第九章 前瞻性的系统
F-35闪电II的三个亚型号都配备了相同的任务系统套件。通过应用尖端技术，这些系统不仅复杂，而且被设计用于提供作战空间的图像，这比任何战斗机飞行员都有过之而无不及。使用AAQ-40光电瞄准系统和AAQ-37分布式孔径系统，F-35飞行员可以从全景驾驶舱显示屏和头盔显示器的遮阳板上获得信息。
AAQ-40光电瞄准系统
在建造一些世界上最先进的瞄准系统方面拥有丰富的经验，位于佛罗里达州奥兰多为洛克希德马丁公司的导弹和火控分部的科学家与工程师在收到F-35的要求时，他们处于一个很好的位置，可以进一步提高瞄准能力。由此产生的AN/AAQ-40光电瞄准系统利用了在F-14D超级雄猫上使用的LANTIRN瞄准系统(“开创了夜间精确制导武器使用的先河”)、AN/AAQ-33狙击手先进瞄准吊舱和AN/AAS-42红外搜索与跟踪(IRST：Infrared Search and Track)系统所获得的经验。“光电瞄准系统是第一个结合目标前视红外和红外搜索与跟踪的传感器。洛克希德马丁公司光电瞄准系统业务开发经理唐.博林(Don Bolling)说：“将这两种能力结合到一个传感器里是开发该系统的一大技术挑战。
2012年4月30日，461FTS中队的F-35A AF-06 07-0744/ED在加州上空进行Block 2A版本软件的回归测试飞行。
光电瞄准系统主要被视为空对地瞄准吊舱，最初的目的地是装备三分之一的F-35。但美国海军成功地主张在每一架F-35上安装光电瞄准系统，因为这种能力是整个任务范围内使用的传感器套件中不可或缺的一部分。光电瞄准系统提供激光指示、协同作战的激光照射跟踪、空对空和空对地前视红外跟踪、数字变焦、广域红外搜索与跟踪和生成支持GPS制导武器的地理坐标。F-35的所有三种型号都配备了光电瞄准系统。
尺寸(宽x深x高)约为19.4 x 27.5 x 32.1英寸（493 x 698 x 815毫米），光电瞄准系统被放在一个体积小于4英尺³、重量为202磅(91千克)的盒子里。博林说：“在光电瞄准系统的左右两侧都有分布式孔径系统传感器，上面还有雷达设备，空间限制非常严格。”相比之下，狙击手吊舱包括一个7英尺6英寸(2.3米)长的管子，重约440磅(200千克)。狙击手吊舱和光电瞄准系统之间尺寸差异的一个原因是使用的冷却方法。大多数传统的瞄准吊舱，如狙击手，都是风冷的，需要在吊舱后面安装必要的系统光电瞄准系统是一种液冷系统，使用飞机供给的PAO(聚α-烯烃)。
光电瞄准系统位于雷达和驾驶舱舱壁之间的F-35前机身下部。“当你想像瞄准系统的复杂程度时，它就像是有着长而直的光路的望远镜，看到光电瞄准系统在F-35上的位置，它的空间是很昂贵的，” 光电瞄准系统的主管说。空间有限到这样一个程度，一个标准的瞄准系统与一个直光路从物理学上说是不可能容纳在这样的空间里。因此，光电瞄准系统的光路通过反射镜和棱镜折叠，把光线折射出几个不同的表面，将其引导到焦平面阵列上，并适应空间。洛克希德.马丁公司F-35电光和头盔系统主管凯西.康蒂尼(Casey Contini)说：“该系统是一种使用多个波段的紧凑型光学设备。”
蓝宝石色的镶嵌面很好地显示了AN/AAQ-40光电瞄准系统的窗口的效果。
“我们有效地将光线从进入窗口的地方弯曲至少四次，最终被引导到焦平面阵列或探测器上，这是一个重大的挑战，”唐.博林称赞道。“让F-35真正神奇的是，你第一次拥有了一个融合传感器套件。与红外系统相比，APG-81雷达对机载目标的距离显示更为精确，光电瞄准系统在方位角上比雷达更精确。把这两种能力结合在一起，你得到的目标位置不确定性要小得多，这意味着你的武器效果会更好，如果需要的话，你的指示准确度会更高。你可以分享每个传感器的能力，以减少不确定性。”
光电瞄准系统位于一个由七块蓝宝石面板组成的小面窗组件后面。嵌板指的是一个单独的部件，它安装在一个框架内，并固定在适当的位置，组成整个窗架。在符合飞机雷达信号要求的驱动下，光电瞄准系统窗架组件是首个现有的此类设计。相比之下，洛克希德马丁公司的AAQ-33狙击手吊舱拥有四个更小的面板，传感器和窗口之间的入射角要小得多。根据博林的说法，保持所需的光学性能和遵守雷达特征要求是一个真正的挑战。在内部，光电瞄准系统独特的设计框架和主镜头称为A-焦点或方位组件，提供地平线到地平线的半球视野。它正对着窗户，摇摆空间大约为1/4英寸(6毫米)。这种复杂的设计是由在低可探测应用中所需的多个视野和数字变焦驱动的。
光电瞄准系统尺寸约为19.4 x 27.5 x 32.1英寸，重量为202磅，可填充体积小于4英尺³的盒子。
另一个被称为仰角组件的透镜是一面创新设计的镜子，它与主A焦点呈45°角，以旋转动作来提供垂直覆盖。仰角组件将光引导到光路中。该系统的顶部是激光器，与狙击手吊舱中使用的激光器类型相同，但输出路径不同。在万向节组件顶部的激光器正下方有两个电路板或电子控制组件。一个提供转动的动作控制，另一个提供图像处理器机制。光纤通道将数据从传感器直接传送到集成核心处理器。
整个光电瞄准系统拥有一个复合护罩，用于保护不受碎屑的撞击，并充当有助于稳定系统的结构元件。系统稳定对于保持地面的点跟踪非常重要，并且非常稳定，因此可以导出地理坐标并将其输入GPS制导武器进行瞄准。每次光电瞄准系统通电时，自动瞄准仪对准激光和前视红外。瞄准机构是安装在万向节背面的一个模块。通电时，传感器旋转进入瞄准模块，并与前视红外和激光保持一致，使它们指向同一个点。只有一个光圈意味着前视红外和激光都通过同一条光路。