F-111 战斗轰炸机 发展历程

F-111 战斗轰炸机 发展历程

F-111 战斗轰炸机 发展历程

作战需求

20世纪60年代，美国空军主战机如超音速飞机F-105等都有1个严重的问题：起降跑道很长。原因是高后掠角的机翼与涡轮喷气发动机都设计在超音速时达到最佳的效率，但在刚起飞的低速却很难产生足够的推力与升力让飞机离开地面。

空军认为机场跑道极易被苏联的中程弹道导弹所瞄准，只要拦腰炸出1个大洞，整个机场就会瘫痪。当时苏联与欧洲国家也担心同样的问题，而热中于垂直起降技术的发展。但美国空军在研究后认为，任何垂直起降技术都会制造不必要的增重，并限制战机的最大起飞重量；而驻扎在他国的战术空军也很难建造并维护大量的疏散机场。

于是以翼根为旋转轴，改变后掠角的可变翼（VG，Variable Geometry)吸引了空军的注意，这项技术可追溯到纳粹德国，当时研发出Me-262的梅塞施米特(Messerschmitt) 公司预见到喷气式飞机跑道要求过高的问题，进行了P.1101可变翼喷气式飞机的研究。其原理是在起降时将机翼展开，提高低速的升力；但在高速飞行时，却将机翼往后旋转以降低阻力，理论上这技术可以制造出速度2马赫以上的飞机，但所需起飞跑道不超过300米。

吸引空军的另一个原因是可变翼展开时也会比较省油，加上已经成熟的空中加油技术，这表示战术空军可将战机部署在后方机场，远离中程弹道导弹的威胁。因此美国空军颁布183号特别作战需求(SOR，Specific Operational Requirement)，要求厂商发展一种「低-低-高」(Lo-Lo-Hi)作战半径达到800英里(约1280公里，先以低空亚音速接近目标，在最后200英里以1.2马赫进行超低空突防)，并能以2马赫拦截超音速敌机，而起飞距离不超过2500英尺(762米)的“实验战术战机”（TFX，Tactical Fighter Experimental)。

同时间美国海军也正在寻找新一代的拦截机，海军的威胁来自于苏联以中型轰炸机改装的导弹载机，它们能在100km外以超音速导弹攻击航空母舰。而当苏联开始发展下一代的超音速导弹载机时，海军认为现有F-4拦截机的麻雀中程空空导弹已难以拦截，而必须发展出更远程的拦截系统。

海军还认为麻雀导弹1次只能攻击1个目标，使巡逻的双机编队最多只能解决2架敌机，有可能让其他敌机得以趁虚而入；再者导弹载机也会采取低高度入侵方式，以压缩远程防空巡洋舰的有效攻击范围。因此，海军认为最有效的防御武器是能在舰队外围滞空，具“远距离俯视/俯射能力的拦截机”。

由于苏联战斗机可能也使用多方向、多批次方式发动饱和攻击，海军认为拦截机的速度再快，也只能拦截其中1个方向的威胁。因此，海军认为不应该发展主流的超音速战斗机，而应该延长导弹射程，让导弹去追敌方战斗机。则拦截机最重要的任务就是大型雷达搭配远程空空导弹，飞机本身不需要超音速能力，只要维持亚音速飞行，并尽可能延长滞空时间即可。

海军在“舰队防空战机”(FAD，Fleet Air Defense)计划中委托道格拉斯公司(Douglas)发展出F6D导弹手(Missileer)战斗机，它配备有西屋公司(Westinghouse)的APQ-81下视脉冲多普勒雷达，直径5英寸(12.7cm)的大型天线可探测220公里以外轰炸机大小的目标，并具有扫瞄同时追踪（TWS，Track While Scan)能力。主要武器是6枚AAM-N-10本迪克斯公司(Bandix)的鹰式(Eagle)空对空导弹，它具有两级火箭发动机，可抛弃的助推火箭上还有折叠式尾翼，动力射程高达300公里以上，但雷达导引系统限制其只能攻击150公里内目标。整套系统的拦截火力与复杂性都可说是前无古人，导弹主体就重达6501磅(295公斤)，助推火箭重达6341磅(288公斤)，座舱中需要3名飞行员，其中1名操作员专门控制雷达，这些载重使导弹战机的起飞重量高达14.8吨。

为达到在130英里(241公里)外巡逻6小时的性能，F6D导弹手采用17.8米宽的平直主翼，使其机动性能可能比当时的攻击机还要差。海军的想法是对手没有1种战机倶备足够的航程可护航导弹载机，也没有航空母舰可以延伸作战半径，所以不需要考虑与敌机空战的问题。不过这不能改变导弹手战机在反“导弹载机”以外的任务中，几乎一无用处的事实，因此最后国防部取消这个计划。

然而海军仍然需要1种滞空时间长，能携带大型雷达与对空导弹的拦截机，但必须能达到超音速，以提高对抗敌机与兼任打击的能力；而空军则需要1种起降距离短，能携带核武器长距离攻击的超音速战斗机，于是既然两者的性能目标都在“短距起降”、“超音速”、“航程”、“有效载荷”(但不包括缠斗性能)上，实在没有理由不能使用同样的机体。因此，在新任国防部长麦纳玛拉(McNamara)的要求下，海空军被要求必须在共享机体的基础上，发展各自的战机。

海空内斗

虽然这并不是海空军第一次共享战机，但却是第一次从头开始在共享基础上进行设计。海空军首先各自研究各自的需求，空军希望在2台涡扇发动机加上可变翼的基础上，尽可能作出最大的飞机，以提高作战半径与有效载荷，他们估计新战机的起飞重量高达75000磅(34050公斤)，长80英尺(24.38米)，两名飞行员应该纵排以减少超音速阻力；海军则限制战机的长度不得超过70英尺(21.34米)，重量不得超过50000磅(22700公斤)，以免超过航舰升降平台的限制。海军希望两名飞行员是并排，因为这不但让武器操作员可以帮忙注意航母起降的状况，更让机鼻有足够的宽度装载宽40英寸(101.6厘米)的大型雷达天线。

海军的结论是，海空军的需求只有37%的通用性，所以应该要各自发展自己的飞机，但这并不能说服麦纳麦拉，他强迫空军接受并排座舱的安排，并尽可能缩小体型到航舰的容忍范围，最后在1961年提出规格需求：
1. 采用2台TF-30涡扇发动机。
2. 空军型的起飞重量限制在60000磅(27240公斤)，海军型则不超过53000磅(24062公斤)
3. 150英里(240公里)外的巡逻时间达到3.5小时，超过海军要求的3.3小时
4. 机身长限制在73英尺(22.25米)，但在雷达罩折迭后可缩短到56英尺(17.07米)
5. 雷达天线直径限制在36英寸(91.44厘米)
6. 航母起降操作性不能如同海军原先期望，相容于CVA-19旧型航舰，而只能从CVA-43以后的新型航舰起降。

海军预计采购350架，空军则有749架，无疑这是当时最先进，最昂贵的战机采购案，共有6家飞机厂参与竞标。设计上最大的困难是在甲板空间的限制下，满足空军超音速突防距离的要求。波音的设计在当时最受好评，它使用特别的背部进气孔，空军型有加长的大型尾锥，使其有更好的超音速低空性能；海军型则取消尾锥以缩短长度。

但国防部以波音的2种设计共通性太低为理由，选择通用动力公司(General Dynamics)为得标者。但有人质疑背后影响决策的原因，其实是因为飞机生产线位于德州的通用动力公司面临破产边缘，所以动员德州出身的有力人士(包括身为副总统的约翰逊)在最后关头影响竞标结果。不管如何，国防部在1962年委托通用动力公司建造17架空军型的F-111A，与5架海军型的F-111B作为测试之用。

F-111A战斗轰炸机

在TFX计划中，除了机体结构外，另1个共享的项目就是其TF-30发动机，这也是海空军要达到长航程/滞空时间的关键之一。TF-30是普惠公司（P&W，Pratt&Whitney)根据JTF10民用发动机衍生而来的军用型，原先是为导弹手战机而发展的无加力发动机，但因应TFX的超音速要求，普惠公司加装加力燃烧室与可变喷口，使其成为第1种有加力的涡轮风扇发动机。

涡轮风扇发动机的好处是省油、轻巧而推力大，在当时已经是民航机的主流动力，但在需要超音速的军用领域仍然相当陌生。通用动力公司将进气孔设计在主冀根下方，希望利用翼根前缘在超音速产生的激波来提高压缩比，并节省进气系统占用的面积。然而，却造成进气道相当短，难以充分稳定气流，使压缩机叶片容易失速而失去动力。

F-111几乎从一开始试飞就面临了发动机失速的问题，试飞员曾经在滑行阶段就遭遇压缩机失速，几乎用尽每一寸跑道才让战机升空。于是普惠公司重新设计压缩机叶片，而通用动力公司则在进气孔内侧加装1圈涡流产生器来减缓边界层的影响。这些改良虽然减缓压缩机失速的问题，但从未真正根除它，F-111飞行员仍然要小心地依循操纵手册，避免进入可能引起故障的情况。

由于通用动力公司从未制造过舰载机，因此在设计时找来格鲁曼公司协助，当时格鲁曼公司是唯一发展过可变翼战机：XF-10F-1美洲虎(Jaguar)的飞机公司。但美洲豹战机是一个巨大的失败，飞行员形容“从来没有1种飞机可以有这么多问题”。为了修正可变翼后掠时，升力重心跟着后移的问题，美洲虎的翼根安装轨道与驱动装置，将整个翼根往前推动，这使可变翼变得复杂而脆弱。美国国家航空委员会(NACA，National Advisory Committee for Aeronautics)的科学家与英国威格士公司(Vickers)持续研究这个问题，发现将两片可变翼转轴向外移动，就可减缓升力中心后移的幅度；加上从翼根向前延伸出的「翼套」结构，不但在机翼后掠时维持外型的流线，也可减缓升力中心移动的幅度。

这些成果使可变冀翼根得以固定下来，简化了结构设计，并促成美国空军作出发展可变翼战机的决定。在航天总署(NASA，由国家航空委员会改名而来)协助下，通用动力设计的可变翼能在16°～72°之间转动，但需要飞行员手动调整。起降时的后掠角在16°～25°之间，巡航角度为26°，超音速则是54°。转轴是2根直径8.5英寸(21.6厘米)的D6AC合金钢，包含其铝制外壳被设计能承受-3G〜+7.33G的机动负荷，寿限可达4000个工作小时，约为10年的操作时间。但实际测试发现不到6年就开始断裂，有些战机甚至不到100飞行小时就发生意外，空军调查委员会将原因归咎于热处理程序的缺失，并在日后进行修正。

海平面超音速飞行

F-111的机体设计中，最困难的要求就是海平面高度的1.2马赫超音速巡航，因为低空的大气密度会使战机遭遇庞大的超音速阻力，而并排座舱更增加正面投影面积。为此，普惠公司设计特殊的喷嘴系统，使其在超低空达到足够的推力；而航天总署的航空实验室则协助进行2万小时以上的风洞测试(远超过F-105计化的5000小时），主要集中在跨音速阶段的相关性能。

这些努力使F-111在低空能达到惊人的速度，事实上，加速唯一的障碍只有蒙皮温度，当温度达到上限时，座舱中的警示灯会开始300秒的倒数计时，倒数结束时就必须停止加速。然而，高后掠角可变翼与紧邻尾翼的流场产生比预期高出许多的阻力，使其1.2马赫的冲刺距离缩减为40英里(64公里)，不到需求的一半。

虽然如此，F-111的超低空速度仍是当代的佼佼者，即使在今日也鲜有战机能够超过。而在实战环境中，在海平面高度进行这种超音速飞行几乎是不可能的任务，因为陆地上的地形地物会高速出现在飞行员面前，使其来不及反应。F-111计划的另一个重点便是制造出全自动化的贴地飞行系统。

雷达地形跟随系统根源于1950年代，由美国康奈尔实验室(Cornell)与英国科学家合作开发的“先进低空技术”（ADLAT，Advanced Low Altitude Technique
)算法，并在60年代中期完成第1次展示飞行。德州仪器公司(TI，Texas Instruments)根据这些研究发展出第1套专门的地形追随雷达（TFR，Terrain Following Radar)——APQ-110。

这套雷达有左右2个天线，正常运行只需其中1个，另外1个作为备用。它们会扫瞄前方1000英尺(304.8米)的距离，并以极高的速度来回扫瞄航道方向，预先对飞控计算机发出预报。扫瞄轴线会依机身运动进行修正，例如侧风时，雷达也会偏一边以对准飞机的地面航向；滚转时，扫瞄平面也会反向旋转，以维持与地面垂直。但如果飞机开始转弯时，就会撞向雷达所扫瞄不到的侧方地形。F-111战斗机一开始必须限制转弯的滚转角不得超过10°，但修正雷达使其在转弯时，改朝航线的内圈扫瞄，滚转角提高到30°。

地形飞行的程序从5000英尺(1524米)高度开始，武器操作员输入预定的高度(一般从500英尺开始），系统会启动APN-167“无线电高度表”(LARA，Low Altitude Radar Altimeter)开始量测地面高度，系统确认无误后，自动下压两度开始俯冲，飞行员会紧抓操纵杆看着飞机以每分钟10000英尺(3048米)的速度下降到指定高度，如果飞机没有自动拉起的话，飞行员必须在最后关头拉起。

地形跟随高度有5个选择，最低是200英尺(61米)，最高到1000英尺(304.8米)，系统会维持75%的追随度，也就是说，当地面高度低于指定高度的75%时，便会自动拉起。驾驶模式也有3种选择：软、中、硬（Hard，Medium,Soft)，这指得是飞机拉起的反应速度。拉起的加速度都限制在3G以下，不过硬模式会以最短时间拉足G载荷上限，使航线最贴近地形起伏。但飞行员痛苦的是硬模式“爬”过山头时也会快速压机头，制造出0G甚至负G状态，座舱里的东西会飞得到处都是，因此最常使用的还是中模式。

地形跟随可以“离手”(Hands-Off)进行，不需要飞行员介入，武器操作员只要按钮输入下一个导航点，飞机就会自动转向。F-111的低空飞行极度平稳，这要归功于可变翼的高后掠角会大幅提高稳定性，使飞机不受低空乱流影响；F-111也有电子式稳定系统，能检测乱流的影响并操纵控制面自动补偿，相当于电传飞控系统的前身，飞行员形容F-111可以在低空“从300海里/小时(555.6公里/小时)加速到800海里/小时(1481.6公里/小时)，而你没有感觉”。

强大火力

F-111的海平面超音速能力鲜有对手，有一项非正式的研究认为，4架F-111以低空超音速产生的震波威力，其实比其搭载的炸弹还大。但受限于航程，实际任务只会以510〜570海里/小时(944.5〜1055.6公里/小时)的亚音速进行(0.76〜0.85马赫），平时更限制在480海里/小时(889公里/小时)。

而真正的攻击武器，仍然是传统炸弹或核弹。虽然F-111的机腹弹舱可以携带2枚B-61战术核弹，以执行空军需要的核打击任务，但提出弹舱需求的却是美国海军，这让他们可以搭载2枚AIM-54不死鸟空空导弹(Phoenix)，或是2枚1000磅传统炸弹。而空军通常拿来装机炮、油箱，或甚至是飞行员的行李等杂物。

M61型20毫米6管机炮与其弹舱装在右侧，专门设计的舱门让炮管伸出，瞄准前方轴线，这也是身为战斗机的F-111A的唯一空战武器。实际从没有机会使用，因为其在低空是如此之快，敌军拦截机没有太多机会可以从前半球拦截，而是直接被甩到后半球去，而F-111的机炮又不像轰炸机的尾炮一样可以攻击后方的目标。因此，F-111A对抗拦截机最好的战术就是靠速度甩掉它们。

但也有飞行员发明非正规的“火炬”战术，先开启后方的泄油阀，再开启加力点燃燃油，形成数十尺长的熊熊火焰与热气来干扰想要咬住其尾部的敌机或红外导弹；引导追击的敌机去撞山壁也实际发生过。

由于越战缘故，空军迫切需求大量传统炸弹的投掷能力，因此F-111一开始设计时就考虑以多重挂架来挂载传统炸弹。可变翼对于传统的翼下外挂架会形成不必要的麻烦：机翼收缩时，外挂架必须朝反方向旋转才能维持与机身轴线平行。F-111的两边机翼下各有4个挂点，只有内侧的2个会自动旋转，因此成为主要的弹药挂点；外侧2个是固定不动的，通常只挂副油箱，因为在长距离轰炸任务中，从起飞到巡航阶段，机翼都维持在伸展角度而没有太大变化，当进入敌国领空，必须收缩机翼以加速低飞时，可以将这些副油箱先行抛弃。

每个内侧挂点都可使用BRU-3六联装挂架，最多可挂6枚500～1000磅(227～454公斤)的传统炸弹，使F-111最多可挂24枚，总重达24000磅(10896公斤)超过二战末期的B-29轰炸机，由于F-111最强的是超低空入侵，携载炸弹通常是具有减速伞或减速板的高阻力型号，在低空投出后会迅速减速以拉开与载机的距离，以免爆炸的碎片危及载机安全。

进行投弹瞄准的是APQ-113攻击雷达（ARS，AttackRadarSet)，拥有1个位于地形跟随雷达上方的大天线，负责扫瞄前方地形，让武器操作员比对地图，以修正AJQ-20A导航计算机与惯导系统(NCU/INS，Navigation Computer Unit/Inertial Navigation Set)的误差，或进行投弹瞄准。由于F-111的飞行高度最低只有200英尺，因此其雷达等于是在山脚下拿手电筒扫瞄，无法像高空卫星或侦察机一样得到完整的鸟瞰图形。情报人员在任务前必须根据等高线图模拟绘出每个检查点可能看到的雷达图，而F-111上也会安装录像机记录沿线的雷达图，在任务结束后建文件作为以后任务的参考。

攻击雷达也协助机炮的控制，飞行员可用仪表版上方的ASG-23“前置计算光学瞄准器”(LCOS，Lead-Computing Optical Sight)来瞄准。ASG-23虽然不像现代的抬头显示器(HUD，Head Up Display)可以显示完整的射控、飞行信息，但是也支持地形跟随雷达的显示，上面的符号会指引现有飞行方向与应该拉起的角度，而在自动投弹模式时，它也会根据惯导系统的实时坐标提示飞行员应该拉起的时机。

在越战的“滚雷行动”(Operation Rolling Thunder)后期，空军派遣F-111A前往越南支援F-105的夜间轰炸任务，当时东南亚的雨季时常阻止空军的战斗机执行任务，而海军新服役的A-6A入侵者攻击机(Intruder)却能用先进的地形雷达与地形跟随雷达深入打击，因此空军迫切需要这种与海军达到“战力平衡”的武器。

无声死神

有了全天候的导航/投弹系统，F-111成为当时空军最强的轰炸平台。它们通常单独行动而不需要护航机，因为也没有护航机可以跟上它们的低空速度。任务通常是夜间，使敌军无法以步兵制造大量的防空火网，而必须依赖雷达追踪；而F-111则会选择地形遮蔽最多的路线进行穿透，使雷达即使是暂地探测到也无法持续追踪。丘陵、山脉不但被用来遮蔽也被用来瞄准，由于当时雷达分辨率有限，只有这种地形可以作为明显的导航地标，目标区附近的山峰则通常作为“参考瞄准点”(OAP，Offset Aiming Point)。武器操作员先在雷达屏幕上以光标瞄准地标，按下“参考点”钮后，导航系统根据预先输入的目标与参考点的相对向量，自动对准真正的目标飞行与瞄准。

以现代光学标定或合成孔径雷达的标准而言，F-111的炸射精确度很难说是及格，但当年能在零可见度的夜间炸到目标“附近”已经是相当高档的能力。在越战中，F-111A通常轰炸的是面目标，使用12〜24枚的传统/集束炸弹产生可观的轰炸面积。有时F-111也会被要求引导其他攻击机进行轰炸，但由于缺乏数据链或激光标定系统，此时的作业类似二战引导轰炸机的“跟着我炸”战术。

F-111也装有2套自卫电战系统，第1套是对抗雷达的电战系统，包括APS-147雷达警报器、ALR-23干扰接收器（CMRS，Counter Measures Receiving Set)与ALQ-94干扰器，它们能侦测并干扰SA-2导弹与防空炮的射控雷达。第2套则针对没有射控雷达的红外导弹，包括ALR-31红外线导弹警报器与ALE-28干扰散布器(CMDS，Couter Measure Dispenser Set)，它们能探测到来袭导弹尾焰并投放热焰弹进行干扰，后者也能投射对抗雷达的干扰丝。

当时电子系统相当复杂而昂贵，其他战术飞机通常只有1套，甚至半套电战系统。不过F-111飞行员并不十分领情，因为这些豪华配备的误判率仍相当高，通常只是制造不必要的紧张；而强力的干扰波或闪亮的热焰弹更等于昭告天下自己已经到来。除了靠速度甩开拦截的导弹与飞机外，飞行员最信赖的还是低空飞行本身的隐身优势。当有良好的地形与飞行计划时，F-111通过目标上空前，敌军不会得到任何雷达警报，甚至耳朵听到的第1个声音都是750磅(340.5公斤)炸弹的巨大爆炸声，这使其在越战中得到“无声死神”的称号。因此，在“后卫二号”(Linebacker II)行动中，F-111A通常负责在B-52轰炸机到达之前，以集束炸弹清扫北越的防空导弹阵地。

不过所有的隐身武器都有同样的问题，那就是连指挥部都不知道武器位在何处，于是在飞机坠毁时会造成搜救行动的困难。在越战中总共损失有11架F-111A，许多失事原因仍然不明。在越战后期，空军要求F-111A飞行员必须在每个导航点以可跨地平线通信的短波无线电进行回报，但飞行员通常忙于眼前的工作而对回报命令置之不理；空军在越战后期也要求F-111A在弹舱舱门的中线挂载2个ALQ-87干扰器，它们会发射强力噪声以压制北越的防空雷达，但飞行员为求保持隐身，通常也还是选择关机。

舰队防卫者：F-111B

延续导弹手战机的超视距路线，“反导弹载机”的F-111B主要装备仍然是远程对空导弹与大尺寸的射控雷达。但改由休斯公司根据其为空军XF-108短剑战斗机(Rapier)所发展的AIM-47隼式导弹(Falcon)与ASG-18雷达衍生而来，称为XAAM-N-11的导弹(在麦纳麦拉推动军用编号标准化之后，改称为AIM-54)与AWG-9雷达。

与导弹手战机的XAAM-N-10导弹相较，AIM-54导弹取消加速火箭的分离设计，将其整合到单一弹体中，使重量减轻到1000磅(454公斤)左右。但其导引模式仍然相同，在飞弹发射后，雷达只需要维持扫瞄同时追踪模式，就能同时更新6枚飞弹的目标信息，而导弹则会先加速爬升，将动能储存成势能，再从空气稀薄的高空俯冲而下，以主动雷达寻的锁定并攻击各自的目标。

AWG-9雷达可以追踪24个目标，并同时攻击其中的6个。它的天线直径缩减为3英尺(91.4厘米)，加上导弹的缩小使其拦截范围缩减为导弹手战机的一半，不过仍可以在航母地平线以外独立守护上百公里宽的正面区域。但防空任务通常不会单独进行，E-2A鹰眼预警机(Hawkeye)的APS-96雷达可以侦测得更远，达到甚至超过地球曲面的极限，因此，F-111B也安装1套空对空数据链系统，可接收预瞥机的数据与拦截命令。

右方武器操作员的仪表版有2个屏幕，下方的10英寸(25.4厘米)圆形荧光屏称为“战术讯息屏”（TID，Tactical Information Display)，它以鸟瞰角度显示雷达搜索的扇形区，并以符号(而不是雷达光点)显示AWG-9雷达或预警机侦测到的目标向量、敌友识别与导弹瞄准状态；上方的5英寸(12.7厘米)方形屏幕称为“详细数据幕”（DDD，Detail Data Display)，它以速度为纵轴，角度为横轴来显示目标符号，用意是分离出高速接近的目标以优先攻击。除了雷达与数据链外，AWG-9雷达也整合1台机鼻下方的“红外线搜索追踪系统”(IRST，Infra Red Search&Track)，在云层上方的稀薄大气，可侦测到远距离外超音速导弹载机发动机的尾焰，指引雷达进行锁定。当目标进入射程后后，计算机会自动排定优先级(当年在战机上这种运算能力算是梦幻科技），武器操作员也可用游标手动决定，最后飞行员按下仪表版上的大型红色按钮发射导弹。

合作破局

海军要求F-111采用并排座舱，以容纳大型雷达天线。又由于海军预期在寒冷的极区海域遭遇苏联海军航空队的攻击，因此要求F-111的并排座舱必须在弹射时完整地与机身分离，使其降落在海面时能成为密闭的小型逃生舱，延长飞行员的存活时间。

这使F-111成为第1种，也是唯一使用逃生舱的战机。逃生舱的另一个好处是在空军要求的高空两马赫，或是低空超音速环境中能够避免飞行员暴露在高速气流的动压中。只要飞机速度在50海里/小时(92.6公里/小时)以上，逃生舱就可以2枚火箭向上助推，藉由后方的翼根部分结构维持稳定，在足够高度时启动降落伞减速准备落地。由于重量太重，落地前会启动舱底的缓冲气囊，以吸收冲击能量，这也使其确保在落海时浮起。为了让海军满意，逃生舱甚至可以在水下进行弹射，而当逃生舱不幸进水时，飞行员还可用操纵杆抽水。

虽然F-111B对海军需求作出如此多的妥协，并让空军型被迫沿用同样的设计，但海军却从一开始就挑剔F-l11B的设计。一开始是重量太大，原型机的起飞重量高达77000磅(34958公斤)，远超过海军A-5民团式(Vigilante)核攻击机的61000磅(27694公斤)。

为减轻重量，空军与通用动力公司开始“超级重量改善计划”(SWIP，Super Weight Improvement Program)试图减轻F-111B的重量。在A/B型通性维持在原计划的78.8%目标时，其空重可从46310磅(21024.7公斤)减轻4644磅(2108.4公斤)。如果降低最大速，取消内置弹舱与逃生舱，则重量能再减少2050磅(930.7公斤)，但通性却剧降到57.4%，而且不死鸟空空导弹的携载数量也会缩减为4枚，这使国防部与海军都无法接受这个方案。

海军质疑过重的F-111B使其航母起降时具有较高的风险；另外其巡逻时的G限也降为5G，而达不到6.5G，显示其缠斗性能有限。1967年，1架F-111B原型机坠毁，导致测试计划中断6个月，考虑到计划的风险与实际的执行力欠缺，国会终于同意终止F-111B舰载型的发展计划。

海军参考空军FX空中优势战斗机的计划，启动自己的VFAX战斗机计划，结果就是F-14雄猫战斗机(Tomcat)。F-14雄猫沿用AWG-9雷达与AIM-54导弹，但具有较轻的机身而得到真正的缠斗性能，使其在许多方面被视为成功的设计，而彻底取代由国防部主导，昂贵且不成熟的F-111B计划。

F-111B的确没有考虑到空优战机的缠斗性能，但海军一开始根本也没有提出缠斗性能的要求。海军原有的导弹手战机是一种更加无可救药的无任何缠斗能力的战机，甚至在批评F-111B同时，海军还企图推销挂载不死鸟导弹的A-6入侵 者攻击机，其缠斗性能只会更无可救药。

另一方面，F-14雄猫战斗机没有逃生舱与内载弹舱，也回归传统的纵列座舱，不死鸟导弹挂载数从6枚降低为4枚，这些在TFX设计期间都被海军认为是不可放弃的要求，但在自己的VFAX/VFX计划中却很爽快地放弃。这些设计制造不必要的负重与阻力，而最后只让空军吞下低空超音速巡航距离过短的苦果。

因此，从TFX计划以后，海空军共享战机的主意成为公认的烫手山芋，空军的跑道可以接受海军的战机，但海军航舰的甲板却有严重的洁癖。即使是同样竞标轻重量战机(LWF，Light Weight Fighter)的YF-16与YF-17，海军宁可选择空军挑剩的落选者，也不愿共享同一种战机。直到多年以后，海军连续2个攻击机计划(A-6F与A-12)失败，才不得不同意国防部的主意，与空军共同发展“联合打击战机”（JSF，Joint Strike Fighter)。

成为战略轰炸机

为推动TFX通用战机构想而引发海空军内斗，成为麦纳麦拉政治生涯中饱受争议的一章。然而，麦纳麦拉坚持通用武器仍是节省开发成本与国防预算的不二法门，所以当空军战略空军指挥部(SAC，Strategic Air Command)想要发展新型的超音速轰炸机时，麦纳麦拉毫不犹豫地要求他们沿用战术空军指挥部（TAC，Tactical Air Command)的F-111来发展。

美国空军中，掌管作战飞机的单位可以分成两个单位：战略空军指挥部与战术空军指挥部，前者掌管能打击到战略对手(也就是苏联)的作战飞机，而后者则掌管打不到战略目标的其他战机。因此，战略指挥部要的是作战半径4000海里(7408公里)以上的轰炸机，加上所需燃油与载荷使其成为起飞重量15万磅以上的庞然大物，与战术指挥部的单/双发动机战斗机相比可说是天壤之别。

战略指挥部一直想把战略轰炸机提升到超音速，以增加突防苏联防空网的机率，但喷气发动机一直无法在航程与速度上同时达到需求。1947年，战略指挥部同意康维尔公司(Convair)发展B-58(Hustler)轰炸机，虽然最大可达两马赫，但作战半径只剩下1750海里(2800公里)，而不足以担任洲际轰炸任务。所幸，空中加油技术的发展使其可以在一次加油后，勉强达到轰炸苏联本土的目标。

但战略指挥部仍想要超音速的洲际轰炸机，从1952年开始XB-70(Valkyrie)3马赫轰炸机的研究，但后来演变成技术灾难。1962年，战略指挥部另起炉灶，开始“先进有人战略飞机”（AMSA，AdvancedMannedStrategicAircraft)，利用F-111计划验证的可变翼技术，期望能以省油的亚音速越过北极，再以低空高速入侵苏联防空网。但由于这是1架4发动机的重型轰炸机，其复杂度远超过F-111，显然不能在短期内完成。

另一方面，B-58轰炸机长期进行超音速低空的飞行训练，造成机身严重负荷，势必要在1960年代末全部退役。因此，战略指挥部期望从现有科技中，寻找一种新型轰炸机以填补超音速能力上的缺口。

最小的轰炸机：FB-111A

战略指挥部一度提议要重开B-58炸机的生产线，但因为成本高昂，很快就被放弃。空军转而询问通用动力公司有无可能放大F-111，使其勉强达到B-58炸机的航程。虽然F-111的科技比B-58先进十几年，但F-111只有2台发动机而B-58有4台，这使通用动力公司仍要花费不少功夫。

通用动力的解决方法是结合F-111A机身结构与F-111B的发动机与机翼，因为海军对于航舰起降性能的要求，F-111B有比F-111A更大的翼展(70英尺到65英尺)、推力更大的TF30-P-1发动机。其目的是要让F-111在挂满4个600加仑副油箱与两枚核武器的状态起飞，此时的起飞重量高达12万磅(54480公斤)，比F-111A的最大起飞重量还多出2万磅(9080kg)。

这使F-11I的航程可以达到4150海里(7686公里)，满足战略指挥部可以一次空中加油，或是炸后转降土耳其或冰岛的方式来攻击苏联本土的目标，也使其得到FB-111A的新编号。战略指挥部预计要采购263架，将近是B-58轰炸机的2倍。

FB-111A的航电系统也有大幅改良，原本空军正在发展全数字化的Mk II航电系统，以取代F-111A原有的MkI模拟式航电套件，而FB-111A也应该直接采用新系统，但因为Mk II系统的发展遭遇一连串问题，使战略指挥部将部分成熟的模块抽出来，重新组成Mk IIB系统以安装在FB-111A上。

Mk IIB系统的核心是2台由IBM与通用动力合作的AYK-6电脑，称之为数字计算机组合(DCC，Digital Computer Complex)，统管导航与射控子系统，座舱中并换装先进的LED显示数字导航显示单元(NDU，Navigation Display Unit)，取代原有的机械数字转盘。因为有8k的内存，Mk IIB可以记忆150个导航点，并在起飞前用纸带输入所有的导航点、加油点与瞄准点坐标，可由导航系统全程控制飞行而不需要武器操作员逐一键入下个导航点。但武器操作员仍可用键盘机动输入导航点，或是忽略原有顺序而直接跳跃到指定导航点。

FB-111A的攻击雷达与地形跟随雷达分别升级为APQ-114与APQ-134，不过基本功能与座舱接口上并没有太大差别，但战略指挥部锁住人工投弹功能，所有投弹动作必须由计算机进行。为应对洲际轰炸的距离，FB-111A将惯导系统换成洛克威尔公司(Rockwell)的AJN-16，它发展自阿波罗(Apollo)计划的登月飞船，但每小时的误差仍达722m。为解决精度问题，FB-111A利用计算机，在每个导航点附近搭配4个雷达瞄准点，让武器操作员以雷达图修正惯导系统的误差。但这种方法只适合在固定地形的陆地上空使用，一望无际的海洋或是飘游的浮冰都不允许人工雷达定位。因此FB-111A在座舱罩前方加装ASQ-119天文罗经，它能记忆57颗星星的方位，并在标定后自动换算出飞机的精确方位。

一项当时战略空军才有的豪华设备是卫星通讯系统，它能与美国总统的“末日座机”直接通话，以接收“允许开火”或“放弃任务”的命令。

入侵苏联本土

虽然F-111A/FB-111A的夜间低空突防性能使其面对苏联由雷达与拦截机/导弹组成的防空网时，都是战术或战略指挥部手上的最强武器。然而，由于跨洲飞行距离很远，甚至入侵后还要深入苏联内陆，不但不能维持全程的超低空飞行，甚至也没有足够的地形可以全程隐蔽。因此，FB-111A需要加强其他方面的自卫能力。

FB-111A的电子对抗系统一样分成对抗雷达与红外线两种，前者包括APS-l09雷达告警器与ALR-39导弹瞥报器，从1977年开始，雷达告警系统进一步升级成ALR-62，它在探测到雷达信号时，能够比对数据库并把防空武器代号显示在荧光屏上，而不是像之前的系统只以线条标示出雷达的来源。对抗红外线的部分则是AAR-34红外线警报器，它利用电力冷却将传感器温度降低到-196°C，并加入多波长的滤波器，以提高对导弹尾焰的侦测率并降低误判率。

但要面对倾全国之力建设的苏联防空网，单纯地被动反制似乎胜算有限，战略指挥部认为它仍需要进一步的主动反制能力。原本FB-111A的唯一武装是弹舱中的2颗B61或旧型的B43/57核炸弹，与战术指挥部的F-111A并没有太大的不同，差别只有战略指挥部会选用当量较大的型号。但为了对抗防空导弹或栏截机，战略指挥部决定加入翼下4枚AGM-69短程攻击导弹(SRAM,Short Range Attack Missile)的发射能力。

AGM-69导弹是美国为B-52轰炸机发展的短程核导弹，虽然称为“短程”，其是相对于远程导弹而言，实际上它利用2级式固燃火箭在低空发射时可达到55公里射程，而高空发射更可达到160公里，远超过大多数战术空空导弹。第1级火箭点燃后可将导弹推进到3马赫，第2级火箭并不是维持续航，而是在接近目标区时才启动，提高穿透防空网的机率。

AGM-69导弹使用KT-76惯导系统，因为这是唯一无惧核弹EMP与电子干扰的导引系统。它可与飞机的射控系统衔接，FB-111A的武器操作员可由地貌雷达的荧光屏上标定目标的方位，并传送给导弹作为导引用；为对抗机动防空雷达，武器操作员也可在雷达警报器标定出雷达辐射源后，立刻将方位转给导弹并发射，称为“雷达警报器投弹法”。
唯一问题就是KT-96惯导系统的误差半径仍达430m，这就得靠当量达20万吨的W-69核弹头来弥补。当它在低空发射时，可以无线电高度表与惯导系统配合，维持低空飞行而不会爬高；甚至在高空发射时也可选择让导弹下降到指定高度时才启动第1级火箭，以提高导弹的一击必杀率。

AGM-69导弹成为FB-111A服役后的主要武器，因为原有的2枚核炸弹相对于B-52轰炸机的核火力而言，只能算小菜。因此，与其携带这微弱的核火力投入末日核战中，不如以其低空高速穿透能力，在B-52轰炸机光临苏联本土前，以战术核导弹清除沿路威胁的防空导弹或拦截机机场。虽然由于预算问题，FB-111A最后采购数量只有76架，不到预定数量的1/3，但由于“先进有人战略飞机”——也就是后来的B-1A/B炸机进展不断延迟，FB-111A仍一直是战略指挥部手上穿透力最强的轰炸机，也是唯一可保护B-52的护航轰炸机。

澳洲版：F-111C

可携带核武的远程战斗机在冷战期间被视为核武大国的禁品，顶多是大国之间的利益交换，才有可能在市场上流通。不过，F-111战斗机非常罕见地被外销到没有核武的澳大利亚。

澳大利亚孤悬外海，远离北半球各大强权，也远离直接的军事威胁。然而，反过来说，这也让澳大利亚的国家实力没有施展的对象。澳大利亚在二战后维持3个轰炸机中队，负责澳大利亚外海的武装巡逻，以及东南亚国家的武力干预任务。1950年，澳大利亚向英国取得48架堪培拉式(Canberra)双发动机喷气轰炸机的生产授权，这使其与英美两强有同级的中型轰炸机。亚音速的堪培拉式总有落伍的一天，加上印度尼西亚与马来西亚在1963年爆发局部冲突，使支持马来西亚的澳大利亚政府认为有必要维持远程的空中力量。因此，在60年代初，澳大利亚提出第36号“空军参谋需求”（Air Staff Requirement)：能携带4枚1000磅炸弹或2枚空对地导弹，进行900～1100海里(1667～2037公里)的远程轰炸机，或是进行光学、电子侦察任务的中型飞机，并有2马赫高空突防，或是200英尺(61m)低空的0.9马赫全天候突防能力。

当时西方各国的大型战斗机都被列入考虑，英国的TSR-2与法国的幻影IV型被认为航程不足，美国的F-4鬼怪也不予考虑；选中的美国海军的A-5民团式(Viligient)，它的作战半径可达1000英里（1600公里)，最大速度达2.1马赫，但缺点是不具有贴地飞行能力。

因此在美国空军积极推销F-111之后，澳大利亚于1963年正式向美国要求采购18架F-111A战斗轰炸机，与6架RF-111A侦察机。由于预计到1967年才能交货，美国将租借2个中队的B-47E轰炸机与RB-47E侦察机填补缺口。

1966年，澳大利亚重新检讨采购计划，由于发展中的FB-111A具有更优异的航程性能，因此决定改以FB-111A的机体为基础，换装F-l11A原有的进气道与推力较小的TF-30-P-3发动机，以及模拟式的Mk I航电系统，成为澳大利亚专用的F-111C。而原订的6架RF-111A侦察机，也决定先换成同数量的F-111C，等到1970年再飞回美国，改装成为RF-111C。

原订要租借的B-47机群则因为后勤作业复杂，租借时间又短，澳大利亚空军认为得不尝失而予以拒绝，暂时先沿用堪培拉式。然而，对于要不要采购F-111C，其实澳大利亚国内的意见并没有一致，在1969年美国提议向澳大利亚以半价买回这些F-111C，并租借24架F-4E鬼怪战斗机以填补战力空缺。最后，F-111C仍于1973年完成交付，在1982年又另外采购4架F-111A以补充失事的损失。

多用途战轰炸机

美国空军早期发展的F-111家族中，仅有FB-111A具有攻对地导弹的发射能力，而F-111A仍是以各式无制导炸弹作为武器，说明美国对其火力是“重量不重质”的要求。然而，作为澳大利亚唯一能干预东南亚事务的空中武力，澳大利亚希望F-111C能够满足传统冲突中的各种需求，遂逐渐引进多种制导武器，成为传统火力最强的F-111。

1979年，澳大利亚首先从美国引进2种精确制导炸弹：激光制导的铺路炸弹与照明目标用的AVQ-26 Pave Tack 红外线/激光吊舱，有功能，但据悉由于整合工作的困难，澳大利亚空军已在2006年取消AGM-142的发射功能。后者安装于弹舱中而不占用挂架空间；另一种则是红外线/电视导引的GBU-15滑翔炸弹，不过澳大利亚没有购买数据链吊舱，必须在发射前完成瞄准工作。这两种武器都有2000磅(908公斤)的高爆弹头，以米级精确度命中所产生的破坏力而言，是当时最强的传统火力。

光电导引武器不但可对陆地目标精确打击，而且也有攻击海上机动目标的能力。然而，这些毕竟不是专门的反舰武器，对于高速航行的军舰不是很实用；而在苏联与印度海军在印度洋巡航，其舰载防空导弹也会对F-111C产生严重的威胁。因此在1982年，澳大利亚将F-111C送到中国湖(China Lake)的美国海军武器中心进行AGM-84鱼叉(Harpoon)反舰导弹的整合工作。

F-111C可由APQ-113雷达搜索目标，并以APN-167无线电高度表维持掠海飞行，内侧翼下挂架可挂载4枚鱼叉导弹，相对于西方战斗机大多只能携载2枚反舰导弹，这算是相当强大的反舰火力。即使是美国海军的航舰战斗群，也在演习中对贴海飞行的F-111C携载鱼叉导弹的威力留下深刻印象。在实际操作时，F-111C通常会与P-3C巡逻机组成“侦查-打击”的搭配，由P-3C巡逻机搜索并提供目标的方位。

F-111C曾经讨论过的第4种制导武器是AGM-88高速反辐射导弹(HARM)，虽然AGM-88原先设计是以攻击陆基防空网的雷达为主，但在西德海军航空队的狂风(Tornado)战斗机已经搭配反舰导弹一起使用：如果敌舰开启雷达防空系统，就成为反辐射导弹的良好目标；如果敌舰选择关闭雷达，就成为反舰导弹的活靶。澳大利亚自然无法像美国空军战略指挥部一样，靠核导弹来破坏敌方的防空火力，因此必须使用反辐射导弹。F-111C在1985年时曾送到美国进行与AGM-88的整合测试，但最后仍没有采购。

战术侦察型RF-111C

由于澳大利亚知道自己不可能维持2种中型飞机来分别负责战术轰炸与侦察任务，所以一直以来都要求中型轰炸机必须有侦察型负责攻击前的情报搜集与攻击后的成果评估。在采购F-111时也指名要6架的RF-111A作为搭配。

通用动力公司在1964年就着手改装1架F-111A作为侦察型，它配备有KA-5512英寸镜头的高空照相机、KA-56低空照相机、红外线侦查设备、可配合照明弹运作的分幅照相机(Framing Camera)与2台西屋公司的APD-8侧视空载雷达(SLAR，Sideways Looking Airborne Radars)。整套系统从低空到高空，从可见光到红外线到雷达波，一应倶全，可说是当时最豪华的侦照平台。

美国空军与海军原本分别要采购110架的RF-111A与RF-111B，然而，在1967年开始测试后，发现这套系统虽然效果卓越，尤其是F-111的低空稳定度维持了侦照的品质。但是整套系统需要花上几个工作日才能安装在F-111A上，而没有达到几小时内就能将轰炸机转换成侦察机的设计目标，便暂时取消这个计划，期望在科技成熟后，在下一代的F-111D计划中再包含60架的RF-111D。

但RF-111D计划随着F-111D的计划不断延迟，最后仍被取消，澳大利亚原订的RF-111C侦察型改装计划就无法进行。澳大利亚原本要改向美国要求8架RF-4E侦察型作为替补，但由于鬼怪机的航程实在无法与F-111C相比，最后仍与通用动力讨论有无自行投资RF-111C发展计划的可能。最后在1979年，美国政府批准通用动力公司沿用RF-111A的成果，为澳大利亚发展侦察型的改装套件，改装套件与RF-111A大致相同，但高空照相机换成KA-93A4、分幅照相机是KS-87C、而红外侦查设备则选择AAD-5；侧视雷达则被取消，仅能以APQ-113地形雷达进行录像。座舱则比一般F-111轰炸机多1台电视屏幕与照相系统的控制面板，武器操作员可从屏幕上看到光学或雷达侦照影像，以及飞机的坐标、高度等信息。

RF-111C执行任务时，通常不挂副油箱，以维持低阻力外型以穿透防空网，或是逃脱敌机拦截，此时的作战半径仍可达到1000海里(1852公里)。由于具有远近不同镜头的多样化侦照能力，RF-111C可选择从高空“俯视”目标区，以远离防空炮火；或直接以200英尺的低空入侵，给目标区一个“特写”。由于F-111的大型弹舱可以完全容纳这些侦照系统，因此原有的导航/攻击雷达系统完全保留下来，这些RF-111C必要时仍可挂载攻击弹药，进行侦察同时完成打击任务。

数字科技版F-111D

虽然F-l11A的超低空攻击能力在美国空军中首屈一指，但在全球空军中仍不是最先进的系统。英国发展的TSR-2侦察打击机拥有结合模拟与数字科技的导航/射控系统，而美国海军的A-6A攻击机则有数字式整合攻击导航设备（DIANE，Digital Integrated Attack Navigation Equipment)。这些系统引用的数码科技主要是用来记录武器、导航参数，由数字程序统一进行控制与显示，提高低空打击任务的自动化程度并降低飞行员的工作负荷。因此，美国空军在1967年决定跟上数字化的脚步，从第100架F-111开始改装全数字的Mk II系统，并将型号改成F-111D。

MkII系统的核心是AYK-6通用计算机，它与AJN-16惯导系统被抽离出来，成为FB-111A上的Mk IIB系统。但完整的Mk II系统其实还包括1组早期水平的“玻璃座舱”，称之为AVA-9“仪表显示系统”(IDS,Instrument Display System)，包含1台垂直状况显示器(VSD，Vertical Situation Display)与1台多感测源显示器(MSD，Multi Sensor Display)，前者整合导航系统的高度、航向信息与雷达系统的地形、目标标示符号给驾驶员，后者则提供同样的导航信息给武器操作员，这甚至可让飞行员与武器操作员互换任务。

飞行员与武器操作员之间还有1个AYN-3水平状态显示器(HSD，Horizontal Situation Display)，取代原有地形跟随雷达的屏幕，它可在移动地图上投影出飞机的方位与航向。最后，2名飞行员都各有1台抬头显示器，可在敌火力猛烈的环境随时注意外界状况，进行不低头的突袭打击。

Mk II系统也搭配有性能大幅提升的洛克威尔APQ-130攻击雷达，它是F-111家族中，首度拥有完整的空对空作战能力，它不但具有俯视能力，还有连续波发射器，可导引专为F-111D发展的AIM-7G麻雀(Sparrow)中程空对空导弹。由于可在超视距猎杀对手，避免笨重的F-111D进入困难的缠斗，这将吓阻敌军拦截机从前半球攻击，而必须从速度追不上F-111的后半球攻击。可惜AIM-7G飞弹因成本因素被取消，直到下一代的F-15E打击鹰(Strike Eagle)问世，低空突防与超视距空战能力才首度被整合。

APQ-130雷达也大幅改良对地攻击能力，它引入了“高分辨率地形测绘”模式(HRGM，High Resolution Ground Mapping)，也就是利用多普勒锐化(Doppler Sharpening )原理，利用地形回波中多普勒频移的差异提高方向上的分辨率，虽然比不上下一代的合成孔径原理，但已经是很大的进步。雷达图像能够冻结或以磁带录像，战机可以从地貌跟随航线中跃起取得目标区的快照，再回到低空进行目标比对。另外，它也加入移动目标侦查(MTD，Moving Target Detector)功能，这使美国空军希望它能扮演猎杀车队的任务F-111D也将发动机升级成TF30P-9型，其加力推力提高到20840磅，甚至比FB-111A还高。进气道面积则被加大10%，称为「三犁二代」（Triple Plow 2)，将进气道内壁与机身间的间隙(Plow)加宽4英寸，以减少机身表面气流对发动机进气的干扰。另外，进气道旁也增加3个辅助气孔，以提供加大推力发动机所需的进气量。

这些改良使F-l11D从单一目标的打击者演变成为多任务、多种目标的攻击者，美国空军对此有很高的期待。可惜Mk II系统身为数字科技的先驱，当时科技并无法成熟地提供所需的能力，发展AVA-9仪器显示系统的诺顿(Norten)公司甚至认为这些需求是不可能完整达到的。尽管如此，第1架F-111D仍于1971年交付部队，但功能并不完整，而且还故障不断，可靠性低，平均每12分钟就会故障一次。最后战术指挥部只好另起炉灶，发展改良程度较小的F-111E，而让F-111D继续边做边改。诺顿公司最后在1984年的改版终于修正了仪器显示系统的全部问题，并大幅提高平均故障间隔到270小时，但大势已去，战略指挥部的FB-111A早已生产完毕，而战略空军甚至已经多发展出E型与F型两种次型，这使得原订要终结F-111家族史的D型仅生产了96架，反而成为曝光度最低的次型。

实际的第二代F-111E

1960年代末，眼看F-l11D的Mk II系统不知何时才能成熟，美国空军决定采购F-l11A的部分改良版：F-111E。外观上最大的不同是它改用D型的“三犁二代”进气道，所以外侧会多出3个辅助进气孔；但发动机则是推力比D型小的TF30-P-3。航电系统则仅修改武器管理系统(SMS，Store Management System)，这让武器操作员可以更轻易控制外挂武器。

从1969年开始，F-111E共生产94架，大部分被部署到英国基地。由于F-111的长作战半径，美国希望它能打击到东欧内陆的目标，但同时又远离苏联前线空军的打击范围。事实上，苏联空军有图-16(Tu-16)与图-22(Tu-22)等中型轰炸机具有同样的打击半径。

前面提到，美国空军的F-111原本是要靠2颗核弹摧毁敌军机场来取得欧洲战场的空中优势，不过越战与以阿战争展现出传统武器仍有强大威力，使北约国家开始认真思考第三次世界大战仍以传统武器进行，至少作为开场的可能。在英国与德国合作开发狂风战斗机时，便分别发展JP223与MW-1子母弹散布器。

这两种武器专为对抗跑道或装甲部队设计，其中的子弹除杀伤人员与车辆的小型炸弹或地雷外，还有10公斤以上的大型反跑道子弹，这种子弹会2级弹头，第1级先破坏跑道表面，第2级再深入弹坑中引爆，以扩大成为难以修复的大型弹坑。美国空军曾参与JP223系统的研发，预计作为FB-111A的传统武器，但因为成本因素退出。

美国有多种反装甲集束武器，但对抗跑道只能用500磅(227公斤)传统炸弹炸出弹坑，再投下CBU-89 Gator集束地雷阻止人员修复。在退出JP223计划后，在国外武器测试计划(FWEP，Foreign Weapon Evaluation Program)中发现法国马特拉(Matra)公司的红柱石(Durandal)反跑道炸弹也能有效炸出弹坑，而且价格更为便宜，于是下单采购5000枚，并赋予BLU-107的正式编号。

红柱石反跑道炸弹每颗重430磅(195公斤)，其重量并不轻，但仍可由F-111的6联装挂架携载，使每架F-111可投射24枚，足以瘫痪一条跑道。红柱石弹体中实际炸药含量并不高，弹尾是1个减速伞，使其在低空水平投弹中能快速远离载机，并拉扯弹体使其以弹鼻对准下方跑道。此时弹体中的火箭发动机被点燃，推动弹体穿透40cm厚的混凝土引爆，可制造出200平方米面积的大弹坑。美国只有在第一次海湾战争中使用过这种武器，在F-111E退役后，目前仅有F-16能携载这种武器。

激光轰炸机F-111F

由于F-111D迟迟不能成熟，1970年，空军战术司令部进一步发展出F-111F型。它改以FB-111A的Mk IIB导航系统为核心，但将武器管理系统改为控制14种传统武器；发动机也有大幅度改良，搭配“三叉犁二代”进气道的TF30-P-100发动机，其推力高达25100磅，甚至超过早期F-15/F-16使用的F100发动机，这使F型拥有F-l11家族中最大的推力。

最大的改良则是Pave Tack系统的整合。Pave Tack是美国空军激光武器系统发展的里程碑，与过去最大的不同是整合有德州仪器的AAQ-9“红外线侦查设备”(IDS,Infrared Detection Set)，这使其可在黑夜与略有云雾的气候中，仍可侦查到发动机、电力系统散发的热讯号，协助武器操作员使用AVQ-25激光照射器瞄准。

Pave Tack系统安装于机腹弹舱中，因此F型无法携带机炮。使用时，往下旋转伸出，不用时则往上收回以降低阻力。Pave Tack可进行水平旋转，当F-111在低空入侵时，先面对目标区进行锁定并投弹，再以180°反向逃逸同时维持激光照射，而不需像早期F-4幽灵标定机得在目标区上空持续盘旋。要完成低空投射激光制导炸弹的另一个要素是制导炸弹本身，铺路I型(Paveway I)炸弹使用的是“碰碰”（Bang Bang)导引法，意即4个控制面只有左右满舵两个选择，可降低导引电路的成本与尺寸，但炸弹需更长的飞行时间才能稳定对准弹道。铺路III型则使用类似导弹的比例制导法，控制器会作细微调整，使炸弹尽快对准弹道；配合可展开的尾翼，F-111F可于低空入侵时，于4英里(6.4km)外将炸弹投放后反向逃逸，仅以Pave Tack 光电系统旋转180度照射目标，导引炸弹直到命中。

另一项利器是GBU-15制导炸弹与搭配的AXQ-14数据吊舱，后者挂在机腹后侧挂点下。GBU-15具有电视与热成像两种寻的器，其影像可通过UHF波段讯号传递回数据吊仓。吊舱前端是简单的号角天线，后方则是相位数组天线，后者不但可以与炸弹交换信号，而且还可以追踪炸弹角度。由于UHF波段信号的传输距离比激光更远，因此GBU-15炸弹能在更远距离发射，武器操作员可在炸弹接近目标区时才根据影像进行瞄准操作。洛克威尔公司又进一步在GBU-15下方加上火箭推进器而成为AGM-130制导导弹。

为配合这两种光电制导武器，武器操作员的圆形雷达屏幕被换或具有一大一小子母画面的方形屏幕，称为虚拟图像屏幕(VID，Virtual Image Display)。上下屏幕都可以显示雷达或光电影像。进行制导操作时，上方大型屏幕就会切换到光电图像。

F型的‘构想可能来自于空军暗光计划中的“独立夜间攻击飞机”(SCNA，Self Contained Night Attack)，用意是以雷达与光电系统猎杀夜间目标。但具有高分辨率绘图与移动目标追踪能力的雷达留在D型上，而也只有F型才有光电导引能力，直到下一代的F-15E才将两者整合起来。然而，在第一次波湾战争中，由于伊拉克防空系统被成功压制，美国空军必须在陆军进攻前有效歼灭伊拉克反抗力量，F型的激光轰炸能力担负了最重要的角色。

当时，美国空军仅有F-111与F-117具有较多数量的激光照射器，但后者的隐形突防能力远超过前者，因此主要负责战略目标的摧毁任务。F-111的低空突防能力不再重要后，改以其2倍于F-117的载弹量发挥精确轰炸能力，初期F-111负责以穿透弹头轰炸伊拉克空军的强化机堡，后期则以便宜的高爆弹头搜索并攻击藏于沙堡掩体中的装甲车或火炮，其油量与可变翼使其相当适合这种搜索任务。

电子干扰型 EF-111A

1973年爆发的赎罪日战争中，阿拉伯国家运用苏联提供的防空系统，有效削弱了以色列的空权实力。其中多种导弹/速射炮系统还具有强大的低空拦截能力，这使美国空军对于战机突防能力的未来感到忧心。在名为Pave Strike的评估计划中，空军认为必须要加强干扰与防空制压能力作为因应。F-111被选为下一代的电子战飞机平台，一方面是其载重量够安装相应电子设备、航程能够支撑较长的巡航时间，另一方面则是其低空速度是战机中的佼佼者，没有它跟不上的轰炸机，因此可以一路跟随轰炸机群入侵敌境深处。1974年，空军选定为海军发展EA-6B电子战机的格鲁曼公司，负责替F-111A发展专用的ALQ-99E干扰子系统(JSS，Jamming Sub System)，而飞机则编号为EF-111A。

JSS系统的核心是机腹弹舱中，重置达2.5吨的干扰系统，利用机械转向天线可发射1000瓦的干扰电波，但它消耗的巨大电力也使F-111的发电机功率从60kVA提高到90kVA。另一个重要项目是垂直尾翼顶上的截收系统，这个位置使其有最大的涵盖范围，而且受到机腹干扰电波的影响也最小。但代价是800磅(363公斤)的截收系统安装在最顶端，也是最末端的位置，不但垂直尾翼需要重新设计，而且在鼻轮舱必须加上700磅(318公斤)重量来平衡重心。这些重量使EF-111A只能飞到0.9马赫，而且飞起来有如挂载6000磅炸弹的F-111。

虽然如此，EF-111A的速度仍高过除F-111以外的战斗机。与前一代EB-66电子战相较，EF-同，在电子战操作员座位前则加装1台详细显示器(DDI，Detail Display Indicator)，其显示方式主要是以横轴标示目标方位，纵轴标示雷达频率，计算机可自动控制干扰器攻击目标所在位置，或由电子战操作员以轨迹球重新指定目标。由于电子战操作员的工作负担很大，因此原有的地貌与追随雷达屏幕都往中间靠拢，尽量让飞行员自己看雷达幕飞行。从1981年开始，美国空军接收42架EF-111A。

最后的改良

由于F-111的突防能力与火力，在1980年代逐渐成为美国传统打击力量的核心，于是战略与战术司令部连手进行航电现代化计划(AMP，Avionics Modernisation Programme)，企图将F-111家族中，已使用MkII/IIB系统的成员们进一步数字化。

系统核心是2台互相备份的64K内存的武器/导航计算机（WNC，Weapon Navigation Computer)它让导航点数目从最多150个增加到300〜1000个不等(各机型的软件不同，因此功能也有所不同），并能用硬盘输入数据。地形跟随雷达与无线电高度表也全面更新，以提高可靠性与抗干扰能力。FB-111A的改良项目最多，还包括新一代惯导系统、雷达屏幕，并多出1台UHF无线电与2台多功能显示屏。

到了1980年代中期，战术空军指挥部进一步想把Mk I模拟系统的A型与E型也依照FB-111A的标准来数字化，甚至加入更新潮的激光惯导与全球定位系统。但随着冷战结束，这计划只完成25架E型就告终止。

1980年代末期，由于“先进有人战略飞机”，也就是B-1B轰炸机终于服役，战略指挥部将30架FB-111A移转给战术指挥部，型号则重编为F-111G型，但没有服役太久。随着冷战结束与新一代的F-15E服役，美国空军在1990年代将F-111家族陆续退役，但15架F-111G则有幸逃过一劫，在1995年被外销到澳大利亚。

澳大利亚空军的F-111C型在1989年也进行自己的航电升级计划(AUP，Avionics Upgrade Programme)，由于数字科技的迅速进步，其改良程度甚至比美国的AMP计划还多。改良的核心是IBM的AP-102任务计算机，加上双备份的MIL-STD-1553B总线、激光惯导系统、全球定位系统、数字飞控系统与跳频无线电等。2组雷达也分别升级为APQ-169攻击雷达与APQ-171跟踪雷达。