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最详尽F-35闪电(百图万字)上

 兰州家长 2023-06-14 发布于甘肃

闪电II联合攻击战斗机(JSF)开发

Lockheed Martin JSF团队包括Northrop Grumman、BAE Systems、Pratt and Whitney和Rolls-Royce。飞机在德克萨斯洛马公司沃思堡工厂进行总装。

JSF在建三种型号:F-35A空军常规起降型(CTOL);F-35B海军陆战队和皇家海军短距起飞/垂直降落型(STOVL);F-35C海军航母改型(CV)。所有改型都需要70~90%通用性。

要求:美空军(USAF)F-35A对地攻击机:取代F-16和A-10,补充F-22(1,763架);美海军陆战队(USMC)F-35B-STOVL攻击战斗机:取代F/A-18B/C和AV-8B(480架);英皇家海军(RN)F-35C-STOVL攻击战斗机:取代海鹞(60架);美海军(USN)F-35C:取代F/A-18B/C和A-6,补充F/A-18E/F(480架)。

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主要组件由加利福尼亚埃尔塞贡多格鲁门集成系统公司和英国兰开夏郡萨姆斯伯里BAE系统公司生产。BAE系统公司依靠“鹞”(Harrier) STOVL计划的经验,负责CV型(F-35C航母变型)后机身、水平和垂直尾翼以及机翼折叠机构设计和集成。丹麦的Terma和土耳其Turkish Aerospace Industries为中央机身提供子组件。

2001年1月,英国国防部签署一份谅解备忘录,在JSF的SDD(系统开发和演示)阶段进行合作,并于2002年9月选择STOVL型满足未来联合作战飞机(FJCA)要求。合同授予后,其他签署SDD阶段国家有:澳大利亚、加拿大、丹麦、意大利、荷兰、挪威、新加坡和土耳其。

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2009年10月30日,第一架国际F-35联合攻击战斗机中央机身开发工作开始。它由格鲁门开发。包括复合进气管在内的中央机身由土耳其航空航天工业公司(TAI)提供。

F-35 作战基地与训练中心

F-35项目综合训练中心在美国埃尔金空军基地。该培训中心于2010年11月落成,2013年投入运营。F-35项目共有11个基地:有6个为部署,5个为训练基地。

部署F-35作战的6个基地:1.佛蒙特州:伯灵顿国际机场警卫站;2.犹他州希尔空军基地;3.佛罗里达州杰克逊维尔国际机场空中警卫站;4.爱达荷州芒廷霍姆空军基地;5.南卡罗来纳州肖空军基地;6.南卡罗来纳州麦肯泰尔空军基地。

用于训练的5个基地:1.爱达荷州的博伊西机场空中警卫站;2.佛罗里达州埃格林空军基地;3.新墨西哥州霍洛曼空军基地;4.亚利桑那州卢克空军基地;5.亚利桑那州图森国际机场空中警卫站。

波音和洛克希德领导概念演示阶段

该计划的概念演示阶段于1996年11月开始,合同授予由波音和洛马丁牵头。合同涉及JSF三种不同型号建造演示机,并选择两家公司之一来研发和制造三种型号。

2001年10月,洛马国际团队获得建造JSF合同。最初22架:13架飞行测试机,8架地面测试机。该计划系统开发和演示(SDD)阶段,飞行测试在加利福尼亚爱德华兹空军基地和马里兰帕塔克森特河海军航空站进行。

2003年4月,JSF成功完成初步设计审查(PDR)。F-35A关键设计审查(CDR)于2006年2月完成,F-35B于2006年10月完成,F-35C于2007年6月完成。F-35A CTOL于2006年12月15首飞。

F-35A/B低速初始生产(LRIP)于2007年4月获得批准,并订购2架CTOL机。2007年7月签订6架CTOL机LRIP 2合同。F-35B STOVL 2007年12月下线,2008年6月进行常规起降首飞。6架F-35B STOVL LRIP合同于2008年7月签订,2009年初开始生产。

F-35 改型首飞

F-35C于2011年11月首飞。F-35A于2011年10月交付埃格林空军基地;F-35B于2011年10月交付。F-35首飞由GE Rolls-Royce F136引擎提供动力。CDR于2008年2月完成。

2006年底,澳大利亚、加拿大、荷兰和英国签署F-35生产、维持和后续开发(PSFD)阶段谅解备忘录。挪威、土耳其(需要100架F-35A)2007年1月签署。丹麦、意大利(需要131架F-35A和B)2007年2月签署。

参与国在2009年2月签署初始运行测试和评估(IOT&E)阶段备忘。2008年10月,意大利宣布不参与IOT&E。

2004年9月,洛马宣布对F-35B STOVL设计变更,使飞机减重1,225kg,同时提高推进效率并减阻。减重导致内部武器舱更小。

向英国、美国和加拿大部队交付国际订单

美国军2010年订购32架F-35A。美海军陆战队订购16架F-35B。美海军2009年订购7架F-35B,2011年向美国交付12架F-35。

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英国2009年订购2架F-35B,2010年订购1架F-35C。荷兰2010~2011订购3架F-35A。澳大利亚2010年10月购买14架F-35A。

以色列政府决定选择F-35作为其下一代战斗机之后,于2010年订购20架F-35I改型飞机。2011年6月,挪威订购四架F-35 II,以稳定挪威未来空战能力需求。加拿大宣布选择F-35满足未来战斗机需求。意大利订购131架F-35,并在卡梅里空军基地进行总装。

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联合攻击战斗机变体之间的设计差异

为结构减重和降低组装复杂性,翼盒部分将机翼和机身集成为一体。为最大限度地减少雷达散射截面积(RCS),机翼和尾部前后缘后掠角相同(平面对齐)。机身和座舱盖有倾斜面。座舱盖和武器舱门是锯齿状接缝,垂尾呈倾斜角度。

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JSF海军型与空军型非常相似,航程略短:一些燃料空间被STOVL升力风扇占据。

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海军型和其他JSF版本间主要区别与航母操作有关。海军型内部结构非常坚固,以承受弹射器发射和尾钩着陆制动的高载荷。

飞机具有更大机翼和尾翼控制面,用于低速进场着舰。更大前缘襟翼和可折叠翼尖部分提供更大翼面积,以提供更大航程和有效载荷能力。

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座舱盖(由GKN Aerospace 提供)、雷达和大部分航电设备三种机型都是通用的。

中机身组装过程包括将全复合进气道装入称为夹具的特殊工装结构,然后在进气道周围粘合金属框架等18个主要步骤。框架用于将进气道正确支撑和定位在中央机身内。

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2017年,洛马与哈里斯公司签订合同,为F-35提供新型全景驾驶舱显示器、先进存储系统和导航计算设备。升级过程中,每架F-35都获得新的硬件和软件,每架飞机由1,500个模块组成:新天线和武器释放系统。

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来自BAE、Honeywell和Raytheon的驾驶舱和航电系统

L-3 Display Systems开发的全景驾驶舱显示系统,该系统包括2个10×8in有源矩阵液晶显示器和显示管理计算机。

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以下公司提供F-35航电系统:

  • BAE Systems 航电设备:侧杆和油门控制
  • Vision Systems International(Kaiser Electronics和以色列Elbit合作伙伴):先进头盔显示器
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  • BAE Systems Platform Solutions:替代设计头盔显示,基于欧洲台风开发的双目头盔
  • Ball Aerospace:通信、导航和集成(CNI)一体化天线套件(一个S波段、两个UHF、两个雷达高度计、三个L波段天线)
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  • 哈里斯公司:先进航电系统、基础设施、图像处理、数字地图软件、光纤、高速通信链路和部分通信、导航和信息(CNI)系统
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  • Honeywell:雷达高度计、惯导/全球定位系统 (INS/GPS) 和大气数据传感器
  • Raytheon:带数字抗干扰接收器(DAR)的24通道 GPS
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马丁贝克 US16E 弹射座椅

US16E弹射座椅在安全地形间隙限制、生理负荷限制、飞行员登机质量和人体测量调节范围等关键性能参数之间进行了前所未有的平衡优化,完全满足F-35逃生系统要求。US16E对所有F-35型号通用。US16E是唯一符合美政府规定的飞行员调节范围内颈部损伤标准(NIC)的合格弹射座椅。

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  • 工作范围:65,000ft(19,812m)
  • 最小高度/速度:近水平姿态下的零/零
  • 船员登机质量范围:63.5~106.0kg
  • 最大弹射速度:625 KEAS(空速节数,Knot Equivalent Air Speed)
  • 降落伞类型:GQ Type 5000
  • 降落伞部署:弹药筒启动
  • 锥形降落伞:是
  • Drogue 部署:弹药筒已启动
  • 空气表面分布系统:是,气动
  • 线束类型:组合
  • 弹射座椅操作类型:弹射枪和座下火箭,横向推力火箭(仅限双座)
  • 弹射枪:双
  • 弹射启动:座椅桶上手柄启动气动座椅发射系统
  • 自动备份装置:无,可手动操作
  • 手动定序器:机械模式选择器,与恒压时间释放装置结合使用
  • 气压释放装置:是+重力限制器,弹药筒启动
  • 计时器:引导伞工作单元计时器
  • 座椅调节:上/下执行器操作 28 Vdc
  • 手臂限制:是
  • 腿部约束:被动腿部约束系统
  • 供氧:连接机载制氧系统(OBOGS)、应急氧气瓶
  • NBC设备:核生化(NBC)呼吸机
  • 个人救生包(PSP):是+自动工作和救生筏充气
  • 机组人员服务:服务包、呼吸气体接口、NBC通风供应、麦克风/电话和头盔显示系统接口
  • 命令弹出:是
  • 舱盖抛弃:否
  • 舱盖破裂系统:是,舱盖微爆索切割系统
  • 座位间排序系统(ISS):是,通过模式选择器

第三代头盔

革命性的态势感知
飞行员的主要显示系统,虚拟功能使他们透过机身或直瞄目标。通过不间断地显示飞行信息和传感器数据,飞行员可在白天和黑夜感知准确的空间定位、优异的武器瞄准和战术优势。

集成HUD、显示器和夜视仪
平视显示器(HUD)、头盔显示器和面罩投射夜视仪完全集成,为飞行员提供前所未有的能力。可以使武器瞄准并保持先进空间定位,同时、监控关键飞行信息。

先进全日夜双目显示系统
双目显示系统:30×40°宽视野,100%重叠。对于夜间任务,HMDS直接投射,无需单独夜视镜。

视觉瞄准
HMDS使飞行员能够通过查看和指定目标来使武器瞄准,并在从机载传感器或通过数据链接收提示时进行目标验证。

最佳重心的高性能设计
轻量化设计具有最佳重心和主动降噪(ANR)。定制头盔衬里确保精确贴合减少飞行员疲劳。

通信、导航和识别 (CNI) 航空电子系统

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通信 、导航和识别 (CNI) 系统是有史以来最先进的集成航电系统。集成CNI由格鲁门开发,为F-35飞行员提供超过27种航电功能。CNI使用软件定义的无线电技术,允许同时运行多个关键功能:敌我识别、精确导航及各种语音数据通信,同时大幅减少尺寸、重量和功率。

多功能高级数据链 (MADL)

MADL是一种高数据速率、定向通信链路,允许五代战斗机在高威胁环境中安全传输协调战术和交战。F-35具有极强态势感知能力。F-35先进传感器套件旨在收集、融合和分配全部战斗机信息。

F-35具有令人难以置信显示整个战术画面能力,并且能够与所有部队共享该战术画面对于最大化杀伤力、生存能力和最小化误伤风险至关重要。

U-2在 F-22 和 F-35 之间中继和转换数据

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U-2侦察机成功充当F-22和5架F-35之间的数据链路。由洛马臭鼬工厂、美国导弹防御局和美国空军联合进行“九头蛇”(Hydra)项目测试展示五代战斗机如何共享数据。

F-22于2005年推出以来,被公认为世界上最先进、最有能力的战斗机之一。然而,它不太擅长直接与其他F-22以外的装备共享数据。因此,F-22被迫使用老式语音无线电呼叫来传送战斗机系统收集的数据。

这是一个糟糕工程范例,这实际上是需求冲突问题。虽然F-22可以按照美国和北约系统设定标准接收无线电信号,但F-22无法通过这些系统进行传输,因为F-22被设计为隐身。这意味着他们必须使用机内数据链路(IFDL)无线电发射器,这对于敌方来说是极其难以检测的。同时,F-35在与F-22通话时也有类似问题,因为它也需要隐身,所以使用多功能高级数据链(MADL)。

“九头蛇”项目旨在通过使用安装在高空飞行的U-2侦察机上的开放系统网关(OSG)来克服这一通信瓶颈,它既可以在F-22和F-35之间转换和中继数据,也可以与地面单位通过战术目标网络终端(TTNT)链接。此外,还将目标航迹发送到每架战斗机的航电设备和飞行员显示器。

数据被发送到美陆军综合作战指挥系统(IBCS)机载传感器适配套件(A-Kit),后者将数据转发到德克萨斯州布利斯堡的IBCS战术系统集成实验室(TSIL),使用5架F-35瞄准数据支持模拟陆军射击演习。通过使用U-2,这6架飞机在彼此不在视线范围内时也能保持彼此以及全球指挥和控制单元连接。

“九头蛇”项目标志着第五代飞机间首次建立双向通信,同时还向地面操作员共享操作和传感器数据以实现实时能力,”洛马臭鼬工厂副总裁兼总经理Jeff Babione说:这种下一级连接将数据到决策时间从几分钟缩短到几秒钟,这对于对抗当今对手和高级威胁至关重要。

战术瞄准网络技术

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罗克韦尔柯林斯战术目标网络技术(TTNT)是一种安全可靠基于IP的波形,可为战术边缘提供最快的临时网络。这是一个经过验证的成熟系统,可在动态战场空间中即时准确地共享安全的语音、视频和数据,满足当今作战人员快速变化的网络需求。

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特点与优势

  • 在任何给定时间为200多个用户提供低延迟、临时、基于IP的网络
  • 自我形成和自我修复,因此平台自动进入和离开网络,无需其他网络选项所需的高级规划
  • 允许以高达 8 马赫的速度即时准确地共享大量安全语音、视频和数据
  • 基于统计优先级的多路访问 (SPMA) 协议通过在需要时推迟低优先级数据的传输来确保发送和接收关键数据
  • 强大的抗干扰性能,适用于使用多跳中继和自动路由远远超出视距范围的竞争环境
  • 平台同时传输和接收多达四个数据流

JSF 上使用的武器和军备

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武器装在起落架前两个平行舱中。每个武器舱配有两个挂点,用于携带一系列炸弹和导弹。

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“野兽模式”

F-35 4机满载GBU-12(内部和外部)在“黑豹野兽”期间前往目标↓

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“野兽模式”下,利用内部武器舱,F-35最多可以携带2个AIM-9X(挂架)、2个AIM-120 AMRAAM(内部炸弹舱)和4个GBU-31 2,000lb(挂架)和2个GBU-31 PGM(内部舱)。但是,装载量不同,使用更轻的GBU-32或GBU-12 500lb LGB(激光制导炸弹),如下表所示:

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AIM-9X 响尾蛇

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AIM-9X导弹是下一代响尾蛇。AIM-9X将为美和盟国战斗机提供以下能力:全天候/夜间使用、抵抗对抗、极高离轴捕获和发射范围、增强机动性和改进目标捕获范围。AIM-9X导弹主要突破之一是推力矢量控制。AIM-9X携带一个接触式引信装置和一个新红外导引头,可以通过JHMCS实现高离轴交战。

尺寸
直径:130mm(5.12inch)
长度:3m(118inch)
翼展:350mm(13.8inch)
性能
最大射程:26,000m(14.0nm)
速度
最高速度:850mi/h(3,061km/h)
重量
弹头:10kg(22.0lb)
重量:85kg(187lb)

F-35在墨西哥湾上空进行测试发射一枚AIM-9X。第33战斗机联队于2018年6月12日在佛罗里达埃格林空军基地试飞F-35联合作战试验队↓

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允许内部搭载武器包括:JDAM(联合直接攻击弹药)、用于传感器融合的CBU-105 WCMD(风校正弹药分配器)、JSOW(联合防区外武器)、宝石路 IV 制导炸弹、小型直径炸弹 (SDB)、AIM-120C AMRAAM 空对空导弹和硫磺反装甲导弹;外部运载:JASSM(联合空对地防区外导弹)、AIM-9X响尾蛇、AIM-132 ASRAAM和风暴影子巡航导弹。

AGM-154 JSOW(联合防区外武器)

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平台:海军:F/A-18 C/D/E/F、AV-8B、F-35。空军:F-16 Block 40/50、B-1、B-2、B-52、F-15、F-117、A-10、F-35A。

战斗部:AGM-154A/145 BLU-97联合效应子炸弹;AGM-154A-1,500 lb BLU-111弹头;AGM-154B,六枚P3I BLU-108传感器引信武器子弹药;AGM-154C,Broach多级弹头。

雷神公司制造的AGM-154联合防区外武器(JSOW)精确打击武器是一种重达1,000 lb空地导弹,可以携带多种不同杀伤包。该武器12~63nm防区外射程使JSOW能够保持在敌方点防御威胁范围之外,同时有效地打击和摧毁目标。JSOW集成在F/A-18C/D/E/F、F-16、B-52、F-15E、B-1B 和 B-2上并处于运行状态。

AIM-120C AMRAAM空空导弹

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AIM-120 AMRAAM是一种中程空空导弹,旨在满足美和盟国要求。AIM-120导弹比其前身 AIM-7中程导弹更快、更小、更轻,而且还提高打击低空目标能力。AMRAAM将主动雷达导引头与中段惯导相结合,从而减少对飞机火控雷达依赖。该能力使AMRAAM能够同时针对不同目标发射。为获得更好性能,AMRAAM可以从发射飞机的雷达系统接收目标位置更新。它有一个爆炸碎片弹头,由近炸引信引爆。

AIM-120C导弹是最新AMRAAM变体,可以像AIM-120B一样重新编程。AIM-120C具有更小控制面以满足F/A-22内部托架要求,还具有改进弹头。AIM-120C导弹以AIM-120C5和 AIM-120C7两种主要型号成功销往许多国家。从2008年开始,AIM-120C被AIM-120D取代,成为AMRAAM导弹标准生产型号。

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联合打击导弹

联合打击导弹(JSM)是一种远程反舰导弹,旨在对付高价值、严密防御目标。远距离(从飞机到目标距离)确保飞机和飞行员远离危险。

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JSM具有复杂目标捕获能力,使自主目标识别成为可能。它是唯一一种将集成到F-35上并可集成到其他用于进攻性反水面作战应用飞机上的第五代巡航导弹。初始集成测试正在F-16 上完成,JSM专为F-35 A/C武器舱内部支架设计。

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GUB-12B 宝石路 IV 制导炸弹

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2003年底,英国国防部选择宝石路 IV PGM,而不是波音联合直接攻击弹药(JDAM)。宝石路 IV能够通过激光制导在所有气象类型中攻击目标,以实现高精度打击。

宝石路 IV套件配备GPS/INS(全球定位系统/惯性导航系统)和SAL(半主动激光)终端导引头。该合同总价值在1亿英镑左右。

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宝石路 IV由英国雷神系统有限公司(RSL)和美国雷神导弹系统公司(RMS)联合开发。

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安装在227kg(500lb)炸弹上的宝石路 IV套件2008年投入使用。在Telic行动(2011年利比亚)期间,英国精确制导轰炸能力由240x增强型宝石路 II和900x宝石路 IV提供。

GUB 31/B JDAM

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联合直接攻击弹药(JDAM)是一种尾部套件,可将自由落体非制导炸弹转换为精确制导武器。尾部包含一个GPS/INS制导系统,可以引导JDAM炸弹通过选定目标。JDAM炸弹适用于美国所有战斗机(B-1B、B-2A、B-52H、F-16C/D、F/A-18C/D、F/A-18E/F、F -15E、F/A-22、F-35、A-10A、S-3、F-117、AV-8B 和 F-14A/B/D)及研发中的飞机和外国飞机。JDAM在1999年轰炸南联盟行动中首次使用。

JDAM炸弹可以在距离选定目标15mi的昼夜和恶劣天气下投放JDAM精度约为1m CEP(可能圆误差),波音消息来源JDAM精度为9.6m CEP。没有GPS制导系统,仅使用INS制导系统JDAM精度为30m。JDAM的先进能力使得同时攻击多个目标成为可能,正如在B-2在一次任务中对多个目标投放16个JDAM代表性测试中所证明的那样。GBU-31炸弹可以使用BLU-109或Mk-84弹头摧毁掩体和加固目标。

AIM-132 ASRAAM

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AIM-132 ASRAAM(先进短程空对空导弹)导弹设计用于短程空空交战中提供出色性能。ASRAAM已被英国和澳大利亚空军选中用于他们的Tornado F3、Harrier、F/A-18 和Eurofighter-Typhoon。

ASRAAM具有先进红外导引头(128×128分辨率)和在重ECM环境中运行能力。它从飞机的传感器(雷达和IRST)、飞行员头瞄或在搜索和跟踪模式下从自身红外成像传感器接收目标坐标。其高速和机动性为ASRAAM提供一旦发射就具有很高杀伤概率。ASRAAM有一个由冲击引信和激光近炸引信引爆的单一爆炸破片弹头。

俄罗斯AA-11、美国AIM-9X和德国IRIS-T导弹是AIM-132 ASRAAM为同类型。英国和澳大利亚是唯一已知ASRAAM运营商。集成到F-35B武器系统工作,满足英国武装部队要求。

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B61核弹

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F-3配备B61-12 Mod重力炸弹确保 F-35A与B61-12武器完全兼容。最新版本的B61热核重力炸弹起源于1960年代,被设计为中低当量战略和战术核武器,该武器具有“两级”辐射内爆设计。根据美国科学家联合会(FAS),最新Mod 12版本已经展示地堡炸弹穿透能力。FAS写道:B61-12设计有四种可选择爆炸当量:0.3kt、1.5kt、10 kt和50kt。

与B-2等轰炸机相比,具有核能力F-35可以利用速度、机动性和低空飞行,对潜在对手构成新威胁。从战术意义上,高速F-35似乎由远程传感器和瞄准技术强化,可以很好地识别和摧毁移动武器发射器或其他重要但稍小的移动目标。此外,根据FAS提供的数据,B61 Mod 12 设计有一个特殊“尾部组件”,可为炸弹提供JDAM型GPS精度,从而将精确定位提升到一个新的水平。

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25mm GAU-22/A 火炮系统

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25mm GAU-22/A是为内部和外部F-35火炮系统开发的加特林机枪。这种四管火炮是非常成功的五管25mm GAU-12/U火炮衍生品。

四个枪管中每一个都有一个后膛螺栓组件,每枪旋转一次发射一次。这通过在所有四个枪管和后膛位置上分配热量和发射力来确保较长枪管和后膛寿命。连续旋转运动减少喷枪部件的冲击载荷,延长部件寿命并实现了极高的喷枪可靠性。GAU-22/A比同等装备5管轻 40lb,体积减少20%。

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F-35火控和瞄准技术

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洛马光电瞄准系统(EOTS)与格鲁门分布式孔径系统(DAS)热成像系统一起提供远程探测和精确瞄准。EOTS将基于F-16的Sniper XL吊舱,它集成中波第三代FLIR、双模激光器、CCD TV、激光跟踪器和激光标记器。BAE Systems Avionics将提供激光系统。

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