Wszystko o F-35

Mamy tu 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 unikania wrogich radarów, a my go 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 odegrał w tym jakąś rolę.

Pratt & Whitney buduje silnik samolotu. Collins Aerospace wytwarza hełmy, 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 myśliwców, w tym samoloty F-16 Sił Powietrznych (USAF), F/A-18 Marynarki Wojennej (USN) i Korpusu Piechoty Morskiej (USMC), AV-8B Harrier USMC oraz 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 sporne obszary, mieć niedoścignioną „świadomość sytuacyjną”, czyli dane dotyczące tego, co dzieje się wokół samolotu, oraz lądować praktycznie wszędzie, gdzie wojsko wymaga, żeby wylądował. Musi też zapewniać wysoką „przeżywalność”, co jest wojskowym terminem oznaczającym zdolność do uniknięcia lub wytrzymania ataku.

– USAF tak naprawdę kupują go, żeby stał się koniem pociągowym ich zasobu 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 XXI 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 nadmiarowe elementy sprzętowe i programowe, które umożliwiają mu 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 ogólnego systemu sterowania przejmują kontrolę i zapewniają bezpieczną pracę silnika.

Kolejna cecha silnika F135: jedna z wersji zapewnia możliwość krótkiego startu i pionowego lądowania, żeby model używany przez Korpus Piechoty Morskiej i kilku międzynarodowych klientów mógł operować z baz polowych i okrętów. Wymaga to kilku specjalnych modyfikacji, mianowicie produkowanego przez Rolls-Royce rozwiązania LiftSystem, które składa się z wentylatora nośnego, wału napędowego, słupków obrotowych oraz modułu z trzema łożyskami, który umożliwia przekręcenie dyszy w dół o 90 stopni, a także adaptacyjnego systemu sterowania, który umożliwia przełączanie się między zawisem a konwencjonalnym lotem za naciśnięciem 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 przyczyniają się do radarowej sygnatury 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, zwłaszcza w tylnej części samolotu, więc ograniczanie 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 działań na terytorium wroga, które wojskowi urzędnicy nazywają „środowiskiem przestrzeni powietrznej o utrudnionym dostępie”, gdzie mogą mu zagrażać pociski ziemia-powietrze lub powietrze-powietrze. Wymaga to niewykrywalności – F-35 przenosi uzbrojenie wewnętrznie, aby zachować swoją przewagę nad radarami – oraz zdolności pokonywania wrogów poza zasięgiem wzroku. Tu na scenę wkracza pocisk AMRAAM.

Pilot F-35 wyposażonego w AMRAAM może wykrywać, namierzać i atakować wrogie samoloty daleko poza zasięgiem wzroku. Pocisk ma półaktywny radar, który pozwala pilotowi zaatakować wroga z bardzo dużej odległości i oddalić się, zanim cokolwiek mu zagrozi.  W połączeniu z technologiami stealth oraz zaawansowanym pakietem czujników oznacza to, że F-35 może pokonać wrogi samolot, sam pozostając niewykryty.

– F-35 w parze z pociskiem AMRAAM pozwala nam wykonywać uderzenia uprzedzające przeciwko zaawansowanym zagrożeniom – powiedział Norman – Zanim wróg zdoła choćby namierzyć 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 właśnie takie możliwości zapewnia AMRAAM.

Kolejnym pociskiem F-35 jest Raytheon AIM-9X Sidewinder, pocisk powietrze-powietrze krótszego zasięgu, który wykorzystuje podczerwień zamiast radaru do wykrywania, śledzenia i naprowadzania na cel. Pomaga to samolotowi pozostać niewidocznym; myśliwce zwykle potrafią wykryć, że są namierzane przez radar, i zaalarmować pilota. Jednak przy namierzaniu z wykorzystaniem 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 wystrzelić pociski, zyskuję znaczną przewagę ofensywną – powiedział Norman, były pilot F-16.

Jeśli chodzi o atakowanie celów naziemnych, F-35 będzie przenosił inteligentną broń StormBreaker, bombę szybującą z systemem naprowadzania wykorzystującym trzy elementy: radar działający na falach milimetrowych, który pozwala znajdować cele w ciemności i każdych warunkach pogodowych; kamerę na podczerwień, która pomaga rozróżniać cele; oraz półaktywny czujnik laserowy, który podąża za wskazaniami  znacznika laserowego obsługiwanego z powietrza lub ziemi. Ma też większy zasięg, niż starsza amunicja – około 65 km – co oznacza, że F-35 może oddalić się i zyskać szersze pole widzenia, aby zaatakować kilka celów jednocześnie. Samolot przenosi też naprowadzaną laserowo bombę Paveway, precyzyjnie kierowaną broń powietrze-ziemia, która umożliwia F-35 wypełnianie innej misji: bliskiego wsparcia powietrznego sił naziemnych.

F-35 ma jeszcze jedną kluczową zdolność uderzeniową: czasem nie musi nawet wystrzeliwać żadnych pocisków. Pakiet systemów radarowych, czujnikowych i celowniczych zasadniczo sprawia, że jest on latającym centrum zarządzania walką, a testy dowiodły, że może zapewniać dane celownicze i prowadzić wystrzelone z ziemi pociski w kierunku celów znajdujących się za horyzontem.

Wyświetlacz 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 wyświetlaczy HUD – przezroczystej szyby umieszczonej nad panelem instrumentów z projektorem, który rzutuje na nią różne obrazy. W ten sposób piloci zyskują róże informacje dotyczące misji, m.in. o kierunku wskazywanym przez dziób samolotu, odległości od celu lub punktu nawigacyjnego oraz o dostępnym uzbrojeniu. 

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

– Pilot ma wszystkie dane przed oczami, bez względu na to, gdzie patrzy – przez okno, 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 pilotem, 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 nazwą systemu optoelektronicznego systemu rozproszonej apertury, 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 pełen obraz operacyjny bez manewrowania samolotem ani lotu w formacji. Wystarcza do tego jeden system.

Czujniki wykorzystują dwa kluczowe elementy opracowane przez Raytheon Technologies: kratowy materiał detekcyjny pochodzi z działu Raytheon Missiles & Defense, który wytwarza go do użytku w radarach naziemnych, a matryca detektorowa płaszczyzny ogniskowej pochodzi z działu Raytheon Vision Systems w Golecie w Kalifornii. Te rozwiązania, w połączeniu z cyfrową technologią pikselową oraz cyfrowym układem odczytu, zapewniają pilotom szybki, szczegółowy obraz wszystkiego, co ich otacza; jak powiedział Smith, „w skrócie, skuteczniejszy system wykrywania pocisków”.

System lądowania F-35

Wróćmy do jednego z najważniejszych wymagań stawianych przed F-35: wojsko potrzebuje samolotu „trudnego do zaobserwowania”, czyli wykrycia przez przeciwników. Zapewnienie niewykrywalności w locie to jedno, ale kiedy przychodzi wylądować w spornym terenie, sprawa robi się jeszcze trudniejsza. Samoloty zwykle wykorzystują radary powierzchniowe i tradycyjne systemy lądowania według wskazań przyrządów (ILS), kiedy muszą lądować w trudnych warunkach pogodowych. Radary i systemy ILS emitują energię, którą mogą wykryć przeciwnicy, co naraża samoloty i miejsca lądowania na ryzyko.

Co więc robić w takim przypadku? Można wykorzystać zabezpieczone, szyfrowane łącze danych. To właśnie jest zadaniem systemu precyzyjnego podejścia i lądowania (Joint Precision Approach and Landing Systems, JPALS). Jest on instalowany we wszystkich trzech wariantach F-35, umożliwiając im lądowanie na okrętach i tymczasowych lotniskach 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. Oszczędza to 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 domu – powiedział emerytowany wiceadmirał USN CJ Jaynes, który obecnie pracuje jako doradca techniczny w Raytheon Intelligence & Space.

Na lądzie JPALS zasadniczo zapewnia siłom naziemnym natychmiastowe lotnisko – można przygotować je szybko i w najbardziej ascetycznych warunkach, co otwiera dostęp do najróżniejszych opcji 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 termin misji.