JSF聯合戰術打擊機 

JSF的獲勝者──洛馬F-35的工程發展階段原型機 ,不過來不及套用稍後發展的減重版構型。

與近年美國諸多新一代武器系統類似,F-35也面臨進度落後、預算超支、重量過大等問題。

在2009年2月25日,第二架套用新版減重構型的F-35B(BF-2,STOVL構型)進行首次試飛的畫面。

──by captain Picard


 

前言

1970~80年代起陸續進入美國海空軍服役的F-14/15/16/18等戰鬥機都堪稱是第四代戰鬥機的經典之作,不僅綜合性能極佳,外銷成績也多半輝煌,更在發生在世界各地的無數戰役中獲得亮麗的戰績。然而隨著時代的演進,這些風光一時的機種也逐步邁向暮遲,其水準雖然在1990年代以及21世紀頭幾年尚稱世界一流,但終究將被服役在即的歐洲多種新一代戰機比下去,而機齡日漸老舊也使得這些機群的效率、安全性日漸降低,維護成本攀升。總而言之,這些叱吒20世紀後期的優秀戰鬥機即將走到盡頭。美國已經在研發多種新一代戰鬥/攻擊機來取代現役機種,這些新一代機不但採用先進的電子系統、武裝,某些甚至擁有高超的隱形能力;例如接近服役階段的F-22戰鬥機,集最尖端科技於一身,堪稱第五代戰機的極品,這種重型戰鬥機未來將取代20世紀後期最偉大的空優戰機F-15,成為下一代的空中霸主。緊接著,美國開始進行另一項更具野心的計畫──發展一種具備尖端科技以及匿蹤能力的輕型戰鬥/攻擊機,同時取代空軍、海軍以及陸戰隊現役多種多用途戰鬥/攻擊機,此一計畫便稱為聯合戰術打擊機(Joint Strike Frighter,JSF)。

 

起源

以往美國海、空軍各行其道,各自發展本身所需要的軍機;而曾經出現的幾種海、空軍通用機種最後也未能實現。例如當年企圖成為海、空軍共用機種的F-111最後僅被空軍採用,而美國海軍當年也否定了在輕型戰機競標中獲勝的F-16,轉而採用從F-16的手下敗將YF-17發展而來的F/A-18。但隨著科技的發展,每一代戰鬥機雖然都一直有長足進步,但是造價也隨著進展而節節攀升。

在1980年代,美國與英國都不約而同地研究一種具備超音速飛行能力的短場起飛/垂直降落(Short Take-off & Vertivcal Landing,STOVL)機種,以取代只有次音速的獵鷹系列STOVL攻擊機。由於需求相近,於是英美兩國從1990年代初期便展開合作,希望能發展出一種先進超音速STOVL技術展示機(ASTOVL);在此案中,英國方面的投資佔了研發預算的35%。在1994年,ASTOVL與其他未來攻擊機種計畫合併,成為聯合先進打擊技術計畫(Joint Advanced Strike Technology,JAST),而JAST在1996年又演變成JSF,目標是開發一種新的輕型匿蹤超音速多功能戰機,以同一種基本結構發展三種衍生型 ,分別供空軍、海軍與陸戰隊航空隊使用。JSF這三種構型分別是:供空軍使用的傳統起降型(CTOL)、 能在航艦上起降的艦載型(CV),以及能在輕型航艦或兩棲突擊艦上操作的STOVL型,三者間必須有70%至80%的整體共通性,更重要的是壽命週期成本必須減低至現役同類機型的65%。其中,JSF的STOVL型將是繼俄羅斯Yak-141戰機之後,全世界第二種具備超音速飛行能力的STOVL機種。

JSF的地位就是美國海、空軍行之有年的戰機「高/低搭配」的低檔部分:高檔部分是精銳強大的大型戰機如美國現役的F-14與F-15,以取得空優為主要任務;而低檔部分則如美國現役的F-16、F/A-18則是較輕型的多功能戰機,造價較為低廉,產量也因此比高檔部分大,除了輔助高檔部分外,尚擔負對地攻擊、偵察等多樣化的任務。美國空軍新一代的F-22就是昂貴的大型空優戰機,擁有最尖端的電子、匿蹤等科技,造價也高得離譜;而輕型的JSF就是低檔部分,雖然也採用極為先進的科技與概念,但是較前者便宜得多,受到成本限制的程度也遠大於前者。比起負責取得空優的F-22,JSF較注重攻擊地面目標,空戰能力則不如F-22。憑藉著匿蹤能力以及先進的電子系統,JSF在穿越敵方領空打擊地面目標時將擁有更佳的存活率以及戰鬥力。由於開發STOVL技術的經費超越研發匿蹤技術的成本,使得STOVL機型的開發費用居於三種機型之冠。為了降低成本,美國邀請英國加入JSF的STOVL型開發計畫。

根據原始計畫,美國空軍將採購1763架CTOL型以取代F-16與A-10攻擊機,並與高價位的F-22形成高/低搭檔,而在F-22的訂單已經被砍至只剩180架之際,低檔部分的JST CTOL勢必得在美國空軍扮演更為吃重的角色;美國海軍計畫採購480架CV型,與F/A-18E/F一同取代A-6、F-14與F-18C/D等現役機型,成為下一代艦載機主力,並且是開戰後率先進入戰場的高存活率攻擊機種 ;至於美國海軍陸戰隊一開始則預計採購609架STOVL型以取代AV-8B。日後美國的採購總數雖然隨著預算因素而略有縮水(STOVL型降至300~480架左右),不過刪減的幅度卻相當有限,至目前為止三個軍種合計訂購數量仍 高達2443架。英國方面 ,一開始預計採購150架JSF,其中皇家空軍佔90架以取代獵鷹GR.7,並可能追加22架取代龍捲風GR.4;而英國皇家海軍則採購60架STOVL型以取代海獵鷹FA.2。不過考慮到JSF成本節節攀高以及預算緊縮,英國採購的總數可能會降至138架 (砍掉一個海軍艦載機中隊)。為了節省成本,英國皇家海軍放棄對其JSF STOVL型的折疊機翼需求。

不同於 幾乎不可能出口的F-22,JSF在規劃之初便打算大量外銷,目前已經吸引許多西方國家上門。目前,美國將有意購買JSF的外國客戶分為三級,第一級為最早參與此計畫的英國,英國在此計畫上投資20億美元並將獲得8%回饋;被美國列為JSF計畫第二級客戶的國家包括義大利、荷蘭、土耳其,三者將在JSF進入系統發展驗證階段(SDD)後加入此計畫,可獲得5%的回饋;這些國家採購的JSF將用來取代F-16系列、AMX以及AV-8等機種。被美國列為JSF計畫第三級客戶的丹麥、挪威、加拿大等國則可獲得最多2%的回饋。此外,其他計畫參與JSF計畫的國家包括德國、波蘭、巴西、以色列、新加坡、澳洲等等,美國尚未明確列出這些客戶的等級。此外,我國亦對JSF表示高度的興趣。因此JSF已經賭定將擁有龐大的外銷市場,將與F-104、F-5、F-16一樣,成為產量極大且廣為各國使用的國際機種。

 

基本構型

為了降低成本、複雜度、重量並提高可靠度,JSF採用單發動機設計。美國並不打算在研發完成前就決定JSF採用何種發動機,不過由於普懷公司軍用發動機部門(Pratt & Whitney Military Engine)已經取得F-22戰機的F-119發動機的合約,為了平衡發動機投資成本,美國決定JSF的各組競爭者在概念實證階段時先採用普懷F-119的衍生型──JSF-119系列大推力、高旁通比發動機,而最終將被採用的發動機則可能要等到2011年JSF完成整個工程製造與發展(Engineering Manufacture Development,EMD)階段後才決定。美國軍方要求JSF-119必須具備比F-22的F-119更高的維修性、可靠性與生存性。目前JSF-119的競爭者有通用(GD)與勞斯萊斯合力開發的F-120發動機,此型發動機曾與F-119一同競標先進戰術戰鬥機(ATF)的發動機。比起採用傳統設計的F-119,F-120的設計更加先進,可以改變旁通比以適應高空空戰、低空攻擊等不同的作戰型態;但也由於F-120比F-119先進、複雜,意味著風險較高,在冷戰末期美國國防部的保守心態下不受青睞,因而敗北。而今F-120要東山再起,再度與F-119的衍生型競爭,看看能否復仇成功。

美國海軍對JSF CV型有嚴苛的要求,就是不能像以往般在降落前將未用完的彈藥拋棄,而必須攜帶剩餘彈藥返航降落,因為未來艦載機武器以昂貴的精準導引武器為主,禁不起以往那種浪費!在設計F/A-18E/F時,美國海軍也提出了相同的要求。於是JSF的機身與起落架必須增加更多強度來負擔額外的重量,但是多出來的機身、武器重量將使得戰機降落在航艦時的速度加快,危險性遽增,更別提機上的剩餘彈藥會讓降落增加多少風險。因此JSF CV的機翼必須提供更多升力使得降落速度減低些。JSF CV注重航艦起降適應性、低運作成本以及高籌載能力(意味著將大量外掛武器而損及匿蹤性),而匿蹤能力則不如空軍的CTOL型。值得一提的是,JSF CV型將是美國海軍航艦機隊史上的第一種單發動機噴射戰機,而以往美國航艦機隊都青睞雙噴射發動機機種以獲得較佳的安全性。JSF的STOVL型在進行作戰任務時採取短場起飛,返航時油料彈藥消耗殆盡,全機重量減輕,便使用垂直降落。JSF擁有最先進的電子科技,包括先進人機介面、整合在一起運作的砷化鎵元件電子掃瞄式主動相位陣列雷達以及包含全方位第三代被動紅外線(Infrared,IR)偵測系統的先進多頻譜被動光電偵測系統、整合式頭盔顯示瞄準系統(Helmet Mounted Display/Sight,HMD)(因此JSF不採用HUD)、語音辨識與指令系統、先進的數位線傳飛控系統以及電子戰系統等等;而JSF的座艙被要求能容納95%、各種體型的男、女飛行員,因此許多踏板、操縱桿、油門桿皆需設計為可調整式,而彈射椅的角度與高度亦能調整。JSF的航電系統符合第五代戰機應該具備的條件,即把大量混亂資訊整理簡化成對飛行員有用的戰場資訊;例如其能依照飛行員選定的目標,選擇適當的感測器、武器與最佳接戰方式。先進科技的使用除了用於增加飛機性能,還包括減低壽命週期成本以及人員操作負荷等。JSF的航電系統採用開放式架構,以在壽命週期中能迅速且容易地進行性能提升。武裝方面,基於匿蹤考量,JSF的機身內部擁有一至多個內載武器艙以搭載飛彈;此外,JSF也可能會在某些情況下於機身外部加掛更多武器。JSF並未設置固定機砲, 需要此種火力時,必須在機腹中線加掛一個機砲莢艙。

總而言之,雖然JSF的科技新穎(尤其是航電部分),許多技術甚至比F-22還先進,但其畢竟屬於「低檔」機種且允許外銷,因此無法像F-22一樣大量運用最尖端、最昂貴且屬於機密的科技,若干飛行性能(如超音速巡航能力)也無法與F-22相提並論;而外銷他國的JSF更可能在某些方面留一手(特別是匿蹤方面,例如增加外銷用JSF的機外武器掛架數量,一方面加強武器籌載量,一方面也能損及匿蹤性)。

 

競標過程與結果

JSF這塊充滿油水的大餅在未來三、四十年內將創造2000至4000億美元的產值,堪稱歷年來美軍最大的一筆武器採購案,而競標的結果勢將造成美國各軍機廠商在此一領域地位上的大洗牌。這筆生意光是看的到的(美、英採購的部分)就有三千架左右,而這數字還不包括美國評估中未來約2000至3000架的外銷潛力,因此奪標廠商光靠這個計畫便能使其在全美甚至全球軍機界的地位名列前茅,甚至一舉奪得龍頭寶座,因此美國幾個主要軍機大廠莫不卯足全力,在研發、遊說、宣傳等方面展開激烈的較勁。為了降低採購成本,這塊令人垂涎三尺的大餅將由唯一的得標團隊獨吞,輸家完全沒有翻身的機會。不過美國當局已經考慮到此點,盡力想辦法讓輸家得到安慰的補償(但是美國軍方最終還是希望將全部合約交由單一承包商履行,因此「贏者全拿」的原則恐怕不會被推翻),繼續留在此一領域內,否則只讓少數廠商存活的傳統模式,長期而言對使用者以及此領域的產業結構都不會有利。

最初共有三組競爭團隊參與競標,分別以波音、洛克希德.馬丁(簡稱洛馬)與麥道為首。JSF的研發分為三個階段:概念驗證階段、概念實證階段、工程製造與發展階段(EMD)。第一階段的概念發展階段中,麥道的方案首先出局,其餘兩組則進入概念實證階段。 麥道的出局堪稱大爆冷門,因為麥道長年以來都不間斷地參與美國海、空軍各型主力戰機的研發與生產,而波音卻已經有數十年未曾獨自開發一種戰鬥機。在1996年12月,波音宣布購併 麥道。

第二階段概念實證的重點在於兩團隊分別設計、製造兩架概念實證機(Concept Demonstrator Aircraft,CDA,以下簡稱原型機)進行飛行測試(雖然JSF有三種構型,但每個團隊只建造兩架原型機,因此其中兩種構型必須先後使用同一架原型機機體,某一種測試完成後再改裝為另一種),此外還要以原型機為基礎設計一套適宜武器系統概念(Perferred Weapon System Concept,PWSC)、驗證足以削減成本以及提升性能的新科技,並在進入EMD階段之前降低整個計畫的風險;而在此階段完成之際,軍方將決定JSF的唯一獲勝者。在1995年發佈的第一階段聯合暫時性需求文件(JIRD-1)訂出JSF的需求尺寸、速度以及匿蹤參數,波音公司 對此提出的設計為370型,採用挑戰傳統觀念的激進概念,包括三角翼、一對傾斜式尾翼而無水平尾翼,而洛馬的230-1設計則比較保守,這兩個方案雙雙通過審核,分別被軍方賦予X-32以及X-35之編號。

在1997年,JIRD-2出爐,主要訂出JSF的支援性與成本需求,發展出可共通維修JSF的計畫,並使其能在全球任何基地以及美國航空母艦上運作。這個部分包括發展一套標準的插入操作診斷工具、運用可預測戰機狀況的科技發展診斷健康管理系統等,重點則是在於後勤通路、可靠度以及任務次數等。1998年公布的JIRD-3則強調JSF的航電、感測系統,不僅包括機載系統,還涵蓋機外可遙控的感測器;此外,本階段的發展尚須與前述的PWSC整合。為此,波音與洛馬都以改裝過的老舊客機進行機載主動相位陣列雷達、光電偵測系統以及資訊傳輸等JSF所運用的航電科技。此外,JSF也曾有需求的變更,例如在1997至1998年間,軍方將JSF的性能要求提高,包括增加全機重量、返航落地時所攜帶彈藥的重量以及更嚴苛的高攻角運動能力與側滑性能。在概念實證階段中,洛馬集團的花費超出原訂八億美金預算達1.47億之多,而波音更由於前述1997、1998年軍方對JSF要求的提高,被迫大幅修改X-32的構型,但已趕不上原型機的製造,因此X-32的原型機仍使用原有的構型。1999年9月美國空軍敲定作戰需求文件草案(Operation Requirement Document),兩競爭團隊不約而同地決定在推出競標的最後構型前再做些修改。2000年3月五角大廈送出決定版的作戰需求文件,允許兩團隊在正式競標前再做一些修改。

JSF的競標結果在2001年10月26日揭曉,由洛馬X-35擊敗波音X-32,成為新一代美國海、空、陸戰隊的共同機種,並改稱為F-35。五角大廈在宣布獎落誰家時,表示雖然兩支團隊都擁有雄厚的實力,但洛馬的X-35在許多方面「明顯領先對手」。爾後洛馬的F-35進入為期126個月、花費高達200億美元的EMD階段,於此完成F-35量產前的修改與定型,展開F-35的初期生產並逐步滿足軍方訂下的所有需求,最後則進入服役生涯的初期。EMD階段之初,洛馬首先將建造10架先導量產型機與7架測試用機,第一架先導量產型F-35可望在2005年進行首次飛行。接下來是分為六個階段的低量初期量產,首批22架各種構型的F-35低量初期量產型預計在2008年出廠交付美軍。F-35的低量初期量產型將先後分為三個階段:最早出現F-35 Block1只配備AIM-120先進中程空對空飛彈(AMRAAM)和GBU-31聯合直攻炸彈(JDAM,是一種由GPS導引的精確炸彈),而預計在2009年推出的F-35 Block2將具有更多的功能;至於最終的F-35 Block3則預計在2010年下半出現,將滿足作戰需求文件訂下的所有功能。2010年JSF將首先在美國海軍陸戰隊達成初始戰備能力(Initial Operating Capability,IOC),2011年建立在美國空軍的IOC,2012年建立在美國海軍以及英國海、空軍的IOC;而JSF量產型的初期單價約為四至五千萬美元。雖然選擇F-35具有與F-22共通且風險較低的優點,但此舉亦將造成美國海/空軍多數主要戰鬥機種遭到同一家廠商獨攬,長期而言有對使用者與整體產業不利之虞。

 

X-32

X-32最初的370號構型,擁有龐大的主翼與二維向量推力主噴嘴,無水平尾翼。X-32的原型機即為此構型。

降落中的X-32,可清楚看見其進氣口與粗大的機腹

前面兩圖都是X-32最初的構型,但波音後來發現原本的構型無法滿足需求,因此大幅修改X-32的設計,本圖便為1999年波音公布的X-32新構型,增加了水平尾翼,而主翼、進氣口形狀也與原來截然不同。但是原型機已經趕不及套用這麼大的變動,所以還是使用原先的構型。

X-32是波音在20年的空白期後重返戰鬥機市場的開始,由於波音在1990年代末期購併麥道,使其原本不足的軍機研發能量大為增加。X-32能在概念發展階段擠下麥道堪稱大爆冷門, 不僅因為雙方涉足戰鬥機領域時間的天壤之別(波音上一款自行主導開發的戰鬥機是1930年代的P-26螺旋槳戰機,二次大戰爆發時就已經是極落伍的機種),而且在進行JSF之前,美國防衛先進計畫署(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)曾進行「先進超音速短場起飛/垂直降落」(Advanced Supersonic Short Take-off & Vertical Landing,ASTOVL)計畫(此計畫堪稱為JSF STOVL型的前身),結果認定洛馬、麥道預定採用的舉升扇設計是未來STOVL機種的最理想構型(不過JSF並未硬性規定競標者採用何種構型),然而使用中置發動機直接舉升的波音X-32卻擊敗了麥道的舉升扇設計,進入概念驗證階段與洛馬一決雌雄。

最初X-32的370號構型具有面積極大的類三角翼(實際上為不等邊梯型)以及一對向外傾斜的尾翼,而無水平尾翼。主翼是設計重點,波音在進行主翼設計時運用了其在F-22機翼結構設計工作上所獲得的經驗。X-32主翼的翼根厚實並與機身融合,使X-32的機身尺寸雖與F-16相似卻有三倍於後者的燃油搭載量,而一些感測器也埋藏在主翼中。機翼前緣的副翼一直延伸到機翼尖端,在低速時可下壓以增加弧度來提高升力 。X-32的大型主翼設計也讓機體結構變得更為簡單有效率,利於降低成本與後勤維修的負荷。動力方面,X-32採用一具普懷(Pratt&Whitney,PW)的JSF-119-PW-614噴射發動機,是這系列發動機中的推力提升型,最大推力50000磅,一般情況也有42000磅,比F-22的F-119-PW-100(40000磅)與X-35的JSF-119-PW-611為大,這是因為X-32的舉升方案需要使用很大的推力;而垂直起降與高度控制系統則由英國勞斯萊斯(Rolls-Rouce)公司提供。三種構型的X-32都採用一具二維向量推力主噴嘴(旋轉角度為正負20度),而STOVL型在機腹重心位置尚裝有兩具舉升用向量推力噴嘴,旋轉範圍是後方45度至前方15度,發動機產生的噴射氣流可由此向下噴射提供懸浮力量。為了降低空氣阻力與雷達截面積(RCS),兩具舉升用向量推力噴嘴乃安裝在機腹內部,平時伸縮遮板將其蓋住,使用STOVL起降模式時才打開。這種STOVL構型就是「中置發動機直接舉升」,與AV-8系列相同。相較於Yak-141的舉升發動機構型或X-35的舉升風扇構型,中置發動機直接舉升的優點在於專門在垂直舉升時使用的累贅裝備最少,比起一般傳統起降戰機只多了一對機腹向量推力噴嘴,因此重量不會增加太多;此外,在JSF之前西方世界唯一投入服役的STOVL戰機──AV-8系列也使用中置發動機直接舉升構型,而美國航空界也參與AV-8系列的生產與研改,因此對中置發動機直接舉升技術可能會比X-35的舉升風扇構型更為熟悉。此種STOVL構型的主要缺點有二:第一是提供垂直推力的向量推力噴嘴必須放在機身中重心位置,導致發動機也得放在機身中央,連帶使全機構型大受限制,因此此種STOVL構型很難套用於一般超音速空優戰機的 低阻力修長構型上,比較適合用於次音速攻擊機,而具備超音速能力的X-32則是這個體系的少數異類。第二,中置發動機直接舉升向下噴射的全都是滾燙的熱氣,容易使進氣口吸入熱廢氣而降低主發動機推力甚至造成失事危險,或增加操作環境的限制與危險性,例如過多向下噴射的高溫高壓熱氣將嚴重侵蝕地面,產生飛沙走石而損傷機身。由於X-32的發動機置於機身中段,導致進氣口無法安裝在機身兩側,只好挪至機首下方。但是這個位於下方的「大嘴巴」對匿蹤能力有妨害之虞,而且很容易吸入由向下噴嘴噴出且從地面反彈的熱氣而導致發動機推力大減,故波音花了不少功夫來解決這些問題,例如為進氣口設計了特殊的匿蹤造型,並加裝可縱向移動的進氣罩以因應傳統或STOVL起降模式的不同需求,看起來活像一隻大嘴鶚。經過以上種種折衝,最初構型之X-32擁有奇特的前掠造型進氣口。X-32 STOVL型在使用STOVL起降模式時,利用縱向移動式進氣罩,可將發動機扇葉產生的旁通氣流由向下吹,阻隔自地面反彈的熱回流,防止其被吸入進氣口。由於上述由發動機配置位置以及進氣口設計造成的一連串構型限制,X-32的構型看起來較為高聳、寬短,不像一般戰鬥機擁有修長的機身,而比較類似一些對地攻擊機。

由於在民航領域長年累積的經驗,波音對於JSF的後勤維修深具信心,宣稱其使用最先進的科技(如JDIS聯合資訊分配系統、多種現成商用軟硬體等)的JSF後勤維修體系與通路,可大幅降低成本、人力與時間,而且能在24小時內供應零件至全美任何地方、48小時內供應零件至全球任一角落。武器方面,X-32 CTOL預定搭載27mm毛瑟機砲作為固定武裝,其他型則將視客戶需求選用與安裝;此外,X-32機身兩側各有一個大容積內置武器艙。座艙顯示方面,X-32的駕駛台左右兩側各有一個200X250mm的大型液晶多功能平面顯示器(MFD),外加機員的HMD。1997年中起,波音利用改裝的Be-737-200客機測試X-32的航電、偵測系統並模擬匿蹤與任務功能,其中也包括座艙的飛行模擬。

但是1997年底當X-32細步設計逐漸完成時,波音卻發現X-32主翼產生的升力不足以應付前述1997、98年軍方對JSF的性能要求變更,被迫大幅修改X-32的構型。增加主翼升力的手段之一是增加機翼面積,例如洛馬X-35 CV型的機翼就比CTOL以及STOVL型足足增加50%,但是波音X-32的三角翼構型可不能自由地加大機翼面積,因為此一機翼無法折疊,如果要加大翼展就會超過航艦機庫的空間限制;如想在不加大翼展的情況下增加主翼面積,就得拉長機身,這是更糟的選擇。此外,X-32原先的無水平尾翼在低速時控制力量不足,如果硬要增加傾斜尾翼制動器的控制力道,則結構、機械重量會增加到令人難以忍受的地步。因此,波音決定大幅修改構型,主翼形狀改變並縮小面積,除仍保有傾斜尾翼之外還新增一對水平尾翼,進氣口形狀也不一樣了。與原來的構型相比,新構型的前緣後掠角仍為55度,但是主翼後緣則由原先的前掠20度改為後掠20度,因此主翼形狀不再是梯形。經過此一變更,主翼面積比原來下降,但由於新增水平尾翼,因此整架飛機的翼面積還是比原先更大。水平尾翼超出機尾向後延伸以遮蔽噴嘴,能降低RCS。此外,由於機首起落架重新設計,因此進氣口位置前移,而原本造型奇特的前掠式進氣口也就不見了,取而代之的是看起來比較「正常」的後掠式進氣口,因此重量較原先降低,而高攻角飛行性能與匿蹤能力則增加了。新構型的X-32並未更動基本動力構型,整體造型上也維持著原本高聳、寬短的特色。X-32新構型的STOVL型翼展為9.15m,機身長度為14.03m;CTOL與CV型的翼展則為11m,機身長14.42m。波音表示若X-32競標成功,在進入EMD階段後三種衍生型的長度將設計成相同。波音在1999年2月正式公開此種與原先大不相同的新構型,編號為371型,爾後經過多次反覆修改而成374.3型。但糟糕的是波音決定修改X-32構型時,兩架原型機已經組裝八個月了,所以兩機完全沒有採用此種新構型而繼續沿用舊有的370號構型。波音宣稱原來的370型已經能達到美軍的需求,只要在測試中證明原型機符合標準,則374.3型的表現只會更好。但是外界仍然質疑與量產型差異如此巨大的原型機就算通過測試,就能代表與之截然不同的量產型一定會成功嗎?等到截然不同的量產機出來後,恐怕無可避免地必須從頭再試飛、驗證一次,如此要額外增加多少研發經費、風險與時間?也許有人記得當年在先進戰術戰鬥機(ATF)競標中脫穎而出的YF-22,在開發中途也做了一次不小的構型變更,但YF-22的原型機好歹還是套用了修改之後的新構型。雖然當時美國政府對波音此項舉動表達諒解與同意的態度,但無可否認的是,這次臨陣前的大變動為X-32的前途帶來十分不利的影響。

首架X-32A(CTOL型)在2000年9月18日進行首次試飛,進度超越對手X-35。X-32A的試飛持續五個月,STOVL型的X-32B則在接下來的四個月進行測試,在2001年3月7日完成短場起降推進系統的全推力地面測試;而CV型的X-32C也緊接在X-32B之後加入試飛行列。在X-32的兩架原型機中,CV與CTOL型共用同一機身。由於使用先進的模擬技術,試飛員對於X-32的實際飛行性能與模擬機測試十分接近感到驚嘆。雖然X-32的測試進度一開始領先對手,但是波音的好運大概只維持了一個月:測試順利的X-32A在首飛一個月後某次試飛中發現煞車失靈,在愛德華空軍基地附近廣大乾涸鹽湖成功降落後又發現軟體有問題,被迫暫時停飛;恰巧就在此時,洛馬X-35A也展開試飛工作。接著,X-32在進行空中加油測試時赫然發現空中加油管的封閉設計不良 ,沒有確實接合,輸油時油料會從另一邊飛噴出去,根本沒進入油箱,爾後這個問題也沒被解決。由於無法實施空中加油,X-32每次補充燃油都得落地,浪費了不少時間 (洛馬X-35則無此問題),導致最初波音對洛馬的進度領先逐漸消耗殆盡。不過大體來說,在CTOL與CV型的測試階段,波音的進度領先,而兩組人馬的表現都十分良好且不分軒輊,雙方的原型機用以往無法想像的測試密集度進行試飛;而X-32也展現良好的靈活度,一掃外界對其外觀「粗肥」的負面批評。

不過到了STOVL機型的較量時,X-32開始陷入不利的狀況:首先,波音在X-32B在進行STOVL起降測試時拆除非必要的起落架艙門與進氣口唇片等重約1500磅的零組件,進行超音速飛行測試時再將這些東西裝回去,被批評為「作弊」,但波音辯稱新構型的重量本來就比採用370號設計的X-32原型機輕約15000磅。更嚴重的是,進氣口吸入地面反彈熱廢氣的隱憂果真在X-32B的垂直降落測試中發生了,第一次因為地面排氣坑道設計不良導致引擎吸入熱氣,而發生推力降低的驚險狀況,幸好引擎在落地前夕恢復正常,否則會是一次重落地;爾後改在一般地面測試,一開始還十分順利,但在 第二次降落測試中,發動機在落地前夕因吸入熱氣而發生燃爆的危險狀況。顯然波音用在X-32B上的幾個解決方案不甚有效,爾後基於安全因素,波音不再進行垂直降落測試,但宣稱新構型能有效解決此一問題。由於這些不順遂,X-32的試飛進度到了2001年就被X-35趕了過去,最後甚至有些項目無法通過驗收。從X-32系列的試飛工作完全結束後到競標結果揭曉約幾個月的時間內,波音仍自掏腰包持續地進行試飛。諷刺的是,X-32與當年的YF-23一樣,都是一開始試飛進度領先對手但後來被追過去,最後慘遭落敗。

競標JSF的失利,不僅代表波音重返戰機市場的努力受到重挫,更是在911恐怖攻擊後民航機需求銳減之際,又一次對其營運造成嚴重打擊。競標失敗後,波音立刻宣布商用機事業部門將裁減三萬員工,而且該公司2002年的收入預估短少十億美元。不過,美國國會中支持波音的勢力表示將提案讓波音參與F-35的研發生產工作,並敦促五角大廈購買更多波音製的軍機,以抒解波音的困境。基於降低成本的考量,五角大廈方面仍傾向交由單一承包商獨攬這筆合約,並反對由國會立法強制波音與洛馬分享這筆生意;但他們也聲明,如果洛馬自願與波音分享合約,五角大廈將不反對。

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