Wszystko o F-35

Krąży u nas powiedzenie: Tak naprawdę nie produkujemy F-35 – produkujemy tylko jego ważne części.

Oczywiście, jest to przesada. Na przykład płatowiec jest niewątpliwie bardzo ważny, jeśli chodzi o zdolność F-35 do wykonywania lotów bez wykrycia przez nieprzyjacielskie radary, a my tego nie wytwarzamy. Istnieje też rozległa sieć firm, które produkują liczne systemy, podsystemy i części samolotu. Ale w stwierdzeniu tym jest również trochę prawdy: za każdym razem, kiedy F-35 cokolwiek robi, jest duża szansa, że produkt Raytheon Technologies ma w tym swój udział.

Pratt & Whitney buduje silnik samolotu. Collins Aerospace wytwarza wskaźniki nahełmowe, które pokazują pilotom, co dzieje się na otaczającym ich niebie. Raytheon Missiles & Defense produkuje precyzyjną broń używaną do walki powietrznej i atakowania celów naziemnych. A Raytheon Intelligence & Space wytwarza system nawigacyjny, który pomaga lądować na lotniskowcach oraz lotniskach polowych.

Co robi F-35?

Zanim zajmiemy się częściami, porozmawiajmy o samolocie. Postawiono przed nim bardzo ambitne zadania. Amerykańskie wojsko liczy, że F-35 zastąpi kilka samolotów, w tym wielozadaniowe F-16 Sił Powietrznych (USAF), F/A-18 Marynarki Wojennej (USN) i Korpusu Piechoty Morskiej (USMC) oraz uderzeniowe AV-8B Harrier USMC i Harrier GR7 i Sea Harrier w służbie brytyjskiej.

Oznacza to, że musi radzić sobie doskonale w walce powietrznej, precyzyjnie atakować cele
naziemne w każdych warunkach pogodowych, wlatywać niepostrzeżenie w obszary antydostępowe, mieć niedoścignioną „świadomość sytuacyjną”, czyli dane dotyczące tego, co dzieje się wokół samolotu oraz lądować praktycznie wszędzie, gdzie wojsko wymaga, żeby wylądował. Musi też mieć wysoką „przeżywalność”, co jest wojskowym terminem oznaczającym zdolność do uniknięcia ataku lub kontynuowania misji po zaatakowaniu.

– USAF tak naprawdę kupują go, żeby stał się koniem pociągowym ich floty myśliwców. USN robi to samo – powiedział emerytowany generał USAF Jon Norman, który kieruje działem Air Power Requirements and Capabilities w Raytheon Missiles & Defense.

Stany Zjednoczone oczekują, że będą używać F-35 przez sporą część 21. wieku, stawiają też na niego inne kraje: siły zbrojne Wielkiej Brytanii, Włoch, Holandii, Australii, Norwegii, Danii, Kanady, Izraela, Japonii, Korei Południowej, Polski i Belgii korzystają z tego myśliwca lub mają to w planach.

Silnik F-35 

Silnik F-35 nosi nazwę F135 i wyewoluował z innego silnika o nazwie F119. Kluczowa różnica: F135 zaprojektowano specjalnie z myślą o myśliwcu jednosilnikowym, podczas gdy F119 zbudowano na użytek dwusilnikowego samolotu F-22 Raptor.

Oznacza to, że F135 ma wbudowane zabezpieczenia, takie jak dodatkowe (nadmiarowe) elementy i oprogramowanie, które umożliwiają mu samodzielną rekonfigurację w locie po wykryciu awarii.

– W konstrukcji dwusilnikowej można po prostu wyłączyć jeden silnik i dolecieć do domu na drugim – powiedział Mark Aubuchon, emerytowany główny inżynier Pratt & Whitney.

– My nie mamy takiego luksusu. W razie problemu inne aspekty kompleksowego systemu sterowania przejmują kontrolę i zapewniają bezpieczną pracę silnika.

Kolejna cecha silnika F135: jedna z wersji umożliwia wykonywanie skróconego startu i pionowego lądowania, żeby wariant używany przez Korpus Piechoty Morskiej i kilku międzynarodowych klientów mógł
operować z baz polowych i okrętów.

Wymaga to kilku specjalnych modyfikacji – w tym produkowanego przez Rolls-Royce LiftSystem, który składa się z wentylatora nośnego, wału napędowego, dysz sterujących przechylaniem oraz dyszy wylotowej składającej się z trzech modułów, które mogą obracać się, umożliwiając jej odchylenie w dół o 90 stopni,
a także adaptacyjnego systemu sterowania lotem, który umożliwia przejście z zawisu do lotu poziomego przez naciśnięcie przycisku. Osiągnięcie tego było trudnym zadaniem dla inżynierów, ale pilotom, według Aubuchona, „przychodzi to bez wysiłku”.

– Po prostu nakazują samolotowi, żeby wzniósł się lub opadł, a on to robi ¬– powiedział Aubuchon.
Zespół, który zbudował F135, musiał też przezwyciężyć interesujące wyzwanie inżynierskie: zaprojektować silnik praktycznie niewidoczny dla radarów. Silniki mają udział w sygnaturze radiolokacyjnej samolotu, ułatwiając przeciwnikom jego wykrycie i identyfikację. Dzięki odpowiedniej geometrii oraz technologiom stealth, takim jak specjalne powłoki, zespół Pratt & Whitney osiągnął ten cel.

– Silnik jest częścią sygnatury radiolokacyjnej, zwłaszcza tylnej części samolotu, więc obniżanie jego wykrywalności jest bardzo ważne – powiedział Aubuchon. – Robimy wszystko, co w naszej mocy, żeby nasz silnik był jak najbardziej niewidoczny.

Uzbrojenie F-35

Jednym z głównych zadań F-35 jest prowadzenie operacji na terytorium przeciwnika, które wojskowi nazywają misjami w środowisku nasyconymi środkami bojowymi, mogącymi uniemożliwić lub utrudnić dostęp i przetrwanie gdy mogą mu zagrażać wszystkie typy pocisków ziemia-powietrze lub powietrze-powietrze. Wymaga to własności stealth (obniżonej wykrywalności) – dlatego F-35 przenosi uzbrojenie w komorach wewnętrznych, aby zachować swoją przewagę nad radarami – oraz zdolności zwalczania przeciwnika poza zasięgiem wzroku. Tu na scenę wkracza pocisk AMRAAM.

Pilot F-35 uzbrojonego w AMRAAM może wykrywać, namierzać i atakować nieprzyjacielskie samoloty daleko poza zasięgiem wzroku. Pocisk ma głowicę radiolokacyjną samonaprowadzającą się półaktywnie, która pozwala pilotowi zaatakować przeciwnika z bardzo dużej odległości i odlecieć, zanim cokolwiek mu zagrozi – to zaleta znana jako zdolność odpal i pozostaw. W połączeniu z technologiami stealth oraz zestawem zaawansowanych czujników oznacza to, że F-35 może pokonać nieprzyjacielski samolot, sam pozostając niewykryty.

– F-35 w połączeniu z pociskiem AMRAAM pozwala nam wykonywać uderzenia uprzedzające przeciwko zaawansowanym zagrożeniom – powiedział Norman. – Zanim przeciwnik zdoła choćby wyśledzić nasz samolot, piloci F-35 mogą zaatakować go za pomocą pocisków AMRAAM i opuścić pole walki. Właśnie takiej przewagi potrzebują nasi piloci w walce i dokładnie takie zdolności zapewnia AMRAAM.

Kolejnym pociskiem F-35 jest Raytheon AIM-9X Sidewinder, pocisk powietrze-powietrze krótkiego zasięgu, który używa głowicy termolokacyjnej zamiast radaru do wykrywania, śledzenia i naprowadzania się na cel. Pomaga to samolotowi pozostać niewidocznym; myśliwce zwykle potrafią wykryć, że są namierzane przez radar, i zaalarmować pilota. Jednak przy namierzaniu w paśmie podczerwieni przeciwnik nie otrzymuje takiego ostrzeżenia.

– Jako pilot myśliwca, jeśli mogę pasywnie śledzić i namierzać wroga, nie ostrzegając go o mojej obecności, i w takich warunkach odpalić pociski, to zyskuję znaczną przewagę ofensywną – powiedział Norman, były pilot F-16.

Jeśli chodzi o uderzenia na cele naziemne, F-35 będzie przenosił inteligentną broń StormBreaker, bombę szybującą z głowicą samonaprowadzającą zawierającą trzy różne czujniki – radar fal milimetrowych, umożliwiający znalezienie celu w ciemności i w każdych warunkach pogodowych, kamerę termowizyjną, która pomaga rozróżniać cele i półaktywny laser, który śledzi wskazania znacznika laserowego znajdującego
się w powietrzu lub na ziemi Ma ona też większy zasięg, niż starsze bomby – około 65 km – co oznacza, że F-35 może oddalić się i mieć szersze pole widzenia, aby zaatakować kilka celów jednocześnie. 

F-35 ma jeszcze jedną kluczową zdolność uderzeniową: czasem nie musi nawet odpalać żadnych pocisków. Radar i zestaw czujników i urządzeń celowniczych zasadniczo sprawia, że jest on latającym czujnikiem i centrum zarządzania walką, a testy dowiodły, że może dostarczać dane dotyczące wyboru celów i sposobów ich niszczenia i naprowadzać odpalane z ziemi pociski do celów znajdujących się za horyzontem.

Wyświetlacz przezierny (HUD) samolotu F-35 

Ważną różnicą między F-35 a samolotami, które zastępuje, jest sposób, w jaki piloci widzą dane z radarów, systemów celowniczych i innych czujników.

W myśliwcach dotychczas używano wyświetlacza przeziernego (HUD) – przezroczystego ekranu umieszczonego nad tablicą przyrządów, połączonego         z projektorem, który wyświetla  na nim informacje. Dzięki niemu piloci widzą róże informacje dotyczące misji, m.in. o kursie samolotu, odległości do celu lub punktu nawigacyjnego oraz o stanie uzbrojenia. 

W F-35 HUD zintegrowano z osłoną hełmu pilota. Informacje nie są już dostępne tylko w jednym miejscu; poruszają się wraz ze wzrokiem pilota.

– Pilot ma wszystkie dane przed oczami, bez względu na to, gdzie patrzy – przez wiatrochron, przez ramię,
w dół; można powiedzieć, że widzi przez samolot – powiedział Bret Tinkey, który zarządza programami rozwoju hełmów w Collins Aerospace. – Wszystko znajduje się przed oczami pilota, przez cały czas.

Na wyświetlaczu tym pojawiają się dane z jednego z najważniejszych i najbardziej rewolucyjnych systemów F-35: sieci czujników rozłożonych na całym płatowcu. Czujniki te, określane jako optoelektroniczny
system z rozproszoną aperturą, Electro-Optical Distributed Aperture System (EODAS), pozwalają pilotowi F-35 spojrzeć w dowolnym kierunku w każdym momencie, co stanowi znaczny postęp w stosunku do stałych czujników starszych myśliwców.

– Klasycznie wyglądało to tak, że trzeba było często manewrować samolotem, aby uzyskać pełen defensywny obraz zagrożeń. Albo leciało się w formacji i jeden samolot skupiał się na jednym sektorze, a inny na drugim – powiedział Russ „Rudder” Smith, emerytowany pułkownik USAF, który obecnie kieruje pracami nad taktycznymi systemami optoelektrycznymi i systemami na podczerwień w Raytheon Intelligence & Space.

– 360-stopniowa świadomość sytuacyjna zapewnia kompletny obraz operacyjny bez konieczności manewrowania samolotem czy lotu w formacji. Wystarcza do tego jeden system.

Czujniki wykorzystują dwa kluczowe elementy opracowane przez Raytheon Technologies: wysokowytrzymały detektor podczerwieni na bazie supersieci pochodzi z działu Raytheon Missiles & Defense, który wytwarza go do zastosowania w naziemnych stacjach radiolokacyjnych, a płaska matryca pochodzi z działu Raytheon Vision Systems w Golecie w Kalifornii. Te rozwiązania, w połączeniu z cyfrową technologią pikselową oraz zintegrowanym cyfrowym układem wskazań, szybko pokazują pilotom, szczegółowy obraz wszystkiego, co ich otacza; jak powiedział Smith, „w skrócie, to skuteczniejszy system wykrywania kierowanych pocisków rakietowych”.

System lądowania F-35

Wróćmy do jednego z najważniejszych wymagań stawianych przed F-35: wojsko potrzebuje samolotu „trudnego do zaobserwowania”, czyli bardzo trudnego do wykrycia przez przeciwników. Zapewnienie niewykrywalności podczas lotu to jedno, ale kiedy trzeba wylądować na obszarze trudno dostępnym, sprawa robi się jeszcze gorsza. Kiedy piloci muszą lądować w trudnych warunkach pogodowych zwykle mają do dyspozycji radary obserwacyjne i tradycyjne systemy lądowania według wskazań przyrządów (ILS). Radary i urządzenia ILS emitują energię, którą może wykryć przeciwnik, co naraża na ryzyko samoloty i miejsca lądowania.

Co więc robić w takim przypadku? Można zastosować zabezpieczone, kodowane łącze informacyjne. To właśnie jest zadaniem systemu precyzyjnego podejścia i lądowania (Joint Precision Approach and Landing System, JPALS). Jest on zamontowany we wszystkich trzech wariantach F-35, umożliwiając im lądowanie na okrętach i tymczasowych lądowiskach w odległych miejscach, niezależnie od pogody. Stacje naziemne systemu zostały zbudowane i są obsługiwane przez Raytheon Intelligence & Space.

Dzięki JPALS dowódcy okrętów mogą wydać pilotom rozkaz startu w każdych warunkach, wiedząc, że będą oni mogli bezpiecznie wrócić i wylądować po zakończeniu misji. Dzięki temu oszczędza się również paliwo, ponieważ piloci nie muszą krążyć i uzupełniać paliwa w powietrzu, dopóki warunki do lądowania nie staną się bardziej sprzyjające.

– Daje to pilotom dodatkowe opcje i poczucie bezpieczeństwa, ponieważ wiedzą, że będą mogli wrócić do bazy – powiedział emerytowany wiceadmirał USN CJ Jaynes, który obecnie pracuje jako doradca techniczny w Raytheon Intelligence & Space.

Na lądzie JPALS umożliwia jednostkom lądowym przede wszystkim utworzenie na poczekaniu lotniska – można przygotować je szybko i w najbardziej surowych warunkach, co otwiera dostęp do najróżniejszych działań taktycznych.

– Pomyślmy o działaniach specjalnych. Wkraczamy, wycofujemy się – powiedział Jaynes. – Pomyślmy o takiej misji, jak atak na Osamę bin Ladena. Gdybyśmy mieli JPALS, może dotarlibyśmy do niego wcześniej,
a pogoda nie miałaby wpływu na przebieg misji.