
Miközben a Lockheed Martin elvégzi az első F-35 Block 4-es szoftverfrissítéseket, a vállalat és az F-35 Közös Programiroda (F-35 Joint Program Offic; JPO) már mélyreható elemzéseket végez, hogy mit fog tartalmazni a Block 5-ös frissítés és a későbbi fejlesztések. Egyelőre azonban az F-22-hez hozzáadott új „trükkök” egy része nem kerül át az F-35-re.
A pilótáknak „sokkal nagyobb stabilitásnövekedést” kellene tapasztalniuk az idei nyári Tech Refresh 3; (TR-3) szoftverkiadással – mondta Chauncey McIntosh, a Lockheed alelnöke és az F-35-ösökért felelős vezérigazgatója az AFA Warfare Symposiumon tartott újságírói tájékoztatón.
A TR-3-mal kapcsolatos problémák már hónapok óta feszültséget okoztak. 2023 közepén a JPO leállította az F-35-ösök szállításának átvételét, mert ugyan a repülőgépeket már a TR-3-as rendszerekkel építették, de a TR-3-as rendszer működését még nem tesztelték teljesen. Végül 2024 júliusában Michael Schmidt altábornagy, a program vezérigazgatója feloldotta a szállítások felfüggesztését, mondván, hogy elégedett a TR-3-al épített gépek biztonságos repülésével, miután a tesztcsoport bebizonyította, hogy repülés közben kevésbé kell újraindítani a szoftvert.
A TR-3-as a Block 4-es frissítés mintegy 80 hardver- és szoftver-fejlesztésének az alapja. Tartalmaz többek között egy nagy teljesítményű új processzort, kibővített memóriát és új kijelzőket az F-35-höz, amelyek lehetővé teszik az F-35-ös számára, hogy új célzó-, navigációs, kommunikációs és elektronikai hadviselési rendszereket, valamint új rakétákat alkalmazzon.
A Block 4-es frissítés valójában a szenzor-fejlesztésekről, a szenzorfúzió fejlesztéséről és az új fegyverek alkalmazásának a lehetővé tételéről fog szólni, mondta McIntosh.
Az Air & Space Forces Magazine-nak adott interjújában McIntosh elmondta, hogy a fenyegetés a Block 4-es frissítés és a későbbi fejlesztések legfontosabb prioritásait meghatározó ütemterv folyamatos felülvizsgálatára ösztönzi a légierőt. „Folytatnunk kell a repülőgép fejlesztését, figyelembe véve, hogy merre tart a fenyegetés” – mondta. „Így hát kidolgoztunk egy tervet és stratégiát a Block 4-es frissítésre, és arra, hogy mit kell tennünk annak érdekében, hogy a fenyegetés elé menjünk.”
A TR-3-as „biztosítja azokat az adatfeldolgozási erőforrásokat, amelyekre a repülőgépnek szüksége van ahhoz, hogy a következő szintre léphessünk. Most már rendelkezünk a szükséges erőforrásokkal, amelyekre építhetünk ehhez a projekthez.” Ez elkerülhetetlenül kérdéseket vet fel a program jövőjével kapcsolatban: „Azt vizsgáljuk, hogy mire van szükségünk a Block 5-ös frissítéshez? Mire van szükségünk a Block 6-hoz? És ez valóban hosszú távú perspektívát mutat” – mondta. Mind a Lockheed, mind a JPO azt vizsgálja, hogy mire lesz szükség a jövőbeni fejlesztésekben, de ezek valószínűleg idővel változni fognak – tette hozzá McIntosh.
„A Közös Programirodával együttműködve lesznek olyan képességek, amelyek magasabb prioritásúak, és néhány … amelyek továbbra is fontosak lesznek, de talán nem olyan magas prioritásúak, mint az első vagy a második, így ez a lista folyamatosan fejlődni fog, ahogy folyamatosan vizsgáljuk, hogy mit tesz a fenyegetés” – mondta.
A két legfontosabb prioritás jelenleg a kibővített és korszerűsített érzékelők és fegyverek, „és ezt fogják látni most és a belátható jövőben, a Block 4-es és Block 5-ös frissítéseknél” – mondta.
Nincsenek szigorú határidők a Block 5-ös, és a későbbi programok számára. Bizonyos képességek a Block 5-ből a Block 4-be kerülhetnek át, másokat pedig későbbre halaszthatnak, hogy a technológia kiforrott legyen. Schmidt tavaly azt nyilatkozta a Kongresszusnak, hogy a Block 4-es egyes képességeinek megvalósítását évekkel elhalasztják, hogy a sürgősebb igényekre lehessen koncentrálni.
Néhány Block 5-ös képesség a Block 4-ben valósul meg, „mert megtehetjük, és az időzítés is megfelelő” – mondta McIntosh, anélkül, hogy nyilvánosságra hozta volna ezeket a fejlesztéseket. „A képességek folyamatos bevezetése lesz, amint ezek a képességek készen állnak.” Végül a JPO benyújtja a Kongresszusnak a Block 4-es „hivatalos” listáját – mondta McIntosh.
Az F-35-ösön már meglévő Block 4-ben megtalálható képesség az Automatikus Földi Ütközést Elkerülő Rendszer (Automatic Ground Collision Avoidance System; ATS), mondta McIntosh, amely érzékeli, ha a repülőgép a lezuhanás felé tart, és felhúzza a repülőgépet a veszélyzónából. A rendszer életeket mentett az F-16-osokban, jellemzően akkor, amikor a pilóta elvesztette az eszméletét a túlzott G-erők miatt.
„Minden olyan döntés, hogy melyik képesség mozdul jobbra vagy balra, valójában a kormánnyal együttműködve végzett operatív elemzésen múlik, és azon, hogy tanácsokat adjunk nekik a gondolatainkról” – mondta McIntosh.
McIntosh nem kívánt nyilatkozni arról, hogy milyen képességek jelenhetnek meg a Block 5-ben vagy később, azon kívül, hogy ezek lesznek „a legfontosabbak, mert ahogy megépítjük őket, megőrizzük a dominanciát az ellenféllel szemben.
Hajtómű fejlesztések
2013. február 21-én a Pentagon elrendelte az összes F-35-ös repülőgép leállítását, miután az Edwards légibázison végzett rutinellenőrzés során az F-35A hajtóművében egy kisnyomású turbinalapát repedést fedeztek fel. Ez csak a legújabb incidens volt az F135-ös hajtóművel kapcsolatban, mivel 2007-2009 során a turbina-lapátokkal kapcsolatos ismétlődő problémák jelentős késésekhez vezettek a tesztprogramban, melyek a hajtómű egyes részeinek részleges újratervezéséhez vezettek.
2013. február 19-én egy F135-ös hajtómű rutinellenőrzésére került sor az Edwards légibázison. Az endoszkópos vizsgálat során észlelték, hogy a kisnyomású turbina lapátján repedés van, melyet további vizsgálat után megerősítették. A turbinalapátot a Pratt & Whitney-hez küldték további vizsgálat céljából.
A vizsgált F-135-ös hajtómű 409 repült órát teljesített. A repülőgép az F-35A változat AF-2-es tesztrepülőgépe volt. A 12 mm széles repedést a kisnyomású turbina lapátján találták. Ez valószínűtlenné teszi, hogy idegen tárgy okozta a repedést – madárral történt ütközés – mivel az ilyen tárgynak át kell haladnia a ventilátor szakaszon (3 fokozat), a kompresszor szakaszon (6 fokozat), az égőtéren és a magas nyomású turbina szakaszon, mielőtt elérné az alacsony nyomású turbina szakaszt.
Az alacsony nyomású turbina szakaszban lévő turbinalapátok repedéseit általában a turbinalapátok nagy termikus és mechanikai igénybevétele okozza. A kb. 29.000 LE teljesítményű hajtóműben lévő erők óriásiak. Egy ilyen felfedezés utáni leállás általában viszonylag rövid ideig tart (egy hét), és általában gyártási hiba vagy valamilyen incidens a kiváltó ok.
Ezek a hajtóművel kapcsolatos problémák jelentősen hozzájárultak a 2007–2008 közötti időszakra vonatkozó F-35-ös tesztprogram késedelméhez.
Az Egyesült Államok hadserege kritikusnak tartja az F-35-ös Joint Strike Fighter összes változatának tervezett hajtómű fejlesztését, mivel az összes repülőgépet meghajtó F135-ös hajtóművek "a kezdetektől fogva a specifikációjuk alatt működnek" jelentette ki a programigazgató. Ez azt jelenti, hogy a hajtóműveknek rutinszerűen a vártnál magasabb hőmérsékleten kell működniük, ami a megnövekedett karbantartási, logisztikai igényekhez és költségekhez vezetett, egyúttal rontotta az F-35-ös általános készültségi rátáját.
Szakemberek kiemelték a hajtóművek teljesítmény- és hőmenedzsment rendszere (PTMS) fejlesztésének fontosságát. Ez nélkülözhetetlen a további elektromos áram- és hűtési igények kielégítéséhez, amelyeket a Technology Refresh-3 (TR-3) és a Block 4-es frissítési programoknak kell megoldani, de mindkettő továbbra is késéseket szenved.
"Az eredeti hajtómű specifikáció 15 kW teljesítményű levegőhűtést írt elő a rendszer hűtési követelményeinek támogatására, és az F135-ös hajtóművet ennek a specifikációnak megfelelően tervezték, tesztelték és minősítették, a jövőbeli igény-növekedéshez rendelkezésre álló tartalékszinttel" – írta Schmidt. "A repülőgépek kezdeti fejlesztésének utolsó szakaszában azonban a repülőgép hűtési igénye meghaladta a tervezett hűtési teljesítményt."
Az F135 Block 4-es program hajtómű fejlesztése magában foglalja az F135 Engine Core Upgrade (ECU) elnevezésű projektet, amelyet a Pratt & Whitney hajtott végre. Célja a hajtómű tartósságának, teljesítményének és hőszabályozási képességeinek növelése, hogy támogassa a Block 4-es fejlesztéseiben és a jövőbeli fejlesztésekben szereplő erősebb érzékelőket és fegyverrendszereket. Az ECU további átáramló hűtőlevegőt, nagyobb teljesítményt biztosít a fedélzeti rendszerek számára, alacsonyabb üzemanyagrendszer hőmérsékletet és nagyobb tartósságot biztosít, hogy visszaállítsa a hajtómű teljes élettartamát, és lehetővé tegye az F-35-ös számára, hogy továbbra is élvonalbeli vadászgép maradjon.
Az ECU nagyobb teljesítményt biztosít az elektromos energia előállításához, és javítja a repülőgép teljesítmény- és hőmérséklet-szabályozó rendszerét (PTMS), hogy jobban tudja kezelni a Block 4-es fejlesztés fegyvereinek és érzékelőinek teljesítmény igényeit.
A Pratt & Whitney új turbinalapát-bevonatot alkalmazott a Joint Strike Fighter flotta mintegy 25%-ánál, és várhatóan 2030-ra befejezi az utólagos módosításokat. A vállalat az új bevonatot azután fejlesztette ki, hogy egyes, homokos környezetben, magasabb hőmérsékleten és nagyobb részecske-koncentrációban repült F-35-ösöknél a Calcium-Magnesium-Aluminosilicate (CMAS) a hajtómű turbinalapát-bevonatainak a romlását eredményezte, ami a hajtómű nem tervezett korai karbantartásához vezetett.
A CMAS jelentős kihívást jelent az F-135-ös turbinalapátok hővédő bevonatai számára, mivel az olvadt CMAS beszivároghat ezekbe a kerámia rétegekbe és ronthatja azokat, felgyorsítva a meghibásodást. Az F-135-ös fejlesztése a CMAS-szal szembeni ellenállásának javítására összpontosít, gyakran olyan mikrostruktúrák létrehozásával, amelyek taszítják a CMAS-t, vagy védőrétegek, például alumínium beépítésével.
Az ECU kritikus lépés a Block 4-es fejlesztés képességeinek teljes körű kihasználásához, biztosítva, hogy az F-35-ös meghajtórendszere támogatni tudja a jövőbeli fejlesztésekhez tervezett fejlettebb és energiaigényesebb rendszereket.
A Továbbfejlesztett Teljesítmény és Hűtőrendszer (Enhanced Power and Cooling System; EPACS)
A Collins Aerospace üzletága bejelentette, hogy 80 kilowatt hűtési kapacitást hozott létre különféle üzemi körülmények között a továbbfejlesztett energia- és hűtőrendszere (EPACS) számára. Az EPACS, amelyet a jelenlegi F-35-ös energia- és hőmenedzsment rendszer (Power and Thermal Management System; PTMS) leváltására szánnak, képes támogatni az F-35-ös modernizációs programot és a jövőbeli fejlesztéseket, amelyek segítenek a vadászgépnek teljesíteni küldetési követelményeit.
A platform korszerűsítéséhez továbbfejlesztett rendszerekre és jelentősen megnövelt hűtési képességre van szükség, hogy az újonnan felmerülő fenyegetéseket elhárítsák. Hatékonyabb termodinamikai ciklusának köszönhetően az EPACS-rendszer képes biztosítani az F-35-ös által igényelt megnövelt hűtést, és segíthet meghosszabbítani a repülőgép élettartamát az elkövetkező évtizedekre.
Az EPACS-rendszer 80 kW-os hűtőkapacitásának elérése egy kritikus mérföldkő, amely gyorsan lehetővé teszi az F-35-ös létfontosságú harci képességeinek megvalósítását. A hűtési igény várhatóan a jelenlegi képességeken túl is növekedni fog, mivel a tervezett fejlesztések részeként további küldetésrendszereket adnak a platformhoz. A 80 kW hűtés biztosításával, ami több mint kétszerese a platform jelenlegi kapacitásának, az EPACS elegendő hűtést biztosítana a tervezett F-35-ös fejlesztések támogatásához, a repülőgép élettartamára vonatkozó további tartalékkal.
A Collins több millió órányi repülés közbeni tapasztalattal rendelkezik a több kereskedelmi és katonai repülőgéphez szállított hűtő- és energiatermelő rendszerek terén, és bevált technológiákat használt fel az EPACS kifejlesztéséhez, mint érett, alacsony kockázatú megoldás. Az integrációs és üzemeltetési kockázat minimalizálása, valamint a meglévő F-35-ös eszközök értékének maximalizálása érdekében az EPACS-t mindhárom platformváltozattal kompatibilisnek tervezték.
Avionikai fejlesztések a Block 4-es programban
A frissítések nagymértékben megerősítik azt, amit a ma az F-35-ösök fedélzetén már eddig is egy elektronikai hadviselés erőművének tekintenek. Jobban felkészítik a gépet a jövőbeli harcokhoz, ahol az elektromágneses spektrumon belüli csata uralása várhatóan abszolút kritikus tényező lesz a győztesek és vesztesek meghatározásában.
Mark Kelly tábornok a Colorado állambeli Aurorában rendezett 2023-as Air & Space Forces Association Warfare Symposium média kerekasztal-beszélgetése során hangsúlyozta a jelenlévő újságíróknak, hogy mennyire fontosak lesznek az elektronikai hadviselés (EW) fejlesztései az F-35 Block 4-es számára. Az F-35-t gyártó Lockheed Martin vezetésével a Block 4-es az átfogó modernizációs fejlesztést az elkövetkező években az F-35 A/B/C változatainál végrehajtják.
A legtöbb, amire szükség van az F-35-nél egy háborúban, az pont a Block 4-es csomag elektronikai hadviselési képességein múlik. Ezek a képességek pedig a hardver- és szoftverkészleten nyugszanak, valamint a Technology Refresh-3-on, amely biztosítja a Block 4-es csomag elektronikai harc képességeit.
A számos új EW-képessége közül, amelyet az F-35-ös kap a Block 4-es csomaggal és amelynek szüksége van a megnövelt feldolgozási teljesítményre, az a Northrop Grumman által fejlesztett vadonatúj tübbfunkciós AN/APG-85-ös AESA radar.
A Block 4-es frissítéseinek teljes listája továbbra is titkos és valószínűleg korlátozott mértékben még mindig változik, de a gép DAS megosztott optikai rendszerének és EOTS elektrooptikai célzórendszerének jelentős fejlesztése ismert. Ezzel szemben a repülőgép EW-csomagjának további jelentős fejlesztései biztosak, de ezek nagyrészt meghatározatlanok maradtak.
Az F-35-ös EOTS-elektrooptikai célzórendszerét és DAS-megosztott kamerarendszerét is fejlesztik a Block 4-es program részeként. A komplex elektro-optikai rendszer továbbfejlesztett EOTS (A-EOTS) érzékelő jobb felbontással, rövidhullámú infravörös (Short-Wave Infrared; SWIR) érzékeléssel, megnövelt felbontású TV-vel és infravörös célmegjelölővel, valamint egy továbbfejlesztett DAS-rendszerrel rendelkezik majd, valamint kibővített feldolgozási teljesítmény és a továbbfejlesztett szoftverekkel és fegyverekkel való integráció jellemzik. Ezek a fejlesztések, valamint az új radar és elektronikus hadviselési csomag célja, hogy a pilóták átfogóbb, részletesebb képet kapjanak a harctérről, és lehetővé tegyék az F-35-ös számára a hatékonyabb működést a háborús környezetben.
Az AN/APG-85-ös fedélzeti radar
Az APG-85-ös az APG-81-es radar továbbfejlesztéséből született, amely a későbbi F-35 Block 4-es változatoknál váltja fel a korábbi radart. Az új radarban fejlett gallium-nitrid (GaN) adó/vevő félvezetőket alkalmaznak. A GaN félvezető nagyobb teljesítménysűrűséget, jobb energiahatékonyságot biztosít és magasabb üzemi hőmérsékletet enged meg, mint az APG-81-ben használt gallium-arzenid (GaAs) félvezetők, ami nagyobb hatótávolságot és zavaróképességet eredményez. Az APG-85-ös megtartja az APG-81-es nagy teljesítményű, multifunkcionális AESA képességeit, miközben kiváló elektronikai hadviselési teljesítményt és észlelési távolságokat kínál a felmerülő fenyegetések elhárítása érdekében.
2023 januárjától az APG-85-ről csak annyi információnk van, mindhárom F-35-ös változatban alkalmazzák a Northrop Grumman által fejlesztett és gyártott radart, amelyet a Lot 17-es gyártási sorozatú gépektől kezdődően 2025-től építik be a gépekbe és 2026-tól kerülnek leszállításra.
A feltételezett elsődleges fejlesztés az, hogy az APG-85 gallium-nitrid (GaN) adó/vevő (T/R) modulokat fog használni a jelenlegi, az APG-81-ben használt gallium-arzenid (GaAs) T/R modulok helyett. A GaN egy félvezető anyag, amelynek többszörös teljesítménysűrűsége van. Ennek az az előnye, hogy sokkal nagyobb teljesítményt lehet átvinni rajtuk, ami erősebb radart tesz lehetővé. A nagyobb teljesítmény nagyobb észlelési/követési távolságot jelent, bár a radarimpulzus-teljesítmény 100%-os növekedése csak nagyjából 19%-os észlelési távolságnövekedést eredményez.
A nagyobb kimeneti teljesítménynek azonban nagy haszna van a zavarásban. Az F-35-ös jelenleg az APG-81-est használja nagyon erős zavaróként, de mivel a zavarók és a zavarvédelmi technológiák közötti verseny folyamatos, hasznos lehet az F-35-ös számára, hogy még nagyobb zavaró teljesítménnyel rendelkezzen. Bizonyos esetekben az APG-81-es, és még inkább az APG-85-ös radar képes lehet az ellenséges elektronika károsítására is.
A GaN-ra való frissítés mellett szinte biztos, hogy a radar különböző számítási alrendszerei is frissítésre kerülnek. Ez segíteni fog olyan feladatok elvégzésében, mint a szintetikus apertúrájú radarképek gyorsabb előállítása, a földi és tengerfelszíni szkennelési funkciók gyorsabb vagy szélesebb látómezővel történő végrehajtása, több célpont követése, alacsony szintű jelelemzés elvégzése, valamint az ASQ-239-es által kiadott elektronikus hadviselési feladatok támogatása vagy végrehajtása.
Az ALIS -rendszer fejlesztése
A Lockheed Martin leírása szerint „az Önálló Logisztikai Információs Rendszer (Autonomic Logistics Information System; ALIS) a képességek széles skáláját integrálja, beleértve az üzemeltetést, a karbantartást, a prognózist, az ellátási láncot, az ügyfélszolgálati szolgáltatásokat, a képzést és a műszaki adatokat”, hogy az F-35-ös információs infrastruktúrájaként szolgáljon. A lopakodó repülőgép rendelkezik azzal a kritikus képességgel, hogy rádióelektronikus jeleket gyűjtsön az azokat kibocsátó ellenséges radaroktól, és amint az adat bekerül az ALIS rendszerbe, maga az F-35-ös képes az amerikai fegyveres erők és a potenciális partnernemzetek számára aktuális, használható információkkal szolgálni az ellenség elektronikai harcrendjéről.
Az ALIS célja a repülőgép fenntartásának optimalizálása és a működési költségek csökkentése volt, bár a rendszer a kezdetekben nem működött a várt módon. A rendszert később továbbfejlesztették, amely magában foglalja az ILIAS Defense Platform nevű megoldást, amely tartalmazza az ALIS-szel a karbantartók számára nyújtott jobb ellátást.
A szoftvernek, a hardvernek és az elektronikai harc rendszernek (EW) együtt képesnek kell lennie arra, hogy egy nagyon-nagyon robusztus EW-környezetben is működni tudjon. A F-35 Block 4-es túlélőképességének biztosításában egy erősen vitatott környezetben nagy szerepet játszik az általa felszívott küldetési adatoknak a harci felhőbe való továbbítása és terjesztése.
Mark D. Kelly tábornok megjegyezte, hogy tapasztalt negyedik generációs pilótaként, aki lehetőséget kapott az F-35-ös megismerésére, már látja, hogy a Block 4-es és a TR-3-as csomag hogyan segíti kezelni mindazt az elektronikai felderítési adatot, amelyet a továbbfejlesztett F-35-ösök gyűjtenek.
Dobos Endre
Forrás: Air & Space Forces Magazine; TWZ