F-35在其整個服役期間，因技術挫折和預算超支，受到可能更多的是政界人士的批評，以至掩蓋了其本身出色系統能力的光芒。實際上，它被美國軍方讚譽為戰術空中力量的革命。隨著一系列新的改進開始服役，數據融合的F-35震撼世界的空戰能力，將使所有爭議聲音安靜下來。
人們似乎不再懷疑聯合攻擊戰鬥機客觀上是世界最先進和能力最強的飛機，它能夠同時擔當各種軍用飛機角色，從情報、監視和偵察到電子戰，再到戰鬥空間管理，它甚至可以被用作高級別的指揮控制節點，並擁有令人難以置信的生存力。
儘管今天的F-35已經擁有世界上能力最強的系統，但是技術的發展還是打破了其現有的系統架構，推動它跟上未來20年可能出現的挑戰步伐。F-35項目辦公室未雨綢繆，推出了技術更新-3（TR-3）和區塊4（Block 4）升級計劃。區塊4升級預計需要6～10年時間，花費約150億美元，包括一系列秘密甚至機密的改進，有些情況局外人可能永遠不會知道。
技術更新-3是為大規模升級奠定基礎，某種程度上，這項工作可以被理解為是一次大腦移植，它主要是提供巨大的計算能力和內存，構建新的系統框架，為進一步集成創造條件。
全面提升核心計算能力的技術更新-3，其硬件和軟件幾乎影響了飛機的所有功能，它使F-35的數據處理能力提高了25倍。按照國防承包商L3哈里斯公司（L3 Harris）的說法，最終當它與後續的升級結合在一起時，計算能力將增加到驚人的37倍。這種處理器的升級將影響所有機載系統，包括雷達處理、分布式孔徑系統、電子戰套件、通訊、制導以及其它。為了支持所有這些新的能力，數據存儲也增加了20倍。
一些新系統已經隨著現在生產的第15批F-35戰鬥機下線，從明年生產的第16批開始，將配備一個改進的電子戰處理器，其功率是現有系統的三倍。從2025年開始生產的第17批F-35戰鬥機，將配備不少於20個電子戰接收器，能夠探測和定位敵人的雷達和其它訊號傳輸，比目前只攜帶5個同類接收器的F-35戰鬥機增加了三倍。儘管所有這些重大升級令人印象深刻。但它們實際上也只是為今後更多的實質性升級打下基礎。
技術更新3也被界內人士廣泛描述為F-35區塊4升級的骨幹，區塊4升級大約包括75個主要項目。F-35族系A/B/C三個變體都將進行升級，但系統的改進和能力的增強是如此巨大，以致可能需要重新命名這些新的先進戰鬥機以區別它們能力較弱的前輩。
現在，區塊4的大部份內容仍然神秘莫測。參與項目的承包商不願意透露任何細節。多達75個升級項目，將以區塊4的系列（4.1、4.2、4.3）版本推出，其中許多能力是在軟件開發的基礎上挖掘和提高現有硬件的能力集成。聯合項目辦公室已經將區塊4描述為F-35戰鬥機出現以來最雄心勃勃的升級計劃。我們可以從以下介紹了解一斑。
區塊4升級的一個重要部份是新的武器集成，這些武器包括聯合攻擊導彈、遠距離獵殺敵方防空系統的AGM-88G增程型先進反輻射導彈（AARGM-ER），以及能力強大的歐洲流星空對空導彈。除了傳統的動能武器之外，區塊4升級還包含一些尚未披露的全新電子戰能力。
在這些升級中，也許最重要的是擴展F-35的機載武器系統。目前的F-35在不破壞隱身外形的情況下，最多只能在內部彈艙攜帶4種彈藥，內部載彈量少一直是F-35最大的尷尬。區塊4把內部彈艙容量增加到可攜帶6種彈藥，使其在投入戰鬥時擁有更大的攻擊能力。
目前F-35使用諾斯洛普格魯門公司的AN/APG-81有源電子掃描陣列雷達，這是被譽為有史以來在戰鬥機上安裝的最強大的雷達系統。它是如此強大，以至於不僅可以用來識別和追蹤地面和空中目標，它甚至可以在這樣做的同時，對敵人雷達進行電子干擾。就是這樣一個系統也將被更強大的AN/APG-85所取代。這種最新技術的雷達系統，將確保空中優勢。
有人猜測，新的雷達將採用基於氮化鎵（GaN）的發射/接收模塊（TRM）。這些新的模塊有超強的導熱效率，將大幅度提高功率傳輸和清晰度，這些技術為目標捕獲和電子戰任務注入更大的功率。其結果是使F-35的目標探測範圍在相同的功率輸出和同樣大小的陣列下增加一倍，使F-35在超視距交戰中，對其它戰鬥機形成不可逾越的優勢。
為了給所有這些新系統提供足夠的動力，F-35需要一台更強大的動力裝置，儘管它現在裝備的普惠公司（Pratt & Whitney）的F135引擎已經是世界上單發戰鬥機中推力最大的引擎了。這個話題推動了引擎製造商——通用電氣公司與普拉特惠特尼公司之間的競爭。最近，五角大樓與普惠公司敲定了一項協議，繼續為F-35提供動力裝置，直到第17批。這使普惠公司的引擎延伸到區塊4的升級，表明普惠公司在為區塊4升級版提供改進動力裝置的競爭中已經保持領先。
普惠公司為F-35戰鬥機提出的建議更便宜，改進更溫和。而通用電氣公司推銷的是為下一代先進戰鬥機設計的自適應循環引擎，可能在航程、推力等方面提供重大技術飛躍，但價格也更高。
普惠公司的進化型引擎核心升級（ECU），將把現有的F135引擎的推力提高10%，同時把燃油效率提高5%，從而使航程增加7%。而通用電氣的XA100自適應循環引擎，燃油效率提高25%，推力提高20%，熱管理提高兩倍，航程增加35%。
儘管通用電氣的自適應循環引擎可能給F-35帶來更加令人振奮的性能提升，但通用電氣的建議可能存在相較於成熟技術潛在周期和經費風險，這就足以動搖決策層對通用電氣方案的信心，而傾向普惠公司更友好和適度的改進。
美國空軍空戰司令部（ACC）負責人馬克凱利（Mark D. Kelly）將軍對F-35區塊4的大規模升級計劃的解釋是，首要目標是獲得新的電子戰能力。隱形戰鬥機在未來高端衝突中的存在可能就取決於此。能否在電磁頻譜中佔據主導地位將成為決定戰場勝負的絕對因素。
以往第四代戰鬥機駕駛員重點關注4件事：編隊、雷達、能源和通訊（FREC）。也就是飛行員看到的感應器信號，飛機的高度、速度和推力。然而，這種理念對於F-35來說已經沒有那麼重要。
凱利說，F-35的編隊是分散的，以使感應器能力最大化，雷達可以自動運行，能量可以通過自動油門控制，通訊更多的是數據傳輸，而不是語音對話。因此，第五代飛行員需要關注的東西已經大不一樣，他們需要管理數據和時間線。意思是說，在情報系統的數碼管理下，你只需要把飛機準時帶到它應該出現的地方。
總之，區塊4的最終目標是為F-35戰鬥機及其飛行員配備他們在電磁波譜上打仗和生存所需的資源和工具。穩健和強大的電子戰能力將是實現這一雄心的關鍵。
美國空軍部長肯德爾（Frank Kendall）一直關心中國在電子戰方面的進展，他曾表示，中國一直專注於增加庫存和武器的複雜性，並支持他們的武器殺傷鏈冗餘系統的現代化。
凱利也有類似的看法。二戰時期蒙哥馬利曾說，如果輸掉空中的戰爭，就會輸掉整個戰爭，而且會很快輸掉。
凱利說，多年後，今天的情況是，如果我們在電磁頻譜上輸掉戰爭，我們將輸掉整個戰爭，而且輸得很快。E-7楔尾、EC-37羅盤呼叫（Compass Call）、鷹式被動預警生存系統（EPAWSS）和F-35區塊4背後的力量，是美國空軍必須努力的方向。
凱利提到了E-7和EC-37。E-7是最新的預警與控制飛機，它可以對多領域的威脅提供360度覆蓋。而EC-37的任務主要是提供對峙的電子戰支持以及情報收集功能。F-15的鷹式被動預警生存系統是一個強大的電子戰套件，它為F-15E/EX提供了自我保護、先進的態勢感知和額外的力量倍增功能。
洛歇馬丁公司希望從第5批到第14批的所有F-35戰鬥機都加裝技術更新3。如果一切按計劃進行，將從第17批F-35戰鬥機開始引入區塊4。全部升級工作預計到2029年結束。凱利認為，相比這些系統的重要性，區塊4升級的發展周期已經足夠快了。◇
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