Lockheed-Martin
F-35 Lightning II
L'F-35
è il
risultato del programma JSF (Joint Strike Fighter) avviato nel 1997 dal
Dipartimento della Difesa USA per definire una nuova generazione di
aerei da combattimento all'insegna della sostenibilità
economica, riducendo i costi di sviluppo, produzione e mantenimento in
servizio, e nel contempo aumentando le doti di affidabilità,
facilità di manutenzione e modernizzazione in integrazione
con i
più avanzati sistemi di navigazione e di armamento.
L'aereo è destinato all'US Air Force in sostituzione
dell'F-16 e
dell'A-10 e come complemento dell'F-22, all'US Navy e al corpo dei
Marines in sostituzione dell'Harrier AV-8B e dell'F/A-18 Hornet,
alla RAF e alla Royal Navy in sostituzione delle varie versioni
dell'Harrier e dovrebbe entrare in servizio a partire dal 2011.
Nel 2001 il contratto di sviluppo del nuovo aereo fu vinto dalla
Lockheed-Martin, mentre la Northrop Grumman e la britannica BAE-Systems
furono nominati partners principali. Successivamente al progetto si
unirono altre sette nazioni interessate all'acquisto, cioè
Italia, Paesi Bassi, Turchia, Canada, Danimarca, Norvegia e Australia.
In Italia dovrebbe sostituire il Tornado, l'AMX, l'Harrier e gli F-16.
Durante il periodo di sviluppo, fino al 2011, verranno costruiti in
totale 22 prototipi, dei quali 14 per le prove di volo, 7 per le prove
a terra e uno per valutare la tracciabilità radar
dell'aereo.
Alla Lockheed-Martin spetta la direzione generale del progetto, la
costruzione delle semiali e della parte anteriore della fusoliera e
l'assemblaggio finale dell'aereo. La Northrop-Grumman si occupa della
costruzione della parte centrale della fusoliera, del radar e di parte
dell'avionica, la BAE-Systems del sistema di sostentazione della
versione STOVL,
degli impennaggi, dell'adattamento della versione da portaerei, del
sistema di navigazione e dell'apparato per contromisure elettroniche.
Sono previste tre versioni: la A convenzionale (CTOL), la B imbarcata
su portaerei (CV) e la C a decollo corto e atterraggio verticale
(STOVL). Per ridurre il costo, le tre versioni hanno molte parti in
comune sia nella struttura che nei sistemi.
L'F-35 è un aereo monoposto, monomotore, multiruolo, in
grado di
volare a velocità supersonica senza postcombustione,
progettato
per operare come velivolo da supporto tattico, attacco e combattimento
aria-aria con caratteristiche stealth.
La
bassa visibilità ai radar nemici è ottenuta
attraverso
una serie di provvedimenti progettuali e costruttivi. Infatti l'aereo
ha una struttura che fa largo uso di materiali compositi in resine
sintetiche rinforzate con fibre di carbonio in sostituzione dei
materiali metallici; per avere una sagoma sfuggente ai radar i bordi di
attacco e di uscita delle ali e degli impennaggi orizzontali hanno il
medesimo angolo di freccia e la fusoliera, il muso e la cappottina
dell'abitacolo hanno fianchi spioventi, inoltre le derive sono
inclinate verso l'esterno e gli spigoli di chiusura della cappottina e
dei portelli dei vani bombe sono dentellati. Verso le prese d'aria, il
motore è schermato attraverso un condotto di ammissione
dall'andamento tortuoso ottenuto attraverso la struttura stessa della
fusoliera in modo che non vi sia una intercapedine, fra il condotto e
il rivestimento della fusoliera, che possa riflettere la radiazione
radar.
La versione navale, destinata all'imbarco sulle portaerei dell'US Navy,
ha la struttura e il carrello irrobustiti, gancio di arresto e attacchi
per la catapulta; inoltre la superficie alare è aumentata
attraverso ipersostentatori e alettoni di maggiore superficie e
l'innesto di estremità alari ripiegabili alla struttura
comune
delle ali.
Nella versione a decollo verticale la spinta è ottenuta
attraverso un sistema (denominato LiftSystem), sviluppato dalla Lockheed-Martin e costruito
dalla Rolls- Royce, che utilizza un ugello di scarico posteriore
orientabile verso il basso di 110 gradi formato da tre elementi anulari
snodabili, una ventola di sostentamento ad asse verticale sistemata
immediatamente dietro l'abitacolo e ugelli laterali sotto le ali.
L'ugello di scarico posteriore orientabile permette di controllare i
movimenti dell'aereo intorno al proprio asse verticale. Gli ugelli
laterali controllano i movimenti intorno all'asse di rollio assicurando
la stabilità laterale e utilizzano getti di aria, prelevata
dal
compressore del motore, sottratta a quella parte del flusso di aria a
bassa pressione che normalmente bypassa la turbina. La ventola
verticale di sostentamento è azionata dal motore per mezzo
di un
asse di trasmissione ad innesto disinseribile, preleva l'aria da una
presa, dotata di portello di chiusura, posta sopra la fusoliera e la
scarica attraverso un ugello ventrale provvisto di flabelli regolabili
per controllare il flusso di aria e quindi i movimenti del velivolo
intorno all'asse di beccheggio. Inoltre una presa d'aria dorsale
richiudibile assicura un flusso d'aria supplementare per il motore.
Questo sistema permette di evitare i problemi legati al flusso di aria
ad altissima temperatura che, in fase di decollo o atterraggio
verticali, possono provocare danni alla superficie di atterraggio o
alla
stessa struttura dell'aereo. Infatti i getti laterali e la ventola
dietro l'abitacolo utilizzano aria a bassa temperatura, e la ventola
stessa, essendo azionata dal motore, sottrae lavoro ai gas di scarico
che attraversano la turbina abbassandone la temperatura finale di 200
gradi. L'intero sistema agisce in maniera automatica aprendo e
chiudendo le prese d'aria, innestando e disinnestando l'albero di
trasmissione, ruotando l'ugello di scarico posteriore e azionando i
getti laterali a seconda delle condizioni di volo.
Sostanzialmente, il motore funziona come un turbofan a basso rapporto di by-pass
durante il normale volo orizzontale, mentre durante il volo sostentato viene
convertito in un turbofan ad alto rapporto di by-pass che, a parità di
combustibile bruciato, fornisce una spinta maggiore.
Il passaggio dall'uno all'altro tipo di funzionamento avviene
semplicemente variando la sezione dell'ugello di scarico.
Infatti, il lavoro ceduto dai gas di scarico alla turbina
dipende dal salto di pressione che si realizza attraverso la turbina stessa.
Aumentando l'area della sezione di uscita dei gas dallo scarico,
la pressione diminuisce a monte dell'ugello di scarico e quindi
a valle della turbina di bassa pressione senza influenzare apprezzabilmente
pressione e velocità dei gas negli stadi precedenti del motore.
Di conseguenza, la turbina a bassa pressione estrae una maggiore quantità
di lavoro dai gas che la attraversano, lavoro che viene ceduto sia alla
ventola del motore che alla ventola di sostentazione.
La spinta totale ottenibile dal motore e dalla ventola supplementare
è di 176.6 kN senza l'ausilio della postcombustione.
Il motore sarà il Pratt&Whitney F-135 per la prima
serie di
velivoli, mentre successivamente verrà montato anche il
GE-Rolls Royce F-136, attualmente in fase di progettazione.
L'F-135, su due alberi coassiali controrotanti, comprende una ventola a
tre stadi, un compressore ad alta pressione a sei stadi, una camera di
combustione anulare, una turbina monostadio ad alta pressione che
aziona il compressore e una turbina bistadio a bassa pressione per
azionare la ventola.
Questo motore è uno sviluppo dell'F119-PW-100 montato
sull'F-22 di cui utilizza
l'albero coassiale esterno con il compressore, la camera di combustione
e la turbina ad alta pressione, unito ad un nuovo albero interno che
porta, anteriormente alla ventola, il gruppo d'innesto dell'albero di
trasmissione per la ventola di sostentazione e, posteriormente, una
nuova turbina a bassa pressione a due stadi in sostituzione di quella
monostadio utilizzata sull'F119-PW-100.
L'F-136, sarà realizzato dal consorzio FET (Fighter Engine
Team) formato da General Electric e Rolls-Roice, e sarà
composto da una ventola a tre stadi, cinque stadi di compressione, una
turbina monostadio ad alta pressione e tre stadi di turbina a bassa
pressione, il tutto su due alberi coassiali controrotanti.
L'aereo utilizzerà sistemi avanzatissimi di navigazione,
comunicazione e identificazione altamente integrati per limitarne
l'ingombro ed il peso
con la possibilità di essere riconfigurati per assolvere ad
ogni
specifica missione. Avrà un radar multi-missione a scansione
elettronica attiva e sarà in grado di comunicare e ricevere
dati
via satellite nonché condividere dati, con gli aerei del
proprio
gruppo, aerei di avvistamento radar e stazioni al suolo, attraverso un
sofisticato sistema di datalink. Inoltre sarà assicurata
l'interoperabilità con i sistemi di comunicazione e supporto
dei
paesi alleati nell'ambito di coalizioni internazionali.
Il sistema elettronico di bordo si avvarrà del
Multi Function Display System (MFDS), un unico grande display a colori
8"x20" ad alta risoluzione, per visualizzare tutti i dati di volo
utilizzando fino a sei immagini video contemporaneamente grazie ad una
interfaccia in grado di trasmettere un gigabyte di dati al secondo.
Un avanzatissimo Helmet Mounted Display System (HMDS)
sostituirà l'Head Up Display e le informazioni verranno
proiettate direttamente in un
display trasparente integrato nella visiera del casco.
Altri sistemi utilizzati saranno il cosiddetto DAS (Distribuited
Aperture
System), consistente in una serie di sensori elettronici passivi posti
all'intorno
dell'aereo ed in grado di assicurare l'allarme antiaereo e antimissile
nonché
il controllo diurno e notturno dell'ambiente circostante;
l'Electro-Optical Targeting System
(EOTS), un sistema di sensori elettro-ottici, termici, televisivi ad
alta risoluzione, e laser, alloggiati nella parte inferiore del muso,
per identificare e ingaggiare bersagli al suolo e in aria, collegato al
computer centrale mediante un sistema di trasmissione ad alta
velocità a fibre ottiche. Il DAS e l'EOTS sono integrati in
un sistema elettronico più ampio, denominato
Electro Optical Sensor System (EOSS), per il controllo tattico
ambientale, l'individuazione dei bersagli, e l'attacco di precisione.
L'Autonomic Logistics Global Sustainment (ALGS) è invece un
sistema di supporto e autodiagnosi in grado di semplificare le
operazioni di manutenzione attraverso il monitoraggio continuo di tutti
gli impianti dell'aereo, integrato dai parametri relativi alla
configurazione corrente, alla storia operativa dell'aereo e di ogni sua
componente, alla manutenzione programmata e alle modifiche apportate
per suggerire gli interventi da effettuare.
L'aereo è dotato di due piccole stive interne ai lati della
fusoliera
per ospitare il carico bellico e, al prezzo di un marcato scadimento
delle proprietà di invisibilità radar,
può portare
ulteriori carichi agganciati a sei piloni subalari.
La produzione prevista dovrebbe superare le 4000 unità, di
cui 1763 CTOL per l'USAF e 680 STOVL/CV per l'US-Navy e il
Marine-Corps.
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