与同期研制五代机的韩国、印度选择中型战斗机不同，土耳其TF-X战斗机是不折不扣的重型战斗机。其设计方案显示机长21米、翼展14米、机高6米，最大起飞重量27吨，部分指标甚至超过F-22和苏-57。较大的机身使得TF-X战斗机可采用类似苏-57战斗机的弹仓布局，即机腹下有2个主弹舱，机身侧面各有1个侧弹舱，全机在隐身状态下可搭载4枚中距空空导弹和2枚短距空空导弹。相比之下，韩国KF-21战斗机没有内部弹舱，印度AMCA先进中型战斗机仅有腹部主弹舱，没有侧弹舱。此外，TF-X战斗机还有6个翼下外挂点，可提升在非隐身作战状态下的火力水平。
根据设计，TF-X战斗机最大飞行速度1.8马赫，实用升限1.67万米，最大过载9G。为实现上述技战术指标，其原型机将使用F-16战斗机配装的美国通用电气公司生产的F110发动机。由于这种发动机无法支持超音速巡航，土耳其政府一面支持研发国产发动机，一面寻求购买欧洲喷气涡轮公司的EJ200涡轮风扇发动机，这款发动机也是欧洲EF2000“台风”战斗机的“心脏”。
航电设备和传感器方面，TF-X战斗机将装备土耳其国产有源相控阵雷达和通信导航识别综合系统，具备先进电子战能力。同时，该机将搭载前视红外光电瞄准系统，在雷达静默状态下探测隐形战斗机。
据土耳其媒体报导，TF-X战斗机优先满足空优作战需求。该机将装载美制AIM-120中距空空导弹和AIM-9短距空空导弹，未来替换为国产“梅林”主动雷达制导中距空空导弹和“游隼”短距空空导弹。第二批次TF-X战斗机将具备对地攻击能力，搭载土耳其国产制导炸弹等。
搭档无人机
近年来，土耳其航空工业发展迅速，除TF-X战斗机项目外，还先后推出多款中大型无人机。在此基础上，土耳其空军主张将五代机与无人机结合，打造有人/无人空战体系。
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