在一次树形机动中,F-35的抗尾旋逻辑直接导致了这种不可预测性。当时F-35A已经获得了3/9线优势,跟在敌机后方进行机动。飞行员的一次蹬满脚舵输入并没有让飞机做出响应,但几秒钟后,当他放弃之前的操作改为使用操纵杆时,方向舵却偏转了起来。一旦方向舵输入在一开始遭遇延迟,那么飞控就会尽快重新操作方向舵以完成机动,随之出现了很理想的偏航率,但是这个机动已经被抗尾旋逻辑破坏了。抗尾旋逻辑令人惊讶地强势,由于飞机已经完成了其他大迎角飞行机动,所以抗尾旋逻辑获得了足够的控制权限来消灭偏航率。鉴于方向舵输入的迟钝/渐进或延迟感,所以抗尾旋逻辑是直接、突然、有力的。也许在防止飞机出现航向偏离的同时应该分给飞行员一些可用权限。
综上所述,看似有价值的改进就是把耦合操作的限制区间调整到至少30度起。这出于两个原因,第一是保证可预测性。由于这架飞机最佳战斗迎角区间应该是在20度附近,所以就不该在这个区域附近设置大迎角耦合操作的限制。飞行员在25度“大”迎角下不会察觉异样,但在40度会,这也肯定了提高起始迎角的判断。第二个原因纯粹因为几何学,只是也有助于提高可预测性。在几何上,26度迎角还比较“浅”,因此飞机能对滚转输入做出直接响应,完成一个稳定的轴向滚转,也能在方向舵输入下出现偏航。在数学上,平均耦合(50%)也是发生在30度(sin30),设置成30度似乎也符合飞行员“屁股不离座椅”的感觉。

机炮防御
在这次测试中没有发现F-35进行了有效的机炮防御。飞行员根据方位角、能量和逼近情况尝试了多种战术。飞行员尝试通过保持在20度左右迎角区间凭借升力矢量来维持逼近,以及使用方向舵来脱离机动平面,结果就出现了上节所述的不可预测性。对卸载-滚转-拉起(卸载指操纵杆回中以降低过载)的摆脱机动来说,由于在卸载和拉起时较慢的俯仰速率,结果成为了一个很容易被跟踪的渐进的脱离平面机动。对最低高度和低速摆脱机动来说,大迎角控制是够了,但飞行不能完成有效的运动。结果就是:尽管F-35努力改变机动轮廓/飞机姿态,但还是无法从敌机准星中摆脱,更大的迎角通常只是形成了一个轮廓更大的目标。
抖振和跨音速翼下冲(Roll-off,或wing drop)
尽管在F-35项目早期出现了的抖振担忧,但这次任务并没有发现抖振对机动有害。实际上抖振的出现还是有利的,是对能量状态的一个很好的提示,在这点上类似F-15。无论抖振程度如何,敌机处于轴线或离轴位置,头盔显示器的符号都能保持稳定,没有发生抖动。在F-35向敌机机炮射击时,飞机是低于抖振能量水平的,穿越敌机转弯圆环是向轴线上的敌机发射导弹时,飞机是处于卸载状态的(这名飞行员曾参加过在抖振条件下的头盔显示器可读性测试)。F-35需要面对的一个更困难的问题就是如何保证头盔显示器机炮准星的精确性,特别是考虑到安装新的“游泳”滤镜(用于降低抖动的一个滤镜)的情况下,但是这超出了本次试验的范围(这架全尺寸发展飞机也没有安装滤镜)。此次F-35A在BFM交战中没有发生翼下冲现象。
后方视野
对于座舱内部空间而言F-35A的头盔过大,无法让飞行员充分看到飞机后方。有好几次看不见敌机时(并未被座椅遮挡),头盔阻碍了飞行员头部进入一些位置去观察(座椅顶端背后、座椅内侧周围、或升力矢量附近的高处)。也有好几次是座椅挡住了视线。当敌机在高处时,头盔的“帽檐”还经常阻止飞行员发现目标。每当头盔抵住座舱盖时,飞行员继续努力转动脖子会导致符号偏离眼前。在空战中,头盔显示器报了多起BRST故障(错误代码),这也许是这架全尺寸发展飞机的特例,但不排除生产型飞机发生此问题的可能性。此问题除了造成干扰外,还会通过限制飞行员动作或使符号消失进一步限制武器的使用。

头盔过大,阻碍了头部的运动

保持符号显示的精确和稳定也是头盔显示器的一大设计难题
总体而言,飞行员要花费很多体力去转动身体获得目视。飞行员经常要在左转弯中相当费劲地推开大腿外侧的座椅护腿,扭动腰部,还要用一只手搭在撑住座舱盖上才能向后方观察。发动机集成产品团队(IPT)指出发射这种情况时(左手脱离油门杆),飞机急需的动力往往会被不经意降低(油门阻尼在6点钟位置),也会延误发射干扰弹。除腰部劳损外,头部后仰会使HVI(头盔飞机接口)电缆扭曲成弹簧状,进一步增加颈部肌肉的紧张度,并不是说会不舒服,但飞行员有明显感觉。头盔显示器的重量不是问题,实际上比传统头盔更舒适。总之,即使F-35A在低于预期法向载荷时,飞行员转动头部也要消耗比预期更大的体力。

综合警告和提示系统(ICAWS)
除了头盔显示器的BRST故障,INS DEGD(系统定期自检发现INS故障)、SFD ATTITUDE(飞行姿态数据异常)、和HDG DISAGREEs(航向偏差)故障会不时出现,对战斗造成轻微干扰。F-35A在一次树形机动中试图从敌机上方转换位置时,出现了FUEL FEED TANK(发动机供油油箱)故障,全推杆输入加最大推力产生的俯仰速率远低于预期。这次测试中并没有因飞机子系统的限制而终止任何战斗。
结论及建议
- F-35在转弯战斗中处于明显的能量劣势,飞行员应迅速明白转弯并不是理想的办法。对于使用武器来说俯仰速率太慢。过载维持在低于限制的水平,暗示机体能有更大的机动性。建议1:增加俯仰速率和可用法向过载能向飞行员提供更多的选择,特别是考虑到固有的高能量损耗率。
- 虽然该机已经被证明能进行大迎角飞行,但并不能有效击杀或躲避,主要原因还是缺乏能量机动性。也许,通过加快迎角起始加速度,能在交战时选择更大迎角方面获得一些优势。建议2:考虑增加迎角起始响应速度。
- 大迎角耦合操作区间是不可预测的,主要原因是该区间太接近理想的战斗迎角,而且在该区间飞行对飞行员来说不够直观,因为他把注意力集中在敌机上而不是显示的迎角值上。建议3:考虑把耦合操作的迎角限制区间设置为30度起。
- 这次和其他大迎角飞行已经证明抗尾旋控制权限过于强大,即便在缓慢和渐进的操纵输入下,抗尾旋响应也是突然的、灵敏的、强大的。建议4:考虑增加飞行员的偏航率控制权限。
