洛克希德原先构想的F-117垂直起降战斗机由于机翼后掠角度过大,即使在一般迎角下,俯仰姿态也不甚稳定,因此很快就被束之高阁。洛克希德概念设计的先进STOVL打击战斗机,采三角翼加鸭翼(canard)的构型,鸭翼在亚音速巡航及机动时,就像个风向标,不会产生升力或阻力,但当进行超音速飞行致重心后移,或是襟翼偏折时,它就会产生调节力矩,让机头不致下掉。机上的内部武器舱可携带2枚AIM-120先进中距空空导弹和2枚短距AIM-9响尾蛇导弹。这架飞机的模型需要完成风洞吹风及雷达截面积测量,以验证分析预测的正确性。

洛克希德概念设计的先进STOVL打击战斗机

  臭鼬工厂还以普惠(Pratt & Whitney)的发动机模拟软件,检验升力风扇发动机的确可从主发动机获取足够的动力来推动升力风扇,洛克希德也把升力风扇的轴线方向转为与机身垂直,以获得最大的悬停推力。

  艾力逊(Allison)发动机公司创新设计了由两个反向旋转风扇组成的升力风扇,使用二组传动齿轮,每组齿轮只负责传送一半动力,负载因此减半,大约与现今重型运输直升机齿轮箱的负荷差不多。艾力逊公司也设计了连接升力风和传动轴的二级式离合器,采用多片磨擦式,当要把升力风扇由静止加速到与发动机同转速时,先以打滑的方式来降低接合时的震动,再以机械方式锁定,以传送短距起飞或垂直降落所需的全部动力。

艾力逊(Allison)发动机公司设计的升力风扇奠定了F-35B成功的基础

  不过由于这种新发动机系统概念未经过实际验证,臭鼬工厂另外设计了一种气体推动的升力风扇做为备份方案。在后者的设计里,发动机排出的气体经由发动机外围导向前机身,推动一涡轮,再由涡轮推动升力风扇。这种设计提供的垂直升力不太够,需要很大的机内空间安排气流通道,较传动轴式设计来得重,垂直起降性能也较差,不过不需要修改发动机,因此成本比较便宜。

麦道公司的先进STOVL战斗机方案就是用了气体推动的升力风扇设计

  1989年秋天,DARPA安排洛克希德、麦道、通用动力三家公司在海军航空司令部(NAVAIR)简报各自的概念设计,这三家公司随后也都与DARPA续约,改进各自的设计,并评估采用隐身设计的可行性。后续研究在1990年底结束,海军陆战队在审查完全部的结果后,请洛克希德进一步强化概念设计的内容,让陆战队可由传动轴升力风扇和气动升力风扇中择优二选一。

  但在1990年12月,当时的国防部长切尼(Dick Cheney)二度要终结V-22计划。陆战队只是个小军种,无力同时支持二种飞机的发展,因此把全部精力转向抢救V-22。几个星期后的1991年1月,切尼终结了纷扰已久的海军A-12计划,海军部长要求海军航空司令部把全部精力放在取代A-6的A/FX隐身战斗机计划上,洛克希德的研究重心也由先进STOVL打击战斗机转向此计划。1993年5月,洛克希德取得传动轴升力风扇的美国专利。

A-12全尺寸模型

A/FX隐身战斗机想象图

通用可负担战斗机(CALF)

  1991年中,DARPA与洛克希德不断向众院预算委员会及国防部官员简报,以确保有足够的经费进行先进STOVL打击战斗机技术成熟及风险降低的研究,这也使得当时主管研发及武器采购的助理部长肯恩(Gerry Cann)于1992年初交付海军咨询委员会(Naval Research Advisory Committee)一项新工作︰评估发展先进STOVL打击战斗机的可行性及迫切性。

  1992年4月,当时的空军作战司令部副参谋长莫林将军(George Muellner)造访洛克希德的臭鼬工厂,视察该厂的最新发展。由于空军正开始构思所谓的多用途战斗机(MultiroleFighter)来取代F-16,因此洛克希德向莫林简报一型隐身常规起降战斗机。洛克希德去掉了先进STOVL打击战斗机的升力风扇和矢量喷管,代之以油箱和传统喷管,如此可将飞机的空重降低约15%,既增加航程,也降低成本;油箱加上半箱燃油的重量大约与升力风扇的重量相同,故原本的设计作战性能维持不变。

  洛克希德建议空军与陆战队共同开发一通用型打击战斗机(Common Strike Fighter),让两军种能以实惠的价格获得所需的战斗机。由于美国海军、空军、陆战队曾有共同使用F-4鬼怪式(Phantom II)战斗机的历史,洛克希德认为此建议相当可行。

  莫林准将要求洛克希德向位于兰利(Langley)空军基地的空军作战司令部参谋做进一步的简报,在进行后续简报前,洛克希德说服DARPA安排向空军参谋长麦克俾将军(Merrill McPeak)、海军作战长(Chief of Naval Operations)空战助理海军中将关立维(Richard Dunleavy)、国防部长办公室(Office of the Secretary of Defense)简报,由他们向各军种部长表达此想法。到1992年夏天,海军咨询委员会确定STOVL打击战斗机的确可行,并建议海、空军共同支持开发一高度共通性,可供空军及陆战队使用的多用途战斗机。

  在国防部的全力支持下,国会拨款给DARPA启动STOVL及常规起降打击战斗机联合计划。DARPA在1992年8月向业界发出方案邀请书(Request for Proposal),以进行传动轴升力风扇及气动升力风扇之技术演示,以及通用可负担轻型战斗机(Common Affordable Lightweight Fighter)的概念设计,这是国防部首次向外界公开此计划,这一天也被订为联合打击战斗机(Joint Strike Fighter)计划的诞生日。

  1993年3月,洛克希德和麦道获得DARPA的合约,分别负责完善传动轴升力风扇和气动升力风扇技术。当时通用电气(General Electric)公司提出的发动机报价较普惠便宜500万美元,因此麦道选择通用电气为合作伙伴;洛克希德则选择普惠,因为F-22就使用普惠的F119发动机,也是当时唯一生产中的新发动机,洛克希德相信唯有普惠有能力提供演示机所需要的新发动机,洛克希德也要求普惠只为洛克希德独家开发传动轴驱动的升力风扇发动机。