F-35 Lightning II – rozwój i doskonalenie

Tomasz Kwasek

Do połowy 2021 roku w trzech zakładach produkcyjnych F-35 – Lockheed Martin Fort Worth, Leonardo Cameri we Włoszech i Mitsubishi w japońskiej Nagoi – wyprodukowano ponad 660 samolotów dla odbiorców z dziewięciu państw. Zorganizowano 21 baz operacyjnych i szkoleniowych na czterech kontynentach. Gotowość operacyjną do tego czasu ogłosiło 11 spośród 14 rodzajów sił zbrojnych tych krajów. W lipcu przekroczono 411 tys. godz. nalotu na F-35, a koncern Lockheed Martin ujawnił w tym samym czasie, że przeszkolono na tym typie 1405 pilotów oraz 10 755 techników obsługi naziemnej. Program produkcji i eksploatacji Lightninga II daje zatrudnienie około 225 tys. pracownikom na całym globie w około 1400 przedsiębiorstwach.

Doskonalenie samolotu – modyfikacje płatowca i modernizacja awioniki

Program Joint Strike Fighter (JSF), w ramach którego powstał wielozadaniowy F-35 Lightning II wraz z naziemnymi systemami wsparcia, został rozpoczęty formalnie przez amerykański Department of Defence (DoD) w marcu 1996 roku i jest obecnie w trzeciej fazie rozwoju. Faza pierwsza, Concept Demonstration Phase (CDP), trwała w latach 1996–2001, druga – najważniejsza do tej pory – w której wybrano projekt, a następnie trwał faktyczny rozwój F-35, tj. System Development and Demonstration (SDD), zakończyła się oficjalnie w kwietniu 2018 roku. Obecnie projekt znajduje się w trzeciej fazie nazwanej „ciągłe doskonalenie możliwości i dostawy” – Continuous Capability Development and Delivery (C2D2).

Zakończenie etapu SDD pozwoliło na rozpoczęcie testów operacyjnych i oceny Initial Operational Test and Evaluation (IOTE) wszystkich trzech wersji F-35 w kilku aspektach, w tym przydatności, skuteczności, zdolności i przeżywalności. Zakończenie tych prób umożliwi podjęcie decyzji o przejściu z etapu produkcji w ograniczonych seriach Low-Rate Initial Production (LRIP) do produkcji wielkoseryjnej Full-Rate Production (FRP). Formalnie dopiero pozytywna ocena z testów operacyjnych miała umożliwić produkcję pełnoskalową, choć obecnie faktycznie poziom rocznej produkcji samolotów F-35 dla faz LRIP nie wzrasta już znacząco i nie zapowiada się, aby po przejściu do fazy FRP to nastąpiło (o ile kilka lat temu szacowano, że serie pełnoskalowe będą liczyły po 220 samolotów, o tyle obecnie sugeruje się maksymalną liczebność partii na nieco ponad 160 egzemplarzy). Jest to związane z faktem, że do tej pory w ramach JSF nie zatwierdzono Milestone C programu, czyli zakończenia – z wynikiem pozytywnym – testów IOTE, które są odpowiednikiem badań kwalifikacyjnych. Było to kilkukrotnie przekładane i jest planowane w 2021 roku, ale według najnowszych informacji nie można mieć pewności co do tej daty. Jedną z przyczyn przesunięcia decyzji o przejściu programu JSF do etapu produkcji wielkoseryjnej miała być pandemia SARS-CoV-2, ale ważniejsze jest niespełnienie części wymogów dotyczących wyeliminowania usterek. Warto dodać, że to już czwarte przesunięcie terminu, kluczowego dla całego programu JSF. Na decyzję o produkcji pełnoseryjnej oczekują obecni i przyszli odbiorcy samolotów – ma to pozwolić na ujednolicenie płatowców w ramach wszystkich partii produkcyjnych. Akceptacji decyzji o rozpoczęciu FRP oczekuje również wojskowe biuro zarządzające programem JPO.

W sierpniu 2020 roku opublikowano raport z testów wytrzymałościowych i zmęczeniowych płatowca Durability and Damage Tolerance (DADT) w wersji klasycznego startu i lądowania F-35A, które prowadzono do końca 2019 roku. Zgodnie z raportem testy DADT objęły wszystkie odmiany Lightninga II – w tym samym terminie także badania wersji skróconego startu i pionowego lądowania (STOVL) F-35B oraz pokładowej F-35C. Dokumenty mają zostać ujawnione w bieżącym roku. Ponadto z uwagi na wzmocnienie konstrukcji centropłata wersji F-35B, które wprowadzono w 2016 roku, tj. od dziewiątej serii produkcyjnej (niskoseryjnej) LRIP 9, wymagane jest przeprowadzenie kolejnej serii prób DADT, których termin zakończenia określono na rok fiskalny 2024 (FY 2024).

Na początku 2021 roku sfinalizowano próby odporności wersji F-35B na wygenerowany impuls elektromagnetyczny. Według dostępnych danych odnotowano nieznaczne problemy z niektórymi systemami pokładowymi, co wymagało włączenia i wyłączenia systemu. W kolejnych wersjach systemu niedociągnięcie to ma zostać wyeliminowane.

W bieżącym roku kontynuowano próby i badania w ramach IOTE, dotyczące głównie usprawnień wprowadzonych w ostatnim okresie. W okresie od lipca 2020 do lipca 2021 roku prowadzono testowe odpalenia (zrzuty) pocisków rakietowych powietrze–powietrze AIM-120 AMRAAM oraz bomb kierowanych Paveway IV w sytuacji generowania przez przeciwnika zakłóceń elektromagnetycznych, w tym sygnałów nawigacji satelitarnej GPS. Celem testów jest również sprawdzenie kompatybilności kolejnych wersji oprogramowania systemu awionicznego maszyny z używanymi lub nowymi typami lotniczych środków bojowych. Próby samolotu i jego wyposażenia oraz uzbrojenia są opóźnione w stosunku do i tak wydłużonego harmonogramu działań o kilka miesięcy z uwagi na pandemię SARS-CoV-2. Warto dodać, że zakończono, z wynikiem pozytywnym, testy odporności hełmu pilota Gen III Helmet Mounted Display System (HMDS) wraz z maską na skażenie środkami biologicznymi i chemicznymi.

Nie zakończono natomiast testów cyberbezpieczeństwa F-35 i całego systemu JSF. Próby w tym zakresie, zrealizowane do lipca 2021 roku, obejmowały weryfikację odporności na cyberataki takich elementów jak interfejsy awioniki, w tym kontroli i użycia środków bojowych, pokładowych systemów rozpoznania i nawigacji, a przede wszystkim urządzeń transmisji danych, w tym formatu komunikacyjnego VMF (Variable Message Format) oraz sieciowego systemu zarządzania logistycznego Autonomic Logistics Information System (ALIS – zgodnie z harmonogramem, mimo decyzji o zastąpieniu go systemem ODIN). Testy obejmują próby ataków sieciowych na wskazane podsystemy płatowca i naziemne, w tym system zarządzania pozyskiwaniem części zamiennych oraz ocenę odporności poszczególnych komponentów na takie cyberataki. Z ujawnionych informacji prób wynika, że pododdział lotniczy wyposażony w samoloty F-35 Lightning II wraz z podsystemem naziemnym może operować do 30 dni bez dostępu do systemu ALIS, czyli bez wysyłania i odbierania informacji, w reżimie ciszy cybernetycznej.

Niezależnie od rozwoju produkcji system lotniczy, w ramach którego działa F-35, ma być nieustannie modernizowany w ramach etapu Production, Sustainment and Follow-on Development (PSFD), który zalicza się do fazy C2D2. Sporym problemem, z którym borykały się USAF, był brak kompatybilności w zakresie automatycznej wymiany danych pomiędzy dwoma do niedawna najnowszymi samolotami sił powietrznych – F-35 Lightning II oraz Lockheed Martin F-22A Raptor. Te pierwsze do dystrybucji danych między maszynami tego samego typu wykorzystują łącze MADL (Multifunction Advanced Data Link) wchodzące w skład zintegrowanego systemu awionicznego Integrated Communications, Navigation and Identification (ICNI) AN/ASQ-242. Raptory zaś – urządzenie IFDL (Infra-Flight Data Link) w systemie awionicznym Pave Pillar. Ponadto F-22A mogą otrzymywać dane z wykorzystaniem protokołu komunikacyjnego Link-16 (standaryzowanego dla Stanów Zjednoczonych oraz NATO), ale nie mogą wysyłać informacji. W przypadku F-35 zastosowanie dwukierunkowego MADL eliminuje to ograniczenie, ale MADL nie może współpracować z IFDL. Zastosowanie w obu płatowcach niestandardowych łączy wymiany danych wynikało z konieczności ograniczenia emisji promieniowania elektromagnetycznego w samolotach należących do kategorii trrudnowykrywalnych. W związku z tym jedynym sposobem bezpośredniej dwustronnej komunikacji między pilotami F-22 i F-35 była dotychczas łączność głosowa, która z oczywistych względów miałaby ograniczone zastosowanie w działaniach bojowych. W 2014 roku zaniechano modernizacji samolotów F-22A w tym zakresie i wymiany IFDL na łącze MADL, co oznaczało, że po osiągnięciu wstępnej gotowości operacyjnej przez maszyny F-35 automatyczna i skryta wymiana danych pomiędzy Lightningami II i Raptorami była niemożliwa ze względu na używanie przez nie odmiennych łączy danych, operujących na innych częstotliwościach i niekompatybilnych pod względem zastosowanego oprogramowania. W związku z tym w 2016 roku siły powietrzne zleciły opracowanie urządzeń komunikacyjnych pozwalających na bezpośrednią wymianę danych pomiędzy samolotami myśliwskimi F-22 i F-35 – podjęto decyzję, że będą to specjalne przekaźniki umożliwiające łączenie obu systemów – IFDL i MADL. W listopadzie 2019 roku rozpoczęto testy oprogramowania Omnia One, a w następnym miesiącu – demonstratora specjalnego przekaźnika (translatora) łączności Northrop Grumman/Honeywell gatewayONE. W grudniu ub. roku poinformowano zaś o udanych testach tego przekaźnika zainstalowanego na bezzałogowym statku latającym Kratos XQ-58A Valkyrie o napędzie odrzutowym. GatewayONE ma za zadanie połączenie systemów wymiany danych obu myśliwców, a dodatkowo zastosowanie statku latającego jako jego nośnika pozwala na zwiększenie zasięgu łącza w reżimie Beyond Line of Sight (BLoS), czyli poza horyzontem radiowym.

Pełna wersja artykułu w magazynie Lotnictwo 8/2021