由于F-35的诸多技战术指标由于多国合作生产早已暴露无遗，美军被迫加快了其升级的步伐。新版本将在20世纪20年代初出现，新的远程精确跟踪武器和小直径炸弹将会被加装，并集成了计算机生成的自动地面防撞技术。
防撞技术是根据战机的飞行方式计算飞机的位置以及飞机撞击地面的位置。如果战斗机飞向潜在的地面碰撞目标，机载计算机系统将覆盖飞行路径并将飞机拉离地面。美国空军已经开始为其即将推出的F-35联合攻击战斗机Block-4改进版进行测试，软件开发和武器整合。
五角大楼的高级武器开发商认为，目前F-35仍是世界上最强大的第五代飞机。然而，由于土耳其将其资料提交给了俄罗斯，使得后者具备了战机的基本数据，因此这一优势将的保持将变得越来越困难。
Block4升级的核心将是一系列任务扩展技术，以便它可以随时提供新武器，隐形材料，传感器和制导技术。
SDB-II武器系统是Block-4升级的的关键，这是一种新型的空投武器，可以在40英里范围内的各种天气条件下摧毁移动目标。
虽然美国空军目前使用称为GBU-54的激光制导炸弹能够摧毁移动目标，但SDB-II将能够在更远的距离和各种天气条件下完成此任务。
此外SDB-II采用双向双频数据链路，可以在飞行中改变导弹弹道或将其调整到不同的目标。
SDB-II的一个关键部分是一种称为“三模式”导引头的技术，即一种可以使用毫米波雷达，非制冷成像红外制导和半主动激光技术指导武器的制导系统。三模式导引头为导弹提供了三种制导方式，毫米波雷达使武器能够在恶劣天气中航行，红外制导能够允许识别目标的热量特征，而半主动激光技术可以将武器引导到精确的打击位置。
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