诺格公司为ICP选择了现成商用(COTS)处理器系统。F-35的ICP比十年前设计的F-22的集成核心处理器便宜,但功能要强大一个数量级,其功能之一就是提供自动目标识别和分类(ATRC)。F-35的处理能力给电子系统的开发人员带来了艰巨的软件挑战,F-35的软件有数百万行代码,是F-22的两倍。与F-22相比,F-35不仅拥有更先进的电子系统,而且还以空对空和空对地两种模式运行,并以三种不同的型号制造。F-35的软件编程采用模块化代码,以便隔离F-35每种型号的独特部分,其余代码则是三种型号通用的,每种型号唯一的代码部分只占总数的五分之一。


F-35的ICP

F-35的座舱

  F-35的座舱有全面板宽度的全景座舱显示器(PCD),该显示看似单块大屏,但实际上是两快独立寻址的LCD平板显示器,总尺寸20x50厘米(8x20英寸),此外还有辅助飞行显示器作为备份。F-35没有平显,此功能被集成在罗克韦尔柯林斯的头盔显示器(HMD)上,可以在PCD和HMD上同时显示符号和图像。HMD的研制相当棘手,先后发展了三代头盔才达到堪用状态。


X-35和F-35座舱对比

  第一代HMD用于试验,第二代HMD用于初始操作。随后,罗克韦尔柯林斯推出了适用于作战型飞机的第三代头盔,该头盔不仅可以在飞行员双眼前投射符号,还能显示合成视觉让飞行员“透视”飞机。头盔还集成夜视成像仪,该方案比夜视镜更简洁方便。


第三代头显

  飞行员用使用双杆系统(HOTAS)来操纵飞机。PCD具有触屏功能,从而大幅简化了座舱布局。

F-35三种型号的区别与未来发展

  F-35A是一种常规布局喷气式战斗机,具有梯形中单翼、两个外倾垂尾和机身隐身棱线,该机在重量上复合材料占比超过三分之一。由于传统上复合材料组件的制造非常昂贵,因此F-35在研制中对降低复合材料组件生产成本上做了许多工作。此外F-35还利用最新的计算机辅助设计和制造工具进行设计,以尽可能降低制造成本。


F-35各型号材料构成

  飞行员坐在向前打开的整体座舱盖下。F-35A具有前三点式起落架,所有起落架都为单轮结构并通过液压驱动,可转向前起落架向前收回,主起落架向前并旋转收在机翼根部。F-35生产型的机鼻比X-35验证机长了12厘米,尾翼后移5厘米,垂尾也经过重新布置。


F-35B与X-35B的侧面图对比

  机翼和平尾前缘后掠33度,后缘前掠14度。垂尾前缘后掠42度,并向两侧倾斜19度,而X-35垂尾的外倾25度。机翼前缘具有全展长前缘襟翼,后缘具有单块式大型襟副翼,平尾为全动式,铰链安装在尾撑末端,能有效增加平尾面积。该机没有减速板,由飞控以协同方式控制操纵翼面的偏转进行减速动。

  除前缘襟翼是电动驱动以外,F-35所有控制翼面均由有趣的“电动静液作动系统”(EHAS)驱动,该系统的致动器全部为液压装置,但都是独立的且受电气驱动信号控制,不连入中央液压系统上,从而将液压系统的高扭矩和电气系统的高可靠性结合在一起。虽然EHAS致动器的单个重量都比传统致动器大,但整体重量却更轻。

  F-35A座舱后面的机背有一个加油插座,而F-35B和F-35C则在机鼻右侧布置有可收放加油探头,F-35B/C的空重都比F-35A重了约1.4吨。

  与F-35A相比,F-35C舰载型的机翼更大,翼展13.11米,翼面积比F-35A大了45%,尾翼尺寸也更大。较大的翼面积使该机具有更大航程和良好的低速航母着舰特性。F-35C的机翼具有折叠式外翼段,折叠后翼展降至9.47米,外翼段后缘增加了副翼,此外F-35C还具有更坚固的起落架并增加了尾钩。


F-35各型号迎头轮廓对比

  F-35由普惠F119发动机的改进版本提供动力,该发动机被称为F135,虽然与F119一样推力强劲,但价格却便宜得多,因为使用了成本更低的组件,当然这也增加了重量。F135干推力12700千克级,加力推力19500千克级。发动机配备有S型进气道以避免雷达信号直视压气机叶片。


F135发动机

  F-35B的轴驱动升力风扇由罗尔斯·罗伊斯/艾利逊公司制造,可提供高达8150千克的升力。不用时升力风扇被液压驱动的舱门盖住,舱门之后的机背还有一个辅助进气口,可在风扇运转时为发动机提供更多气流。F-35A内油10500升,F-35B内油容量大约减少了25%,F-35C的内油大约增加了10%。F-35在机翼、机身甚至垂尾内都设置有油箱。


F-35B的升力风扇

  F-35B短垂型的飞行员特别欣赏该机的智能性。驾驶“鹞”式进行短距起飞是一件麻烦事,飞行员需要拥有“三只手”:一只手操作油门杆,一只手操作操纵杆,第三只手用于控制旋转喷管的角度控制杆。相比之下,F-35B的飞行员只需专注操纵杆和油门杆,在短距起飞中的其他操作都交给软件自动处理。飞行员只需按下PCD上的“按钮”即可从垂直飞行转换成前行,反之亦然。在垂直飞行中,左手油门杆用于控制上升或下降的速度,只要放开它,飞机就会自动悬停。与“鹞”式通过机身头尾和翼尖的反作用喷嘴来控制悬停姿态不同,F-35B需调节其垂直升力系统的四个点——尾喷管、两个腋下姿态喷管和升力风扇来调节姿态,手动很难或不可能做到这一点,软件将该操作变得非常简单。


悬停中的F-35B

  甚至在X-35验证机首飞之前,美国国会就一直在为JSF寻求备用发动机以防万一。在F-22竞争中败于普惠F119的通用电气F120发动机被选为备用发动机,由通用电气、罗尔斯·罗伊斯和艾利逊三家公司负责派生出适合F-35的F136。该项目存在很大争议,最后因资金拮据在2011年底被取消。


F136