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研发的进度
在美国国家航空航天局（NAS）帕塔克森特河基地对F-35B进行飞行测试
2010年3月18日，当BAE系统公司的试飞员格雷厄姆-"GT"-汤姆林森在完成F-35B的首次成功垂直降落后着陆时，战斗机的普拉特-惠特尼F135涡扇发动机发出的噪音非常大。相比之下，那些预测短距起飞/垂直降落（STOVL）的F-35B在首次垂直降落时出现问题的批评者的噪音消失了。这种象征性的沉默并没有让汤姆林森感到惊讶，他作为皇家空军战斗机飞行员和BAE试飞员的工作跨越了三十五年，飞机从早期的鹞式GR3到帕纳维亚的龙卷风以及各种商业和民用飞机。我认为技术已经改变了我们能做的事情，"汤姆林森反思道，"因此，设计和测试之间的平衡已经发生了巨大的变化。在过去，当你开始测试时，你有一个60%到70%的设计固定的飞机，你发现有很多问题。你不得不在测试期间为这些问题重新设计。由于现代技术的发展，我们现在处于这样的阶段：在我们开始测试之前，飞机已经有90%到95%的设计。我不期望在我们的测试中发现许多问题。我预计会发现一些小问题，但我认为大的设计问题现在已经在我们后面了。从这里开始，它应该是一个下坡路。"汤姆林森所提到的问题在飞行测试界通常被称为 "发现"。研发性飞行测试的目的是在飞机的设计被最终确定为生产之前产生发现。五架F-35 STOVL原型机目前在马里兰州的海军航空站（NAS）帕克斯河基地（BF-1、BF-2、BF-3、BF-4和BF-5原型机）将以严格的速度飞行，以发现F-35B可能产生的问题，但主要是为了完善已经完成的设计、分析和计算机建模。由于JSF项目计划在开发测试结束前进入低速初始生产（LRIP），原型机将不仅在证明F-35B的设计，而且在证明整个多型号概念方面发挥重要作用。第一架原型机，BF-1，于2009年11月抵达，BF-4于2010年6月初抵达。第五架也是最后一架STOVL原型机，BF-5，于2011年7月16日抵达帕克斯河。每架原型机的飞行时间表是基于一个加快的频率，即在头两个月每月飞行三次，第三和第四个月飞行六次，两个月内每月飞行八次，两个月内每月飞行十次，到第九个月时达到预期的持续试飞频率。"洛克希德-马丁公司综合测试部队（ITF）现场主任威廉-库茨解释说："到第九个月，我们认为我们将拥有我们想要的喷气机的成熟度，我们将看到大约每月12次飞行。作为一名前美国空军战斗机飞行员，在军事和民用测试领域拥有丰富的经验，包括担任爱德华兹空军基地（AFB）的副（测试）中心指挥官和洛克希德公司在德克萨斯州沃斯堡的设施的ITF现场主任，Coutts认为，飞行测试时间表虽然很积极，但可以实现。由于沃斯堡有大量的建模、模拟和综合实验室，我们可能会有一些沿途开发的效率，我们可能不会有通常测试项目中的未知数。测试可以进行得更快；然而，通常会有一个未知的未知因素出现，使事情变得缓慢。我们认为我们有足够的资源。我们认为我们可以按计划执行，随着时间的推移，我们会发现飞机的可靠性是什么。他指出，从1月到3月共飞行了28架次，超过了原计划在2010年前三个月的24架次的加速度。帕克斯公司的ITF总工程师安德鲁-马克说，F-35B的测试时间表在过去的项目中是有依据的。"我们想出了这些目标，考虑到空军和海军的传统经验，关于我们可以期望产生什么。在这类项目中，阻碍你的不是操作节奏，而是发展过程中的发现。"随着BF-4的到来，更全面的发现成为可能。与之前三架稳定的原型机不同，BF-4装备了F-35B将使用的早期型号的任务系统套件。该机将基线隐身特性与JSF的分布式孔径系统、电子扫描阵列（AESA）雷达、电光瞄准系统和其他战斗系统结合在一起。Coutts说："我们将飞出去看看这些系统是如何以一种综合的方式运行的。"他解释说，BF-4中的任务系统代表了一个基线Block 0.5的水平。基本的通信、导航和识别测试将继续进行，以支持LRIP原型机。随着原型机的升级，任务系统工作可以并将达到Block 1.0的水平。4月，飞行测试是有限的，因为三架原型机接受了维护和升级，这将使它们拥有最强大的系统以进入测试过程的核心。原型机本身是海军航空站（NAS）帕克斯河基地的测试进度的一半，它提供了合适的环境和基础设施。"我们在这里的整个目标是支持飞行测试，"美国政府现场主任弗雷德-申克中校（USMC）肯定地说。作为AV-8B "鹞 "式战斗机飞行员、美国海军试飞员学校毕业生和前F-35 STOVL项目飞行员，申克补充说："我们有测试设施和多个（控制）室，因此我们可以同时操作多架飞机。起飞空域就在跑道的尽头。我们在这里为STOVL飞机建造了一些独特的设施--悬停、战场跑道和跳台。每个人都专注于支持飞行测试任务--无论是搜索和救援、机场、加油机支持--所有这些资源都在这里。"悬停垫、战场跑道和跳台是专门针对F-35B的基础设施之一。战场跑道由近12平方公里的AM2铝制机场垫组成，允许测试飞行员在未被净化的前线作战环境中进行短距离起飞和垂直降落，海军陆战队的鹞式战斗机在伊拉克和阿富汗曾发挥过类似的战术优势。战场跑道其总长度约为390米。该区域的一部分被配置成海军LHD级两栖攻击舰的大甲板形状。可以在这个区域进行模拟的舰艇接近，这也将允许模拟基本的舰上垂直起降。"模拟战场跑道允许我们为海军陆战队的要求而努力--在他们从LHD上起飞，然后降落在一个刚刚被占领的粗糙地带的地方，"Schenk解释。"我们可以为此做清理工作。"2010年3月18日，F-35B（BF-1原型机）首次实现垂直降落。格雷厄姆-汤姆林森是飞行员。
F-35B（BF-4原型机）在第46次试飞中，进行短距离起飞和垂直降落。
BAE公司的汤姆林森说："这里的跑道是根据无敌级航母上现有的跳台建造的，因为我们有这样的数据。当我们把F-35B从这里的斜坡起飞时，我们将能够根据已知的斜坡对其进行校准，如果（为各种航母建造的）斜坡略有不同，那么在我们去新的舰艇起降之前，（改变模型）并为自己写一份清单是相对容易调整的。"汤姆林森说，从 "鹞 "式战斗机过渡到F-35B或开始STOVL训练应该也是相对容易的，他说闪电II将减轻飞行员STOVL操作的大部分负担。'鹞'式战斗机和F-35战斗机之间存在着多代的差异。鹞式飞机于1960年首次飞行，当时计算机还没有真正存在。大多数电视是黑白的。对我来说，"鹞 "系列和JSF系列之间的最大区别是，由于我们已经有了20年的线控飞行能力，我们可以在飞机上建立安全。F-35不需要飞行员的过多注意，飞行员甚至可以闭上眼睛操作，用操纵杆、油门和踏板做傻事，飞机会自行纠正。因为不是线控飞行，所以在 "鹞 "式飞机家族中，飞行员必须人工干预飞机。这就是两者之间的根本区别"。汤姆林森补充说，这种差异在STOVL试飞阶段表现得最为明显，它使JSF飞行员能够集中精力完成任务。我们在这架飞机上能做的就是不要忘记这个阶段--你操作这些飞机的环境与其他任何飞机都不同。但它将在一定程度上被最小化。我真诚地相信，由于我们已经通过消除 "鹞 "式飞机的问题使F-35B以及所有三个型号的飞机变得如此安全，F-35B的训练工作量将低于F-35C的。直升机在船上着陆没有问题，那F-35B在船上着陆也不会有什么问题。它们不再是困难的飞行器。他们现在像一辆汽车。你拿起钥匙，你去驾驶它。你想到的是你要去的地方，是任务，而不是如何操作这辆车。其好处不仅仅是关注任务，还包括一个更容易训练和适应的系统，这对一个多国飞机项目来说是一个重要的好处。确保F-35B的舰上操作顺利将是对帕克斯测试团队的挑战，但远不是一个主要的头痛问题。申克指出，在相同的着陆辅助设备和视觉提示下，F-35B在海上的着舰任务与 "鹞 "式飞机的着舰任务没有什么不同。美国海军已经开始工作，验证其LHA和LHD上的甲板是否适合JSF测试。其中需要考虑的问题是异物损伤（FOD）。"汤姆林森解释说："'鹞'式战斗机有一个FOD问题，因为发动机进气口离地面相对较近，在它们前面有一个前轮和一个前喷口，在起飞和降落时是开放的。它基本上是把空气喷到飞机前面的甲板上，所以它往往会吸到地面上的尘埃。我们的闪电没有这个问题。我们有一个升力风扇，离进气口很远。"虽然F-35B的进气口与升力风扇有一定的距离，但在STOVL模式下，F-35B的发动机排气喷嘴在着舰时可能会在甲板上方几米内，产生热量问题。鉴于F-35B会一次又一次地在同一地点着陆，这些问题可能会加剧，目前正在分析以确定甲板着陆点是否需要加固或隔热。航母甲板上的设备通常被牢牢地固定在甲板上，人员也同样对他们的位置和动作很谨慎。Maack指出，B型机的发动机将通过升降机风扇和排气管产生18600公斤的推力，其发动机排气气流几乎是早期鹞式战斗机的两倍。考虑到这种排气气流是JSF和海军将分析和最终测试的无数细节中的另一个。飞行测试将是JSF性能的最终结果，但已经进行了大量的分析工作，这可能使JSF的发展测试比以前的项目更快。申克说，建模和模拟已经给帕塔克森特河、沃斯堡和爱德华兹空军基地的飞行员留下了明显的印象。2010年3月17日，BF-1原型机在悬停测试中。
"直升机在舰上降落是不费吹灰之力的。而在舰上降落F-35B也将是一件不费力气的事，将不再困难。就像一辆汽车一样，拿起钥匙去驾驶。你考虑的是你要去的地方，是任务，而不是如何驾驶这辆车。""当试飞员着陆时，你听到的最常见的评论之一是，'它就像模拟机一样飞起来了'。我想这是对已经完成的建模和分析的真正证明。你走进一个测试任务，准备好执行，因为模拟是如此接近你实际飞行的东西。这是一个巨大的好处。"传统上，建模是很好的，直到你到了极端的攻角，气流开始崩溃--99.9%的建模都是完美的，但有几个地方让我们感到惊讶。你头后面的上部升降风扇门，打开后进入气流，会产生涡流。现在回想起来，我们认为当风扇不转的时候，我们没有正确地对通过升降风扇的气流进行建模。有一段时间，当你的舱门打开时，升降机风扇没有旋转。打开门后，我们发现的第一件事是，我们对 "死流 "的建模，以及来自上部升力风扇舱门的干扰空气对方向舵、垂直尾翼和水平尾翼的影响，并不是我们希望的那样。因此，我们采用了飞行测试数据，并重新做了模型，以适应不旋转时通过升力风扇的气流，以及上部舱门打开时穿过（机翼）的非线性气流。简单地说，后端工作起来比我们预期的要难得多，所以我们重新做了这些模型。"在飞行前对模型和模拟进行修正无疑是帕塔克森河ITF的一项必要工作。然而，通过实验室、飞行试验台和整个JSF项目的主题分析来验证飞机能力的比例远远超过75%，这代表了发展测试的一个范式转变。JSF项目的支持者和批评者都注意到了这种平衡，如果它被证明是有效的，那么飞行测试可能会被认为是测试项目的 "抛光"，而不是其建设的一个基本部分。2011年4月4日，第111次飞行，BF-1原型机正在进行短距离起飞。
像BG-1原型机（全尺寸的"静态 "原型机）这样的地面测试机的使用对于开发测试来说并不新鲜，但是JSF项目从静态测试中学到的东西和以往一样重要。帕克斯的ITF和洛克希德-马丁公司沃斯堡工厂的BG-1测试团队之间已经交换了大量的信息。F-35B的辅助进气门是这种交流的一个很好的例子，ITF总工程师Maack说。"从分析上讲，我们认为我们已经很好地掌握了我们开始计划时的飞行中的负载。发现也许有一个旋涡类型的现象，或者也许对侧滑的敏感性是没有预期的。不管怎么样，我们可能会遇到意想不到的负载，我们的包线需要扩大。在有舱门的情况下，我们再回到静态测试机，并测试到进一步的设计点，而不是之前测试到的地方。这已经非常成功了。你不需要对你的分析有多好而分心，你可以非常迅速和安全地将你的包络面的大小增加一倍。能够获得这些资产并在飞行测试期间回到它们是非常有价值的。"各个F-35型号的共性也同样有价值。在一个场地进行的一个型号的测试点往往与在另一个场地进行测试的其他型号有关。因此，现场和ITF团队之间的沟通是非常重要的。Coutts解释说，帕克斯河基地的ITF每天在10点和15点举行员工会议。在上午的会议上，团队向洛克希德-马丁公司负责F-35测试和验证的副总裁道格-皮尔森介绍最新情况和当天的计划。下午，团队报告发展情况。帕克斯河ITF还生成一份分发给JSF基地和项目办公室的每日报告。"我们可以拿起电话和我们在爱德华兹的同行交谈，每个人都会定期这样做。现场负责人每周四都有一个电话会议，所以各地之间有很多交流，"Coutts说。他还证实，一个基地可能被要求为另一个基地做飞行测试。"这不仅仅是飞行测试。我们将把飞机派到爱德华兹，他们将把飞机派到帕图克森特河。我们之间会有很多交叉对话，而且我想象它只会随着测试的扩大而增加。"申克补充说，JSF项目的测试飞行员将从一个地点转移到另一个地点，特别是洛克希德-马丁公司的飞行员，包括首席试飞员约翰-比斯利，他们将在每个地点进行例行的巡视和飞行任务。他补充说，如果在一个地点的飞行测试中发现了什么问题，其他地点将及时了解。"有一些程序，所以如果我们有一个重大的发现，我们会启动一个特定的呼叫树，以确保信息得到传播，无论人们是否需要停止飞行，这些事情。"然而，共同性并不仅仅局限于F-35战斗机。F-35项目的多站点性质已经说服了F-35各自的测试团队来协调关键站点的射程系统和程序。"Maack说："尽管我们在帕图克森特河和爱德伍德有非常不同的靶场和设施，"该项目已经花了很大力气确保我们在控制室的（测试监测）显示器方面使用共同的系统。一个特定的技术学科可以使用我们在爱德华兹的里德利场或沃斯堡的大西洋试验场的相同（类型）屏幕和文件。在过去的项目中，情况就不是这样了。我们在大西洋试验场和雷德利的操作方式会有所不同。"其他共同点包括维修人员的培训，他们中的许多人从爱德华兹空军基地来到帕塔克森河美国国家航空航天局，以获得F-35B的实践经验，因为爱德华兹还没有收到其第一架常规起飞和降落（F-35A）原型机。值得注意的是，海军、空军和海军陆战队的维护人员的参与，其实践水平在以前的测试项目中是没有的。在帕克斯河ITF设施的机库地板上，不仅有洛克希德公司的承包商人员，还有来自英国和意大利的JSF国际合作伙伴人员。F-35B项目的成功在很大程度上将取决于该飞机的坚固程度。与 "鹞 "式战斗机一样，它被描述为精致而坚固。随着未来几个月从帕克斯河出发的飞行架次的增加，它的强度将受到考验。我们飞得越多，我们学到的东西就越多，"Maack承认。"发展性测试的最大挑战之一是我们拥有有限的资源，这些资源的配置是不同的。每架飞机往往处于不同的系统阶段，无论是最新的（系统）还是之前的一代。因此，整个机队的制造时间并不是（表明可靠性的）最关键因素，因为每架飞机都是如此不同。"虽然他们的信心很高，但帕塔克森河ITF团队的高级成员也意识到了整个JSF项目，特别是F-35B的期望、挑战和差异。"我认为，我们在投入生产和刚刚进入测试之间的并发性是一个不同的挑战，"Maack说。-在我所参与的传统项目中，如果我们做出了一个错误的决定，我们有一些时间来修复它或改变方向。对于正在生产的LRIP飞机，我们必须非常小心，不要犯错误，因为它们可能立即产生影响。各部门会很快感受到它们。这是与其他项目不同的独特挑战"。申克观察到，虽然沟通在任何测试项目中都是最重要的，但它对F-35测试的重要性仍然更高。"我认为这个项目的复杂性和相互依赖性是不同的。我们有三个场地，三个型号，都是相互利用，同时运作。我不认为我们在过去曾做过这样的事情。我认为V-22是我所知道的唯一一个跨越多个地点的项目。这对我们来说可能是一个巨大的好处，但我们也必须谨慎行事。如果我们被孤立，而我们正努力避免这样做，我们可能会有不被共享的发现。"克服F-35B型出现的任何问题应该给测试F-35A型和C型的人一个先机，Coutts说。他相信ITF最终将战胜一些项目批评者，并补充说他的团队所做的重要工作如果没有在NAS的帕塔克森河基地得到的支持就无法进行下去。"如果你考虑一下我们所做的，我们已经设计并开始对技术上最具挑战性的飞机进行初始飞行测试。与我们正在做的STOVL相比，CV（航母舰载型）和CTOL（常规起降型）应该相对简单。当格雷厄姆做垂直降落时，许多人认为我们将在飞行质量和热性能方面遇到问题。这并没有发生。它是一个完美的着陆。我们有很多批评者。我不知道我们是否因为先做了技术上最有挑战性的（变体）而得到赞扬。"我曾经是爱德华兹中心的副指挥官。我从来没有去过帕塔克森特河，但我对我们得到的支持绝对印象深刻并感到高兴。在垂直降落的那天，我们的搜救直升机出了问题。他们出去把救援人员从直升机上拉下来，放到船上，把他们送进（切萨皮克）湾，以便我们能够进行测试。我们得到了来自帕克斯公司、项目办公室和沃斯堡公司的巨大支持。"
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