Lockheed Martin F-35 Lightning II

Ne parlano tutti, alcuni li vogliono, altri li temono. Lungi da me entrare in merito al dibattito politico che riguarda l’acquisto o meno di questi caccia da parte del nostro governo perché il dibattito è appunto di tipo politico, ergo relativamente interessante, io voglio affrontare l’argomento dal punto di vista di un Nerd. Sento sempre F-35 di là F-35 di qua ma che so sti F-35? Scopriamolo!

E’ noto che in quasi tutti i paesi del mondo il settore più finanziato sia quello della “Difesa”, ciò significa che parecchie menti brillanti di questo pianeta lavorano in questo settore, quindi voglio che per la durata di questo articolo non pensiate all’utilizzo di questo iper-sofisticato strumento di morte ingegneristico, ma soltanto alla sua complessità ingegneristica appunto.

La principale azienda costruttrice è la nota Lockheed Martin, vincitrice del concorso JSF (Joint Strike Fighter) indetto dal governo americano per sostituire svariati caccia in servizio con un unico modello poliifunzionale in modo tale da avere una riduzione dei costi. La Lockheed battè la sua principale avversaria nel concorso, l’azienda Boeing, nel 2001 e da allora si occupa del progetto.

Design e Innovazioni

In realtà parlare di F-35 al singolare è un errore, quella degli F-35 è più una famiglia di velivoli, 3 velivoli ognuno con caratteristiche diverse dall’altro:

• F-35A – Variante CTOL ossia a decollo ed atterraggio convenzionale.
• F-35B – Variante STOVL ossia a decollo corto e atterraggio verticale.
• F-35C – Variante per portaerei.

Le innovazioni messe in campo per l’F-35 non sono indifferenti:

• Tecnologia stealth: A differenza dei suoi predecessori l’F-35 prevede un materassino in fibra strutturale a bassa manutenzione al posto dei rivestimenti in leghe diverse attualmente utilizzati che presentano una necessità di manutenzione piuttosto alta.

• Sostentamento: Tecnologia ALGS (Autonomic Logistics Information System) e CMMS (Computerized Maintenance Management System) per assicurare più ore di volo con un minor bisogno di manodopera e nuove pile agli ioni di litio più leggere e potenti.

• Addestramento per il volo: Un moderno e nuovo simulatore di volo per i piloti per ridurre le ore di volo effettive, e dunque ridurre i costi di addestramento per i piloti.

Motori

Per l’F-35 sono stati sviluppati due tipi di propulsori, il primo (Il cui diagramma di funzionamento è in figura) è il principale motore utilizzato, il Pratt & Whitney F135 un motore a turboventola con postbruciatore, anch’esso sviluppato in 3 diverse varianti, ciascuna per il un modello di F-35;

• F135-PW-100 : Impiegato nella variante F-35A a decollo e atterraggio convenzionale
• F135-PW-400 : Impiegato nella variante F-35C per portaerei
• F135-PW-600 : Impiegato nella variante F-35B STOVL, a decollo corto e atterraggio verticale

L’altro modello è stato dismesso nel 2011 poiché aveva troppi problemi di funzionamento. Nessuno di questi motori è stato costruito per il volo a velocità di supercrociera ma l’ F-35 può ottenere una sorta di volo a supercrociera limitato a Mach 1,2 per circa 150 miglia.
Il velivolo ha una velocità massima di Mach 1,6 e un peso massimo per il decollo di 27,000 kg.

Rolls-Royce LiftSystem

L’F-35B funge come aereo VTOL (Vertical TakeOff and Landing) ossia un aereo a decollo e aterraggio verticale grazie al Rolls-Royce LiftSystem progettato dalla Lockheed e costruito dalla nota azienda di automobili.

Parecchie sfide ingegneristiche si sono presentate durante l’ideazione di questo sistema Il LiftFan utilizza blisk in titanio a lame cave (un disco a lame o “blisk” é composto da super-plastica per la formazione delle lame e saldatura ad attrito lineare al mozzo del blisk).

Il meccanismo della frizione, che utilizza la tecnologia a piatti secchi carbonio-carbonio originariamente derivata da freni aeronautici, ha bisogno della capacità di trasferire 29.000 cavalli di potenza all’albero (22.000 kW), senza vibrazione o usura, garantendo nel contempo una lunga vita al meccanismo stesso.

Il sistema di decollo verticale è composto da un ugello a spinta vettoriale che permette di deflettere lo scarico del propulsore principale verso il basso. La spinta viene controbilanciata sulla prua dell’aereo da una sorta di turboelica verticale, alimentata da una turbina a bassa pressione del propulsore. Il controllo del rollio viene effettuato direzionando e deviando aria pressurizzata dalla turbina a bassa pressione attraverso ugelli di spinta montati sulle ali.

Armamenti e Tecnologia Stealth

L’F-35 è dotato di due alloggiamenti per armi interne, esterne e punti d’attacco per il montaggio di fino a quattro piloni subalari e due piloni vicini alle estremità alari. I due punti d’attacco esterni possono portare tralicci per il Sidewinder AIM-9X e l’AIM-132 ASRAAM che sono missili a corto raggio aria-aria (AAM). Gli altri tralicci possono portare il BVR AAM, l’AIM-120 AMRAAM, lo Storm Shadow cruise missile, l’AGM-158 Joint Air to Surface Stand-off Missile (JASSM), un missile da crociera aria-terra a bassa osservabilità, e altre tipologie di missili da crociera e bombe guidate.

I piloni esterni possono trasportare missili, bombe e serbatoi di carburante, a scapito di una ridotta capacità stealth. Un carico aria-aria di otto AIM-120 e due AIM-9 è possibile utilizzando stazioni di armi interne ed esterne, inoltre può anche essere organizzata una configurazione di sei bombe da 900 Kg due AIM-120 e due AIM-9.

L’F-35 è stato progettato per avere una sezione trasversale a rilevamento radar bassa principalmente grazie alla forma del velivolo e l’impiego di materiali utilizzati nella costruzione stealth, compreso un materasso di fibre. Oltre a riprendere le misure stealth per quanto riguarda il radar, l’F-35 incorpora infrarossi e misure visive di riduzione della marcatura.

Abitacolo, Avionica e Sensori

L’F-35 è dotato di un Panoramic Cockpit Display “schermo panoramico cockpit” (PCD), con dimensioni di 20 per 8 pollici completamente touch-screen, e per aumentare la capacità del pilota di interagire con l’aereo e di far funzionare i suoi sistemi è fornito persino di un sistema di riconoscimento vocale. Si dice che il sistema di sensori e di comunicazione dell’F-35 possieda una straordinaria capacità di consapevolezza della situazione, di comando e di controllo e una notevole capacità di tattica per il combattimento “network-centric” ossia legato ai sistemi di aggancio di bersagli ecc.

Il sensore principale a bordo è il AN/APG-81 AESA-radar, progettato dalla Northrop Grumman Electronic Systems, la sua potenza è aumentata dall’Electro-Optical Targeting System (EOTS) sistema di targeting elettro-ottico montato sul “naso” del caccia, sistema progettato sempre dalla Lockheed Martin, che fornisce potenza al pod Sniper XR montato esternamente pur mantenendo una percentuale di rilevazione radar alquanto bassa.

Il sistema AN/ASQ-239 (Barracuda), è una versione migliorata della suite AN/ALR-94 EW presente sul F-22. L’AN/ASQ-239 è una fusione dei sensori di monitoraggio, dell’allarme di base radar, dei sensori per contromisure multispettrali per l’auto-difesa contro i missili di minaccia, e dei sensori per la sorveglianza elettronica RF che impiega 10 antenne a radiofrequenza incorporate nei bordi delle ali e della coda.

Avete presente il casco di Iron-Man? Tra poco sarà realtà.

L’Helmet Mounted Display System

L’F-35 non ha bisogno di essere fisicamente puntato verso i propri bersagli per riuscire a colpirli, i sensori sono in grado di rilevare e di agganciare velivoli vicini da qualsiasi orientamento fornendo direttamente i dati al casco del pilota, dunque il pilota ha praticamente una visione a 360 gradi. I nuovi missili hanno maggiori probabilità di colpire bersagli indipendentemente dall’orientamento di lancio rispetto ai precedenti missili, questa capacità è chiamata “High-Off Boresight” capability.

I sensori utilizzano un sistema di frequenze radio combinati e infrarossi (SAIRST) per monitorare continuamente aerei nelle vicinanze, mentre il sistema di visualizzazione montato sul casco del pilota (HMDS) visualizza e seleziona gli obiettivi, il sistema casco sostituisce il display interno montato Head-Up Display utilizzati nei caccia precedenti.

Non è tuttto figo quello che Lockheed

Il progetto dell’F-35, aveva inizialmente una proiezione di costo di 400 miliardi di Dollari (2,500 aerei x 55 Anni) tuttavia dal 2001 ad ora il costo è slitatto a 1,4/1,5 Triliardi di Dollari.

Si, è quasi quadruplicato.

E l’aereo non è ancora pronto, infatti il progetto non è privo di problematiche tutt’ora da risolvere che hanno causato forti attriti tra il governo statunitense e la Lochkeed Martin.
Una commissione d’inchiesta del pentagono aveva trovato nel  2011 aveva trovato ben 13 punti problematici del progetto che sono:

1. Il sistema di visualizzazione montato sul casco non funziona correttamente
2. Il sottosistema di deposito di carburante comporta un pericolo di incendio
3. Il pacchetto Integrated Power è inaffidabile e difficile da servire
4. Il gancio di arresto dell’F-35C non funziona
5. Problemi classificati come “Problemi di sopravvivenza” che sono stati ipotizzato essere circa la tecnologia stealth
6. Il sistema delle ali è peggiore di quanto precedentemente riportato
7. E’ improbabile che la fusoliera duri quanto richiesto
8. Il programma di test di volo deve ancora esplorare le zone più difficili
9. Lo sviluppo del software è in ritardo.
10. Il velivolo è in pericolo di andare in sovrappeso (Si, anche i caccia ingrassano) o, per l’F-35B, non adeguatamente bilanciato per le operazioni VTOL.
11. Ci sono problemi di gestione termica, Il condizionatore d’aria non riesce a mantenere il pilota e i controlli abbastanza freschi, e usando il postbruciatore il velivolo si danneggia
12. Il sistema informativo logistico automatizzato non è ancora completato
13. La protezione contro i fulmini sul F-35 non è certificata

Se nessuno di questi problemi vi spaventa potete assicuravi questo gioiellino (non è garantito che fino al 2018 siano disponibili) per la modica cifra di circa 200-300 milioni di dollari!

Fonti: Wikipedia Inglese, Lockheed Martin