一年后的1994年3月,国会另外提拨600万美元的经费,进行升力/巡航两用型发动机的设计研究,由于此种发动机概念已用于AV-8战斗机上,一般认为风险较低。波音此时表示愿意自行提供同额经费,因而也获得DARPA的发动机设计合约。
DARPA要求洛克希德、麦道、波音三家公司设计出生产型及演示型飞机,并用全尺寸模型进行地面动力测试以降低开发风险。这些测试将证明升力风扇发动机概念的可行性、升力风扇喷出的热气不会损坏结构、并证明飞机由悬停转换为向前飞行的过程中有足够的操控能力。之所以要求使用全尺寸模型是因为DARPA担心如果使用小尺寸模型机,将因尺寸关系无法呈现出升力气流真正的温度及扰流效应。
洛克希德的全尺寸模型外形与原先的STOVL打击战斗机设计相同︰后掠式主翼、鸭翼、垂直式升力风扇发动机、内置式武器舱,不过飞机的气动性能已凭借F-22的试飞数据进行了重新计算。
多用途战斗机的任务需求多了四项对地攻击任务,设计重点也由具备打击战力的空优战斗机改为具备部分空对空自卫能力的打击机。由于隐身和远距空空导弹技术已改变空战的本质,因此设计重点放在“先发现、先猎杀”(first look,first shot),降低了对近距离格斗的需求,所以去掉了原本的2枚AIM-9响尾蛇短距空空导弹,机内武器舱除了原来的2枚AIM-120中距空空导弹外,还需容纳2枚907千克(2000磅)级的联合制导攻击炸弹(JDAM),使得飞机的前视面积和波阻(wave drag)都小幅增加。空军构型还是采取之前的方式︰移除升力风扇和矢量推力喷管,代之以油箱和传统喷管。

洛克希德常规起降型与STOVL型的对比
虽然分析及电脑模拟都显示F119发动机在理论上可提供足够的动力来驱动升力风扇,但实际操作时是否如此仍是疑问。洛克希德担心机身在悬停状态时,发动机喷管大角度偏转的推力损失;升力风扇推力和机尾喷管的推力能否快速调整并协调合作,以控制飞机的俯仰姿态;还有升力风扇的传动轴、离合器、齿轮箱的重量及可靠性。
演示用发动机系统要能澄清上述疑虑,并证明双模式发动机及驱动系统的可行性。为了节省花费,演示发动机及升力风扇的零件都取材自现货发动机,升力风扇取材自YF119发动机的第一级风扇及进气导片(inlet guide vane),传动配置与未来生产型升力风扇完全相同,因此齿轮箱的负荷也与生产型一致。而发动机则采用了普惠低旁通比F100-PW-220发动机的风扇及核心部分,搭配高旁通比F100-PW-229发动机的涡轮段。此涡轮的尺寸较大,可以提供足够的动力来驱动升力风扇及发动机风扇;发动机外机匣左右侧各有一开口,把旁通气流导出成为控制飞机滚转的喷射气流;发动机风扇转子也经过修改以与离合器搭接;发动机尾端为一可变面积的矢量推力喷管。
1994年12月,组装完成的升力风扇、齿轮箱、传动轴在艾力逊工厂进行验证,测量齿轮箱的动力传输损耗,验证垂直姿态下的润滑及滑油系统工作情况,制定扇叶片的扭曲极限,演示进气导片调节风扇推力的能力。这一次的验证相当成功,证明了在给定的动力要求下,制造出飞行用升力风扇及齿轮箱是可行的。
此力风扇随后被送到佛罗里达州西棕榈滩(West Palm Beach)的普惠工厂,1995年2月连接到验证发动机上,在巡航及STOVL模式下运转,演示发动机的涡轮可在提供巡航推力和驱动升力风扇间转换,并演示巡航发动机与升力风扇间快速传输动力的能力,以及俯仰控制的能力。
完成这些测试后,整套推进系统安装到一架由玻璃纤维及不锈钢制成的全尺寸模型机身上,到NASA埃姆斯研究中心(Ames Research Center)的室外悬停测试设施上测试。测试表明地面效应所造成的诱导下沉力不到推力的3%,而升力增进装置也有效地把起落架高度处的诱导下沉力限制在相当低的7%以内。当机身悬停在离地0.3米高度时,在大范围的俯仰及侧倾角度内都没发现热废气回流到发动机进气道的现象。

洛克希德的全尺寸模型
NASA的37米长风洞测试了模型机的动力转换特性,根据襟翼大偏折角度下的风洞数据,显示此架飞机在甲板风速20节的情况下,不需着舰钩或弹射器就能在直升机船坞登陆舰(Landing Helicopter Dock)上安然起降,并足以在一定的空间内,由垂直悬停转换为向前飞行。测量数据也显示在转换过程中,即便有20节的侧风,飞机对加速、减速、侧倾姿态,都有足够的控制力。


洛克希德全尺寸模型在NASA进行风洞测试
联合先进打击技术(JAST)
1993年2月,通用可负担轻型战斗机计划开始启动的同时,美国国防部针对三军现代化进行审查,目的之一是评估当时进行中的五项战术型战斗机发展计划︰美国空军的F-22和多用途战斗机、美国海军的F/A-18E/F和A/FX、DARPA的通用可负担轻型战斗机。美国海、空军向审查委员做了一份联合简报,建议以STOVL打击战斗机为基础,发展一高通用型多用途战斗机,称为联合攻击战斗机(Joint Attack Fighter)。
1993年9月出炉的审查结果终结了多用途战斗机和A/FX计划,但继续批准联合攻击机所需技术的研发,以取代预定2010年开始除役的AV-8、F-16、F-18,并启动联合先进打击技术(Joint Advanced Strike Technology)计划,但此计划最初并未包括海军陆战队要的STOVL机型。
1994年1月27日JAST计划办公室正式成立,计划目的是定义及开发未来战斗机所需的机身、武器及感测器技术,计划办公室于5月时请波音、洛克希德、麦道及普惠四家公司进行为期6个月概念探索(Concept Exploration)研究,研究结论认为发展一通用型战斗机是满足三军种需求的最经济方式。经过后续多次的取舍讨论后,计划决定此通用型战斗机为单座单发动机。海军一向偏好双发动机双座型战斗机,因此要求未来的单座战斗机须可执行海军预期的全部任务。
1994年10月时,美国国会指示DARPA把通用可负担轻型战斗机及陆战队的STOVL机型并入JAST计划内,成为三军种通用型战斗机开发计划。海军对此战斗机的最主要需求,是在甲板风速20节的情况下,能在91米内起降战斗机。洛克希德对如何满足需求,考虑出三种方案。
