilota di aerei tattici multiruolo, il processo decisionale in una frazione di secondo può essere una questione di vita o di morte. L'interfaccia di nuova generazione del sistema di visualizzazione montato sul casco F-35 Gen III fornisce ai piloti un accesso intuitivo a grandi quantità di informazioni di volo, tattiche e dei sensori per una consapevolezza situazionale avanzata, precisione e sicurezza. L'interfaccia utente di nuova generazione funge da sistema di visualizzazione principale del pilota e le capacità virtuali consentono loro di vedere attraverso la parte inferiore della fusoliera o direttamente verso un bersaglio. Con una visualizzazione ininterrotta delle informazioni di volo e dei dati dei sensori, il pilota sperimenta un orientamento spaziale estremo, un targeting superiore delle armi e una superiorità tattica, sia di giorno che di notte.  Il display head-up (HUD), il display montato sul casco e la visione notturna proiettata sulla visiera sono completamente integrati per fornire ai piloti capacità senza precedenti nella cabina di pilotaggio del caccia. Possono mirare alle loro armi e mantenere un orientamento spaziale avanzato monitorando continuamente le informazioni di volo critiche. Il campo visivo bi-oculare avanzato, ampio 30 per 40 gradi, si sovrappone al 100%. Per le missioni notturne, l'HMDS proietta direttamente sulla visiera, eliminando la necessità di occhiali per la visione notturna separati. L'HMDS consente al pilota di prendere di mira le armi osservando e designando i bersagli e verificando il bersaglio quando riceve segnali di governo dai sensori di bordo o tramite collegamento dati.

Il design leggero ha un centro di gravità ottimale e una riduzione attiva del rumore (ANR). La fodera del casco personalizzata garantisce calzata precisa e comfort per ridurre l'affaticamento del pilota. 

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 SOFTWARE

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.

IL MOTORE

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 post-bruciatore, 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:

• 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.

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. 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 velivolo potrà inoltre essere equipaggiato con bombe nucleari B61.

VERSIONI DEL CACCIA:

F-35A: versione di base ad atterraggio e decollo convenzionale destinata all'USAF, per la sostituzione della flotta di F-16 e A-10 Thunderbolt II, ed altri acquirenti tra cui l'Aeronautica Militare italiana. Questa è la versione leggera ed è l'unica a montare un cannone interno GAU-22/A da 25 mm che sostituirà l'M61 Vulcan da 20 mm finora montato su i caccia dell'USAF.

F-35B: versione a decollo corto e atterraggio verticale (STOVL). Questa versione è destinata in particolar modo al Corpo dei Marines, alla Royal Navy, alla RAF, alla Marina Militare Italiana e all'Aeronautica Militare italiana. Il BF-6, primo modello di produzione per il corpo dei Marines, ha effettuato il volo inaugurale il 25 ottobre 2011. Il 31 luglio 2015 è stata dichiarata la IOC (Capacità Operativa Iniziale) per il corpo dei Marines. 

L'F-35B è quindi la prima versione a entrare in servizio attivo. Differisce dalla versione base per:

• 1x Pratt & Whitney F135-PW-600 da 128,1kN a secco e 191,3kN (con postbruciatore), ed ugello di scarico orientabile verso il basso;
• 1x Lift Fan da 89kN della Rolls-Royce, con flabelli mobili inferiori che permettono di orientare la spinta di 15º-30º in avanti o all'indietro rispetto alla verticale, installato dietro l'abitacolo:
• 2x ugelli per la stabilizzazione laterale posti nelle ali;
• riduzione della capacità interna di carburante a 6 045 kg;
• riduzione del volume utile della stiva armi interna;
• assenza del cannone interno (previsto in un pod sotto la fusoliera);
• sonda retrattile per il rifornimento in volo;
• tettuccio accorciato per la presenza del Lift Fan.
• struttura riprogettata/alleggerita nella parte posteriore dell'abitacolo al fine di posizionare la ventola aggiuntiva;

F-35C: versione imbarcata del Lightning, operante da portaerei tutto-ponte dotate di catapulta. Dovrebbe sostituire nella US Navy le prime versioni degli F-18 Hornet. 

Differisce dalla versione base per:

• 1x Pratt & Whitney F135-PW-400;
• capacità interna del carburante di 8 901 kg;
• assenza del cannone interno (previsto in un pod sotto la fusoliera);
• sonda retrattile per il rifornimento in volo;
• carrello a doppio ruotino anteriore con annessa barra di aggancio alla catapulta;
• incremento delle dimensioni alari (apertura: 13,11 m; superficie: 57,6 m²);
• lunghezza: di 14,48 m;
• incremento della superficie dei piani di coda;
• estremità alari ripiegabili per facilitare lo stivaggio.

Utilizzatori:

• Stati Uniti - United States Air Force - previsti 1 763 F-35A. Al settembre 2019 186 esemplari in organico.  - United States Navy - 273 F-35C. - United States Marine Corps Aviation - 353 F-35B e 67 F-35C ordinati. > Due F-35B sono stati persi, uno il 27 settembre 2018, l'altro un anno prima, si è incendiato, ma non ancora considerato fuori inventario in quanto si è provato a recuperarlo, operazione, poi, non eseguita. Il primo F-35C risulta consegnato al giugno 2019.

Paesi Partner:

• Regno Unito - Royal Air Force - Fleet Air Arm (Royal Navy) - 138 F-35B ordinati, 17 consegnati al giugno 2019.
• Italia - Aeronautica Militare - 60 F-35A + 15 F-35B ordinati, 12 F-35A consegnati al gennaio 2020. - Marina Militare - 15 F-35B ordinati, 3 consegnati al settembre 2019.
• Paesi Bassi - Koninklijke Luchtmacht - 37 F-35A ordinati. Dei 37 aerei, 8 sono stati consegnati direttamente dalla linea di montaggio Lockheed Martin, 29 invece, saranno costruiti in Italia da Leonardo nella FACO di Cameri. Ad ottobre 2019 la difesa olandese ha confermato l'acquisto di ulteriori 9 aerei che porterà il totale degli F-35 da consegnare a 46.
• Turchia - Türk Hava Kuvvetleri - 30 F-35A ordinati (più opzione per altri 70), il primo dei quali ha volato il 10 maggio 2018. Il primo esemplare è stato presentato il 21 giugno 2018. I due esemplari consegnati, che non hanno mai lasciato gli Stati Uniti, verranno girati ad altri acquirenti poiché la Turchia, con l'acquisto dei sistemi missilistici russi S-400, è stata esclusa dal programma, e nessuna consegna ulteriore avrà luogo e, oltre all'esclusione della fornitura dei mezzi finiti, sono stati esclusi dal programma anche i fornitori turchi della componentistica.
• Australia - Royal Australian Air Force - 72 F-35A ordinati.
• Norvegia - Kongelige Norske Luftforsvaret - 52 F-35A ordinati.
• Danimarca - Flyvevåbnet - 27 F-35A ordinati a giugno 2016.

Security Cooperative Partecipants:

• Israele - Heyl Ha'Avir - 50 F-35I ordinati al marzo 2017 In fase di consegna, 9 consegnati all'agosto 2018.
• Singapore - Aeronautica militare della Repubblica di Singapore
• previsto l'acquisto di un numero limitato di aerei per una valutazione operativa prima di un successivo ordine per più esemplari.

Altri utilizzatori:

• Belgio - Componente aerea dell'armata belga
• 34 F-35A ordinati.
• Corea del Sud - Republic of Korea Air Force - 40 F-35A ordinati, 6 inservizio al dicembre 2018.
• Giappone - Japan Air Self-Defense Force - 42 F-35A ordinati (13 consegnati al giugno 2019), con previsione di ordini per 105 esemplari, compresi una quarantina a decollo verticale che dovrebbero andare alla Marina. Uno dei 13 aerei consegnati è andato perso ad aprile 2019.
• Polonia - Siły Powietrzne - 32 F-35A ordinati il 31 gennaio 2020, con consegne previste per il 2023-2024.

Possibili utilizzatori futuri:

• Svizzera - Forze aeree svizzere - Durante il mese di giugno 2019, 5 apparecchi sono presenti presso la base aerea di Payerne per svolgere dei test di volo, in vista di una possibile acquisizione di questo modello per sostituire la flotta svizzera composta da McDonnell Douglas F/A-18 Hornet e i più obsoleti Northrop F-5 (il cui pensionamento é previsto per il 2020).
• Emirati Arabi Uniti - Al-Quwwāt al-Jawiyya al-Imārātiyya
• Canada - Canadian Forces Air Command
• Grecia - Polemikí Aeroporía.

(Web, Google, difesa, Aeronautica.difesa, pitispotterclub, Wikipedia, Lagazzettadelmezzogiorno, You Tube)