氢原子百科 
F-35“闪电Ⅱ”（英文名：F-35 Lightning II）是美国洛克希德·马丁公司战斗机研制的第5代隐身战斗机。[1]该机是在继承F-22“猛禽”战斗机技术的基础上，研制的多军种联合通用全天时、全天候、多功能战斗机。[12]F-35被认为是美军21世纪网络化战争的最先进节点，具备联合作战域的多用途作战能力，通过传感器融合和数据共享能力获得信息，为飞行员快速决策赢得战斗奠定基础。[1]
2001年10月26日，洛克希德·马丁公司领导、美国诺斯罗普·格鲁曼公司和英国BAE系统公司参与的国际团队，打败了波音团队，赢得了联合攻击战斗机(JSF)计划项目。[10]该飞机主要分为三个型号：常规起降型F-35A、短距垂直起降型 F-35B 和舰载型F-35C。[3]2006年7月7日，美国空军将F-35正式命名为“闪电”II。[13]
洛克希德·马丁公司是F-35的主要承包商，位于加利福尼亚州的诺斯罗普·格鲁曼公司制造中机身，英国萨姆斯伯里的BAE公司制造后机身和尾翼，位于得克萨斯州沃思堡的洛克希德·马丁公司将制造前机身和机翼，总装在沃思堡进行。[11]F-35是世界上最大的战机研制计划，除了美国之外，还得到了英国、澳大利亚、加拿大、意大利、挪威、丹麦、荷兰和土耳其在资金和生产供应链上的支持。[14]但是土耳其在2019年被踢出F-35项目。[15]
首架F-35 AA-1号机于2006年12月15日首飞，2015年7月31日首架F-35B战机在美国海军陆战队服役，2016年8月2日首架F-35A在美国空军服役，2019年2月28日首架F-35C在美国海军服役。[5]2018年以色列空军宣布首次使用F-35用于实战。[16]2022年5月，美国洛-马公司交付了第800架F-35战斗机。[2]2024年3月13日，据美国《防务新闻》报道，美国国防部表示，五角大楼已经正式批准F-35战斗机的全速生产。[17]
美国计划到2044年购买2456架F-35战机，总共的研发、测试、采购和建造费用将达到4065亿美元。[18]该型战机将取代美空军现装备的F-15E、F-16、A-10、海军和陆战队的AV-8B和F/A-18C/D，以及英国海军的“海鹞”和空军的“鹞”式飞机，服役期将持续到2070年。[19][20]
研制背景
F-35是美国“联合攻击战斗机”JSF项目竞标获胜的产物。[21]一个前身计划是在1983年美国国防高级研究计划局(DARPA)开始实施的先进短距起飞/垂直着陆(ASTOVL)计划，旨在为美国海军和英国皇家海军开发一种“海鹞”AV-8B战机替代品。但是到1987年，DARPA发现缺乏足够的技术，转而寻求与洛克希德公司的臭鼬工厂进行秘密合作，试图借助该公司在XFV-1和XV-4垂直起降验证机的技术，来实现ASTOVL计划。[9]
此外臭鼬工厂和NASA阿姆斯中心合作，又证明了一种超音速隐身战斗机“STOVL攻击战斗机” (SSF)有可能成功地升空。最后同时参与两个项目的臭鼬工厂确认，ASTOVL计划重点在技术探索，而SSF计划则试图发展真正的作战平台，因此SSF计划有可能同时满足美国空军和海军的需要，最后美国海空军同意联合推动，并将ASTOVL和SSF计划合并为“通用可负担性轻型战斗机”(CALF)”。项目由DARPA负责管理，目的就是研制一种面向美国海军陆战队和空军的高度通用的战斗机。[9]但是这也限制了该机只能是单发战斗机。[22]
1991年，在美国海军在ATA(先进战术战斗机)和 NATF(海军先进战术飞机)计划陆续取消后，再度提出高级攻击机 (AX)计划。AX飞机概念研发在1992年9月完成，随后为了NATF计划的终止，AX飞机需要增加空战能力，因此更名为A/FX计划。然而在预算压力增加的情况下，美国国防部于1993 年 9 月宣布取消 MRF和A/FX两个项目。最后美国国防部在经过多番讨论后，最终推出了“联合先进攻击技术”(JAST)计划。[9]
1993年9月，美国国防部成立了JAST计划办公室，其目标是进一步推动下一代战术飞机可能采用的相关技术的成熟并进行验证。这实际与CALF项目要求一致，而后者也恰好进入研制全尺寸验证机的第三阶段。因此在1994年10月，美国国会指示ASTOVL项目直接合并到JAST计划中。1995年底，美国国防部将JAST计划更名为“联合攻击战斗机”(JSF)计划。波音公司、洛·马公司、麦道公司、诺斯罗普·格鲁曼公司、英国BAE公司都提出了各自的竞争方案。[9]
JSF项目将取代美国及其盟国装备的大量多用途和攻击战斗机，包括AV-8B、F-16、F/A-18、A-10和部分的F-15。[22]英国于2001年作为JSF项目唯一一级合作伙伴，提供10%的研发经费；意大利和荷兰是二级合作伙伴，提供5%的研发经费；丹麦、挪威、加拿大、澳大利亚和土耳其是三级合作伙伴，提供1-2%的研发费用。[23]
JSF项目竞争
JSF项目确立后，开始有3个方案参加竞争。波音公司提出了无平尾的翼身融合大三角翼、V型双垂尾和下颌式进气道设计方案，洛·马公司采取了倾斜双立尾常规布局方案，麦道公司/诺·格公司/英国航宇公司的联合团队采取了无垂尾、蝶形机翼布局方案。[9]
1996年11月16日，JSF计划第一阶段方案竞争结果揭晓。洛-马公司和波音公司胜出，合同要求两家公司在3年后各制造2架JSF原型机，其中一架CTOL型，另一架是STOVL型。波音原型机命名为X-32，而洛-马原型机命名为X-35。麦道公司联合团队在竞争失利后，其设计队伍投奔不同阵营。1997年诺·格公司和BAE系统公司加入洛-马公司；而同年波音公司兼并了麦道公司。[9]
赢得JSF项目的关键，在于谁能设计出成功短距起飞和垂直降落(STOVL)型号。[9]为应对STOVL需求的挑战，波音公司选择了传统的直接升力方案，洛克希德·马丁公司采用了“双风扇”动力方案。[24]波音的方案基本上沿用了原有“鹞”式飞机的设计原理，即在在机身重心处设计了2个直接升力喷管，尾部是二维推力矢量喷管。在飞机作短距起飞或垂直降落时，二维矢量喷管关闭，发动机主排气流转向升力喷管垂直向下喷出而提供垂直升力。[24]而洛·马的方案则是在发动机前面在再布置一个独立的两级对转升力风扇。在起飞和着陆时，尾部的轴对称矢量喷管转至垂直向下位置产生推力，同时发动机通过啮合器驱动升力风扇也产生向上推力。[24]
2000年9月，在波音公司的X- 32A原型机率先首飞，1个月后洛-马公司的X-35A原型机首飞。[9]2001年6月23日，洛·马公司X-35B首飞，但是波音公司的X-32B原型机却发生飞机突然下沉的故障。[9]采用“鹞”式飞机动力方案来实现垂直起落，在发动机推力一定的情况下，严重制约了飞机的质量，而且会大幅度降低发动机寿命。而洛-马公司的“双风扇”方案，尽管增加了飞机的空重，但是显示出了更好的短距垂直起降能力。在其悬停的最长时间已达到5.5分钟，这不但超过了波音X-32B悬停1分钟的指标，而且超过了军方需求，没有发生过悬停突然下沉的现象。[24]
2001年10月26日，美国国防部正式宣布洛-马公司成为JSF项目的获胜者，在8个竞争指标中，洛-马公司在5个指标上胜出。[9]试飞结果表明：波音公司采用直接升力系统方案，存在有较大的技术风险，它是导致波音公司竞争落败的唯一弱点。[24]
研制历程
2001年底，JSF项目进入“系统设计与发展”（SDD）阶段。洛-马公司将建造21架预生产型飞机，包括7架不飞行的静态测试飞机、6架F-35A常规起降飞机、4架F-35C弹射型舰载机和4架F-35B短距垂直起降型战机。[25]
F-35A战斗机在进气道唇口设计方面，对原有的X-35A进行了优化设计，从原来的外侧唇缘前突的三角形，整个唇口为四边形，优化为三边形。这样既减轻了68公斤重量，同时也相应增大了进气流量，改善了大迎角时的进气效率。[26]
随着项目的开发，F-35开始面临严重的超重问题。尤其是F-35B，其超重已经达到1.36吨之多。为此，美国洛-马公司在2003年专门成立了“STOVL型号重量攻关团队”（SWAT），提出了一个好建议奖励100美元，实际减重一磅奖励500美元的措施，最后实现F-35B型号减重1.22吨、F-35A和F-35C减重590公斤的成绩，而洛-马公司付出了120万美元的奖金。[27]
第一架F-35A的生产序列编号为2AA-0001，简称AA-1。[28]2005年5月，美国洛-马公司制造的AA-1号F-35战机的前机身和诺-格公司制造的中机身对接，随后在6月完成和英国BAE公司制造的后机身对接。同年12月，AA-1号F-35战机垂尾平尾安装完毕。2006年2月，F-135发动机装上飞机。[14]2006年2月17日，洛-马公司完成了首架F-35A战斗机的全部装配工作，19日正式出厂。[28]
2006年7月7日，美国空军参谋长莫斯利在洛·马公司的得克萨斯州沃斯堡工厂宣布，将F-35正式命名为“闪电”II，目的是纪念美国二战使用过的P-38“闪电”战斗机和英国在上世纪50年代中期制造的“闪电”双发超音速喷气式战斗机。[28]2006年12月15日，试飞员乔恩·比斯利驾驶首架F-35A战斗机实现了35分钟的首飞。在首飞顺利完成后，洛·马公司正式启动了为期6年、近1.2万小时飞行时间的F-35战斗机试飞项目。[29]
生产历程
F-35飞机装配采用柔性装配方法和脉动生产线。柔性装配方法是指通过新的高速加工技术，能够实现通用化制造，可以在一条生产线上完成3种F-35机型的装配工作。而脉动生产线则是通过自动化零件运输工具和大部件对接装配自动化，实现脉动式生产，每架F-35飞机在生产线上以1.22米/小时速度前移，大大提高了生产率。[30]
2018年6月11日，洛-马公司交付了第300架量产型F-35“闪电”II联合攻击战斗机。[31]2018年12月20日，洛·马公司宣布全年交付91架F-35战斗机。[32]2019年洛-马公司共交付了135架F-35，2020年3月1日，第500架F-35完成交付。[33]2020年洛马公司交付了123架F-35战机，F-35交付数量超过600架，美国海空军已进入F-35时代。[34]2021年，洛-马公司交付了142架F-35战斗机，预计2022年的生产数量为151至153架。洛-马公司计划在2023年及以后达到每年156架的稳定生产速度。[35]2022年5月，美国洛-马公司交付了第800架F-35战斗机。[2]2024年3月13日，据美国《防务新闻》报道，美国国防部表示，五角大楼已经正式批准F-35战斗机的全速生产。[17]
装备历程
2015年7月31日首架F-35B战机在美国海军陆战队服役，2016年8月2日首架F-35A在美国空军服役，2019年2月28日首架F-35C在美国海军服役。[5]
2021年美国空军宣布，已经拥有283架F-35A战斗机，超过了F-22、F-15和A-10战斗机的数量，仅次于F-16。[36]截至2021年9月30日，美国空军共有302架F-35战斗机。[37]2012年美国海军在佛罗里达州的艾格林空军基地组建首个F-35C中队——VFA-101中队。[38]2020年，美国海军首支装备F-35C的作战部队——VFA-147中队达到初始作战能力。[39]
2012年11月20日，美国海军陆战队首支F-35B战机中队——“VMFA-121”中队在亚利桑那州的尤马基地正式成立。[40]2015年7月美军陆战队宣布“VMFA-121”战斗飞行中队的F-35B获得初始作战能力。2017年11月，“VMFA-121”战斗飞行中队的全部16架F-35B战机已全部飞抵日本岩国美国海军陆战队航空基地。[41]2021年7月美军陆战队VMFA-314战斗机攻击中队成为陆战队首个形成全面作战能力的F-35C中队。[42]
2020年11月，英空军接收3架新型F-35B战斗机，该国总的F-35数量达到至21架。[43]2020年12月，澳大利亚皇家空军宣布其第三中队的F-35A战斗机已形成初始作战能力。[44]2022年，洛-马公司已经向以色列交付36架F-35战斗机。[45]2022年，日本航空自卫队总共列装26架F-35A，在三泽基地组建2个战斗机中队。[46]2022年2月韩国完成了全部40架F-35A战机的接装验收，并在清州组建装备该型机的第151和第152战斗飞行大队。[46]
机体结构
F-35是一种空军、海军和陆战队使用的联合攻击战斗机，为了尽量减少结构重量和组装复杂性，翼盒部分将机翼和机身部分集成为一体。另外海军型的F-35C机身结构得到了增强，可以承受弹射器辅助发射和尾钩制动着陆的高载荷。[47]
F-35飞机上，位于机翼承力结构前缘处的1个隔框尺寸达到4.1米×2米，是目前已知最大的飞机隔框整体件，用钛合金锻件切削加工而成的。为降低成本，F-35飞机更多的机身隔框采用先进铝合金材料，碳纤维 / 环氧复合材料以及铝-锂合金材料，在综合性能不过多降低的前提下，成本降低至钛合金材料的 1/4。F-35 战斗机机体结构中，铝合金占19%、钛合金占20%、钢占 7%、复合材料占31%、其他材料占 23%。[48]美国F-35战斗机采用隐身/结构功能一体化的超大型整体结构，按损伤容限耐久性设计，飞机寿命达到 8000飞行小时。[49]尽管使用了大量先进材料，F-35的空重仍然达到了13.1吨的水平，远高于历史上其他三代战机。但有观点认为美国公布的数字可能并不真实，而实际是在12-12.5吨左右，其空中机动性绝不逊色任何三代机。[50]
气动布局
在JSF项目需要STOVL、隐身和三军通用的基本原则确定后，洛-马公司认为F-35的基本气动格局应该为单发、外倾双垂尾和中等后掠角机翼。单发为了满足垂直起降的需要，外倾双垂尾满足侧向隐身，中等后掠角的机翼则是超音速机动性的要求。[22]
F-35战机采用了脊形前机身和翼身融合体设计。前机身的横截面接近菱形，同时在机头上下曲面结合处形成了一条类似脊背形状的边条。这种设计能在大迎角机动时形成很强的脱体涡，涡中心的高速气流可以稳定机翼上的气流，产生更大的升力。此外这种设计还能让座舱中的飞行员有良好的视野。翼身融合体将机身与机翼融合成一个升力体，不仅提高了升阻比，增强机动性和减少阻力，而且形成较大的机内空间携带更多的燃油，弥补了梯形机翼的不足。同时翼身融合体也是武器内置的要求。[26]
F-35战斗机采用梯形中单翼，前缘后掠角35°，后缘前掠角15°，并有机动襟翼。菱形机翼的设计是为了同时满足飞机结构效率和燃油容积的优化，还能降低机翼的厚度，减少超音速飞行阻力。机翼的展弦比较小，相对机翼面积较大，能够降低翼载，配合机动襟翼，能提高亚音速瞬时机动能力，也有助于缩短起降距离。[26]
为了获得较好的机动性能，F-35的菱形机翼采用了等弦长全翼展前缘襟翼和等弦长的襟副翼，可以根据飞行状态自动改变机翼弯度，改善机翼表面的气流特性、延缓气流分离，从而提供较大的升阻比。值得注意的是，F-35A战斗机还充分优化设计了进气道外形，起到了边条翼的作 用，有利于大迎角时获得较大的 涡升力，进一步增强空战机动性。[26]
F-35战斗机的布局形式与F-22战斗机一脉相承，但进一步优化了细节。与F-22战斗机有所不同的是，平尾采用了四边形，垂尾外倾25°。相比F-22的进气道，F-35使用了当时独树一帜的“无附面层隔道超音速进气道”(DSI)技术。这种技术通过特殊设计的鼓包曲面，主动地推移附面层远离进气口。不仅降低了雷达可探测性，同时降低了制造成本，实现了成本与隐身的有机结合。[26]
隐身特性
洛-马公司并未盲目追求F-35更高的隐身性能，有限度地采用了一些低可探测性设计，例如水平尾翼和垂直尾翼的前缘与机翼前缘平行；平尾采用了四边形，垂尾外倾25度；座舱盖与机身光滑过渡；座舱盖边缘、武器舱边缘等舱口均为锯齿形设计，以降低雷达波反射面积，S形进气道降低了发动机叶片的雷达反射截面积。F-35还采用了先进的表面处理技术和隐身材料。
2005年，美国空军官员透露F-22和F-35的雷达反射面积分别相当于金属弹珠和金属高尔夫球。由此可以计算F-35雷达反射面积为0.00014平方米，即-30 dB 的水平，略低于F-22。[51]
2009年，澳大利亚智库 Air Power Australia评估F-35的隐身性能，认为在X频段下F-35在鼻锥正前方雷达反射面积在-30 dB量级，与先前美军官员的表述相同。此外据推测F-35侧向雷达反射面积峰值在0 dB量级或者更高，隐身效果一般，而机尾方向隐身效果介于正前方和侧向之间。F-35的隐身性能，在面对地基防空雷达的S波段及更低波段时会相应减弱。[51]
动力系统
F-135推进系统是由美国普惠公司为F-35研制的低成本，多用途发动机系统，由该公司为F-22战斗机研制的F-119发动机衍生发展而来。[52]普惠公司的F-135发动机被选为主要动力装置，而GE和罗-罗公司合作研制的F-136则作为备选发动机。[53]1996年11月，F-135发动机的研制正式启动。该发动机分为三个型号。F-135-PW-100发动机用于F-35A战斗机、F-135-PW-400发动机用于F-35C战斗机，F-135-PW-600发动机用于F-35B战斗机。[54]2003年10月，首台生产型F-135-PW-100发动机投入测试。[54]2011年12月，F-136发动机项目终止。[55]截至2020年年底，普惠公司共交付了600余台各型F-135发动机。[56]
F-135发动机主要数据[54]-F-135-PW-100/400F-135-PW-600长度5588毫米9373毫米（包括升力风扇）最大直径1295毫米1295毫米进口直径1170毫米主发动机直径1170毫米升力风扇直径1270毫米最大加力推力191.35千牛191.35千牛短距起降推力-169.10千牛悬停推力-主发动机79.04千牛--升力风扇79.04千牛--滚转姿态控制喷管16.46千牛涡轮进口温度1649摄氏度1649摄氏度涵道比0.57常规飞行状态0.56驱动升力风扇状态0.514总增压比35常规飞行状态34驱动升力风扇状态29
F-135发动机与美国现役的几种主要军用航空发动机相比，性能实现了大幅度提升，其最大加力推力和中间推力是F-22发动机的1.1倍左右，是三代机发动机的1.8倍左右。[54]
F-135发动机的风扇第2、3级转子采用钛合金整体叶盘；高压压气机6级转子均为整体叶盘，第1、2级为钛合金整体叶盘，其余为高强度镍基合金材质；升力系统的风扇2级转子也均为整体叶盘。风扇整体叶盘还采用了前掠叶片和振动失谐技术，提高了空气流量、抗鸟撞能力和喘振裕度；压气机整体叶盘还采用了低展弦比叶片。F-135发动机风扇进口机匣还在世界上首次采用IM7/5250－4RTM树脂基复合材料。F-135发动机涡轮转子叶片采用了超级冷却叶片技术，工作温度提高到1677℃左右。[54]
针对短距起飞垂直降落要求，F-135-PW-600采用了世界首创的“常规推进系统+升力系统”的组合推进方案，由升力风扇、驱动轴、联轴器、离合器、滚转姿态控制喷管、三轴承可转向尾喷管、蛤壳式喷管舱门组成。[54]
F-135-PW-600这类短距起飞垂直降落战机发动机，涉及到一系列关键技术，包括兼顾不同飞行状态的总体设计技术、高推重比小体积升力风扇技术、大功率轴承技术、大转角推力矢量喷管技术、超大功率传动离合技术、飞行/推力控制系统技术等。[57]2011年美国国防部的一份报告透露了F135-PW-600 测试中暴露的一些问题，包括升力风扇的传动轴由于热 变形、公差和机动载荷挠曲下导致故障，至少经过两次重新设计；升力风扇的离合器在工作中存在过热问题;滚转控制喷管出口处温度过高，影响机翼作动筒正常工作，需增加隔热装置。[58]
F-135发动机是典型的第四代军用航空发动机，采用第三代双—双余度全权限数字发动机控制器（FADEC）系统，并应用故障预测和健康管理（PHM）系统。由于电子部件的大幅增加，F-135可被称为信息化的军用航空发动机。维修人员能够实时监控装备的使用状态，准确判定部件的实际状态，预测故障和剩余寿命，从而有针对性的进行维修。所有的外场可换部件，使用一套仅为6件的标准手动工具即可拆换，[54]
2022年7月，美空军宣布将在2024财年确定F-35战斗机发动机升级计划，待选方案包括GE公司的XA100自适应循环发动机和F-35现有普惠公司F135发动机的升级型。[59]但是美国空军战斗机和先进飞机项目执行官戴尔·怀特准将称，新的自适应循环发动机装备F-35战机是不可能的。[60]
武器系统
F-35的主弹舱设计和F-22不同，两个独立弹舱相距较远，而且不是平行布置。其方向随着两侧进气道呈现外倾设计，和机体中轴线有一定的夹角，这主要为了追求弹舱设计尺寸最大化。F-35三款型号的主弹舱尺寸并不相同，F-35A、F-35C的主弹舱尺寸基本一致，F-35B由于升力风扇的原因，弹舱的长度要比F-35A、F-35C短一些，弹舱挂载能力也要弱一些。[61]相比F-22，F-35的弹舱具有更长更深的空间，可携带尺寸更大的对地对海攻击武器。[62]
F-35的每侧弹舱可挂载1589公斤的武器。[63]每侧弹舱具备了同时挂载一枚907 公斤的GBU-31 “联合直接攻击弹药”和一枚 AIM-120中距空空导弹（162公斤）的能力。[61]F-35弹舱能挂载的武器包括：GBU-12宝石路Ⅱ激光制导炸弹、GBU-31/32/38联合直接攻击弹药(JDAM)、GBU-39小直径炸弹、CBU-87/89集束炸弹、CBU-103/104/105风力修正弹药撒布器、AGM-154A/C联合防区外武器(JSOW)、AIM-120C先进中距空空导弹、AIM-132先进近距空空导弹(ASRAAM)、硫磺石反坦克导弹。[64]此外，挪威研制的JSM是F-35唯一的内置巡航导弹。[64]F-35B弹舱由于尺寸缩小，每侧弹舱只能挂载一枚454公斤的GBU-32“联合直接攻击弹药"和一枚AIM-120中距空空导弹。[61]F-35弹舱未来还有可能使用改进的欧洲MBDA流星空空导弹。2024年F-35将能使用两侧弹舱携带2枚B-61核炸弹。[63]
F-35的两侧机翼下方和接近翼尖部位分别有4个和2个导弹外挂点。最大挂载质量为8172公斤。[63]最中间的2个外挂点主要装载空地攻击武器，最大装载质量各为1134公斤，其余4个外挂点主要装载空空武器，而最外侧靠近翼尖的挂点只能挂载质量不大于136公斤的空空武器，例如AIM-9X近距红外制导空空导弹。一些F-35弹舱无法容纳、尺寸过大的空地攻击武器将会使用外部挂载方式，例如为风暴暗影巡航导弹、AGM-158联合空地防区外导弹。[64]
F-35还有一种“野兽模式”，即使用外挂点最多能携带16枚空对空导弹，包括14枚AIM-120中距空对空导弹和2枚AIM-9X“响尾蛇”近程空对空导弹，或是6枚900公斤级JDAM联合直接攻击炸弹和4枚空对空导弹，总载弹量可达到10吨。[65]
F-35系列3种型号战机中，只有F-35A在机体左侧、进气道上方内置了一门4管25毫米加特林机炮。而 F-35B、F-35C 都没有内置机炮，只能在需要时挂载隐身机炮吊舱进行作战。[61]
航电系统
F-35战斗机是一款以网络化作战为目标的多用途、软硬件综合武器系统平台。[66]该机采用的是第四代战斗机航空电子系统，是在充分利用F-22开放式航空电子系统基础上，利用采纳了“宝石台”设计思想和联合先进攻击技术（JAST）计划，建立的高度综合化的航空电子体系结构。[67]
这个结构从硬件上来说，包含综合核心处理子系统、综合射频传感子系统、综合光电传感子系统、外挂管理系统、飞机管理系统、飞行员接座舱显控系统、航空电子网络等组成。[67]而软件则包括任务系统软件和ROTS实时操作系统。[66][67]任务系统软件的任务，就是把传感器包裹成一个功能性结构，利用融合的信息为飞行员提供帮助，也就是把来自各个系统传感器以及机外的数据融合起来，形成直观的战术图像显示在机舱和头盔显示器上供飞行员观看，并能自动生成作战计划。[67]F-35的任务系统软件和自主式保障信息系统（ALIS）软件代码达到1000万行。[68]
综合核心处理子系统（Integrated Core Processor, ICP）是F-35的“神经中枢”。[69]ICP处理器总共有两个机架，各有23个插槽和8个不同大小插槽，安装了22个模块，包括4个通用处理模块、2个通用输入／输出模块、2个信号处理模块、5个信号输入／输出模块、2个图像处理模块、2个开关模块和5个电源模块。未来还能扩展增加8个数字处理模块和1个电源模块。[67]
F-35的射频和光电传感器包括：AN/APG-81 有源电子扫描阵列 (AESA) 雷达；AN/ASQ-239 电子战对抗系统；AN/AAQ-40光电瞄准系统 (EOTS)；AN/AAQ-37光电分布式孔径系统 (EODAS)； AN/ASQ-242 通信、导航和识别 (CNI) 套件。F-35还能通过Link16 数据链和多功能先进数据链(MADL) 接收外部跟踪和测量结果。[66]
这些传感器获得数据，将通过机载的光纤网络，送到综合核心处理子系统通过信号处理模块和ROTS实时操作系统进行数字化处理，然后通过通用处理模块和任务系统软件与其他数据进行融合，最后通过图像处理模块将直观的结果，显示在飞行员的下视和头盔显示器上。[67]
AN/APG-81雷达是诺格公司为F-35战斗机研制的一部多功能有源相控阵（AESA）火控雷达。雷达由AESA天线、高性能的接收机/激励器和商用处理机组成，能够承担雷达、电子支援措施（ESM）接收机和干扰机等任务。雷达天线有1200个收发组件。当该雷达处于有源工作模式时，工作于X波段时，对雷达反射面积1平米的目标最大上视探测距离可达150公里，方位和俯仰覆盖范围均为正负70°，可同时跟踪23个目标。当其用于电子支援任务时，主要负责提供战斗机前半球的态势感知信息。当其用于电子攻击任务时，可以从AESA天线辐射对抗信号，其辐射能量强度足以烧毁敌方电子设备。[8]；该雷达反射截面积仅为0.001平方米。[67]
AN/ASQ-239电子战系统是由BAE系统公司研制，可以搜索、检测、识别、定位以及应对敌方的射频和红外威胁。对于射频信号无源探测有效作用距离可达482.8公里，精确定位距离为217.26公里。该系统包括6个多组件天线阵列、信号处理模块、集中式电子战接收机、电子对抗措施控制器单元；电子对抗措施执行器。[8]
AN/AAQ-40 EOTS是一种安装在机体内部的先进中波红外瞄准系统，采用了具有低可观测性的7面窗体设计，可实现对空和对地瞄准。该系统配备了一部1024×1024分辨率的凝视型中波红外焦平面阵列，其前向探测距离至少达到185公里。[8]
AN/AAQ-37光电分布式孔径系统是由诺-格公司研制的导弹告警系统。该系统由分布在飞机上的6个相同的中波红外传感器组成，各传感器的视场相互重叠，从而为飞行员提供针对机体的完整的360度球形覆盖范围。而且该系统能并通过头盔显示器，为飞行员提供全向的虚拟合成红外视觉场景。据报道该系统能发现1280公里外发射的一枚两级火箭。[8]
AN/ASQ-242通信、导航与识别套件是为F-35隐身作战而研发集成系统。该系统采用了频率捷变、扩频、辐射控制、天线方向控制和低截获概率设计，能实现射频导航以及敌我识别/监视系统的互操作性，还可以通过软件升级来集成其他功能。同时，该系统还采用了全高程惯性导航系统（INS）和抗干扰 GPS，可为战斗机提供准确导航。[8]
座舱设计
F-35实现了座舱控制与显示技术的重大突破，已接近甚至达到美国空军“全景座舱控制与显示系统”（PCCADS）计划的目标。[70]F-35座舱内采用了两个203毫米×254毫米的显示器，单个分辨率为1280×1024，组合成一个203毫米×508毫米、2560×1024分辨率的多功能显示器。[70]通过触摸屏，飞行员可以选择左右对称的203 毫米× 254 毫米的显示区域，或者4个127毫米×203毫米的窗口，以及任何大小尺寸窗口的组合，以便显示更重要的信息。[70]窗口的切换主要通过驾驶杆上的数据管理开关完成。[71]
F-35战斗机座舱采用了头盔显示器(HMD)来代替平显。头盔显示器采用高亮度背光的平板有源矩阵液晶显示器作为图像光源，为飞行员提供双目图像，具备离轴发射能力。图像主要来自AN/AAQ-37光电分布式孔径系统或头盔上的昼夜照相机。飞行员平视或抬头时，可从头盔目镜上看到飞行信息，侧视或下视时，则可以看到机翼和机身遮挡住的红外和地形图像。头盔显示器综合了语音识别系统，但只能控制一些非关键的任务。[70]
F-35战斗机飞行员左侧的发动机油门杆和右侧的飞机驾驶杆均采用了主动控制方式。这可以使两杆的位置与飞行员体形和身高的最大允许范围相适应。主动式驾驶杆的杆力和偏转可以实现程序化，这样在拉过载时，允许飞行员设定增加或减少杆力。为了面向国际市场，F-35座舱在设计上充分考虑到各国飞行员的身材差异，能广泛适应于飞行员各种体形范围。[70]
后勤保障
F-35在立项之初就突出强调保障性，为此使用一种创新保障方案——自主式保障。[72]自主式保障包含三个主要部分，第一部分是故障预测和健康管理系统（PHM），第二部分是自主式保障信息系统，第三部分是全球供应链。[73]
由于电子信息设备在F-35等五代机上所占的比重越来越大，使得采集机内各部件信息来并做出维修管理决策成为可能。[74]F-35的故障预测和健康管理系统，能在飞机还在空中飞行时，就可以检测到飞机的故障信息，并自动传输给地面的维修站和保障补给系统。当飞机着陆后，便可快速进行针对性的维修，从而缩短飞机再次出动的准备时间，大幅度减少维修工作量，节省保障费用。[73]
F-35战斗机的PHM系统由状态信息采集与处理模块（分为组件、分系统、系统3个）、状态信息上报模块、维修分析模块、维修规划模块以及维修执行模块组成，其中，前4个模块属于装备内置功能模块，在飞行过程中运行，后3个模块属于装备外部功能模块，在飞机返场后运行。[74]近年来，F-35的PHM系统仍在改进成熟之中。具体体现在准确性差、低检测率和高虚警率等问题，直到最近几年才开始有所改善，但大部分性能指标仍低于设计要求。[75]
自主式保障信息系统（ALIS）是由美国洛马公司研发，安装在地面电脑上，集成多种应用软件的功能，具有供应链管理、维修、训练管理、飞行计划和任务规划等功能。[73]ALIS是实现F-35战斗机经济可承受的持续保障的关键技术，也是自主式保障的神经中枢。通过ALIS，F-35战机的状态信息能与空军人员配备、训练信息以及三军后勤信息综合在一起，并按照所要求的出动架次率和任务用途，为指挥员提供数据支持。[76]
F-35全球供应链，是由洛马公司管理，由美国空军、海军、海军陆战队以及八个国际合作伙伴和其他外国用户共享一个通用全球备件库，主要包括机身、发动机、保障设备、飞行和训练装备的备件，下设四个子备件库：一是保障本地部队的基地备件库；二是区域仓储的全球备件库；三是保障前沿部队的部署备件库；四是满足舰载机型号的船用备件库，用于保障在海军舰船上的行动。[73]2015年，F-35项目办公室开始在全球范围内建设供应链体系，并鼓励项目伙伴国家分担“维护、修理、大修与升级”（MRO&U）工作任务。意大利等伙伴国认为可以从中进一步提升本国航空产业实力，因此很感兴趣。未来甚至不排除在欧洲实现F-35整机生产。[77]
初始测试
2006 年12月15日编号F-35A战斗机实现了35分钟的首飞。[29]首架编号AA-1的F-35战机在前7次试飞中表现良好。AA-1号F-35使用的是单开式前起落架舱门，在试飞中发现过大的舱门会对周围的流场产生不良影响，洛-马公司表示将修改为尺寸较小的双开式。2007年5月3日F-35进行的第19次试飞中，其电传系统出现故障，但没有导致严重的飞行事故。[78]
2010年3月18日，F-35B战机首次实现在陆地机场的垂直降落，展示了在海上舰艇垂直着舰的能力。[79]2011年10月，F-35B在“黄蜂”号两栖攻击舰上开始“第一阶段海上试验”。[80]内容包括[81]2011年10月3日，F-35B战机在“黄蜂”号两栖攻击舰上首次实现着舰实验。[82]2011年4月2日，F-35B在陆地上完成首次首次夜间短距起飞和垂直降落，飞行员使用了头盔显示系统的夜视摄像机。[83]
2012年洛克希德-马丁公司承认，F-35C的尾钩存在设计缺陷，包括尾钩尖端不够锋利、阻尼器无法确保尾钩抓住阻拦索。该公司称已经重新设计了尾钩。[84]
F-35的全部飞行测试计划包含8000个飞行架次和60000个测试点。截至2013年美军测试计划只完成计划的36%。测试中还发现了一些其他问题，例如F-35在跨声速时存在机翼掉转问题，导致F-35C的自动扰流板被取消。所有三个型号的F-35战机都存在水平尾翼被发动机尾焰烘烤的问题。飞机表面蒙皮和涂层设计也有问题。F-35B的机身结构仍然无法满足要求。[85]
2013年美军公布F-35初始作战能力时间表：F-35B在2015年6月，并装备10架；F-35A在2016年7月，装备12架；F-35C在2019年2月，装备10架。[68]
2014年11月3日，美国海军的F-35C在“尼米兹”号核动力航母上完成首次航母着舰测试。[86]2014年11月，美国海军的F-35C战机在“尼米兹”号航母上开始“第一阶段海上试验”。2015年10月，美国海军的F-35C战机在“艾森号威尔”号航母上开始“第二阶段海上试验”。2016年8月，F-35C战机在“华盛顿”号航母上开始“第三阶段海上试验”。[87]
2013年8月，美军陆战队的F-35B战机在“黄蜂”号开始“第二阶段海上试验”。2016年10月，F-35B战机在“美国”号两栖攻击舰上开始“第三阶段海上试验”，包含夜间操纵品质、任务系统评估、头盔显示器评估、舰上后勤维护评估等。[80]在此阶段中，F-35B首次完成了海上更换发动机。[88]
2018年4月11日，美军国防部称F-35项目完成为期10年的“系统研制与演示验证阶段”（SDD）飞行试验。该项目共发现941个缺陷，其中包括102个1类缺陷和839个2类缺陷。[89]美方实际进行了9200架次飞行，累计飞行了17000多个小时，并执行了65000多个测试点。[90]2018年4月后，F-35全面转入“初始作战使用试验与鉴定”(IOT&E)飞行试验。[91]2019年底，F-35“初始作战使用试验与鉴定”外场试验已完成91%。2020-2021年，F-35完成的外场试验主要包括：隐身能力持久性试验、AIM-120导弹和宝石路 IV 激光制导炸弹在GPS干扰条件下的性能试验、电子战软硬杀伤试验、B61-12核弹惰性弹飞行试验等。但是相关的模拟高威胁场景的内场仿真测试环境——联合仿真环境模拟器推进不顺利。[91]
2024年10月，根据美国政府监督机构的一项最新报告，尽管F-35战机项目不断增加运营和维修支出，但是连续六年仍未能达到一项关键战备指标。[92]
美国空军
2012年3月，美国空军于批准在佛罗里达州的艾格林空军基地开始F-35飞行训练。在F-35的研发试飞期间，加利福尼亚州爱德华兹空军基地和马里兰州一个海军航空基地进行试飞工作的试飞员，已经制定出飞行训练大纲。[93]
2016年8月美国空军宣布，犹他州希尔空军基地第34战斗机中队的12架F-35A战机，形成初始作战能力。这是美国空军首个形成初始作战能力的F-35A中队。[94]
2019年4月，美国空军两架F-35A战机从阿联酋的宰夫拉空军基地起飞，对伊拉克瓦迪阿沙伊地区实施了空袭。这是美国空军F-35A战斗机第一次投入实战使用。[95]
2020年1月，美国空军的388战斗机联队成为首个具备“全面作战能力”的F-35A联队。[96]
2021年美国空军宣布，已经拥有283架F-35A战斗机，超过了F-22、F-15和A-10战斗机的数量，仅次于F-16。[36]截至2021年9月30日，美国空军共有302架F-35战斗机。[37]
美国海军
2012年美国海军在佛罗里达州的艾格林空军基地组建首个F-35C中队——VFA-101中队。[38]2013年该中队接收首架量产型F-35C战机。[97]
2019年5月，美国海军解散VFA-101中队，将所有F-35C战机都集中于加利福尼亚州勒莫尔海军航空站，以便集中精力推进首个F-35C作战中队——VFA-147中队的建设。[38]
2020年，美国海军首支装备F-35C的作战部队——VFA-147中队达到初始作战能力。[39]
2024年7月，美国海军表示，会用装备F-35C战斗机的第147战斗机中队接替驻日本岩国基地的第115战斗机中队，后者装备的是“超级大黄蜂”常规战斗机。[98]
美军陆战队
2012年11月20日，美国海军陆战队首支F-35B战机中队——“VMFA-121”中队在亚利桑那州的尤马基地正式成立。[40]
2014年10月，美国海军陆战队海上作战与评估中队“VMX-22”接收首架F-35B短距/垂直起降型联合攻击机以进行飞行测试。[99]
2014年12月，美军陆战队接收首架F-35C战机。陆战队将用F-35C替换现有的67架F/A-18“大黄蜂”战斗机。[100]
2015年7月美军陆战队宣布“VMFA-121”战斗飞行中队的F-35B获得初始作战能力，成为美军第一个获得这一资质的第五代战机飞行中队。2017年11月，“VMFA-121”战斗飞行中队的全部16架F-35B战机已全部飞抵日本岩国美国海军陆战队航空基地。这标志着美国军方完成首个第五代战机常态化海外部署。[41]
2018年9月27日，美军一架F-35B战机当天从“埃塞克斯”号两栖攻击舰起飞，打击阿富汗境内的塔利班目标。这是美军F-35战机首次参加实战，也是美军F-35B战机的首次实战。[101]
2021年7月，美军陆战队VMFA-314战斗机攻击中队成为陆战队首个形成全面作战能力的F-35C中队。[42]
英国
2015年英国政府证实将会采购138架F-35，其首架F-35B于2017年底部署。[102]英国皇家空军第17中队将进行该国第一架F-35B的试验和评估任务。[103]英国计划是打造3个前线F-35B战斗机中队（最初计划是4个）。每个中队分配到的数量是12～16架。[104]目前英军的F-35部队包括：用于测试的第17中队、2019年首支具备作战能力的第617中队、第809中队。[102]2019年第617中队的F-35B首次参加实战，参与打击了ISIS。[105]2020年11月，英空军接收3架新型F-35B战斗机，该国总的F-35数量达到至21架。[43]2021年11月17日，第617中队的1架F-35B战机在英国皇家海军“伊丽莎白女王”号航母起飞后坠毁。[106]
澳大利亚
2014年4月澳大利亚宣布，将斥资124亿澳元(114亿美元)购买58架美国洛克希德·马丁公司制造的F-35战斗机。这些F-35战斗机将组建三个作战中队和一个训练中队。[107]2017年5月，澳大利亚首批两架F-35A战机从美国抵达澳大利亚安伯利空军基地。[108]2020年12月，澳大利亚皇家空军宣布其第三中队的F-35A战斗机已形成初始作战能力。[44]2022年6月澳大利亚国防部网站称，澳大利亚空军F-35A战斗机装备总数达到50架。[109]
以色列
以色列是目前中东唯一装备F-35战机的国家。该机在以色列被称为F-35I“阿迪尔”（Adir）。[45]2016年12月以色列空军接收首架F-35战机。2017年12月，以色列宣布F-35战机正式列装。[110]2018年5月，以色列空军称该国成为世界上第一个在实战中使用F-35隐形战斗机的国家，成功对叙利亚境内伊朗部队实施空袭。[111]截至2022年，洛克希德·马丁公司已经向以色列交付36架战斗机。[45]当地时间2024年6月4日，以色列国防部驻美代表团与美国政府签署协议，以色列将从美国采购25架洛克希德·马丁公司制造的F-35战斗机，成立该国第三支F-35战机中队。[112]
意大利
2018年12月，意大利成为第一个宣布其F-35战斗机具备“初始作战能力”的欧洲国家，也是除美国之外第一个接收F-35战斗机的国家。2015年第1架用于测试、评估和训练的F-35A交付给意大利空军。[113]2021年11月，意大利海军空军各1架F-35B战机降落英国英国皇家海军“伊丽莎白女王”号航母上。意大利空军订购了60架F-35A战斗机和15架F-35B战机，意大利海军订购了15架F-35B战斗机。[114]
日本
2011年12月，日本确定选择F-35A作为空中自卫队下一代战斗机，首批采购42架。2018年12月，安倍批准增购至147架（即再购买63架F-35A和42架F-35B）。[115]日本成为仅次于美国的F-35第二大用户，也是最大的海外用户。[116]2019年3月，日本宣布其首支F-35A战斗机中队获得初始作战能力。该中队是属于第3航空团、驻扎在三泽空军基地第302中队。[115]2019年4月，日本空中自卫队第302中队的编号为79-8705的F-35A战机在青森附近海面坠毁，飞行员死亡。[117]截至2022年，日本航空自卫队总共列装26架F-35A，在三泽基地组建2个战斗机中队。[46]
2024年7月3日，美国五角大楼宣布，计划在日本三泽空军基地部署48架F-35A隐形战斗机，以取代原本的36架F-16战斗机。同时，驻冲绳嘉手纳空军基地的F-15C/D战斗机也计划升级为F-15EX战斗机，而美国海军陆战队岩国基地的F-35B战斗机数量亦有所调整。三泽空军基地的升级耗资100亿美元，成为美国在印度洋-太平洋地区首个常态化部署F-35A战斗机的基地。[118]
韩国
2014年，韩国政府正式决定购买40架F-35A隐身战机。2019年3月，首批两架F-35A交付韩国空军。[119]2020年12月，韩国空军称其首个F-35A战斗机部队已经具备初始作战能力。该部队来自驻扎清州的第17战斗机联队。[120]2022年2月韩国完成了全部40架F-35A战机的接装验收，并在清州组建装备该型机的第151和第152战斗飞行大队。[46]2022年1月，韩国空军一架F-35A战机在训练过程中因电子系统与起落架故障，飞行员紧急以机腹迫降成功。这是全球首例F-35机腹迫降事故。[121]2023年12月4日，韩国防卫事业厅公布第二期新战机项目的采购计划，韩方宣布会引进20架美制F-35A“闪电II”型战斗机。[122]
挪威
2017年11月收到挪威空军接收首批三架F-35战机。2019年11月挪威宣布F-35A已宣布具备初始作战能力。[123]2022年1月挪威空军宣布，该国已经接收24架F-35隐身战斗机。全部57架F-16战斗机已全部退役。因此挪威成为世界上首个空军全部是五代隐身战斗机的国家。挪威空军共计采购52架F-35隐身战斗机，预计2025年全部交付完成。[124]
荷兰
2014年，美国洛克希德·马丁公司宣布向荷兰皇家空军交付了两架F-35A战斗机，第322中队将成为荷兰空军首个装备F-35战斗机的部队。[125]2019年11月，挪威宣布其F-35A已具备初始作战能力。
丹麦
丹麦已从美国购买了27架F-35战机，但其中至少有5架将永久驻扎美国亚利桑那州，给在那里接受培训的丹麦飞行员使用。[126]2021年4月7日，洛马公司将编号为 L-001的首架F-35A正式移交给丹麦。[127]
其他购买F-35但尚未装备的国家
加拿大：加拿大政府于2010年曾计划采购65架F-35战机，后因采购成本过高计划搁浅。2017年加拿大启动“下一代战斗机”竞标，最后2022年3月F-35战机胜出。2023年1月加拿大国防部称，与美国洛克希德·马丁公司达成88架F-35战机的采购协议。[128]波兰：2020年1月，波兰与美国正式签署合同，斥资46亿美元购买32架F-35战机。[129]首批战机将于2022年开始生产，2024年交付，计划2026年全面列装。[130]瑞士：2022年9月瑞士同美国签署一份价值62.5亿美元合同。美国将从2027年至2030年向瑞士提供36架F-35A战斗机。首批8架F-35A战斗机将在美国洛马公司的工厂制造，至少24架F-35A战斗机将在意大利卡梅里的组装中心制造。瑞士可能在本土组装剩余4架以促进本国航空工业。[131]芬兰：2021年12月，芬兰和美国签订94.4亿美元合同，购买64架F-35A战斗机及其配套武器和到2030年的维护服务。预计芬兰将在2027年开始使用F-35A战机。[132]新加坡：2019年新加坡向美方求购F-35以替代该国空军日益老旧的F-16战斗机。2020年1月美国批准向新加坡出口12架F-35B以及13台配套的F-135发动机、电子战系统和自动化指挥系统，合同总价值27.5亿美元。[133]新加坡国防部长黄永宏称这些F-35B将在21世纪20年代末加入新加坡空军服役。新加坡采购F-35B的原因和该国国土狭小有关。[134]德国：2022年12月，德国正式批准斥资84亿美元向美国采购35架F-35A战斗机。德国飞行员的培训将于2026年开始，预计2028年德国F-35A战机能具备初始作战嫩公里。德国的F-35A战机将具备投掷美军B-61核弹的能力，担负北约的核打击任务。[135]比利时：2018年10月，比利时宣布将采购34架美国洛克希德·马丁公司的F-35A战斗机。[136]合同订单价值41.4亿美元。[137]前两架F-35A将于2025年抵达比利时，其余将于2023年至2030年间交付。[138]2022年11月首架为比利时制造的F-35战斗机在美国德克萨斯州沃思堡装配线进入组装阶段。[139]
实战经历
2018年5月22日，以色列空军证实该国成为世界上第一个在实战中使用F-35隐形战斗机的国家。[111]以色列使用F-35空袭位于叙利亚的20多个伊朗目标。叙利亚防空系统向F-35发射了100多枚防空导弹，但没有一架击中目标。[140]但俄罗斯专家称，造成这一结果是因为空袭时叙防空部队并未做好准备，并非俄制武器性能有缺陷。如果未来叙军拥有S-400防空系统，F-35就会彻底失去优势，另外有观点认为以色列公布的战果中有夸大的成分。F-35可能只击毁了部分发射架或者雷达被压制。[111]2018年9月27日，美军一架F-35B战机当天从“埃塞克斯”号两栖攻击舰起飞，打击阿富汗境内坎大哈的塔利班目标。这是美军F-35战机首次参加实战，也是美军F-35B战机的首次实战。这架F-35B隶属于美军陆战队第13远征部队，该部队是第一个完成用F-35B替代AV-8B型“鹞”式垂直起降战斗机的远征部队。[101]2019年4月30日，美国空军从阿联酋的宰夫拉空军基地出动两架F-35A“闪电”Ⅱ战斗机，沿着沙特阿拉伯和科威特的边境线西侧进入伊拉克境内，对伊拉克瓦迪阿沙伊地区的实施了空袭。在此次空袭行动中，F-35A战斗机投掷了“联合直接攻击弹药”（JDAM），轰炸了瓦迪阿沙伊附近的哈姆林山脉深处的“伊斯兰国”恐怖组织的隧道网络和武器储存地点。此次打击行动是美国空军F-35A战斗机首次作战使用。此前以色列空军F-35和美国海军陆战队F-35B战斗机已经参与实战。[95]2019年6月英国1架F-35B战机从塞浦路斯阿克罗蒂里空军基地起飞，完成了其首次作战任务，参与了对伊拉克和叙利亚境内“伊斯兰国”组织的联合作战任务，但英国的F-35B战机本身并没有执行任何空袭行动。此次实战任务是在“黎明闪电”演习之后进行的。[141]2021年6月，英国皇家空军第617中队的F-35B和美军陆战队第211中队（VMFA-211）的F-35B战机，从地中海东部的英国海军“伊丽莎白女王”号航母上起飞，对伊拉克境内的ISIS残余势力进行了打击。这两支部队此前都是英美两国首支F-35实战的部队。这次打击行动分为多轮，包含多个打击目标，还得到了KC-30加油机和E-3预警机的支持。[105]
主要事故
2014年6月23日一架编号为AF-27的F-35A在美国埃格林空军基地由于内部起火而被烧毁。[142]事后调查发现事故原因是F135发动机整体叶盘第三级风扇叶片碰磨所致。[143]2016年，一架编号AF-63为F-35A战斗机在美国芒廷霍姆空军基地发生火灾，最后无法修复。[142]事故原因是飞机在启动时，排气装置吹出的热空气导致发动机起火燃烧。[144]2016年10月27日，一架编号为BF-06的F-35B战斗机在飞行中遭遇火灾。事故原因是机内电缆被支架擦伤后短路，并引燃了附近泄漏的液压油。[142]2018年8月22日，一架编号AF-35的F-35A战斗机，美国在埃格林空军基地降落时遭遇起落架故障，飞机受到损坏但修复后可以继续使用。[142]2018年9月28日，一架编号BF-21的F-35B战机在美国南卡罗来纳州的博福特海军陆战队航空站坠毁，飞行员逃生，这是F-35战机的首次坠毁。[142]事故原因是机内燃油管道存在制造缺陷，飞行过程中发生破裂后导致发动机失去动力。[145]
2019年4月，日本空中自卫队第302中队的编号为79-8705的F-35A战机在青森附近海面坠毁，飞行员死亡。[117]失事原因被认定为日本飞行员遭遇了空间定位错觉，直接坠入大海。[142]2020年5月19日，一架编号AF-64的F-35A战斗机，在美国埃格林空军基地降落时坠毁，飞行员弹射逃生。该机修复后用于维护人员的培训。事故原因包含多种因素：包括生理疲劳引发的操纵失误、有缺陷的供氧系统、人机交互设计失误导致飞行员注意力分配不当、头盔显示器故障、飞行控制系统的反应迟缓等。[142]2020年9月29日，一架F-35B战斗机在空中加油的过程中，由于操纵失误与KC-130加油机发生了撞击坠毁，飞行员弹射逃生。[142]2021年3月12日，一架F-35B在进行夜间训练时，出现了机炮炮弹的早炸事故。炮弹破片损坏了部分飞机设备。事故修复超过3个月。[142]2021年11月17日，第617中队的1架F-35B战机在英国皇家海军“伊丽莎白女王”号航母起飞后坠毁。事故原因是战机起飞前没有移除进气道挡板和升力风扇的保护罩。[106]2022年1月，韩国空军一架F-35A战机在训练过程中因电子系统与起落架故障，飞行员紧急以机腹迫降成功。这是全球首例F-35机腹迫降事故。[121]2022年1月24日，美国海军VFA-147中队的一架F-35C战斗机，在进行着舰降落时坠海。[142]事故原因是飞行员失去了态势感知能力，未能完成着舰前的必要准备，没有打开辅助飞行员着舰的油门和迎角自动调节装置，而是手动着舰。[146]2022年10月19日，一架F-35A战斗机在美国的犹他州希尔空军基地跑道北端坠毁，飞行员弹射逃生。事故原因仍在调查[142]2022年12月1日，一架编号BF-81的F-35B战斗机，在日本嘉手纳基地的地面牵引过程中发生起落架坍塌事故，机体受损。[142]2022年12月15日，一架F-35B战机在美国得克萨斯州沃斯堡一军事基地垂直降落时突然失控，飞行员弹射逃生。当时洛·马公司尚未将这架飞机移交给美军。[147]尽管事故调查没有完成，但F-35项目办公室称暂停了F-35的发动机交付工作。[148]当地时间2023年9月17日下午，在美国南卡罗来纳州北查尔斯顿地区，美国海军陆战队一架F-35B“闪电Ⅱ”型战机因“发生事故”坠毁，飞行员弹射出舱，坠毁的F-35下落不明。截止到2023年9月18日，坠毁原因尚未调查清楚。[149]9月18日，美国海军陆战队表示，军方已在南卡罗来纳州查斯顿附近发现了一处残骸现场，并确认发现的碎片是一架F-35战斗机的残骸。[150]2024年1月26日，美海军陆战队一架F-35C“闪电”Ⅱ型战斗机在一次训练任务结束后进行停放时，前起落架意外收起导致机头着地。该战机隶属于美加利福尼亚州米拉马海军陆战队航空站第311战斗机攻击中队。[151]2024年5月28日，美国一架F-35战斗机在新墨西哥州阿尔伯克基国际机场附近坠毁，飞行员成功弹射逃生，坠毁的这架F-35是为美国海军陆战队新造的战机，当时正从制造商洛克希德·马丁公司的工厂进行转运交付。[152]
F-35A
F-35A 是美国空军最新的第五代战斗机。它将取代美国空军老化的F-16战斗机和 A-10雷电II攻击机。F-35A 是一种常规起降 (CTOL) 战斗机，具备敏捷、多功能、高性能、9G的机动过载能力，拥有隐身、传感器融合和态势感知能力。[7]
但是在2015年评估测试中F-35A的空战能力并不理想。当时F-35A与F-16D进行单机近距空战模拟对抗。测试用 F-35A机体表层未进行隐形涂装，未内置或外挂弹药，以确保机体外形趋近理想气动外形。两机在多种限制或想定条件下了进行17次近距空战对抗，F-35A只有在6700 米的高度以时速740公里的速度成功完成 1 次空中拦截任务，但剩余16次3000米高度空战测试效果并不理想。测试飞行员指出，F-35A 机翼面积较小，获得升力也相应较小，但该型机机体重量却与重型的 F-15E 型机相近，难以维持在大迎角状态下的能量优势。测试机在进入盘旋或转弯时的过载仅有 6.5g 或更小，导致战机速度不断下降并影响俯仰率。在平飞状态下，测试飞行员曾意图加大迎角以凭借升力机动，但在其后增加迎角到 26°期间便出现了不可预测的横向偏移与方向失控等飞行不稳定现象。[6]
2024年3月，美空军F-35联合项目办公室（JPO）发言人戈马尔（Russ Goemaere）在致《防务快讯》的一份声明中表示，F-35A于2023年10月12日正式获得了可携带核武器的认证，较此前向北约盟国承诺的2024年1月提前了数月。部分F-35A战斗机可携带B61-12核重力炸弹，成为可携带常规武器和核武器的“双重能力”飞机。[153]
F-35B
F-35B是F-35三种机型中设计难度最大的。[154]它采用了独特的“常规推进系统+升力系统”的组合推进方案，属于世界首次。[54]洛克希德·马丁公司根据F-35B的起飞重量，对飞机起飞所需的升力进行整机布局。垂直起飞所需的总升力为40000磅，其中位于机身前部的升力风扇需提供18000磅升力，占总升力的45%；发动机矢量喷管提供17000磅升力，占总升力的42.5%；两个调姿喷管各产生2500磅升力，占总升力的12.5%。[155]
对转升力风扇升力的大小是具有垂直起降功能的战斗机的重要指标。因此提高进出口的压差增大升力，并安全运行成为对转升力风扇设计的主要目标。飞机前飞时会导致升力风扇进口的压力分布不均，为了理顺流场，罗尔斯·罗伊斯公司把升力风扇的中心体的尖端从对称中心改成锥尖偏向上游，但是损失了部分推力。[155]
F-35B战机的F135-PW-600发动机，由尾部发动机、驱动轴、升力风扇、联轴器、离合器、滚转姿态控制喷管、三轴承可转向尾喷管、蛤壳式喷管舱门组成。[54]升力风扇垂直安装在座舱后，由主发动机前延伸出驱动轴通过离合器驱动。三轴承旋转轴对称主喷管可在2.5秒内从0度旋转到95度，并可左右偏转10度。滚转喷管从主发动机外涵引气。在飞机起降时，尾部的三轴承旋转喷管偏转至垂直向下，同时驱动升力风扇也产生向上推力。两侧机翼上的滚转姿态控制的喷管还可提供额外升力。在巡航状态时，风扇停止工作，三轴承旋转喷管转为水平，主发动机提供水平推力。[57]
F-35C
在F-35的三种型号中，F-35C的起飞重量最大，航程最远。为了适应舰载机的起降，F-35C翼展增加了22%，机翼面积增加了45%，还在外翼段后缘增加了副翼，前缘襟翼也被机翼折叠机构分成了两段。增大机翼尺寸后，F-35C的进场着舰性能超过了现役的F/A-18E/F战机，同时该机的亚音速稳定盘旋能力也更突出。[156]
由于舰载机携带的精确制导弹药越来越昂贵，F-35C特别重视增加“着舰最大载荷”。相关测试显示F-35C着舰的最大载荷为5吨以上，最多达到6-7吨，不但远超F/A-18C/D战机的2.6吨，也超过F/A-18E/F的4吨，可以携带更多的弹药返回航母。[156]
为了满足舰载机弹射起飞和降落的需要，F-35C采用了结构强度更高的双轮式起落架，其液压减震系统有更大的减震行程和承载能力，并采取了防腐措施，其起落架舱门也改为三开式。F-35主起落架舱的体积也更大。为了适应海上气候和舰载机起降，F-35C的机体结构也进一步加强。[156]
由于F-35C的飞行控制面比其他两种型号大得多，因此偏转控制面所需的机载电力要比其他型号大约30%。此外美国海军有可能将F-35C发展成电子战飞机，因此需要更大的机载用电功率。为此F-35C的F-135-400发动机改进了变速箱，驱动更大的发电机。F-35C的发电功率据推测达到400千瓦，远超F-35A/B的160千瓦。[156]
任务系统升级
F-35 任务系统能力是通过面向目标、基于货架产品的多层架构和功能强大的多光谱传感器来实现的。而任务系统综合能力试验，则是以软件批次形式发布来实现不同的任务系统能力。在F-35的研发与演示验证 （SDD） 阶段，其任务系统软件批次为Block 0.1、Block 0.5、 Block 1、 Block 2A、 Block 2B、Block 3i和Block 3F。[66]
Block 0.1只用于首飞；Block 0.5是第一个基础版本；Block 1拥有初始训练能力；Block 2A 拥有高级训练能力；Block 2B 拥有有限的初始作战使用能力，可开展近距空中支援作战、初始空对空作战并可选择挂载部分内置武器；Block 3i功能Block 2B一样，主要用于解决更换集成核心处理器和部分传感器后任务系统稳定性差的问题；Block 3F拥有全面作战能力。[66]
F-35在Block 3F版本后，就采取了“持续能力开发和交付( C2D2)” 模式。该模式要求每 6个月更新一轮软件版本,更加迅速敏捷。但美国国防部也意识到这种模式存在开发者延误、系统不稳定、缺乏测试时间等风险。[91]
性能参数
| - | F-35A | F-35B | F-35C |
|---|---|---|---|
| 长度 | 15.7米 | 15.6米 | 15.7米 |
| 高度 | 4.38米 | 4.36米 | 4.48米 |
| 翼展 | 10.7米 | 10.7米 | 13.1米 |
| 机翼面积 | 42.7平方米 | 42.7平方米 | 62.1平方米 |
| 水平尾翼翼展 | 6.86米 | 6.65米 | 8.02米 |
| 空重 | 13.29吨（29300磅） | 14.65吨（32300磅） | 15.79吨（34800磅） |
| 机内载油量 | 8278公斤 | 6125公斤 | 8960公斤 |
| 载弹量 | 8160公斤 | 6800公斤 | 8160公斤 |
| 最大起飞重量 | 31.75吨（70000磅） | 27.21吨（60000磅） | 31.75吨（70000磅） |
| 发动机 | F135-PW-100 | F135-PW-600 | F135-PW-100 |
| - | 最大推力：18.14吨（40000磅） 军用推力：11.34吨（25000磅） | 最大推力：18.14吨（40000磅） 军用推力：11.34吨（25000磅） 最大垂直推力：18.37吨（40500磅） | 最大推力：18.14吨（40000磅） 军用推力：11.34吨（25000磅） |
| 最大速度 | 1.6马赫 | 1.6马赫 | 1.6马赫 |
| 内油作战半径 | 1093公里 | 833公里 | 1100公里 |
| 内油航程 | 2200公里 | 1667公里 | 2200公里 |
| 最大过载 | 9.0G | 7.0G | 7.5G |
武器装备
以下性能参数均为F -35A型战机信息
机炮： 1门25毫米口径GAU-22/A型4管加特林机炮[61]挂点： 4 个弹舱挂点，6 个机翼挂点，[64]弹舱载弹量为2138公斤，[61]机载外挂武器载弹量8172公斤，[63]总载弹量达到10吨，[65]可搭载以下武器：导弹：空空导弹：AIM-9X“响尾蛇”近距空空导弹[61]AIM-120中距空空导弹[64]AIM-132 ASRAAM[64]MBDA 流星[63]空对地导弹：AGM-154 JSOW[64]AGM-158 JASSM[64]硫磺石反坦克导弹[64]风暴暗影巡航导弹[64]反舰导弹：JSM联合打击导弹[64]反舰导弹：AGM-158C LRASM[64]炸弹：联合直接攻击弹药(JDAM) 系列[64]宝石路系列激光制导炸弹[64]精确制导滑翔炸弹：GBU-39 小直径炸弹(SDB)[64]B61-12核弹[63]
航空电子设备
AN/APG-81 有源电子扫描阵列 (AESA) 雷达[8]AN/AAQ-40光电瞄准系统 (EOTS)[8]AN/AAQ-37光电分布式孔径系统 (EODAS)[8]AN/ASQ-239 电子战对抗系统[8]AN/ASQ-242 通信、导航和识别 (CNI) 套件[8]
战机数量削减
2024年2月15日，据路透社报道，美国总统拜登希望将国防部明年购买的F-35战机数量削减18%，从原定的83架下降到70架以下，此举将减少16亿美元支出。美国国会对拟议的2025年财年国防预算设定上限，迫使拜登政府寻求节省开支。消息披露后，美国军工巨头洛克希德·马丁公司的股价下跌2.6%。该公司在一份声明中表示，他们“期待在未来几个月与拜登政府和国会就2025财年预算进行合作”。美国防部的审计官员拒绝对此事发表评论，负责F-35战机项目的办公室也拒绝置评。[157]8月29日，美国国防部发布消息称，已与国防工业公司洛克希德•马丁签署了总额约50亿美元的合同，为第五代 F-35 战斗机的支持、升级和开发计划提供一系列服务。[158]
F-35C战机出现多个问题
2024年4月30日，根据美国“防务新闻”网站获得的一份备忘录显示，2023年在洛克希德马丁公司交付给美国海军陆战队的5架F-35C战机上，发现了多个问题。备忘录由美国海军陆战队第311战斗攻击机中队撰写。专门研究国防项目的前分析师丹·格拉齐尔表示，基于这些案例，很难说第311战斗攻击机中队F-35的问题只是“生产批次性问题”，还是反映出了其他更深层次的问题。美国海军陆战队原本指望F-35B和F-35C成为他的“战力倍增器”。但这两款隐身的舰载机成了“麻烦制造者”。[159]
F-35泄密事件
2024年7月，美军史上最大规模泄密事件引起关注。包括F-15、F-35战斗机以及多种无人机在内的大批美军装备的机密性能手册被放到互联网上任人下载，由于涉及的关键武器信息非常完整，甚至被军事爱好者戏称为我们可以自己在车库里打造一架战斗机。一个名为“战斗轰炸机”的俄语账号7月2日在社交媒体上宣布一家美国公司主动提供了超过250GB的美国军事装备数据，并向50多万粉丝公布了其中部分文件，截至7月11日仍有部分文件可以公开下载。这也被称为美军史上最大的泄密事件，泄露的文件包括F-35隐形战斗机的使用手册。这些资料中很多地方都标注有“禁止外传”或“机密信息”等标志，部分资料还经过大面积的涂黑处理，显示它们应该是属于美军的机密文件。对于这次美军装备数据的大规模外泄事件，五角大楼保持沉默，而各方对于这些数据的真实性和严重程度说法不一。[160]
参考资料 160
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- 洛马公司完成第800架F-35战斗机交付 — 中国航空新闻网
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- 美空军减缓采购F-35真的会变贵!验证了洛马和JPO长年来的警告 — 尖端科技军事杂志社
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- F-35B完成首次夜间短距起飞垂直着陆飞行 — 中国新闻网
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- USMC’s F-35B completes first power module and engine swap at sea — naval-technology
- 2018年美军典型军用飞机试验鉴定活动进展 — 中国航空新闻网
- 十年磨一剑:美军F-35战斗机全寿命试验与作战能力鉴定纵览 — 中国航空新闻网
- https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwMTEyEhFkemt4anNwbDIwMjIwNDAxMxoIaXU5cjk3Mzc%3D
- 美报告：F-35仍未达到战备标准 — 今日头条
- F-35命途多舛:首次训练飞行现漏油事故(图) — 环球网
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- 英伊丽莎白号航母首次参加实战 — 观察者网
- 英军“伊丽莎白女王”号航母首次部署遭重创 战机坠海 — 中国网
- 澳斥114亿美元拟增购58架F-35 创史上最大规模 — 环球网
- 为航展造势 澳空军2架F35已抵澳大利亚 — 科普中国网
- 澳大利亚空军F-35A战斗机数量增至50架 — 俄罗斯卫星通讯社
- 以色列接收两架新F-35隐形战斗机 — 新华网
- 以夸耀F35实战首秀“很完美” 俄专家深感不服 — 环球网
- 以色列将从美国采购25架F-35战机 — 国际在线-今日头条
- 简氏:意大利空军成欧洲首个具有F35作战能力的军队 — 新浪军事
- 首次!意大利海空军F-35战机同时登上加富尔号航母 — 新华网
- 日本首支F-35中队获得初始作战能力：多数战机在日本组装 — 参考消息官方网站
- 美对日超级军售“一箭双雕”? — 人民网国际
- 首次坠毁!日F-35部队成立仅15天就摔机 — 参考消息官方网站
- 48架！驻日美军大批量换装F-35A — toutiao
- 韩拟30亿美元增购20架美制F-35隐身战机 本国项目也在推进 — 新华网
- 韩国空军宣布F-35A战斗机具备初始作战能力 — 中国军网
- 韩国F35战机迫降后 整个机队遭停飞 — 新华网
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- 挪威F-35A具备初始作战能力 — 中国航空新闻网
- 挪威建成首支全隐身战斗机空军 — 人民网军事
- 荷兰首个F-35A战斗机中队2015年将赴美训练 — 中国新闻网
- 美大使要丹麦购买更多F-35战机，丹麦国防大臣斥其“手太长” — 环球国际
- 丹麦接收首架F-35战斗机 — 中国航空新闻网
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- 波兰与美国签署购买F-35战机合同 — 新华网
- 波兰取消在俄边境附近部署F-35 — 人民网军事
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- 俄媒:芬兰购买64架美制F-35战机，拜登表示欢迎，还表达“对俄担忧” — 环球网
- 美批准向新加坡出售F-35B — 人民网军事
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- 德国斥资84亿美元购买35架F35:用于核打击任务 — 观察者网
- F-35A战斗机赢得比利时战斗机竞标项目 — 中国航空新闻网
- 洛克希德·马丁公司向比利时出售三十架F-35战机 — 中国航空新闻网
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- 起火、坠海、迫降……F-35家族事故盘点 — 中国航空新闻网
- 参考 143
- UNITED STATES AIR FORCE AIRCRAFT ACCIDENT INVESTIGATION BOARD REPORT — Air Force Magazine
- Probe finds F-35's first crash was caused by manufacturing defect, in revelation that could affect Japan plans to buy aircraft — japantimes
- Pilot Error After ‘Sierra Hotel Break’ Resulted in South China Sea F-35C Crash, Investigation Says — usni
- 美国F-35战机再出事故 降落时失控飞行员弹射逃生 — 央视网
- Pentagon suspends F-35 engine deliveries after recent crash at Texas base — stripes.com
- 一架F35坠毁后下落不明，美军发帖寻找 — 人民日报
- 美军失踪F-35战机被找到:价值8000万美元 军方已确定残骸现场 — 腾讯网
- 【前起落架意外收起，美海军陆战队一F-35C机头着地】 — 今日头条
- 突发：美军一架F-35坠毁 — 今日头条
- F35战斗机被曝获得携带核武器认证，美军方剑指俄罗斯 — 今日头条
- 参考 154
- https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwMTEyEg1mampzMjAxNzA1MDA5GghvdjN2eXY5cQ%3D%3D
- 参考 156
- 外媒：拜登希望降低新财年F-35战机订单量，洛克希德-马丁公司股价下跌 — 今日头条
- 美国国防部与洛克希德?马丁签署50亿美元采购合同 以支持和升级F-35战机 — 今日头条
- “战力倍增器”沦为“麻烦制造者” 美军F-35战机怎么了? — 环球网
- 美军“史上最大规模泄密”有多严重 — 环球时报