刺破青天锷未残——康维尔三角翼战机家族的发展历程

作者：方方
来自空翼

　　曾几何时，“无尾三角翼”几乎成了法国达索公司幻影家族的标志。然而，你也许不知道，第一架实用的无尾三角翼战机并非诞生在法国，而恰恰是现在并不热衷无尾三角翼布局的美国！它就是美国第一种超音速全天候截击机——康维尔公司研制的 F-102“三角剑”。它和它的前身 XF-92 以及它的后继者 F-106“三角标枪”（实际是 F-102 的重大改进型）组成了康维尔的三角翼战机家族。F-102 和 F-106 从 50 年代末直至 70 年代，一直担负着美国国家战略防空任务，对美国国家安全起了相当重要的作用。

开创时代的三角翼
DM-1 试验机
　　说到康维尔的三角翼战机家族，就不能不提到纳粹德国的航空成就。事实上，如果追根溯源，F-102 可以看作是 40 年代研制的战斗机验证机 XF-92 的放大改进型，而 XF-92 则是在纳粹德国的三角翼技术研究和 DM-1 研究机的基础上发展而来。担负美国战略防空的截击机竟然具有纳粹德国的血统，这一点恐怕是很多人想不到的（纳粹德国虽然给人类带来了巨大灾难，但其灭亡前进行的各方面研究确实对后来的人类科技影响深远——航空领域即是其中之一）。

　　二次大战期间，德国航空先驱亚历山大•里普斯奇博士（Alexander Lippisch）开始着手研究三角翼的气动特性——在当时，后掠翼都尚未实用化的情况下，三角翼概念的提出确实相当惊世骇俗。然而早期的概念研究已经发现，三角翼具有低阻、大内部容积和高结构强度等优点，较之当时正在逐步走向实用的后掠翼，更加适合高速飞行。为了验证三角翼的特性，在慕尼黑和达姆斯塔特航空院校师生的努力下，一架被称为 DM-1 的验证机诞生了。该机的气动布局即使在今天看来也是相当新颖的——无尾三角飞翼布局，机翼前缘后掠角达 60°，机身背部布置有一个大型垂直安定面（其根弦长度几乎相当于机身长度的90％！），飞行员座舱就设置在垂直安定面根部。在 DM-1 的基础上，里普斯奇甚至设计了一种最大速度达到 M2.6 的 Li-P.13A 高速截击机。当然 Li-P.13A 从未真正建造过，因为这种飞机已经远远超越了当时的航空技术水平。而且即使建造出来，也几乎不可能达到预想的性能——因为当时的航空研究人员对跨、超音速的情况了解甚少，以至对飞机性能过于乐观。后来康维尔 F-102 和道格拉斯 D-558-2 的遭遇充分证明了这一点。

　　二战结束后，美、苏两国大肆搜罗纳粹德国的专家、技术资料。DM-1 被美国人发现，运回本土作进一步研究，由此开始了它的异乡生涯，也开启了人类三角翼飞机实用化的大门。

XF-92
　　1945 年 8 月，美国空军（当时还是美国陆军航空队）公开招标研制一种超音速截击机，要求最大速度达到 1,260㎞/h，能在 4 分钟内爬升至 15,000 米。11 月，肯索里得特－伏尔梯飞机联合体（即后来著名的康维尔飞机公司）的一个设计小组在杰克•埃汶的领导下，首先提出了一个“35°后掠翼＋V 形尾翼”布局方案，该方案采用脉冲喷气发动机（而非涡轮发动机），推力达 1,675 公斤，并装有 6 枚辅助推进火箭（总推力 540 公斤）。
　　1946 年 5 月 22 日，美国空军宣布康维尔公司竞争获胜，成为 MX-813 计划的主承包商。6 月 25 日，美国空军正式与康维尔公司签订合同，分两个阶段研制 MX-813 计划中的超音速截击机。第一阶段是验证阶段，包括进行利用验证机进行概念验证并建造初步方案的全尺寸模型；第二阶段是工程发展阶段，康维尔需要制造两架原型机以及一个用于静力试验的机体，以完成相应的试飞和试验。
　　然而，在接下来的风洞试验中，康维尔方案的试验结果并不理想。风洞数据表明，该方案在迎角超过 5°后就会出现气流分离，同时横向控制也存在问题。不得已，康维尔设计小组只好转过头来专心研究里普斯奇的 DM-1。在这时，康维尔空气动力部门负责人拉斐尔•H•斯奇克发挥了重要作用。他根据 DM-1 实物和所能搜集到的关于三角翼气动特性的只言片语，对 45～70°后掠的三角翼进行了一系列研究。最终，在此基础上，康维尔设计小组重新提出了一个崭新的设计方案，公司设计代号 115：机头进气，单座单发，无尾三角翼＋单垂尾布局。事实上，115 方案看起来很象是 DM-1 的美国版，某些细节仍残留着 DM-1 的痕迹——特别是那个巨大的垂直安定面。

　　1946 年 11 月 7 日，康维尔 115 方案获得空军首肯，被赋予设计代号 XP-92（空军机型代码更改后，该机改称 XF-92），并签订合同，要求康维尔制造两架原型机。XP-92 被定位为一种纯粹的防空截击机。该机原定装 1 台威斯汀豪斯的 24C 型发动机（推力 1,020 公斤）和 15 台推力 22 公斤的火箭发动机，但研究人员经过计算认为，该机即使仅依赖火箭发动机，仍可以达到马赫数 1.75，因此 24C 型发动机研制计划被取消。这样 XP-92 就变成一种纯粹的火箭动力截击机，在某种意义上说，该机和纳粹德国的 Me 163 火箭动力截击机相当相似。
　　为了加速 XP-92 的研制，空军于 1946 年 11 月批准康维尔公司首先制造一架喷气动力验证机，用于三角翼概念研制飞行，该机预定采用艾利森公司的 J33-A-21 涡喷发动机。工厂称该机为 7-002 型，美国空军则赋予该机 46-682 的序列号。为了节省时间和资金，该机广泛采用已有的飞机部件，如主起落架来自北美公司 FJ-1“愤怒”，前起落架来自贝尔公司 P-63“眼睛王蛇”，发动机和液压系统采用洛克希德的 P-80“流星”，弹射座椅则是康维尔公司不久前下马的 XP-81 所采用的。
　　正当 7-002 型机正在紧密建造时，伏尔梯公司却于 1947 年夏倒闭。于是，正在制造中的机身被运往康维尔在圣地亚哥附近的工厂，继续未完的工作。同年 10 月 31 日，机体全部制造完成，并迅速送往 NACA（国家航空咨询委员会，NASA 的前身）进行风洞试验。之后，该机被送回圣地亚哥，安装 J33-A-21 发动机，准备进行验证试飞。

　　1948 年 4 月，XF-92 全尺寸原型机 7-002 型建造完成，前往马洛克干湖（后来成为爱德华兹空军基地）。为慎重起见，该机最初先进行了高速滑跑试验，随后在 1948 年 6 月 9 日进行了短暂跳跃飞行。然而就在此时，美国空军考察 XF-92 后认为，该机性能不能满足作战要求，决定取消该机的发展计划。但同时，空军对于先进的三角翼仍然十分感兴趣，决定继续进行 7-002 型的试飞工作，以便进行必要的研究。1949 年夏，7-002 型被空军正式命名为 XF-92A。

　　根据官方资料，XF-92A 由试飞员山姆•香农驾驶，于 1948 年 9 月 18 日完成首次试飞。随后比尔•马丁也加入试飞的行列。在试飞当中，二人均发现，XF-92A 的操纵响应相当灵敏。1949 年 7 月 26 日，康维尔公司承担的试飞任务结束，XF-92A 交付空军继续进行评估。军方试飞员之一就是后来突破音障的查尔斯•E•耶格尔，另一位是弗兰克•K•埃文斯特。根据空军的试飞结果，XF-92 相当容易操纵，但当速度达到 M0.9 时飞机极度稳定，这对于战斗机而言是不合适的。同时试飞发现，XF-92 无论如何都无法在平飞中超过音速。最初以为是发动机推力不够，于是在 1951 年，该机换装艾利森公司的 J33-A-29 加力式涡喷发动机，加力推力 3,400 公斤。同年 7 月 20 日，耶格尔驾驶改装后的 XF-92A 再次试飞，但却发现新发动机对于飞机速度提高影响甚微。更倒霉的是，J33-A-29 发动机维护性极差，使得 XF-92A 在接下来的 19 个月里只飞行了 21 次。1953 年 4 月 9 日，XF-92A 再次换装推力达 3,810 公斤的 J33-A-16 发动机。之后，该机由哈斯•斯科特•克罗斯菲尔德驾驶，为 NACA 进行三角翼气动特性的试飞。结果显示，三角翼在高速飞行时翼尖气流具有强烈的分离倾向（附面层向翼尖堆积所致）。NACA 建议加装翼刀以期部分地解决这一问题。

　　1953 年 10 月 14 日，XF-92A 在着陆时失事，起落架断裂，机体严重受损。由于已无修复价值，XF-92A 就此退出现役，此时共完成 118 次试飞，计 62 小时。

　　尽管 XF-92A 在航空史上籍籍无名，但在其短暂的服役生涯中，却取得了相当多的有效数据，为后来的三角翼截击机 F-102 和 F-106 奠定了坚实的基础，开创了康维尔三角翼战机的时代。

北美空防的基石——F-102“三角剑”
顺利起步
　　40 年代末，由于错误的判断苏联的战略轰炸力量，美国空军感受到极大的本土防空压力。为了替换已经过时的 F-94、F-86D 等老一代截击机，美国空军于 1949 年提出了研制新型高空高速截击机的要求，这就是“截击机 1954”工程。这一工程的大致情况在《M4 之梦》中已有涉及，这里不复赘述。
　　作为“截击机 1954”工程的核心——研制飞机主体的 MX-1554 项目，于 1950 年 6 月 18 日正式提出招标。其基本目标是研制一种超音速全天候战略截击机，专用于本土防空，以对抗日渐壮大的苏联战略轰炸机部队。到 1951 年 1 月，空军共收到 6 家公司的 9 个投标方案，包括：共和飞机公司 3 个，北美飞机公司 2 个，钱斯•沃特、道格拉斯、洛克希德和康维尔 4 家公司各 1 个。最后只有康维尔和共和的方案进入早期发展阶段，前者被赋予 XF-102 的设计编号，共和的方案则称为 XF-103。
　　共和的 XF-103 设计极其新颖大胆，其设计平飞速度超过 M3，实用升限达到 24,384 米，期望能以此打动美国空军。然而这一指标即使在今天来看也是相当惊人的，对于在 50 年代初研制的飞机来说，已经远远超过的当时技术水平的极限，因此 XF-103 的失败在其设计之初就已经注定了。

　　康维尔的 XF-102 设计同样先进而不保守，但却是建立在踏实的技术基础上的——研制 XF-92 的过程，及其试飞所获得大量数据、经验，都为新一代截击机的诞生做好了准备（然而即便如此，XF-102 的发展道路依旧崎岖坎坷，以至几乎下马）。出于慎重和降低风险的考虑，康维尔采用了很多 XF-92 的原始设计。实际上，XF-102 几乎就是 XF-92 的放大版。从外观上看，两者之间的主要区别是进气道。XF-92 采用机头进气，XF-102 则采用两侧进气，留出机头安装雷达的空间。XF-102 的标准武器是挂在机腹武器舱内的 6 枚 GAR-1“猎鹰”空空导弹——值得一提的是，“猎鹰”导弹后来在越南战场上无一命中，全部报废。

　　由于发动机研制进度跟不上，空军同意康维尔在第一架 YF-102 上装用威斯汀豪斯的 J40 发动机，而后继机则装用瑞特公司的 J67（该发动机实际是根据英国布里斯托尔公司许可证生产的“奥林巴斯”发动机）。根据当时的计算，J40 发动机可以驱动 YF-102 在 17,069 米高度达到 M1.8 的速度，而 J67 则可以令该机在 18,898 米高度达到 M1.93 的速度——就后来的事实来看，这个估算显然太乐观了。实际上 YF-102 在接近音速时阻力远远超过计算值，使得该机最后甚至连音障都无法突破。

　为了加快“截击机 1954”的进度，空军决定在 YF-102 发展阶段引入“库克•克莱治”方法（该名称取自两位发明者的姓氏：劳伦斯•C•克莱治和奥维•R•库克），即略过原型机发展阶段，一开始就以预生产型进行低速生产并投入试飞工作，由于试飞飞机数量增多，试飞进度快，发现问题早，从而大大加速了飞机研制进度。但这种方法有个严重问题，即只有对确定将要装备的飞机才有效，而那些中途下马的项目将因为生产了为数不少的预生产型而造成巨大浪费。不过，在当时的人们看来，F-102 脱胎于已经过试飞验证的 YF-92，估算性能也相当出色，其研制风险相当低，因此一开始就全力投入预生产型的制造和试飞，以节省时间。

　到了 1951 年 11 月，MA-1 火控系统和 J67 发动机都已经确定不可能按时交付，空军遂决定采用现有设备装备正在研制中的 F-102，并赋予正式设计代号 F-102A；MA-1 和 J67 则用于日后装备改进的 F-102，即 F-102B（后来该机被重新命名为 F-106，详见后文）——就这点来说，F-102 和 F-106 的关系很象是我们的歼-8 和歼-8I 的关系。由于这一变故，F-102A 的火控系统改用休斯公司的 E-3（后改称 MG-3），但动力问题却颇令康维尔公司挠头。尽管 J40 是 1951 年时美国现役发动机中推力最大的，但仍不能驱动 F-102A 达到预定的性能指标——特别是速度。美国空军当局和康维尔显然都尚未意识到飞机在跨音速区还有他们没有了解的规律在发生作用，仍然认为是发动机推力太小所致，于是空军决定为 F-102A 换装预定于 1953 年投产的普拉特•惠特尼公司 J57 涡喷发动机。

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2016-10-8 10:23 上传

　　1952 年 4 月，空军订购的 10 架 YF-102 原型机（2 架 8-80 型，生产序号 52-7994～52-7995；8 架 8-82 型，生产序号 53-1779～53-1786）开始在康维尔位于圣地亚哥的工厂开工制造。12 月 17 日，空军再次向康维尔订购首批 32 架预生产型 F-102A。如此应用“库克•克莱治”方法，空军对这种新型截击机的迫切需要可见一斑。然而由于未曾预料到的阻力问题，几乎导致这两批订购的 42 架飞机全部成为废品。

阻力问题
　　50 年代初，NACA 的 8 英尺高速风洞开始在兰利中心投入使用，以便对飞行器超音速飞行时的各种状态进行系统的研究。康维尔的 YF-102 有幸成为早期试用者之一。

　　当时康维尔的工程师和空军人员都相信 YF-102 可以轻易地突破音障，将 YF-102 送去做吹风试验，恐怕还是为了尽快获得有利数据，加速该机的定型投产。但不幸的是，来自 NACA 超音速风洞的数据显示，YF-102 的超音速阻力可能远远超过当初所预计的值。1952 年 8 月，YF-102 缩比风洞模型被安装在 8 英尺超音速风洞内，开始进行系统的吹风试验。令康维尔的工程师们非常沮丧的是，试验数据表明，YF-102 在接近音速时会产生极大阻力，以至于当时推力最大的 J57 发动机也无法驱动该机突破音障。
　　正当 NACA 和康维尔的工程师聚集到兰利中心，共同研究 YF-102 的阻力问题时，另一个令人震惊的发现传来：NACA 工程师理查德•T•怀特康柏和他的研究小组在对不同的飞机构型在超音速下的状态进行研究时，发现了意外的强大阻力来源——当气流高速流过模型时，他们原本预计会在机头附近观察到激波，但却惊讶地在机翼后缘处发现了另一个强激波的形成。显然，这种意料之外的强激波造成了大量能量损失，由此造成远远超过当初估算的阻力值。这正是 YF-102 不能突破音障的原因！如果 NACA 的数据准确，那么正在圣地亚哥按原始设计方案制造的 YF-102 和 F-102A 都将因为阻力过大而成为一堆废铁。

　　所幸怀特康柏小组在研究中发现了一条规律——即后来著名的“跨音速面积律”。其含义是，要保证飞机在高亚音速和跨、超音速范围内阻力最小，其各部件沿飞机纵轴的横截面积分布应该相当于一个阻力最小的当量旋成体横截面积的分布，即使实际上无法做到这一点，其分布曲线也应该尽量接近理想分布曲线，以尽可能减小阻力。根据这条规律，NACA 给康维尔的工程师提出了改进方案：在翼身交汇处收缩机身，而在机翼后缘以后适度扩大机身，从而改善了飞机横截面积分布。当然，这样的改进在机身中部形成非常明显的“蜂腰”外形，以至于按照面积律设计的机身往往被称作“飞行可乐瓶”或者“玛丽莲•梦露型”。但来自风洞试验的数据是无可置疑的，这种设计确实有效降低了飞机的跨音速阻力。康维尔的工程师立刻返回圣地亚哥修改 YF-102 模型。

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2016-10-8 10:25 上传

　　1953 年 5 月，康维尔工程师带着修改过的 YF-102 模型再赴兰利。结果风洞试验显示该机阻力已经明显下降。于是，NACA 再次给出改进方案，以便使该机更符合面积律的要求。康维尔再次修改模型，并于 10 月再次进行吹风试验。这次的结果令人相当满意，NACA 认为，经过两次修改的 YF-102 方案已经可以满足空军超音速的要求。

　　然而此时首批 10 架原型机已经开始陆续离开生产线，要改变这些的设计已无可能。对康维尔来说，最后一线希望是风洞试验的数据和实际情况有差距。也许阻力问题并不象 NACA 所指出的那么严重？检验的时刻很快到来了。1953 年 10 月 24 日，加利福尼亚州马洛克空军基地，第一架 YF-102 原型机由理查德•L•约翰逊驾驶进行首次试飞。在这次试飞中，飞机的速度甚至未能超过马赫数 0.9。不久，这架原型机一次试飞中 J57 发动机突然起火，飞机迫降时严重受损，被迫报废。直到 1954 年 1 月 11 日，第二架YF-102才升空试飞。尽管试飞是成功了，但带来的结果却更令人沮丧——试飞证实了兰利风洞数据的准确性，YF-102 根本无法在平飞中突破音障，只有当以 30 度角俯冲时才能达到 M1.24。而其实用升限也无法达到预计的 14,325 米，只有 12,192 米。这对空军来说不啻是一个重大打击。他们已经为 YF-102 计划投入了大量资金，如果此时中止该计划将造成巨大浪费（“库克•克莱治”方法的弊端开始暴露），但一种亚音速的截击机是空军无论如何不能接受的，这将无法对抗来自苏联战略轰炸机部队的巨大威胁。这时，NACA 的主管休•德莱登通报空军，NACA 已经找到降低跨音速阻力的方法，并且已经将相关资料交付康维尔和其它飞机公司。有鉴于此，空军下令康维尔暂停其生产线，等待 YF-102 改进试飞的结果。

　　事实上，在 YF-102 试飞的这段日子里，康维尔设计小组也没有闲着。从兰利中心回来后，他们就一直忙于 YF-102 的改进设计。结果仅用了 117 个工作日，他们就按照面积律重新设计了 YF-102，并生产了一架原型机——为了和原来的 YF-102 区别，该机被称为 YF-102A（公司设计代号 8-90 型）。和前者相比，YF-102A 的主要区别是：机身加长 3.35 米，根据面积律采用蜂腰机身和尾部鼓包构型，机头曲线更加细长，座舱风挡也变成由两片三角形风挡组合而成（这种风挡阻力小，但严重影响视界），机翼前缘采用锥形扭转以改善飞机的大迎角气动性能，原来的 J57-P-11 被更轻、推力更大的 J57-P-23 取代。1954 年 12 月 20 日，YF-102A 在圣地亚哥附近的兰德博格机场首次试飞。在接下来的试飞中，该机表现出良好的性能，尚在爬升过程中即已超过音速。NACA 和康维尔的工程师们的心血终于没有白费。通过面积律改进设计，YF-102A 的最大平飞速度比 YF-102 提高了大约 25％，达到 M1.2，而其实用升限也达到 15,728 米。

　　由于 YF-102 的成功试飞，空军同意康维尔重新启动生产线，并下达大批订单。但 F-102 的改进并未结束。1955 年 6 月 24 日，第一架生产型 F-102A 离开圣地亚哥的生产线，5 天后交付空军。相对于早期的 YF-102，其机身加长 4.8 米，机高提高 0.91 米，翼展加大 0.35 米，翼面积由 61.4 平方米增大到 64.5 平方米，飞机空重增加 792 公斤。包括这一架在内，首批 40 架 F-102A（生产批次从 BLOCK 5 到 BLOCK 25）都被用于试飞和发展，并及时进行相应的改进。事实上，当时最主要的问题是飞机在高速时的安定性问题。直至 1955 年 12 月，一架改进了垂尾的 F-102A 成功进行了高速试飞，标志着安定性问题的最终解决。至此，F-102A 终于完全定型。其时间之短，令人惊叹不已。这当中，“库克•克莱治”方法功不可没（尽管存在着巨大浪费的风险）。回想我们的 J-8 研制历程，自始至终就只有一架原型机进行试飞，加上其它因素干扰，从试飞到定型时间竟超过 10 年！两厢对比，其中一些东西是值得我们深思的。

教练型问世
　　由于是第一次装备 F-102A 这种三角翼战斗机，为了进行改装训练，美国空军决定专门研制一种并列双座教练机，以帮助飞行员尽快熟悉这类飞机的操纵特性。

　　1953 年 5 月 5 日，空军与康维尔公司签订合同，开始研制串列双座教练机 TF-102。同年 9 月 16 日，TF-102 项目被纳入武器系统 WS-201L 发展计划中。不过，此时 YF-102 的阻力问题已经凸现出来，TF-102 不得不按照 NACA 的建议，以F-102A为基准进行相应改进设计，改进后的方案被称作 TF-102A。和F-102A相比，TF-102A 有个宽大得多的机头，以容纳并列座舱——采用并列双座设计，教员可以清楚地了解学员的动作，并进行示范、纠正，有利于学员更快地掌握飞行技巧，但却要在飞机性能上付出代价。同时，原本在座舱两侧的进气道被迫向斜下方移动，形成类似当今流行的“肋部进气”布局。由于这个古怪的胖机头，TF-102A 被戏称为“飞行澡盆”。座舱后的机身段，TF-102A 直接沿用了 F-102A 的设计，保留原来的武器系统，只是取消了休斯公司的火控系统。

　　1954 年 3～4 月间，空军向康维尔公司订购 20 架 TF-102A。同年 9 月，TF-102A 方案提交空军。随着 F-102A 的成功试飞，空军再次增购 28 架 TF-102A。1955年11月8日，第一架TF-102A原型机（8-12型）在理查德•L•约翰逊操纵下成功首飞。不过，在试飞中发现，并列双座座舱会导致飞机高速阻力骤增，严重影响飞机性能（事实上该机在平飞中已经无法超过音速，除非以不小于 5 度的俯角进行俯冲）。为此，康维尔专门重新设计了新的座舱，并于 1956 年 4 月装机试飞。不过试飞结果并不令人满意——新座舱虽然减小了阻力，但却导致飞机视界的恶化。作为教练机，终归视界比速度重要，因此新的座舱设计被取消，又改回原来的座舱设计。为了减阻，康维尔又在座舱后增加涡流发生器，以改善该处气流状况，减小阻力。同时垂尾也有所加大，以弥补并列双座造成的方向稳定性的下降。最终，这些改进措施被第三架 TF-102A 原型机采用，并成为此后所有 TF-102A 的标准构型。

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2016-10-8 10:27 上传

　　尽管空军先后订购了 111 架 TF-102A，但最终只有 63 架该型机投产服役。大部分 TF-102A 都集中在第 4780 联队，用于训练防空司令部的截击机飞行员和战略空军 B-58 超音速轰炸机（也是康维尔公司研制）的飞行员。在使用中，除了速度不令人满意外，空军认为 TF-102A 还是能胜任其主要任务的。

服役岁月
　　1956 年 5 月 1 日，加利福尼亚州乔治空军基地，防空司令部所属第 327 战斗截击机中队开始接收第一批 F-102A，以替换已经过时的 F-86D。同时该中队还接收了道格拉斯公司研制的 MB-1“妖怪”火箭弹。空军计划用这种具有核战斗部的火箭弹装备 F-102A（但这项计划最终于 1957 年取消）。当年 8 月 18 日，327 中队开始具备初始作战能力。 有意思的是，直至此时，F-102 尚未获得它自己的绰号，这不大符合美国空军的传统习惯。到了 1957 年，F-102 才获得一个响亮的绰号——“三角剑”，其含义不言而喻。

　　从 1952 年至 1957 年，空军先后向康维尔下达 5 份订单，共订购 F-102A 875 架。这期间，F-102A 进行了一系列改进，包括改进火控系统，增加发射最新型“猎鹰”导弹（GAR-11，后改称 AIM-26）的能力。1957 年 10 月，康维尔开始生产 BLOCK 102 批次的 F-102A。该机实用升限提到到 16,764 米，最大速度、机动性和高速安定性都有改善。同时，康维尔开始对早期生产的 F-102A 进行现代化改进，主要是将其统一到后期型标准，包括：加长机尾，将原来的 MG-3 火控系统以 MG-10 取代（最终大部分 F-102A 都装备 MG-10 系统），增加翼下挂点以携带副油箱和火箭弹。不过，当 F-102A 携带外挂时，其最大速度将无法超过音速，这将在一定程度上限制 F-102A 的使用。

　　时间进入 1958 年，F-102A 装备达到最高峰，共计 25 个防空司令部所属的战斗截击机部队先后用该机换装了 F-86D（至 F-102A 退役为止，先后共有 32 个中队装备过该机）。同年 9 月，最后一架 F-102A 交付使用。此后 F-102A 再度进行现代化改装，其中包括增加发射 AIM-4“猎鹰”导弹的能力。

　　作为战略防空截击机，F-102A 主要装备美国本土中队，但也有少量部署到海外基地。首先进行海外部署的就是第一个装备该机的第 327 中队，该中队于1958年6月被调往格陵兰岛驻守。1959 年，第 525 中队被调往英国皇家空军拜特博格空军基地，成为第一个派驻欧洲的 F-102A 战斗机单位。此后，还有 5 个中队相继部署到欧洲盟国，包括德国、西班牙和荷兰。在太平洋地区，也驻扎过少量 F-102A。其中第一支部队就是第 16 中队。该中队于 1959 年 3 月调往日本那霸空军基地。1962 年 3 月，第 570 中队进驻南越西贡附近基地，担负防空截击任务。还有部分该型机部队部署到泰国境内。至 1969 年12月，装备 F-102A 的部队全部撤出东南亚。在接近 8 年的时间中，共 15 架 F-102A 在防空任务或为战略空军的 B-52 护航时损失。在战斗中，F-102A 的表现并不突出。它的“猎鹰”导弹故障率奇高，在实战中无一命中，使得 F-102A 飞行员只能在昼间以火箭弹实施攻击。同时三角翼飞机巡航阻力大，航程短的缺点也十分突出，F-102A 在典型战场上空只能逗留 2 分 30 秒，严重制约其作用的发挥。

　　从 60 年代开始，F-102A 开始逐渐被性能更先进的道格拉斯 F-101B“巫毒”（一译“魔术师”）和 F-106“三角标枪”所取代。仅 1961 年一年，防空司令部所属的 F-102A 数量就急剧跌落至 221 架。到 60 年代末，大部分 F-102A 从空军退役。只有部署在海外（德国和荷兰）的少数 F-102A 尚在服役。1971 年，驻欧部队开始用道格拉斯的 F-4“鬼怪 II”取代尚在服役的 F-102A。1973 年 6 月，防空司令部所属的第 57 中队换装 F-4C，该中队装备的最后一批 F-102A（不超过 10 架）全部退役。

　　从空军退役后，部分 F-102A 开始转入空中国民警卫队服役。60 年代中，德克萨斯州空中国民警卫队第 182 中队第一个换装了从空军退役的 F-102A。到 1966 年，空中国民警卫队共接收了 339 架 F-102A。1967 年，曾提出过将空中国民警卫队装备的 F-102A 改装为 RF-102A 侦察型的计划（取消机头雷达，改装航空侦察相机，康维尔甚至已经专门改装了一架 F-102A），但空军对此毫无兴趣，加上 RF-101C 很快装备部队，该计划也就不了了之。直到 70 年代初，空中国民警卫队一直都在接收空军退役的 F-102A。但随着更先进的 F-4“鬼怪 II”服役，F-102A 也很快从空中国民警卫队退役。1976 年 10 月，随着最后一支装备“三角剑”的部队——驻夏威夷的空中国民警卫队第 199 中队换装 F-4C，F-102A 全面退出空中国民警卫队。
　　除了战斗部队，NASA（国家航空航天局）和 FAA（联邦航空局）也曾装备过 F-102A.。该机在 NASA 主要担负伴随护航观测、失重环境模拟训练任务，不过很快被 F-106A 和 T-38 取代。至于 FAA，则是用仅有的一架 F-102A（注册号 N-300，序列号 57-0835）来研究超音速运输机（SST）。随着 SST 计划很快下马，这架 F-102A 在 FAA 的使命也宣告结束。

出口国外
　　按理说 F-102 这种战略防空截击机是不应该出口的——即使已经陈旧过时。苏联的苏-15 就从未向国外出口过。出口的国家也很有意思，是属于北约南翼的希腊和土耳其。看来是为了巩固围堵苏联的南欧防线，才用这种高档装备拉拢和安抚这两个小兄弟。偏偏这两家又是冤家对头，在 1974 年塞浦路斯争端中大打出手，上演了美制战机同室操戈的好戏。
　　1968 年，土耳其获得了美国空军退役的 F-102A 和 TF-102A 共计 36 架——当然，在交付给小兄弟之前，这批飞机必须做点手脚，以免泄密。这批“三角剑”首先装备了 191 中队（后于 1973 年改称 142 中队），用于取代该中队原装备的 F-84F“雷电”。1971 年，182 中队换装“三角剑”，淘汰了 F-84F。1974 年，塞浦路斯争端中，土耳其的“三角剑”奉命参战。但时运不济，被希腊的 F-5A“自由战士”分别以 AIM-9B“响尾蛇”和 20 毫米航炮各击落一架。至 1979 年中，142 中队的“三角剑”被 F-104G 取代，182 中队则换装了 F-100。“三角剑”就此退出土耳其空军。

　　希腊获得“三角剑”是在 1969 年，这就明显带有对等和安抚的色彩了。共计 19 架 F-102A 和 5 架 TF-102A 交付希腊空军，其中 15 架装备了 114 中队。至 1978 年，希腊空军的“三角剑”被幻影 F.1CG 取代。

靶机生涯
　　随着 F-102A 的大量退役，存放到戴维斯空军基地的飞机越来越多。到 1973 年，该基地存放的退役 F-102A 已经超过 400 架，其中大部分仍具有飞行能力。为了充分发挥其作用，美国空军决定将其改造成无人驾驶靶机，改造工程交由 Sperry Rand 联合体负责。
　　为了给麦•道公司研制中的 F-15 战斗机武器系统试验提供靶机，Sperry 于 1973 年开始改造首批 8 架 F-102A，型号为 QF-102A。其中部分具有地面无线电遥控飞行能力。1974 年 3 月，QF-102A 首次试飞成功。

　紧接着，Sperry 又改造了 65 架无人驾驶靶机，型号为 PQM-102A。其弹射座椅和航电设备被无线电遥控设备所取代，使之可以按照地面指令机动飞行。1974 年 8 月 13 日，PQM-102A 首飞成功。次年 6 月 25 日，PQM-102A 在墨西哥湾上空进行了首次打靶试验。这次试验是 F-15 火控系统评估试验的一部分。当时 F-15 向 PQM-102A 发射了一枚 AIM-7F“麻雀 II”导弹，Sperry 技术员遥控该机做了一个近 1 马赫的高速机动，摆脱了导弹返航回收。此后，打靶试验又进行了 5 次。试验中，PQM-102A 表现意外的好。该机进行了一系列复杂机动，包括以 80 度坡度进行 6G 盘旋、以 82 度坡度进行 7G 盘旋、在 100 米低空高速飞行等等。对此，空军官员给予了相当高的评价。

　　1978 年，Sperry 再次接到空军订单，要求生产 80 架 PQM-102B。和 PQM-102A 相比，PQM-102B 最主要的区别是无线电遥控设备被移到机头，这样必要时该机也可以由飞行员进入座舱操纵。1986 年最后一架 PQM-102B 完成了它的使命，为“三角剑”的历史画上了句号。

康维尔最后的辉煌——F-106“三角标枪”
从“剑”到“标枪”
　　由于休斯公司 MA-1火控系统（MX-1179 项目）和瑞特公司 J67 发动机进度严重滞后，美国空军在急需先进截击机的情况下，遂决定先以现有设备与 YF-102 机体配套，作为一个过渡型号，即前述 F-102A，而 MA-1 火控系统和 J67 发动机仍继续研制，最终装备“先进 F-102A”，后定名为 F-102B。如前所述，由于 F-102A 遇到了意料之外的阻力问题，造成大量资金浪费。在后来改进弥补的过程中，空军实际上挪用了原定用于 F-102B 的资金，从而造成 F-102B 的发展进度大大落后于预定时间表，并在某些方面丧失了优先权。

　　到了 1953 年中，MX-1179 项目仍进展迟缓。在试验火控系统装上 T-29B 试验机实际试飞之前，休斯公司浪费了整整一年时间。与此同时，瑞特公司的 J67 发动机也是问题频频，迫使空军不得不考虑另一种替代方案——普拉特•惠特尼公司的 J75 发动机，这是已经得到广泛应用的 J57 发动机的先进改型。1955 年初，空军最终下定决心，以 J75 取代 J67 装备 F-102B。

　　1955 年 11 月，空军向康维尔下达意向订单，要求制造首批 17 架 F-102B 原型机。一个月后，康维尔即提交 F-102B 模型供空军评估审核。1956 年 4 月 18 日，空军确认了去年的意向订单，并明确要求 17 架 F-102B 全部用于飞行试验。12 月，第一架 F-102B 原型机（序号 56-451）出厂，其余 16 架原型机也在次年 1 月相继离开生产线。

　　和 F-102A 相比，该机的主要区别是机身：重新设计的机身更具流线型，同时更好地融合了面积律设计；原本位于座舱两侧的进气口后移，呈“八”字形布置，并改进为可调式超音速进气道；发动机采用预定的 J75 双转子涡喷发动机，加力推力达到 10,660 公斤；由于重量增大，前起落架改为双轮结构；垂尾外形更改为后掠梯形，方向舵形状也相应修改；垂尾根部设置了减速伞舱，采用蛤壳状结构，可以张开作为减速板使用；机翼在外观上差别不大，后来在 1956 财政年度为了改善翼尖附面层分离问题而加装了和 F-102A 类似的翼刀，但在下一财政年度就全部改为前缘开缝而取消了翼刀；机翼采用了结构油箱，取消内部软油箱，由机翼蒙皮兼作油箱外壳（亦即所谓“湿翼”结构）；燃油传输改为由发动机低压压气机引气进入油箱来实现，但这样将导致生存力的严重隐患——一旦机翼被击穿，整个燃油传输系统就会完全失效；为了减小阻力，这批飞机甚至采用了可伸缩式航行灯（上航行灯位于背脊上紧靠座舱处，下航行灯则紧靠前起落架舱后方），在超音速飞行时可以收回机身内。但这种措施效果有限而代价不小，最终在后来的 F-106 生产型上又恢复了固定式航行灯。

　　1956 年 6 月，由于 F-102B 和 F-102A 相比存在明显的技术差别，同时气动外形也有了较大变化，成为一种比 F-102A 先进得多的新型战斗机，美国空军决定将该机更名为 F-106A。9 月，空军通知康维尔公司，要求 F-106A 在 1958 年 8 月之前必须能够投产服役——这已经比原定计划晚了 4 年！同时空军还要求该机必须和作用半径达 430 英里、作用高度达 70,000 英尺的半自动地面引导拦截系统（SAGE）兼容。在地面系统引导下，F-106A 应该可以在 35,000 英尺以 M2 的速度对目标实施拦截，并在休斯 MA-1 火控系统控制下发射空对空导弹和火箭弹攻击目标。

武器/火控系统
　　和 F-102A 相同，F-106A 采用内置武器舱构型，气压作动的双折式舱门。其典型武器构型为：1 枚道格拉斯公司的 MB-1（后改称 AIR-2A/B）“妖怪”火箭弹，装备 1.5 千吨当量核战斗部；4 枚休斯公司的“超猎鹰”系列空空导弹，包括 GAR-3 雷达制导型和 GAR-4 红外制导型（后分别改称 AIM-4E 和 AIM-4G）。后来 GAR-3 改进为 GAR-3A（AIM-4F），提高了雷达导引头的精度和抗干扰能力，遂取代 GAR-3 成为 F-106 的标准武器之一。原来 F-102A 配备的 2.75 英寸无控火箭弹则被取消。

　　“妖怪”火箭弹挂载于武器舱后半部分，发射重量达 373 公斤，最大速度达到 M3.3，最大射程接近 13 公里。由于没有制导系统，这种火箭弹主要依赖其 1.5 千吨当量的核战斗部来保证杀伤概率——战斗部毁伤半径达到 300 米。对于其预定作战目标——苏联的战略轰炸机群来说有相当的威胁。

　　猎鹰”系列导弹也有核战斗部型，即 AIM-26A“核猎鹰”。但通常 F-106A 携带的仍是常规战斗部的 AIM-4E/F/G。两枚半主动雷达制导的 AIM-4E/F 挂载于武器舱前半部分；而 AIM-4G 则挂于武器舱后半部分，“妖怪”火箭弹两侧。令人难以置信的是，所有的“超猎鹰”导弹竟然全部采用碰炸引信（位于 4 个弹翼前缘）！这就要求导弹直接命中目标。但即使在几十年后的今天，这个要求也是相当困难的。那个年代的休斯公司采用这种设计，实在是对自己的技术水平和产品可靠性太过自信了。“超猎鹰”导弹允许单射或成对齐射。不过由于其武器舱门的气压作动系统的冷气瓶储气有限，只允许开关三次舱门，使得 F-106 的导弹实际上都是成对齐射——典型的方式 是1 枚 AIM-4E/F 加 1 枚 AIM-4G。后来在实际使用中发现，齐射时 AIM-4G 的导引头容易受前方导弹尾焰的干扰，转而追逐前方导弹。为此，设计人员将 AIM-4G 和 AIM-4E/F 的挂装位置对调，并由火控系统控制首先发射 AIM-4G，以避开干扰。

　　休斯 MA-1 火控系统经过长期努力之后，终于成功装机。MA-1 是第一种采用数字式计算机的火控系统，在当时性能相当出色，但可靠性甚差，不得不持续改进，以解决那些频频出现的问题。在 F-106 服役期间，该系统竟先后升级改进 60 余次。MA-1 系统的另一重要作用是，通过数据链与北美联合防空司令部的 SAGE 系统交联，使得 F-106 可以在地面控制下进入拦截航线，对目标实施攻击并按正确航线撤出战斗。在大多数任务中，飞机都是由机载计算机控制；飞行员只是在起降时操纵飞机，并在系统故障时介入处理，实际上扮演了一个“系统管理员”的角色。

标枪问世
　　1956 年 12 月 26 日，爱德华兹空军基地，第一架 F-106A 原型机由理查德•L•约翰逊操纵进行了首次试飞（F-102 的首次试飞也是由他驾驶的）。这次试飞不是很成功，飞行中发动机转数不稳定，加上减速板张开后无法收起，试飞被迫匆匆结束，没能进行超音速试飞。1957 年 2 月 26 日，第二架原型机（56-0452）加入试飞。这两架原型机安装的仍然是试验型的 XJ75-P-1 发动机，同时没有安装 MA-1 火控系统，仅以配重代替。

　　1957 年 5 月，F-106 试飞进入第二阶段，其过程转由空军全面控制。后续 12 架原型机相继交付空军，在爱德华兹空军基地参与试飞。和前两架不同的是，这批飞机换装了 J75-P-9 发动机。在试飞中，F-106A 平飞速度达到马赫数 1.9，飞行高度达到 57,000 英尺，但仍低于设计指标。该机加速性也表现不佳。在一次试飞中，该机从 M1 加速到 M1.7 耗时 4 分 30 秒，然后又耗时 2 分 30 秒加速到 M1.8——如此低下的加速性能，使得该机实际上无法使用 M1.7 以上的速度进行拦截。最后，康维尔通过减小进气道唇口半径，并增大进气道喉道面积解决了上述问题。

　　但其它问题仍接踵而来。先是 J75-P-9 可靠性不佳，最后换装推力更大的改进型 J75-P-17。接下来，装机试飞的 MA-1 又出问题。连座舱布局也带来一堆麻烦。本来 F-106A 的座舱是传统设计，采用中央操纵杆。但空军认为操纵杆阻碍了飞行员观察地平仪的视线，坚持要将操纵杆移到右侧——即类似当 今F-16 的设计，但 F-16 的力敏感式操纵杆远非那个年代的机械－液压操纵杆可比，结果空军发现这种方案根本不可行，不得不改回原来设计。

　　最初 F-106A 仍采用 F-102A 的翼刀设计以解决翼尖气流分离问题，但为了找出更好的解决方法，这一批 12 架原型机被改装用于相关试验，其代号也暂时改为 JF-106A。最终，F-106 系列改用了效果更好的前缘开缝设计。

　1957 年，F-106A 获得了它的正式绰号——“三角标枪”。但时移事易，此时形势早已不是“截击机 1954”计划展开的时候了，由于 F-102A 和道格拉斯 F-101B 相继服役，防空司令部对截击机的需求不再那么迫切。空军原本计划采购多达 1,000 架 F-106，装备 40 个防空司令部所属中队，现在显然已经不必了。加上 F-106A 在火控和发动机进度上严重滞后，使之不再成为空军的优先发展项目。甚至有段时间，空军开始考虑是否要取消整个 F-106 发展计划，或者将其重新设计为一种远程截击机。尽管最后 F-106 躲过了下马的厄运，但计划经费却严重不足，最后不得不大量削减采购数量。到 1958 年 9 月，F-106 的订购数量急剧跌落到 260 架，只够装备 14 个一线中队和 1 个训练单位。由于数量砍得太多，空军不得不于 1959 年 8 月作出决定，将已有的 35 架试验用 F-106A 恢复到作战状态，重新编入截击机中队，以弥补数量的不足。

　　1959 年 5 月 30 日，驻新泽西州麦克盖瑞空军基地的防空司令部所属第 539 战斗截击机中队开始接收第一批 F-106A，取代过时的 F-86L。不过，第一支形成初始作战能力的部队却是驻华盛顿州吉戈尔空军基地的第 498 中队。但此时距当初的计划已经晚了 5 年，同时持续不断的故障也严重阻碍了 F-106 部队战斗力的形成，直至 1959 年 10 月 31 日 F-106 部队才具备完整的作战能力。
　　1959 年 12 月 15 日，编号 56-467 的 F-106A 在约瑟夫•W•罗杰少校操纵下，创造了 40,500 英尺 1,525.96 英里/时的速度纪录，打破了苏联飞行员马索洛甫刚刚于 10 月 31 日驾驶 E-6/3 创造的 1,488.83 英里/时的纪录。

标枪家族
　　和 F-102 一样，F-106 系列也有双座教练型，即 F-106B（公司代号 8-27 型）。该机原本设计作为一种纯粹的教练机，并定名后 TF-102B。后来由于 F-102B 改称 F-106A，该机也随之改为 F-106B。空军于 1956 年 8 月 3 日订购 63 架 F-106B 教练型，但到了月底，空军决定给 F-106B 增加全部作战能力。

　为了避免 TF-102A 并列双座布局出现的问题，F-106B 采用了串列双座形式。座舱盖采用单片式结构，整体向后向上开启。为了容纳教员位置，取消了一个机身油箱，并将部分电子设备移到武器舱，从而使得 F-106B 的载油量有所减少，但翼下挂点保持不变。该机火控系统采用休斯 AN-ASQ-25 型，相当于 F-106A 的 MA-1，具有同样的武器挂载使用能力，即武器舱中的 4 枚“超猎鹰”系列导弹和1枚“阻尼”核火箭弹。

　　在 F-106A 的第三批订单中，就包括了 F-106B，但该机的订单直到 1957 年 6 月 3 日才最终定案。第一架 F-106B 原型机（57-2507）仍于 1958 年 4 月 9 日完成首飞。首批 8 架原型机全部被命名为 JF-106B，用于试飞工作。1959 年 2 月，第一架生产型 F-106B 交付美国空军。但和 F-106A 一样，F-106B 服役之初也是问题不断，直到 1960 年 7 月才形成完整的作战能力。
　　1960 年 12 月，最后一架 F-106B 交付，生产线关闭。其最后的型号为 8-32 型，具有改进的 MA-1 火控系统、康维尔自己研制的 B 型超音速弹射座椅、先进的仪表显示系统、29 型改进翼型。

　　除了 F-106B 之外，“三角标枪”家族还有几个鲜为人知的型号。
　　1956 年，康维尔开始研制 F-106A 的后继型，初称 F-106X，公司型号 8-28/8-29 型。该机最显著的特点是采用鸭式布局，并采用矩形进气口，发动机为 JT4B-22，造型颇为前卫。雷达天线直径达到 40 英寸，具有下视下射能力。该机原设计用于和洛克希德的 YF-12 竞争，其速度指标高达 M5！看来没能吸取当初共和 XF-103 败给 F-102 的教训，脑袋又开始发热了。 后来 F-106X 分拆成两个型号，即单座型 F-106C 和双座型 F-106D。空军曾经表示过需要 350 架这种先进截击机，但计划很快于1958 年 9 月 23 日取消。之后，康维尔改装了两架 F-106A（57-239 和 57-240），机头延长 5 英尺，用于新型雷达试验。这两架飞机被重新命名为 F-106C。其中 57-239 在 1959 年进行了 10 次试飞，但最终坠毁。57-240 实际上没有进行试飞，最后又改回 F-106A 的构型。

　　1968 年 2 月 9 日，国防部宣布洛克希德 F-12A 项目下马，仍将继续采购 F-106 作为战略防空主力截击机。为此，康维尔于 9 月 3 日提交一份改进型 F-106 的方案，即 F-106E/F。它装备有双通道超高频通讯系统和数据链系统，可以和即将装备的机载预警控制系统和超地平线防空雷达网兼容。其加长的机头内装备一台改进型雷达，具有下视下射能力，可以控制发射所有的具有常规/非常规战斗部的导弹，包括 AIM-26“核猎鹰”和 AIM-47“超猎鹰”。但不幸的是，空军对此毫无兴趣，F-106E/F 尚在图纸阶段就已经夭折。

中期改进
　　随着 F-106 大量服役，空军开始针对不断出现的问题进行一系列改进——其中相当部分是针对 MA-1 火控系统的。到 60 年代初，空军一共对 MA-1 进行了 63 次改进，此外还有 67 处针对飞机本身的改进。由于采用“库克•克莱治”方法，使得 F-106 的生产批次极多，后勤保障能力严重恶化。对使用 F-106 的部队而言，这简直是场恶梦。当年纳粹德国空军就曾在这个问题上大吃苦头，没想到 20 年后美国空军又重蹈覆辙。
　　1960 年 9 月，为了缓解生产批次过多导致的严重问题，空军开始进行标准化工程，项目代号“野鹅”，目的是将早期生产的 F-106 全部升级到最后期型标准，正在生产的 F-106 也参照此标准，不再改动设计。持续 1 年后，这项庞大的工程终于完成。1960 年底，空军开始实施“跳高”工程，对 F-106A 机群实施全面升级改进。该项目在萨克拉曼多的航空工业区进行，并一直持续到 1963 年初。在改进项目中，包括引入前视红外搜索跟踪系统。该系统安装在座舱前的可收放支架上，可以在低空以及杂波背景下使用。

　　1961 年连续两次燃油系统故障导致 F-106 坠毁，迫使空军于 9 月 26 日下令训练单位的 F-106 全部停飞。事故原因很快查明，早期 F-106 的燃油系统设计有缺陷，在燃料不足时会突然跳火花，从而导致事故。为此，空军在 1961～1962 年间进行了代号“标枪板”的改进工程，主要是加装火花抑制保护罩，以解决燃油系统的问题。
　　1962 年，F-106A 开始安装着陆拦阻钩，以便在紧急情况下阻止飞机冲出跑道。这使得 F-106A 成为美国空军第一种采用此类装备的战术飞机。
　　1965 年，F-106 换装新型塔康系统，由于采用集成电路技术，新系统的尺寸和重量都比原来的系统减小了大约 2/3。
　　在所有的改进当中，最重要的应该算弹射系统的改进。

　　早期 F-106 使用的弹射座椅是正在 F-102 上使用的韦伯公司研制的型号。这是一种敞开式弹射座椅，对飞行员没有任何保护措施。康维尔的设计人员认为，这种座椅显然不适合在超音速状态下弹射救生，为此决定采用康维尔自己的 B 型弹射座椅。这种座椅是专门为超音速弹射救生而设计的，先后进行了 15 次滑轨弹射试验和 11 次飞行弹射试验。1961 年 6 月 6 日甚至在一架 F-106B 上进行了真人弹射试验，坐在后舱的盖姆斯•哈维尔成功弹射出舱。

　　但问题是，B 型弹射椅的弹射程序相当复杂：飞行员首先要拉下 D 形环，以便抛掉舱盖，收回并锁紧肩带，收回飞行员双脚，并升起防护板；在这些动作完成后，飞行员还要再拉一次 D 形环，断开座椅作动机构，然后启动垂直推进器将座椅推出座舱，接下来偏移推进器点火，使座椅水平移动一段距离以避开后面高耸的垂尾；在这之后，气压作动稳定杆自动展开，附件螺栓射出，主推进火箭点火，将座椅完全推离飞机。头晕了吧？那些 F-106 的飞行员也一样。多次弹射失败都是由于飞行员把顺序搞错造成的。
　　由于弹射程序过于复杂以及机构可靠性不高，空军于 1965 年与韦伯公司签订合同，要求研制一种“零－零”弹射座椅。这是由于空军根据统计数据发现，高空超音速弹射相当罕见，更常见的是在低空低速状态下弹射。45 天后，韦伯公司就交付了第一个弹射座椅供空军评估。事实上这种弹射座椅性能相当不错，空军很快将 F-106 机群的弹射座椅全部更换为这种型号，大大改善了飞行员紧急情况下的逃生能力。

　　由于 F-106 机动性相当不错，不少人认为它经过改进有可能成为一种优秀的格斗战斗机。甚至有人建议将 F-106 派往越南执行制空任务。有人开始计划给 F-106 换上空优涂装，并加装内置航炮。尽管空军从未打算将 F-106 派往越南，但加装航炮的建议却被采纳了。不过，加装航炮的目的不是为了与敌方战斗机进行格斗，而是为了给 F-106 提供一种近距离攻击轰炸机的武器。
　　针对加装航炮的计划，康维尔公司表现出很高的热情，很快提出了一揽子方案，包括给 F-106 加装内置航炮，增加航炮瞄准具并换装视界良好的座舱盖——即“精明射手”工程。按照这个方案，备弹 650 发的 M61A1 20 毫米航炮被安装到武器舱后半部分，即原来“阻尼”火箭弹的位置，但原来 4 枚“超猎鹰”系列导弹仍然保留。由于航炮身管部分伸出舱外，为了避免高速气流直接吹袭航炮内部机构，整个航炮系统被做成一个全封装部件，以提供一定的保护。这样 F-106 腹部多了一个明显的鼓包，这是航炮型 F-106 和其它型别的重要识别特征之一。另一个特征就是新型的“高度清晰”座舱盖，它取消了飞行员脑袋上的金属框架，显著改善了视界。

　　1969 年 2 月 10 日，一架经过改装的 F-106A（58-0795）开始进行试飞。接着，另一架改装机也加入试飞。同时，与之匹配的瞄准具也在加紧开发。最后，只有那些装有改进型仪表的 F-106A 加装了航炮。不过由于航炮的液压马达限制，航炮射速只有 4,500 发/分，而达不到 F-4E 航炮 6,000 发/分的射速。
　　60 年代末，F-106 开始采用一种容量达 360 加仑的大型副油箱。由于可以在大多数速度条件下携带，通常也称之为“超音速副油箱”。它的容量比原来的 227 加仑大了近 50％，并具有空中投弃能力——尽管实际上很少这么做。之后，F-106 除了执行短程拦截任务外，大多数时候都挂上这种副油箱。此外，为了进一步提高 F-106 的航程，从 1967 年开始，现役 F-106 机群开始加装空中受油系统，采用美国空军典型的“硬杆”加油方式，受油口位于座舱后方的背脊上。

退出现役
　　1961 年 7 月 20 日，第 277 架、也是最后一架 F-106A 交付空军。加上双座教练型 F-106B，F-106 系列共生产 340 架。康维尔的生产线随后关闭。
　　当年年底，当时的国防部长罗伯特•R•麦克纳马拉提出重开 F-106 生产线，再生产 30 架 F-106，在 1961 财政年度的预算中甚至拨出了多达 80 架的采购费用。但此时防空司令部却不领情了。因为他们开始了解到一些关于海军 F4H-1“鬼怪 II”战斗机的信息，他们认为，这种双座重型战斗机也许比 F-106 更适合自己的需要。为此，空军专门针对 F-106 和 F4H-1 进行了一项对比试验，代号“高速”，以评估两种飞机执行相同任务的能力。试验中发现，和F- 106 相比，F4H-1 的 APQ-72 雷达具有更高的可靠性，更远的探测和锁定距离。但在近距格斗中，F-106 却占有优势，多次“击落”F4H-1。在这种情况下，两种飞机都没有得到防空司令部的首肯。结果到了 1961 年 12 月，空军宣布为战术空军司令部采购 F-110（F4H-1 的空军型号，1963 年海、空军编号统一后改称 F-4C），防空司令部则两头落空，F-106 或 F-110 都没到手。此后，在长达 11 年的时间里，F-106 始终是防空司令部的主力截击机。

　　到了 1972 年，麦•道公司的 F-15A 开始装备部队。性能良好的 F-15A 赢得防空司令部的喜爱，F-106 机群开始退出一线，其中部分被移交给空中国民警卫队。第一个装备 F-106 的是蒙大纳州空中国民警卫队的第 186 战斗截击机中队，第一架 F-106A 于 1972 年 4 月 3 日移交。尽管转入空中国民警卫队，但 F-106 仍担负部分防空司令部的值班任务。先后共有 6 个空中国民警卫队中队执行过此类任务。F-106 可谓“退而不休”。直到 1988 年 7 月 7 日，新泽西州空中国民警卫队第 119 中队最后一架 F-106 完成了它的最后一次战斗值班飞行，8 月正式退役——比空军的最后一架 F-106 退役仅仅晚了几个月。

　　在长达 29 年的服役期间，F-106 创造了美国空军历史上单发战斗机万时率最低的纪录。不过，尽管如此，在 340 架 F-106 当中，共计 112 架（包括 17 架 F-106B）坠毁或毁于地面事故。

特殊用途
　　在 F-106 服役期间，两架 F-106B 被移交给 NASA，用作系统发展研究机，型号也改为 NF-106。
　　其中 F-106B 57-2516 号机于 1966 年飞抵路易斯研究中心，被赋予 NASA 机尾号 616。该机主要用于超音速运输机发动机进气道的研究，后来还在翼下加挂两台发动机进行相关试飞。1979 年 1 月，该机转交爱德华兹空军基地的德莱登飞行研究工厂，机尾号改为 816。后又转交兰利研究中心，用于评估雷击对飞机的影响。1981 年，一架 F-106A（59-0123）移交 NASA，作为 816 号机的备份机。1988 年，在先进技术战斗机计划（即著名的 ATF）中，816 号机装上兰利中心研制的前缘涡襟翼进行试飞。1991 年 5 月 17 日，816 号飞机完成它的历史使命，从兰利研究中心退役，后被陈列在汉普敦的弗吉尼亚航空航天中心。

　　F-106B 57-2507 号机则于 1972 年 9 月交付路易斯研究中心，被赋予 NASA 机尾号 607。该机主要用于太阳能电池和海洋光谱扫描研究。1981 年 5 月，该机移交兰利中心。1984 年，该机在全尺寸风洞试验中损毁。
　　此外，还有 F-106 也曾在 NASA 服役：F-106B 59-2454 号机于 1985 年 1 月 30 日交付兰利中心，但已经丧失飞行能力，被用于面试验。另一架 F-106B 57-2513 号机则被用作洛克韦尔 B-1 轰炸机的伴随观察机。

　　F-106 退役后，为了充分利用其机体的剩余飞行时间，空军于 1984 年与飞行系统有限公司（即后来的霍尼韦尔公司）签订合同，改装 194 架退役的 F-106 作为靶机，型号为 QF-106——即“测速器 6”计划。

　　1987 年 7 月，第一架 QF-106 首次试飞。至 1990 年，首批 10 架全部完成。1991 年末，QF-106 开始在新墨西哥州白沙导弹靶场服役，后来又部署到佛罗里达州埃格林湾试验靶场。其典型任务是作为红外寻的导弹的靶标，为此在翼下挂架加挂红外辐射源，以方便导弹跟踪。1997 年 2 月 20 日，最后一架用作靶机的 QF-106（57-2524）在霍罗门空军基地被击落。此后，QF-106 的靶机任务由 QF-4 接替。

　　但 QF-106 仍在继续飞行。在空军和 NASA 联合进行的“日食”工程中（用于可重复使用轨道运载器概念的可行性研究），该机再次参与试飞。1997 年 12 月 20 日，一架 QF-106（59-130）被一架 NC-141 重型运输机拖曳到空中，以研究一架 B-747 飞机拖曳一架空天飞机到 45,000 英尺高空的可行性。此类试飞一直持续到 1998 年 2 月。

　　1998 年 5 月 1 日，最后这架可以飞行的 QF-106 飞往爱德华兹空军基地退役。
　　至此，“三角标枪”的名字终于从航空舞台上彻底消失。康维尔三角翼战机家族长达 50 余年的历史宣告结束。
　　即将搁笔之时，忽然想到：从 XF-92 到 F-106，康维尔三角翼战机从来就不是美国战机的主流，其战绩和名声也远不如同样布局的达索幻影III/2000 家族。对它们也许不太公平，因为没有什么可以一展身手的机会。但对生活在核时代的地球上人来说，应该算是幸运吧——对于这种战略防空截击机，最好永远不要有战绩彪炳的那一天。

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