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20世纪60年代初至80年代初，第二代喷气式战斗机开始大量装备部队，其主要技术特征是超音速，最大飞行马赫数为2.0~2.5，采用小展弦比机翼和变后掠翼。武器配备开始装备第二代空空导弹，具有拦射能力的火控系统和第二代雷达。第二代战斗机的代表型有美国的F-4、F-104、F-111，苏联的米格-21、米格-23和法国的幻影-III、幻影F-1等。美国的F-104“星”式(Starfighter)战斗机1958年装备部队，共约300架，出口总数达2700多架。F-104是美国洛克希德公司为截击和空战研制的制空战斗机，由著名设计师凯利·约翰逊领导设计。原型机于1954年2月首次试飞。预生产型飞机于1956年2月首飞，1958年1月开始交付。前后有 12 种型别，其中 6 种战斗型A、C、G、J、S、C，共生产了 2,252 架，6 种双座教练型B、D、DJ、F、CF-104D、TF-104G 共生产了 316 架，12 个型别总共生产了 2,568 架。

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XF-104是根据1953年3月11日签定的合同研制的原型机，共有 2 架。由于原来计划采用的J79 发动机的研制进度赶不上飞机试飞的需要，所以 XF-104装备的是 XJ65-W-6 发动机，军用推力为 3,540 千克，加力推力为 4,630 千克。第1架（首飞时发动机还没有加力装置）和第 2 架原型机分别于1954年2月28日和 10月5日首飞。装备1门固定式的 20 毫米 M61“火神”6 管炮，有 2 个外挂架。第 2 架原型机于1955年4月在试飞中坠毁，第1架原型机于1955年10月交付给空军，1957年7月也在试飞中坠毁。

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YF-104A 是装备J79 发动机的研制发展用的试验机，开始装备的是J79-GE-3，后来换装成改进了加力燃烧室的J79-GE-3A，军用推力为 4,220 千克，加力推力为 6,710 千克。在换装发动机的同时加长了机身，增加了机内的燃油量。加装了腹鳍，垂尾后移，装备1门固定式的 20 毫米 M61“火神”6 管炮。美国空军于1954年10月17日订购了 17 架，第1架飞机于1956年2月17日首飞。60年代部分 YF-104A 被改装成 QF-104A 无人靶机。

　　F-104A 是单座截击型，装备加力推力为 6,710 千克的J79-GE-3A 发动机。装备1门固定式的 20 毫米 M61“火神”6 管炮，有 5 个武器挂架。F-104A-1 和F-104A-5 两批飞机装备 MA-10（AN/ASG-14T1）火力控制系统。F-104A-10 以后的飞机装备 AN/ASG-14T2 火力控制系统，其基本组成与 MA-10 系统相同。1955年10月开始订购，总共生产了 153 架，1958年1月开始交付，同年 12月交付完毕。先后装备了第 83、第 56 和第 337 截击机中队。后来有部分F-104A 战斗机换装成加力推力 8,120 千克的J79-GE-19 发动机。由于这种飞机航程短和火力弱，特别是不能装备与地面“赛其”防空系统交联的数据传输设备，于 60年代初全部退出现役转入国民警卫队的第 151（田纳西州）、第 157（北卡罗来纳州）和第197（亚利桑纳州）3 个飞行中队。在“柏林危机”期间，上述 3 个中队于1961年11月～1962年8月先后被动员重新进入现役，并在欧州展开，第 151 和第197 中队部署在前西德，第 153 中队部署在西班牙。紧张局势缓和后，3 个中队的飞机再次配署给防空空军（ADC），分别划归第 319 和第 331 两个截击机中队。在1962年10月“古巴危机”时再次担负了战斗警戒任务。F-104A 截击机的最后退役时间是1969年12月（第319中队解散），前后总共服役 12年。退役后的F-104A 飞机中，1 架改成 CF-104的原型机，3 架被改成超高空飞行训练用的 NF-104A，24 架（含部分 YF-104A）被改成无人靶机，10 架买给了巴基斯坦空军，25 架买给了我国台湾省，16 架买给了约旦。

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F-104B 是 A 型的双座教练型，发动机与 A 型相同。增加了尾翼面积，去掉了机炮，保留了 4 个外挂架，可挂 2 枚“响尾蛇”空对空导弹。火力控制系统是 AN/ASG-14T1。1957年1月26日首飞，共生产了 26 架。图为台湾清泉岗基地的F-104B及作战人员。

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F-104C 是战斗轰炸型，装备加力推力为 7,165 千克的J79-GE-7 发动机（军用推力 4,540 千克），具有有限全天候性能力。1958 的 9月开始交付，1959年6月交付完毕，共生产 77 架。装备了第 479 战术战斗机联队的 4 个中队。这型飞机装备1门固定式的 20 毫米 M61“火神”6 管炮，有 5 个外挂架。装备有 AN/ASG-14T2 火力控制系统。No.56-938 以前的F-104飞机装备扰协光环计算瞄准具。部分F-104C（No.57-910 以后）飞机的光学瞄准具去掉了光学测距装置，因而光环大小不再改变，其直径为 50 mil。在火控计算中使用雷达测量的目标距离。1965～1967年期间，一部分F-104C 被派往越南参战。1967年第 497 联队换装成F-4 战斗机，F-104C 退出现役后配署给国民警卫队的第198 战术战斗机中队，1975年从国民警卫队退役。

　　F-104C装备的武器分为固定安装的机炮和外挂的导弹、各种炸弹和火箭弹等两部分。在前机身座舱下左侧机内安装有1门 20 毫米 M61“火神”（Vulcon）6 管炮，备弹量为 480 发。机炮系统总重约 300 千克（包括供弹装置和弹药等）。下图为1966年，美空军在泰国基地起飞的F-104C，携带两枚M117型340千克炸弹，这是当时F-104C能携带的最大有效载荷。

　　F-104C 战斗机共有 5 个外部武器挂架：两个翼尖挂架（N0.1 和 N0.5）、两个翼下挂架（N0.2 和 N0.4）、1 个机身下挂架（N0.3）。翼尖挂架是专用挂架，每个最大挂载能力为 454 千克，可挂1枚“响尾蛇”AIM-9 空对空导弹或1个664升副油箱；每个翼下挂架的最大挂载能力为 454 千克 ，可挂1枚实际重量小于 454 千克的炸弹、或1个火箭弹发射器、或1个739升的副油箱；机身下挂架的最大挂载能力为 907 千克。在 5 个挂架中只有 N0.2～N0.4 三个挂架可挂载各种空对地武器。几种典型火力配置方案如下：
1、F-104C 空对空截击
　　 （1）每个翼尖挂架挂1枚“响尾蛇”AIM-9 导弹，每个翼下挂架挂1个MA-2 火箭弹发射器；
　　 （2）每个翼尖挂架挂1枚“响尾蛇”AIM-9 导弹，每个翼下挂架挂1个739升的副油箱；
　　 （3）翼尖挂架挂两个664升的副油箱，翼下挂架挂两个MA-2 火箭弹发射器；
　　 2、F-104C 空对地攻击
　　 （1）每个翼尖挂架挂1枚“响尾蛇”AIM-9 导弹，每个翼下挂架挂1个MA-2 火箭弹发射器，机身下挂架挂实际重量小于 907 千克的炸弹；
　　 （2）每个翼尖挂架挂1枚“响尾蛇”AIM-9 导弹，每个翼下挂架挂1颗 454 千克炸弹，机身下挂1颗 454 千克炸弹；
　　 （3）每个翼尖挂架挂1个664升副油箱，每个翼下挂架挂1个MA-2 火箭弹发射器；
　　 （4）每个翼尖挂架挂 1个664升副油箱，每个翼下挂架挂1颗 454 千克炸弹，机身下挂1颗 454 千克炸弹。
　　 （5）每个翼尖挂架挂1个664升副油箱，每个翼下挂架挂1个739升副油箱，机身下挂1颗 B28E X型核炸弹或 B43、B57、B61 核炸弹。

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F-104D 是 C 型的双座教练型，发动机与 C 型飞机相同，去掉了机炮，保留了 5 个外挂架（有的资料说机翼下没有外挂架，只在翼尖挂“响尾蛇”导弹）。1958年11月开始交付，1959年9月交付完毕，共生产了 21 架。

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1958年洛克希希德公司对F-104C 进行了重新设计后，出口给意大利等一些欧洲国家和加拿大、日本等国使用。F-104G 是在F-104C 型飞机基础上重新设计的单座全天候战斗轰炸机。装备J79-GE-11A 发动机（军用推力 4,540 千克，加力推力 7,080 千克），加强了结构强度，增大了机翼面积，增加了机动襟翼，增加了 3 个挂架（每个机翼下增加1个，机身下增加1个）。必要时可以卸去机炮而在炮舱内装 462升的油箱。洛克希德制造的第1架飞机于1960年6月7日首飞。1960年10月5日首飞，洛克希德公司为美国“军援计划”生产了 139 架。

　　在欧州，前西德、荷兰、比利时和意大利 4 国进行了联合生产：南部集团制造了 210 架，最后在前西德的施米塞米特公司组装成整机；西部集团制造了 188 架，最后在比利时的 SABCA 公司组装成整机，第1架飞机于1961年8月3日首飞；北部集团制造了 231 架，最后在荷兰的福克公司组装成整机，第1架飞机于1961年11月11日首飞；意大利集团制造了 169 架，最后由费亚特公司组装成整机，第1架飞机于1962年6月9日首飞；后来，前西德的 MBB 公司于1971年～1973年又生产了 50 架，欧州总计生产了 848 架。

　　加拿大制造了 140 架，第1架飞机于1963年7月30日首飞。G 型飞机是F-104中生产最多的型别，总数达到了1,127 架。目前仍有相当数量的飞机在意大利、希腊、土耳其等和我国台湾省服役。根据不同的作战任务，它可以携带不同数量的武器和副油箱，采用各种作战剖面时的作战半径为 370～1200 公里。

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TF-104G 是 G 型的教练机，装备有 NASARRF-15A 火力控制雷达，有实战力。洛克希德公司总共生产了 220 架，其中 48 架是在欧州制造的部件由洛克希德公司组装的。

　　在多国参加的F-104G 制造计划中，意大利要求专门发展一种具有对空能力的先进F-104，称为F-104S（S 为麻雀导弹之意）。F-104S 基本上与F-104G 后期型相同，针对空战作了增强，主要武器是安装在翼梢的“响尾蛇”和翼下的“麻雀”导弹，并拆除了“火神”机炮。F-104S 于1968年12月30日首飞成功。

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1980年代初，意大利空军虽已加入了欧洲战斗机计划，但是新机服役遥遥无期。意大利空军决定对F-104S 进行中期寿命改进，这项计划称为F-104S ASA（武器系统更新）。ASA 计划仅对机载设备进行升级，不涉及机体结构，旨在提升F-104S 的截击/打击能力。F-104S ASA 采用了具有下视下射能力的 R21G/M1 火控雷达，并可以挂载意大利自制的“阿斯派德”IA 中程空空导弹，比“麻雀”更先进，“响尾蛇”导弹也升级为 AIM-9L，另外还可以选装F-104S 上拆除的“火神”炮。F-104S ASA 还装有新型电子对抗装置、敌我识别天线、飞控计算机、武器系统，作战能力大大增强。这次意方赠送的即为F-104S ASA 型。下图为携带“阿斯派德”的F-104S。