Lockheed Martin F-35 Lightning II

Lockheed Martin F-35 Lightning II () (JSF, Joint Strike Fighter; Müşterek Saldırı Uçağı), hem hava üstünlük hem de saldırı görevlerini yerine getirmek ve savaştaki her amaç için farklı uçak geliştirmenin masraflı olmasından dolayı tek bir uçağın tüm görevleri yerine getirmesi amacıyla tasarlanan ve üretilen, 5. nesil, tek kişilik ve tek motorlu, tüm hava koşullarına uygun çok görevli bir Amerikan savaş uçağı ailesidir. Aynı zamanda elektronik harp ve istihbarat, gözetleme, hedef tespit ve keşif (ISTAR) yeteneklerini etkili bir şekilde sağlayabilir. Lockheed Martin, ana ortakları Northrop Grumman ve BAE Systems ile birlikte ana F-35 yüklenicisidir. Uçağın üç ana çeşidi vardır: geleneksel kalkış ve iniş modeli olan F-35A (CTOL), kısa kalkış ve dikey iniş özellikli olan F-35B (STOVL) ve gemiye konuşlu F-35C (CV/CATOBAR).

Uçak, 2001 yılında Müşterek Saldırı Uçağı (JSF) programı geliştiriminde Boeing X-32'yi eleyen bir öntür olan Lockheed Martin X-35'ten sürümlendirilmiştir. Başlangıçta ABD deniz ve hava kuvvetlerindeki F-16, A-10, F/A-18 (yeni olan E/F "Super Hornet" varyantları hariç) ve AV-8B'leri, İngiltere ise Harrier'ları bu uçak ile değiştirecekti.

NATO ve Birleşik Krallık, İtalya, Avustralya, Kanada, Norveç, Danimarka, Hollanda ve eski ortak Türkiye de dahil yakın ABD müttefiği program ortağı ülkelerden ek ödeneklerle birlikte, geliştirilmesi esas olarak Amerika Birleşik Devletleri tarafından finanse edilmektedir. Başka birçok ülke de uçaktan sipariş etmiş veya sipariş niyetini açıklamıştır. Program, benzeri görülmemiş boyutu, karmaşıklığı, balonlaşan maliyetleri ve çok geciken teslimatları nedeniyle çok fazla incelemenin konusu olmuş ve eleştiri almıştır. Uçağın eşzamanlı üretiminin satın alma stratejisi, geliştirme ve test aşamasındayken, pahalı tasarım değişikliklerine ve iyileştirmelere yol açmıştır.

F-35B, ABD Deniz Piyade Kolordusu'nda Temmuz 2015'te hizmete girmiş, ardından Ağustos 2016'da ABD Hava Kuvvetleri'nde F-35A ve Şubat 2019'da ABD Donanması'nda F-35C hizmete girmiştir. F-35 ilk olarak 2018'de İsrail Hava Kuvvetleri tarafından bir askeri operasyonda kullanılmıştır. ABD, 2044 yılına kadar 2.456 adet F-35'i satın almayı planlamakta ve bu da hava kuvvetlerinin, donanma kuvvetlerinin ve deniz piyadelerinin mürettebatlı taktik hava gücünün büyük bir bölümünü birkaç on yıl boyunca temsil edecektir. Uçağın 2070 yılına kadar etkin olarak kullanılacağı tahmin edilmektedir.

Uçak F-22'de kullanılan teknolojilerden de faydalanılarak üretilmiştir. Radardaki izi F-22 kadar küçük olamasa bile günümüz uçaklarından düşüktür. Bunu sağlamak için silah istasyonları gövdenin içine saklanmış, daha keskin geometriye sahip bir gövde tasarımı yapılmış, kompozit malzemelerin kullanım oranı artmış ve özel RAM (Radar Absorbing Material) boyama yapılmıştır. Uçak gemisi varyantının gemi pistine inip kalkarken, mancınıkla fırlatılabilmesi ve kanca ile yakalanabilmesi için gövde altı sağlamlaştırılmıştır.

F-35, 1980'lerden ve 1990'lardan gelen çeşitli savaş uçağı programlarının birleşmesi şeklinde ortak bir saldırı uçağı tasarılarının sonucu olarak şekillenegelmişti. Ata programlardan biri, 1983'ten 1994'e kadar süren Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA) Gelişmiş Kısa Kalkış/Dikey İniş (ASTOVL) çalışması idi. ASTOVL ile, İngiltere Kraliyet Donanması ve ABD Deniz Piyadeleri (USMC) için bir dikey kalkabilen Harrier modeli geliştirilmesi amaçlanmıştı. ASTOVL'un sınıflandırılmış programlarından biri kapsamında, SSF (Supersonic STOVL Fighter) adında Lockheed Skunk Works tarafından, hem ABD Hava Kuvvetleri (USAF) hem de ABD Deniz Piyadeleri (USMC) için tasarlanmış hayalet tasarımlı bir sesüstü hızlı, kısa kalkış ve dikey iniş yetenekli savaş uçağı için araştırma yapılmıştı ve incelenen önemli bir teknoloji de, şaft tahrikli kaldırma fanı (SDLF, shaft-driven lift fan) sistemi idi. Lockheed'in kavram tasarımı, boş olarak yaklaşık 11.000 kg (24.000 lb) ağırlığında, tek motorlu, kanartlı, delta kanatlı bir uçaktı. ASTOVL projesi, 1993 yılında Uygun Fiyatlı Ortak Hafif Avcı (CALF, Common Affordable Lightweight Fighter) olarak yeniden adlandırıldı ve Lockheed, McDonnell Douglas ve Boeing'i içeriyordu.

1993 yılında, USAF'ın MRF (Multi-Role Fighter) ve ABD Donanması'nın A/F-X (Advanced Fighter-Attack) programlarının iptallerinin ardından Ortak Gelişmiş Saldırı Teknolojisi (JAST, Joint Advanced Strike Technology) programı ortaya çıkmıştı. Nispeten uygun fiyatlı bir F-16 değişimi için bir program olan MRF, F-16 filo kullanımını kolaylaştıran ve böylece hizmet ömrünü uzatan ve F-22 programından bütçe baskısını artıran Soğuk Savaş sonrası savunma kesintileri nedeniyle geriye ölçeklendirilmiş ve ertelenmişti. Başlangıçta Gelişmiş Saldırı (A-X, Advanced-Attack) olarak bilinen A/F-X, 1991'de ABD Donanması'nın bir A-6 değişimi için Gelişmiş Taktik Uçak (ATA, Advanced Tactical Aircraft) programını takip etmesi şeklinde başladı; ortaya çıkan A-12 Avenger II, 1991'de sorunlar ve maliyet aşımları nedeniyle iptal edildi. Aynı yıl, ABD Hava Kuvvetleri'nin Gelişmiş Taktik Savaşçısı (ATF, Advanced Tactical Fighter) programının bir parçası olan Donanma Gelişmiş Taktik Avcısı (NATF, Naval Advanced Tactical Fighter) programının sona ermesi, F-14'ün yerini almak için A-X'e ek savaşçı yetenekleri eklenmesine neden olmuş ve daha sonra A/F-X olarak yeniden adlandırılmıştı. Artan bütçe baskısının ortasında, Eylül 1993'te Savunma Bakanlığı'nın (DoD) aşağıdan yukarıya incelemesi (BUR, Bottom-Up Review), ortaya çıkan JAST programına getirilen uygulanabilir deneyimlerle MRF'lerin ve A/F-X'in iptallerini duyurdu. JAST'nin amacı yeni bir uçak geliştirmek değil, bunun yerine gereksinimleri geliştirmek, teknolojileri olgunlaştırmak ve gelişmiş hava saldırı harpleri için kavramlar göstermekti.

JAST programı ilerledikçe, 1996 yılına kadar kavram gösterici uçak ihtiyacı ortaya çıkacak ve bu da ASTOVL/CALF'ın tam ölçekli uçuş göstericisi aşamasına denk gelecekti. Çünkü ASTOVL/CALF kavramı JAST tüzüğüyle uyumlu göründüğü için, iki program sonunda 1994 yılında JAST adı altında birleştirildi ve program şu anda ABD Hava Kuvvetleri, ABD Deniz Piyade Kolordusu ve ABD Deniz Kuvvetleri'ne hizmet etmektedir. JAST daha sonra 1995 yılında McDonnell Douglas, Northrop Grumman, Lockheed Martin ve Boeing tarafından STOVL başvuruları ile birlikte Müşterek Saldırı Uçağı (JSF, Joint Strike Fighter) olarak yeniden adlandırıldı. JSF'nin sonunda Harrier, F-16, F/A-18, A-10 ve F-117 de dâhil ABD ve müttefiklerinin envanterindeki çok sayıda çok rollü ve saldırı uçaklarının yerini alması bekleniyordu.

Uluslararası katılım, Birleşik Krallık'ın ASTOVL programına katılımı ile başlayan JSF programının kilit bir yönüdür. F-16 ve F/A-18'i kullanan ve hava kuvvetlerinin modernizasyonuna ihtiyaç duyan birçok uluslararası ortak, JSF'ye ilgi duyuyordu. Birleşik Krallık, JAST/JSF'ye 1995 yılında kurucu üye olarak katılmış ve böylece JSF programının tek 1. seviye ortağı olmuştur. İtalya, Hollanda, Danimarka, Norveç, Kanada, Avustralya ve Türkiye, Kavramsal Gösterim Aşaması (CDP, Concept Demonstration Phase) sırasında programa katılmış ve İtalya ve Hollanda 2. seviye ortaklar ve diğer geri kalanlarda 3. seviye ortaklardı. Sonuç olarak, uçak uluslararası ortaklarla işbirliği içinde geliştirilmiş ve ihracata hazır hale gelmiştir.

F-35 2040'lı yıllarda dünyanın en önde gelen avcı uçağı olması için tasarlanmıştır. Ayrıca havadan-havaya yeteneği olarak F-22'den sonra gelen tek uçak olarak da planlanmıştır. F-35 tasarlanırken istenilen özellikler ise şunlar olmuştur: geçmişteki avcılardan dört kat daha fazla etkili havadan havaya mücadele, sekiz kat daha etkili karaya saldırı, üç kat daha etkili stratejik keşif ve hava savunması. Manalı olarak bu yetenekleri geçmişte kalan uçaklardan daha küçük radar izi (RCS değeri) ve daha uzun menzille yerine getirmeliydi. Ayrıca NATO ülkelerindeki F-16'ların yerini doldurabilecek yeni bir ticari savaş uçağına ihtiyaç vardı. Diğer ülkelere F-22 satışı olmadığından doğal olarak talep bu uçağa yönlenecekti.

Lockheed'in II. Dünya Savaşındaki P-38 Lightning ve Soğuk Savaş döneminde İngiliz Uçak Kurumu'nun (BAC) ürettiği "Electric Lightning" uçaklarının onur ve şerefine, ABD Hava Kuvvetleri (USAF) tarafından 7 Temmuz 2006'da resmî olarak uçağın ismi F-35: Lightning-II olarak açıklanmıştır. Seçim listesinde bulunmuş diğer isimler Kestrel, Phoenix, Piasa, Black Mamba ve Spitfire II'dir.

Boeing ve Lockheed Martin 1997'nin başlarında Kavramsal Gösterim Aşaması için seçildiler ve kavramsal gösterim uçakları sırasıyla X-32 ve X-35 olarak belirlenmiş; McDonnell Douglas takımı elenmiş ve Northrop Grumman ve British Aerospace, Lockheed Martin takımına dâhil olmuştu. Her kuruluş, geleneksel kalkış ve iniş (CTOL), uçak gemisine konuşlandırılabilir (CV) ve kısa kalkış ve dikey iniş modeli göstermek adına iki öncültür hava aracı üretecekti. Lockheed Martin'in tasarımı, ASTOVL/CALF programı kapsamında yürütülen SDLF (şaft tahrikli kaldırma fanı) sistemi üzerindeki çalışmalardan yararlanacaktı. X-35'in STOVL işlemini etkinleştiren kilit bir yönü olan SDLF sistemi, tahrik milini türbinlere bağlayan ve böylece motorun döner nozulundan gelen itişi artıran bir debriyaj takılarak etkinleştirilebilen ön merkez gövdesindeki kaldırma fanından oluşmaktaydı. Convair Model 200, Rockwell XFV-12 ve Yakovlev Yak-141 gibi benzer sistemleri içeren önceki uçaklardan yapılan araştırmalar da dikkate alınmıştı. Buna karşılık, Boeing'in X-32 tasarımı, STOVL işlemine girerken arttırılmış turbofanın yeniden yapılandırılacağı doğrudan kaldırma sistemini kullandı.

Lockheed Martin'in ortak stratejisi, CTOL türü için STOVL türünün SDLF'sini (şaft tahrikli kaldırma fanı) bir yakıt deposu ile ve döner kıç nozulunu iki boyutlu bir itki taşıyıcı yönlendirme nozulu ile değiştirmekti. Bu, STOVL ve CTOL türleri için aynı aerodinamik yapılandırmalara izin verirken, CV türünün uçak gemisine iniş hızını azaltmak adına genişletilmiş kanatları olacaktı. JAST birleşmesinden kaynaklanan aerodinamik özellikler ve uçak gemisi iniş gereksinimleri nedeniyle, tasarım yapılandırması ASTOVL/CALF'ın kanart üçgen kanat tasarımına kıyasla geleneksel bir kuyruk üzerinde oturacaktı; özellikle, geleneksel kuyruk yapılandırması, uçak gemisi uyumluluğu göz önünde bulundurulmadan tasarlanan ASTOVL/CALF kanart yapılandırmasına kıyasla uçak gemisine iniş için çok daha düşük düzeyde bir risk sunar. Tasarımın bu aşamasında ortaklık hedefi hala çok yüksek olduğundan, bu, üç çeşidin tümü arasında daha büyük bir ortaklığı mümkün kılmıştı. Lockheed Martin'in öntür tasarımları, STOVL gösterimi için X-35B'ye ve uçak gemisi türü (CV) uyumluluk gösterisi için daha büyük kanatlı X-35C'ye dönüştürmeden önce CTOL'u göstermek için X-35A'dan oluşacaktı.

X-35A ilk olarak 24 Ekim 2000'de uçtu ve ses altı ve ses üstü uçuş nitelikleri, kullanım, menzil ve manevra başarımı için uçuş testlerinden geçti. 28 uçuştan sonra uçak, şaft tahrikli kaldırma fanı (SDLF), üç rulmanlı döner modül (3BSM) ve dönüş kontrol kanallarının (RCD) eklenmesi dâhil önemli değişikliklerle STOVL testi için X-35B'ye dönüştürüldü. X-35B, 150 m'den (500 ft) daha kısa bir mesafede kararlı gezinme, dikey iniş ve kısa kalkış gerçekleştirerek SDLF sistemini başarıyla sergileyecekti. X-35C ilk olarak 16 Aralık 2000'de uçtu ve sahada uçak gemisi iniş uygulama testleri gerçekleştirdi.

26 Ekim 2001'de Lockheed Martin kazanan ilan edildi ve Sistem Geliştirme ve Gösterim Sözleşmesi (SDD, System Development and Demonstration) ile ve Pratt & Whitney, uçağın F135 adlı motorunu geliştirmek üzere ayrı ayrı ödüllendirildi. Standart Savunma Bakanlığı numaralandırması ile sıra dışı olan "F-35" ad atamasının, Program Yöneticisi Tümgeneral Mike Hough tarafından yerinde belirlendiği iddia edilmiş; bu, JSF için "F-24" atamasını bekleyen Lockheed Martin için bile sürpriz olmuştur.

JSF programı Sistem Geliştirme ve Gösterim aşamasına geçtiğinde, X-35 gösterim tasarımı F-35 savaş uçağını oluşturmak için değişikliğe uğradı. Ön gövde, görev aviyoniklerine yer açmak için 13 cm (5 inç) uzatılırken, yatay dengeleyiciler, denge ve denetimi korumak için 5.1 cm (2 inç) kıç tarafına kaydırıldı. Yön değiştirmeyen sesüstü giriş, dört taraflı bir kukuleta şeklinden üç taraflı bir kukuleta şekline değiştirilmiş ve 76 cm (30 inç) kıç tarafına hareket ettirilmişti. Gövde bölümü daha doluydu, üst yüzey silah koylarını barındırmak için merkez çizgisi boyunca 2.5 cm (1 inç) yükseltildi. X-35 öntürlerinin belirlenmesinin ardından, üç varyant F-35A (CTOL), F-35B (STOVL) ve F-35C (CV) olarak adlandırıldı. Ana yüklenici Lockheed Martin, genel sistem tamamlaması ve son montaj ve kontrolü (FACO, final assembly and checkout) gerçekleştirirken, Northrop Grumman ve BAE Systems, görev sistemleri ve uçak gövdesi için bileşenler tedarik ediyordu.

Bir savaş uçağı sistemlerinin eklenmesi, tasarıma ek ağırlık yarattı. F-35B, büyük ölçüde 2003 yılında silah koylarını, türler arasındaki ortaklığa göre genişletme kararı nedeniyle en yüksek hacmi kazandı; toplam ağırlık artışının %8'in üzerinde 1.000 kg'a (2.200 pound) kadar olduğu ve tüm STOVL anahtar başarım katsayısı (KPP, Key performance parameter) eşiklerinin kaçırılmasına neden olduğu bildirildi. Aralık 2003'te, ağırlık artışını azaltmak için STOVL Ağırlık Atma Ekibi (SWAT) kurulmuş; değişiklikler arasında daha fazla motor itki kuvveti, inceltilmiş gövde elemanları, daha küçük silah koyları ve dikey dengeleyiciler, roll-post çıkışlarına daha az itki beslemesi ve kokpitin hemen arkasında eş kanat ekleminin, elektrik elemanlarının ve uçak gövdesinin yeniden tasarlanması yer almıştı. SWAT çabasıyla oluşan birçok değişiklik, her üç ortak tasarımda da uygulandı. Eylül 2004'e kadar, bu çabalar F-35B'nin ağırlığını 1.400 kg (3.000 pound) düşürürken, F-35A ve F-35C'nin ağırlıklarını sırasıyla 1.100 kg (2.400 pound) ve 860 kg (1.900 pound) azaltmıştır. Ağırlık azaltma çalışmaları 6.2 milyar dolara mal olmuş ve 18 aylık bir gecikmeye neden olmuştur.

AA-1 olarak adlandırılan ilk F-35A, 19 Şubat 2006'da Fort Worth, Teksas'ta testlere başlamış ve ilk uçuşunu 15 Aralık 2006'da yapmıştır. Uçağa 2006 yılında "Lightning II" adı verilmiştir.

Yazılım, Sistem Geliştirme ve Gösterim (SDD) için altı sürüm veya blok olarak geliştirilmiştir. İlk iki blok, 1A ve 1B, ilk pilot eğitimi ve çok seviyeli güvenlik için F-35'i hazırladı. Blok 2A, eğitim yeteneklerini geliştirirken, 2B, USMC'nin İlk İşletim Yeteneği (IOC, Initial Operating Capability) için planlanan ilk savaşa hazır sürümdü. Blok 3i, yeni donanıma sahipken 2B'nin yeteneklerini korur ve USAF'ın IOC'si için planlanmıştır. SDD için son sürüm olan Blok 3F, tam uçuş zarfına ve tüm temel savaş yeteneklerine sahip olacaktı. Yazılım sürümlerinin yanı sıra, her blok ayrıca aviyonik donanım güncellemelerini ve uçuş ve yapısal testlerden elde edilen hava aracı iyileştirmelerini de içerir. "Eşzamanlılık" olarak bilinen bu şeyde, bazı düşük oranlı ilk üretim (LRIP, low rate initial production) uçak partileri erken Blok yapılandırmalarında teslim edilecek ve geliştirme tamamlandıktan sonra Blok 3F'ye yükseltilecekti. 17.000 uçuş test saatinden sonra, SDD aşaması için son uçuş Nisan 2018'de tamamlandı. F-22 gibi F-35 de siber saldırılar ve teknoloji hırsızlığı çabalarının yanı sıra tedarik zincirinin bütünlüğündeki olası güvenlik açıkları yoluyla hedef alınmıştır.

Denemeler birkaç büyük sorun buldu: ilk F-35B uçak gövdelerinde erken çatlamalar bulundu, F-35C yakalama kancası tasarımı güvenilmezdi, yakıt depoları yıldırım çarpmalarına karşı çok savunmasızdı, kask ekranının sorunları vardı ve bunlar gibi diğerleri. Yazılım, benzeri görülmemiş kapsamı ve karmaşıklığı nedeniyle defalarca ertelendi. 2009 yılında, ABD Savunma Bakanlığı Ortak Tahmin Ekibi (JET, Joint Estimate Team) programın kamu programının 30 ay gerisinde olduğunu tahmin etti. 2011 yılında, program "yeniden temellendi"; yani maliyet ve program hedefleri değiştirilerek IOC'yi planlanan tarih 2010'dan Temmuz 2015'e öteledi. Eşzamanlı olarak test etme, kusurları düzeltme ve üretime başlama kararı verimsiz olarak eleştirilmiş; 2014'te, Savunma Satın Alma Sekreteri Frank Kendall bunu "yanlış satın alma tedavisi" olarak nitelendirmişti. Üç tür, %70'lik beklenen ortaklığın çok altında, parçalarının sadece %25'ini paylaşmıştı. Program, maliyet aşımları ve öngörülen toplam ömür boyu maliyetlerin yanı sıra yüklenicilerin kalite yönetimi eksiklikleri konusunda önemli eleştiriler almıştır.

JSF programının, 2001 yılında ödüllendirilen SDD'nin 2002 yılı temel alındığında yaklaşık 200 milyar dolara mal olması bekleniyordu. 2005 gibi erken bir tarihte, ABD Hükûmeti Hesap Verebilirlik Ofisi (GAO) maliyet ve zamanlamada önemli program risklerini belirlemişti. Pahalı gecikmeler Pentagon ve müteahhitler arasındaki ilişkiyi germiş; Program İcra Sorumlusu Korgeneral Christopher Bogdan, 2012'teki yıpranmış ilişkinin altını çizmiştir. 2017'ye gelindiğinde, gecikmeler ve maliyet aşımları, F-35 programının beklenen yaşam süresi (yani 2070'e kadar) maliyetini o yıl için 1.5 trilyon dolara çıkardı: satın almalar için 406.5 milyar dolar [artı] işletme ve bakım için 1.1 trilyon dolar. 'LRIP Lot 13' kodlu F-35A'nın birim maliyeti 79.2 milyon dolardı. Geliştirme ve operasyonel test ve değerlendirmedeki gecikmeler, tam oranlı üretimi 2021'e ötelemişti.

Temel havadan havaya ve saldırı yeteneklerine sahip ilk savaş yeteneğine sahip Block 2B yapılandırması, Temmuz 2015'te USMC tarafından hazır ilan edildi. Blok 3F yapılandırması, 2018 Aralık ayında operasyonel test ve değerlendirmeye (OT&E) başlamış ve tamamlanması SDD'yi sonuçlandıracaktı. F-35 programı ayrıca, erken LRIP uçaklarının 2021 yılına kadar temel Blok 3F standardına yükseltilmesi ile sürdürme ve yükseltme geliştirme çalışmaları yürütüyordu.

F-35'in kullanım ömrü boyunca sürekli olarak yükseltilmesi bekleniyor. Sürekli Yetenek Geliştirme ve Teslimat (C2d2) olarak adlandırılan ilk yükseltme programı 2019'da başlamış ve 2024'e kadar devreye alınması planlanmaktadır. C2D2'nin yakın vadeli geliştirilecek önceliği, uluslararası müşterilere özgü olanlar da dâhil, ek silahları bütünleştirecek, aviyonikleri yenileyecek, ESM yeteneklerini geliştirecek ve Uzaktan Komutalı Gelişmiş Video Alıcı (ROVER) desteği ekleyecek olan Blok 4'tür. C2D2 ayrıca sürümleri daha hızlı etkinleştirmek için çevik yazılım geliştirmeye daha fazla vurgu yapar. 2018 yılında, Hava Kuvvetleri Yaşam Döngüsü Yönetim Merkezi (AFLCMC), Uyarlanabilir Motor Geçiş Programı (AETP) kapsamında yapılan araştırmadan yararlanarak, F-35'teki olası uygulama için daha güçlü ve verimli uyarlanabilir döngü motorları geliştirmek üzere General Electric ve Pratt & Whitney ile sözleşmeler imzaladı.

Savunma iş alıcıları, resmî program sözleşmeleri dışında F-35'e yükseltmeler teklif etmişti. 2013'te Northrop Grumman, Tehdit Etkisizleştirme Savunma Kaynağı (ThNDR) adlı bir yönlü kızılötesi karşı önlem paketinin (DIRCM) geliştirildiğini açıkladı. Karşı önlem sistemi, Dağıtık Diyafram Sistemi (DAS) algılayıcıları ile aynı alanı paylaşacak ve kızılötesi güdümlü füzelere karşı koruma sağlamak için bir lazer füze sinyali karıştırıcı görevi görecektir.

ABD, USAF için 1,763 F-35A, USMC için 353 F-35B ve 67 F-35C ve USN için 273 F-35C tedarik etme planıyla birincil müşteri ve finansal destekçidir. Buna ek olarak, Birleşik Krallık, İtalya, Hollanda, Kanada, Türkiye, Avustralya, Norveç ve Danimarka, geliştirme maliyetlerine 4.375 milyar dolar katkıda bulunmayı kabul etmiş ve Birleşik Krallık, tek 1. seviye ortak olarak planlanan geliştirme maliyetlerinin yaklaşık %10'una katkıda bulunmuştur. Öncelikli plan, ABD ve sekiz büyük ortak ülkenin 2035 yılına kadar 3.100'den fazla F-35'i satın almasıydı. Uluslararası katılımın üç katmanı genellikle programdaki mali payı, ulusal şirketler tarafından teklife açık teknoloji transferi ve alt sözleşmelerin miktarını ve ülkelerin üretilen uçakları elde etme sırasını yansıtır. Program ortağı ülkelerin yanı sıra İsrail ve Singapur, Ortak Güvenlik Katılımcıları (SCP) olarak projede yer almıştır. SCP ve ortak olmayan ülkelere satışlar Pentagon'un Yabancı Askeri Satış (FMS) programı aracılığıyla yapılmaktadır. Türkiye'nin, güvenlik endişeleri nedeniyle 17 Temmuz 2019'da F-35 Müşterek Saldırı Uçağı programından çıkarıldığı açıklanmıştır.

Japonya, 20 Aralık 2011'de, Japonya'da montajı yapılacak ve 2016'da başlayacak teslimatlarla, F-4 Phantom II'nin yerini alması için 42 F-35'i satın alma niyetini açıklamıştır. Geliştirme ve testlerdeki gecikmeler nedeniyle, birçok erken sipariş ertelenmiştir. İtalya 2012'de sipariş adetini 131'den 90 F-35'e düşürmüştür. Hollanda JSF'nin ilk ortaklarından olmasına rağmen 2009 Nisan ayında F-35 alımı konusunda ciddi tartışmalara sahne olmuş bir ülkedir. Ülkedeki işçi partililer F-35'in maliyetinin artması ve henüz birim fiyatının belli olmaması sebebiyle alımın iptal edilmesi fikrini öne atmış, ancak koalisyonun diğer ortağı olan Hristiyan Demokratlar projenin devamından yana olmuşlardır. Mecliste süren uzun tartışmalar sonucunda Hollanda, meclisten kendi lehine önemli bir karar çıkarttırmış ve Lockheed Martin'e kabul ettirmiştir: İlk F-35 test uçağı temin edilecek ve Hollanda eğer bu uçağı kendi ihtiyaçlarına uygun bulmayıp anlaşmadan vazgeçerse 113 milyon avronun sadece 20 milyon avrosunu ödeyecek. Kalan maliyet ise Lockheed Martin‘in sorumluluğunda karşılanacak.

Hollanda'dan sonra Avustralya'da da projenin maliyetleri konusunda soru işaretleri oluşmuş ve bazı iddialar basına yansımıştır ancak Avustralya Savunma Bakanlığı bürokratlarının 2009 Mayıs ayında kaleme aldığı Beyaz Kitap’ın yazarlarının yorumunda, Avustralya için 2030 yılına kadar beşinci nesil savaş uçağı alternatifinin sadece F-35 olduğu, zira 20 yıl boyunca F-35'ten daha üstün bir uçak olmayacağı iddia edilmiştir. Yapılan yorumda, F-35'in stealth özelliği ve modern aviyoniği ile her türlü tehdite cevap verebilecek bir uçak olacağı dile getirildi. Avustralya, 2006 yılında F/A-18F Super Hornet'i ve 2013 yılında EA-18G Growler'ı geçici önlemler olarak satın almaya karar verdi. Avustralya, 100 adet F-35A (CTOL) tipi taarruz uçağı tedarik etmeyi planlıyor. Bu uçaklar, F/A-18A/B Hornet’lerin yerine geçerek F/A-18F Super Hornet uçaklarını tamamlayacaklardır.

3 Nisan 2012'de Kanada Genel Denetçisi Michael Ferguson, Kanada'nın jet tedariki ile ilgili sorunları özetleyen bir rapor yayınlamış; rapor, hükûmetin 65 F-35'in nihai maliyetini 10 milyar $ ile hafife aldığını belirtiyordu. 2015 Federal seçimlerinden sonra, Liberal Parti yönetimindeki Kanada hükûmeti tek kaynaklı bir satın alma işlemine devam etmemeye karar vermiş ve bir uçak seçmek için bir yarışma başlatmıştır.

Ocak 2019'da Singapur, F-16 filosunu değiştirmeye karar vermeden önce, yeteneklerin ve uygunluğun değerlendirilmesi için az sayıda F-35 satın alma planını resmen açıklamıştı. Mayıs 2019'da Polonya, Sovyet döneminden kalma jetlerinin yerine 32 adet F-35A almayı planladığını duyurdu; sözleşme 31 Ocak 2020'de imzalandı.

Türkiye JSF (Müşterek Saldırı Uçağı) Projesine 12 Temmuz 2002'de yedinci uluslararası ortak olarak katılmıştır. Ayrıca Türkiye yapacağı F-35 üretimi ile ilgili olarak karşılıklı anlayış muhtırası imzalamıştır. Türkiye 116+18 adet F-35A "CTOL/Hava Kuvvetleri (geleneksel kalkma ve inme) versiyonu" siparişinde bulunmuş ve bu uçaklar için 11 milyar Amerikan doları ödeyeceğini bildirmiştir. Türkiye'deki uluslararası üretime katkıyı Türk Havacılık ve Uzay Sanayii'nin lisanslı olarak yapması planlanmaktadır. Üretilen bütün uçakların motor bölümü ve diğer kısımlardan bazılarının parçaları Türkiye'de üretilecektir. Uçağın elektronik kablo tesisatını üreten Hollandalı firma dördüncü fabrikasını Türkiye'de açmıştır. Pentagon uçaklara ait yazılım ve şifreleri vermemektedir. Milli savunma bakanı İsmet Yılmaz, 100 adet F-35 alınacağını, bunların ikisinin 2017'de teslim edileceğini ve uçaklar için 25 milyar dolar ödeme yapılacağını açıkladı. Türkiye, S-400 Hava Savunma Sistemlerini alması sonrası projeden aşamalı bir şekilde çıkartıldı.

F-35, tek motorlu, ses üstü hızda, hayalet özellikli, çok amaçlı bir avcı uçağı ailesidir. ABD hizmetine giren ikinci beşinci nesil avcı ve ilk operasyonel sesüstü STOVL hayalet avcı uçağı olan F-35, yüksek düzeyde durumsal farkındalık ve uzun menzilli öldürücülük sağlayan düşük gözlemlenebilirlik sağlayan materyal ile gelişmiş aviyonikler ve sensör füzyonunu içerir; USAF, uçağı, gelişmiş sensörler ve görev sistemleri sayesinde düşman hava savunma sistemlerini bastırmak (SEAD, Suppression of Enemy Air Defenses) için birincil saldırı uçağı olarak görmektedir.

F-35, görünmezlik için eğimli iki dikey dengeleyiciye sahip bir kanat-kuyruk yapılandırmasına sahiptir. Uçuş kontrol yüzeyleri, ön kenar kanatları, flaperonlar, dümenler ve tüm hareketli yatay kuyrukları (dengeleyici) içerir; öncü kök uzantıları da hava girişlerine doğru uzanır. F-35A ve F-35B'nin nispeten kısa olan 11 metre (35 ft) kanat açıklığı, ABD donanması amfibi saldırı gemileri park alanları ve taşıyıcı asansörleri içine sığacak şekilde ayarlanmıştır; F-35C'nin daha büyük kanadı daha fazla yakıt tasarrufu sağlar. Sabit yönlendiricisiz sesüstü girişler (DSI, diverterless supersonic inlet), ön gövdenin sınır tabakasını, motor için bir Y-kanalı oluşturan girişlerden uzakta tutmak için yumrulu bir sıkıştırma yüzeyi ve ileri süprüntülü bir yüzey kullanır. Yapısal olarak, F-35 F-22'den dersler aldı; kompozitler gövde ağırlığının %35'ini oluştururken, çoğunluğu bizmaleimid ve kompozit epoksi malzemelerin yanı sıra yeni üretim partilerinde bazı karbon nanotüp takviyeli epoksi malzemelerdir. F-35, 13.300 kg (29.300 lb) boş ağırlığa sahip en hafif türü ile, yerini aldığı hafif avcı uçaklarından çok daha ağırdır; ağırlığın büyük bir kısmı iç silah bölmelerine ve taşınan geniş aviyoniklere bağlanabilir.

Daha büyük boyutlu çift motorlu F-22'nin ham performansından yoksun olsa da, F-35, F-16 ve F/A-18 gibi dördüncü nesil avcı uçaklarıyla rekabet edebilecek hareket yeteneklerine sahiptir; özellikle mühimmat yüklendiğinde, F-35'in dâhili silah taşıyıcı bölmeleri, dışarıdan gelen parazitsel etkiyi ortadan kaldırır. Tüm sürümler, tam dahili yük ile erişilebilen en yüksek 1.6 Mach hıza sahiptir. Güçlü F135 motoru, artyanma anında sesüstü çizgi ile iyi ses altı ivme ve enerji sağlar. Büyük dengeleyiciler, ön kenar uzantıları, kanatçıklar ve eğimli dümenler, 50°'lik düzeltilmiş bir açıda mükemmel yüksek yaklaşma açısı (hücum açısı) özellikleri sunar. Rahat stabilite ve kablolu uçuş kontrolleri, mükemmel taşıma kalitesi ve kalkış direnci sağlar. F-16'nın dahili yakıtının iki katından fazlasına sahip olan F-35, önemli ölçüde daha büyük bir savaş yarıçapına sahipken, görünmezlik yeteneği ayrıca daha verimli bir görev uçuş profili sağlar. Boş ve en yüksek brüt ağırlıkları, Vietnam savaşı dönemindeki tek motorlu en büyük avcı uçağı olan tek kişilik F-105'e oldukça yakın ve benzerdir; ancak F-35 sahip olduğu yepyeni motoru sayesinde %60 daha fazla itici güç sağlar, böylece güç/ağırlık oranı ve kanata yükleme, göreceli olarak donanımlı bir F-16'ya çok daha yakındır.

Egzoz kanalı tasarımı, ABD'de Deniz Kontrol Gemisi projesi için ihtiyaç duyulan süpersonik VTOL avcı uçağı için teklif edilmiş General Dynamics Model 200 (1972) tasarımından ilham alınmıştır. Daha ileri seviyede gelişmiş bir STOVL (F-35B) için Loockhed, Yakovlev'e danışmış ve Yak-141'in tasarım verilerini satın almıştır. ABD Deniz Kuvvetleri'nin başarısız Rockwell XFV-12 dahil olmak üzere 1960'lardan beri denediği çeşitli deneysel tasarımlar üretilmiş ve test edilmiş olmasına rağmen, F-35B, ABD için ilk operasyonel bir sesüstü yetenekli STOVL ve görünmez avcı uçağıdır.

F-35'in görev sistemleri, uçağın en karmaşık yönleri arasındadır. Aviyonik ve sensör füzyonu, pilotun durumsal farkındalığını ve komuta ve kontrol yeteneklerini geliştirmek ve ağ merkezli savaşı kolaylaştırmak için tasarlanmıştır. Anahtar algılayıcılar arasında Northrop Grumman AN/APG-81 aktif elektronik taramalı dizi (AESA) radarı, BAE Systems AN/ASQ-239 Barracuda elektronik harp sistemi, Northrop Grumman/Raytheon AN/AAQ-37 Dağıtık Diyafram Sistemi (DAS), Lockheed Martin AN/AAQ-40 Elektro-Optik Hedefleme Sistemi (EOTS), Northrop Grumman AN/ASQ-242 İletişim, Konumlandırma ve Kimliklendirme (CNI, Communications, Navigation, and Identification) takımı ve Harris Corporation Çok İşlevli Gelişmiş Veri Bağlantı (MADL) haberleşme sistemi. F-35, yerel savaş alanının uyumlu bir görüntüsünü sağlamak için sensör iletişimi ve herhangi bir olası kullanım ve birbirleri ile birleştirim amaçlı kullanılabilirliği ile tasarlanmıştır; örneğin, APG-81 radarı ayrıca elektronik harp sisteminin bir parçası olarak da işlev görür.

F-35'in yazılımlarının çoğu C ve C++ programlama dillerinde geliştirilirken, F-22'deki Ada83 programlama lehçesi de kullanıldı; Blok 3F'nin yazılımı 8.6 milyon satır koda sahipti. Green Hills Software Integrity DO-178B gerçek zamanlı işletim sistemi (RTOS), bütünleşik çekirdekli işlemciler (ICP, Integrated core processors) üzerinde çalışır; veri ağı, IEEE 1394b ve Fiber Kanal veri yollarını içerir. Yazılım, tanımlı radyo sistemleri için filo yazılımı yükseltmelerini sağlamak ve daha fazla yükseltme esnekliği ve uygun fiyatta olmasını sağlamak için, aviyonikler, kullanışlı olduğunda ticari kullanıma hazır (COTS, Commercial off-the-shelf) bileşenlerden yararlanır. Görev sistemleri yazılımı, özellikle sensör füzyonu, programın en zor kısımlarından biriydi ve önemli program gecikmelerine neden olmuştu.

APG-81 radarı, hızlı ışın çevikliği için elektronik tarama kullanır ve pasif ve aktif havadan havaya kipleri, vuruş kiplerini ve sentetik açıklıklı radar (SAR, synthetic aperture radar) özelliğini içerir ve 150 km'yi (80 nmi) aşan aralıklarda çoklu hedef izleme özelliğine sahiptir. Anten görünmezlik için geriye doğru eğiktir. Radarı tamamlayan AAQ-37 DAS, her yönden füze fırlatma uyarısı ve hedef takibi sağlayan altı kızılötesi sensörden oluşur; DAS bir durumsal farkındalık kızılötesi arama ve izleme (SAIRST) sistemi olarak hareket eder ve pilota kask vizöründe küresel kızılötesi ve gece görüş görüntüleri verir. ASQ-239 Barracuda elektronik harp sistemi, her yönden radar uyarı alıcısı (RWR, Radar warning receiver) için kanat ve kuyruk kenarlarına gömülü on radyo frekansı antenine sahiptir. Ayrıca, radyo frekansı ve kızılötesi izleme işlevlerinin sensör füzyonu, coğrafi konum tehdit hedeflemesi ve füzelere karşı kendini savunma için çok bantlı görüntü karşı önlemleri sağlar. Elektronik harp sistemi, düşman radarlarını tespit edebilir ve bozma yeteneğine sahiptir. AAQ-40 EOTS, burnun altında karartılı pencerenin arkasına dâhili olarak eklenmiştir ve lazer hedefleme, ileriye dönük kızılötesi (FLIR, Forward-looking infrared) ve uzun menzilli kızılötesi arama ve izleme (IRST, Infrared search and track) işlevleri gerçekleştirir. ASQ-242 CNI takımı, gizli CNI işlevleri için Çok İşlevli Gelişmiş Veri Bağlantısı (MADL, Multifunction Advanced Data Link) dâhil olmak üzere yarım düzine kadar farklı fiziksel bağlantı kullanır. Sensör füzyonu sayesinde, radyo frekansı alıcılarından ve kızılötesi alıcılardan gelen bilgiler, pilot için tek bir taktik görüntü oluşturmak üzere birleştirilir. Tüm yönleriyle hedef algılama ve tanımlama, düşük gözlemlenebilirlikten ödün vermeden MADL aracılığıyla diğer platformlara paylaşılabilirken, Link 16 eski sistemlerle iletişim için mevcuttur.

F-35 en baştan, kullanım ömrü boyunca gelişmiş işlemcileri, algılayıcıları ve yazılım geliştirmelerini içerecek şekilde tasarlanmıştır. Lot 15 uçakları için yeni bir çekirdek işlemci ve yeni bir kokpit ekranı içeren 3. bir teknoloji yenilemesi planlanıyor. Lockheed Martin, Blok 4 yapılandırması için gelişmiş bir EOTS teklif etmiştir; geliştirilmiş algılayıcı, en az değişiklikle temel EOTS ile aynı alana sığabilmektedir. Haziran 2018'de Lockheed Martin, geliştirilmiş DAS için Raytheon'u seçti. ABD Hv. Kuvvetleri, F-35'in sensörleri ve iletişim teçhizatları aracılığıyla silahlı insansız hava araçlarının (SİHA) saldırılarını düzenleme yeterliliğini de incelemiştir.

Görünmezlik, F-35'in tasarımının önemli bir yönüdür ve radar kesiti (RCS), gövdenin dikkatlice şekillendirilmesi ve radar emici malzemelerin (RAM) kullanılmasıyla en aza indirilir; RCS'yi azaltmak için gözle görülür önlemler arasında kenarların hizalanması, cilt panellerinin tırtıllanması ve motor yüzü ile türbinin maskelenmesi yer alır. Ek olarak, F-35'in yönlendiricisiz sesüstü girişi (DSI), sınır tabakasını giriş kanalından uzaklaştırmak, yönlendiricisiz boşluğu ortadan kaldırmak ve radar izini daha da azaltmak için bir ayırıcı boşluk veya akı sistemi yerine bir sıkıştırma yumrusu ve ileri süprüntülü bir yüzey kullanır. F-35'in RCS değeri, belirli frekans ve açılarda bir metal golf topundan daha düşük olarak karakterize edilmiştir; bazı koşullarda, F-35, görünmezlik yönünden F-22'ye göre daha olumlu geri dönüş verir. Sürdürülebilirlik yönünden, F-35'in görünmezlik özellikli tasarımı, F-22 gibi daha önce geliştirilen hayalet uçaklardan öğrenilen dersleri almıştır. F-35'in radar dalgası emen fiber mat gövde yüzeyi daha dayanıklıdır ve eski üst tabakalardan daha az bakım gerektirir. Uçak ayrıca kızılötesi ve görsel simgelerin yanı sıra tespitlerini önlemek için radyo frekansı yayıcılarının sıkı kontrollerine de sahiptir. F-35'in görünmezlik tasarımı öncelikle yüksek frekanslı X bandı dalga boylarına odaklanmıştır; düşük frekanslı radarlar, Rayleigh saçılması nedeniyle görünmez uçakları tespit edebilir, ancak bu tür radarlar da dikkat çekici olarak, dağınıklığa duyarlıdır ve hassasiyetten yoksunlardır. RCS'yi gizlemek için uçak üzerine dört Luneburg lens reflektörü eklenebilir.

F-35'ten dolayı oluşan gürültü, uçak için olası üslerin yakınındaki yerleşim alanlarında endişelere neden olmuş ve bu —Luke Hava Kuvvetleri Üssü, Arizona ve Eglin Hava Kuvvetleri Üssü, Florida— gibi iki üssün yakınındaki sakinler sırasıyla 2008 ve 2009'da çevresel etki çalışmaları talep etmiştir. Desibel cinsinden gürültü seviyesi, F-16 gibi önceki savaşçılarınkilerle karşılaştırılabilir olsa da, F-35'in ses gücü özellikle düşük frekanslarda daha güçlüdür. Daha sonraki araştırmalar ve çalışmalar, F-35'in gürültüsünün F-16 ve F/A-18E/F'den belirgin bir şekilde farklı olmadığını, ancak bazı gözlemciler için daha düşük frekanslı gürültünün fark edildiğini göstermiştir.

Cam kokpit pilota iyi bir durumsal farkındalık kazandırmak için tasarlandı. Ana ekran, uçuş cihazlarını, mühimmat yönetimini, CNI bilgilerini ve bütünleşik ikaz ve uyarıları gösteren 50x20 cm (20x8 inç) panoramik bir dokunmatik ekrandır; pilot, bilgilerin düzenini özelleştirebilir. Ana ekranın altında daha küçük bir bekleme ekranı (stand-by display) bulunur. Kokpit, Adacel tarafından geliştirilen bir konuşma tanıma sistemine sahiptir. F-35'in baş üstü göstergesi yoktur, bunun yerine, uçuş ve savaş bilgileri, pilotun kaskının vizöründe, bir kaska ekli ekran sisteminde (HMDS, Helmet Mounted Display System) görüntülenir. Tek parça renkli kanopi önden menteşelidir ve yapısal direnç için bir iç çerçeveye sahiptir. Martin-Baker US16E fırlatma koltuğu, yan raylar üzerine yerleştirilmiş bir çift mancınık sistemi ile fırlatılır. Sağ tarafta bir çubuk ve elle çalıştırılan gaz ve çubuk sistemi vardır. Yaşam desteği takımı, yerleşik bir oksijen üretim sistemi (OBOGS), acil durumlar için yardımcı bir oksijen tüpü ve yedek oksijen sistemi ile bütünleşik güç paketi (IPP, Integrated Power Package) ile donatılmış ve güçlendirilmiştir.

Collins Elbit Vision Systems tarafından üretilen kask ekranı, F-35'in insan-makine arayüzünün önemli bir parçasıdır. Kaska takılı ekran sistemi, eski uçakların ön panelinin üstüne yerleştirilmiş baş üstü göstergesi yerine, kask vizörüne uçuş ve muharebe bilgilerini getirerek pilotların hangi yöne bakarlarsa baksınlar önemli bilgileri görmelerini sağlar. Dağıtık Diyafram Sisteminden gelen kızılötesi ve gece görüşü görüntüleri doğrudan HMDS'de görüntülenebilir ve pilotun uçağı "görmesini" sağlar. HMDS, bir F-35 pilotunun, uçağın burnu başka bir yere dönük iken bile, füze arayıcıları hedefleri yüksek açılarda görüş mesafesinden keserek füze ateşlemesine izin verir. Her bir kask 400.000 dolardır. HMDS, geleneksel kasklardan daha ağırdır ve fırlatma sırasında hafif pilotları tehlikeye atabileceği endişesi vardır.

HMDS'nin titreşim, seğirme, gece görüşü ve sensör ekranı sorunları nedeniyle, Lockheed Martin ve Elbit, 2011 yılında AN/AVS-9 adlı gece görüş gözlüklerine dayanan başka bir HMDS için bir taslak şartname yayınlamıştır. Alternatif bir HMDS'nin bütünleştirilebilmesi için kokpitin yeniden tasarlanması gerekecekti. Temel kask üzerindeki ilerlemenin ardından, diğer HMDS'lerin geliştirilmesi Ekim 2013'te durdurulmuştur. 2016 yılında, geliştirilmiş gece görüş kamerası, yeni sıvı kristal ekranlar, otomatik hizalama ve yazılım geliştirmeleri ile Gen 3 kaskı LRIP lot 7 ile tanıtılmıştır.

Görünmezlik şeklini korumak için, F-35'in dört silah istasyonuna sahip iki iç silah bölmesi vardır. İki dış silah istasyonu, 1.100 kg (2.500 lb) veya 680 kg (1.500 lb) kadar mühimmat taşıyabilirken, iki iç silah istasyonu havadan havaya füzeleri barındırabilir. Dış istasyon için havadan yüzeye silahlar arasında Ortak Doğrudan Saldırı Mühimmatı (JDAM), Paveway bomba serisi, Müşterek Savma Silahı (JSOW) ve misket bombası (Rüzgâr Düzeltmeli Mühimmat Dağıtıcı) bulunur. İstasyon aynı zamanda GBU-39 küçük çaplı bombaları (SDB), GBU-53/B SDB II ve SPEAR 3 tanksavar füzeleri gibi çok sayıda küçük mühimmatı taşıyabilir; F-35A ve F-35C için istasyon başına dört adede kadar SDB ve F-35B için üç adede kadar SDB taşınabilir. İç istasyon AIM-120 AMRAAM'ı taşıyabilir. Silah bölmelerinin arkasındaki iki bölmede işaret fişekleri ve radar karşı önlem tuzakları (Radar yanıltıcı parçacık bulutu) bulunur.

Uçak, görünmezlik gerektirmeyen görevler için kanatları altında bulunan altı adet harici silah istasyonuna da sahiptir. Kanat uçlarının her biri AIM-9X veya AIM-132 ASRAAM taşıyabilir ve radar kesitlerini azaltmak için dışa doğru eğiktir. Ek olarak, her kanatta 2.300 kg (5.000 lb) kapasiteli kök istasyon ve 1.100 kg (2.500 lb) kapasiteli orta istasyon veya F-35B türü için 680 kg (1.500 lb) kapasiteli orta istasyon bulunur. Dış kanat istasyonları, AGM-158 JASSM ortak havadan yüzeye standoff seyir füzeleri gibi silah bölmelerinin içine sığmayacak kadar büyük havadan yüzeye füzeleri taşıyabilir. Dahili ve harici silah istasyonları kullanılarak sekiz AIM-120 ve iki AIM-9 gibi havadan havaya füze yükü taşınması mümkündür; altı adet 910 kg (2.000 lb) bomba, iki adet AIM-120 ve iki adet AIM-9'dan oluşan bir yapılandırma da düzenlenebilir. F-35A, taşınan 182 mermi ile sol kanat kökünün yakınına dahili olarak eklenmiş 25 mm GAU-22/A döner topla donanmıştır; top, diğer hava kuvvetleri savaş uçaklarının taşıdığı 20 mm toplara göre yer hedeflerine karşı daha etkilidir. F-35B ve F-35C'nin dahili bir silahı yoktur ve bunun yerine GAU-22/A ve 220 mermi taşıyan bir Terma A/S çoklu görev podu (MMP) kullanabilir; pod, uçağın merkez hattına takılır ve radar kesitini azaltmak için şekillendirilir. Silah yerine, bu pod, elektronik savaş, hava keşif veya arkaya bakan taktik radar gibi farklı ekipman ve amaçlar için de kullanılabilir.

Lockheed Martin, sidekick adında bir silah askısı geliştirmektedir ve bu sayede ek dış silah istasyonu iki AIM-120 daha taşıyabilir ve böylece dahili havadan havaya yük, şu anda Blok 4 için sunulan altı füzeye yükseltilecektir. Blok 4 ayrıca, F-35B'nin dahili dış istasyon başına dört SDB taşımasına izin vermek için yeniden düzenlenmiş bir hidrolik hatta ve brakete sahip olacaktır; böylece MBDA Meteor füzesinin uçakla bütünleştirilmesi de planlanmıştır. ABD Hava Kuvvetleri ve Deniz Kuvvetleri, AGM-88G AARGM-ER'yi dahili olarak F-35A ve F-35C'ye entegre etmeyi planlamaktadır. Norveç ve Avustralya, F-35 için Deniz Saldırı Füzesinin (NSM) bir uyarlamasını finanse etmektedirler; Müşterek Taarruz Füzesi (JSM) olarak adlandırılmış iki füze dahili olarak ve buna ek olarak da dört tanesi harici olarak taşınabilir. 2024 yılında Blok 4B için B61 nükleer bombasının dahili istasyonda taşınması yoluyla nükleer silah teslimatı planlanmaktadır. Hem sesten hızlı füzeler hem de katı hal lazeri gibi doğrudan enerjili silahlar şu anda gelecekteki yükseltmeler olarak kabul edilmektedir. Lockheed Martin, birden fazla ayrı lazer modülünü çeşitli seviyelere ölçeklendirilebilen tek bir yüksek güçlü ışınla birleştiren tayfsal ışın kullanan bir fiber lazeri bütünleştirmesini incelemektedir.

ABD Hv. Kuvvetleri, F-35A'nın tartışmalı ortamlarda yakın hava desteği (CAS) görevini üstlenmeyi planlamakta; özel bir saldırı platformu kadar uygun olmadığı yönündeki eleştirilerin ortasında, ABD Hv. K. Genelkurmay Başkanı Mark Welsh, güdümlü roketler, çarpmadan önce küçük bilyalara ayrılan roketler ve daha yüksek kapasiteli silah kapsülleri için daha özlü mühimmatlar da dahil olmak üzere yakın hava desteği uçuşları için silahlara odaklanmıştır. Parçacık etkili roket savaş başlıkları, top mermilerinden daha büyük etkiler yaratır, çünkü her roket "bin mermilik bir patlama" yaratır ve bir ateşleme turundan daha fazla mermi sunar.

Tek motorlu uçak, 43.000 lbf (191 kN) nominal itme gücüne sahip Pratt & Whitney F135 düşük bypass ile arttırılmış turbofan motoru tarafından desteklenmektedir. F-22 tarafından kullanılan Pratt & Whitney F119'dan türetilen F135 motoru, ses altı yakıt verimliliğini arttırmak için daha büyük bir fana ve daha yüksek baypass oranına sahiptir ve F119'dan farklı olarak süperseyir için optimize edilmemiştir. Motor, yakıt enjektörlerini kalın kavisli kanatlara dahil eden, düşük gözlemlenebilir bir artırıcıya veya artyakıcıya sahip olarak F-35'in görünmezliğine katkıda bulunur; bu kanatlar seramik radar emici malzemelerle kaplıdır ve türbini maskeler. Gizlilik güçlendirici, geliştirilmesinin erken dönemlerinde düşük irtifa ve yüksek hızlarda basınç titreşimleri veya "gıcırtı" ile ilgili sorunlar yaşıyordu. Düşük gözlemlenebilir eksenel bakışımlı nozul, arka kenarda bir testere dişi deseni oluşturan 15 kadar kısmen örtüşen kanattan oluşur, bu da radar izini azaltır ve egzoz dumanının kızılötesi izini azaltan yayılı girdaplar oluşturur. Motorun büyük boyutları nedeniyle, ABD Donanması denizde lojistik desteğini kolaylaştırmak için devam eden ikmâl sistemini değiştirmek zorunda kalmıştı.

F-35B sürümünde F135-PW-600 varyantı motor, STOVL işlemlerine izin verecek şekilde şaft tahrikli kaldırma fanı (SDLF, shaft-driven lift fan) içerir. Lockheed Martin tarafından tasarlanan ve Rolls-Royce tarafından geliştirilen SDLF, aynı zamanda Rolls-Royce LiftSystem olarak da bilinir; kaldırma fanı, tahrik mili, yanlarda iki itki nozulu (denge kontrol kanalları) ve bir üç rulmanlı döner modülden (3BSM, three-bearing swivel module) oluşur. İtki vektörlü üç rulmanlı döner modülden oluşan nozul, ana motor egzozunun uçağın kuyruğundan aşağı doğru itki kuvvetini yönlendirmesine izin verir ve çalışma sıvısı olarak basınçlı yakıt kullanan bir 'yakıt hidrolikli' çalıştırıcı ('fueldraulic' actuator) tarafından hareket ettirilir. Harrier'in tamamen kaldırma için doğrudan motor itki kuvveti kullanan Rolls-Royce Pegasus motorundan farklı olarak, F-35B'nin sistemi döner nozülün itki gücünü kaldırma fanı ile arttırır; fan, bir debriyajla birleştiğinde bir tahrik mili vasıtasıyla düşük basınçlı türbin tarafından çalıştırılır ve dengeleme oluşturmada bir itki kuvveti sağlaması için uçağın önüne yerleştirilir. Yavaş uçuş sırasında denge denetimi, ısıtılmamış motor baypass havasını, denge kontrol kanalları olarak adlandırılan kanatlara monte edilmiş itki nozulları vasıtasıyla yönlendirerek elde edilir.

Bir diğer motor olan General Electric/Rolls-Royce F136, 2000'li yıllarda geliştirildi; başlangıçta, Lot 6'dan itibaren F-35 motorları rekabetçi bir şekilde sunuldu. General Electric YF120 teknolojisini kullanan F136'nın, F135'ten daha yüksek bir sıcaklık marjına sahip olduğu iddia edilmiştir. F136, finansman yetersizliği nedeniyle Aralık 2011'de iptal edildi.

2016 yılında, uyarlanabilir çevrim motorlarını geliştirmek ve test etmek için Uyarlanabilir Motor Geçiş Programı (AETP) başlatılmıştı ve ana olası uygulamalardan biri motor konusunda F-35'in yeniden yapılandırılmasıydı. Hem GE hem de P&W, sırasıyla XA100 ve XA101 adlarıyla 45.000 lbf (200 kN) itki kuvveti sınıfında kavramsal gösterim motorları geliştirme ihaleleri aldı. 2017 yılında P&W, F135'in Genişleme Seçeneği 1.0 ve 2.0'ı duyurdu; Mayıs 2017'de testi bitiren ve üretime hazır olan Genişleme Seçeneği 1.0, %6–10 itki kuvveti iyileştirmesi ve %5–6 yakıt tasarrufu sunan bir güç modülü yükseltmesiydi. Güç modülü eski motorlara yeniden takılabilir ve düşük maliyet artışı ve teslimatı etkilemeyen gelecekteki motorlara sorunsuz bir şekilde eklenebilirdi. Genişleme Seçeneği 2.0, uyarlanabilir çevrimli XA101 olacaktı. Haziran 2018'de Pratt & Whitney, F135 için geliştirme planını değiştirmiş ve bunun yerine yeni bir motor çekirdeğine sahip olan XA101'den ayrı olan Genişleme Seçeneği 2.0 olarak uyarlanabilir üç akışlı bir fan sistemi sunmuştur.

F-35, önceki hayalet uçaklara göre daha az bakım gerektirecek şekilde tasarlanmıştır. Sahada değiştirilebilir parçaların yaklaşık %95'i "tek derinliklidir" —yani istenen parçaya ulaşmak için başka hiçbir şeyin çıkarılmasına gerek yoktur; örneğin fırlatma koltuğu kanopiyi çıkarmadan değiştirilebilir. F-35, eski RAM kaplamalarından daha dayanıklı, çalışması daha kolay ve iyileştirmesi daha hızlı olan, yüzeye fırınlanmış bir fibermat radar emici malzemeye (RAM) sahiptir; F-22 gibi daha eski hayalet uçaklarda uygulama için şu anda benzer kaplamalar düşünülmektedir. F-22 üzerindeki yüzey korozyonu, F-35 tasarımcılarının daha az galvanik korozyona neden olan bir yüzey boşluğu dolgusu kullanmasına ve uçak gövdesinde dolgu ve daha iyi süzülme (drainage) gerektiren daha az boşluk kullanmasına neden olmuştu. Uçuş kontrol sistemi, geleneksel hidrolik sistemler yerine elektro-hidrostatik aktüatörler kullanır; bu kontroller acil durumlarda lityum iyon pillerle güçlendirilebilir. Uçağın farklı türleri arasındaki ortak nokta, deniz piyadelerinin, hava kuvvetleri derslerini F-35 operasyonlarına uygulamak için ilk uçak bakım Saha Eğitim Müfrezesini (FTD, Field Training Detachment) oluşturmasına olanak sağladı.

F-35, Otonom Lojistik Bilgi Sistemi (ALIS, Autonomic Logistics Information System) adlı bilgisayarlı bir bakım yönetim sistemi tarafından desteklenecek şekilde tasarlanmıştır. Konsept olarak, herhangi bir uçağa herhangi bir F-35 bakım tesisinde ve tüm parçaların küresel olarak izlenmesini ve gerektiğinde paylaşılmasını içerecek şekilde hizmet verilebilir. Güvenilmez teşhisler, aşırı bağlantı gereksinimleri ve güvenlik açıkları gibi çok sayıda sorun nedeniyle, program yetkilileri ALIS'i 2022 yılına kadar bulut tabanlı Operasyonel Veri Bütünleştirme Ağı (ODIN, Operational Data Integrated Network) ile değiştirmeyi planlamaktadırlar.

Polonya Hava Kuvvetleri 32 adet F-35A planlanmaktadır. MiG 29 felaketlerine ilişkin sekiz aydır toplanan raporlara göre Polonya, MiG-29 ve SU-22'nin yerine F-35 alıyor, ilk F-35 2026'da Polonya'ya gidecek.