第 5,000 架F-4“鬼怪 II”，尾码“77-0290”。1978 年 5 月 24 日交付美国空军，并在当天举行了纪念“鬼怪”首飞 20 周年的庆祝活动
麦道生产的最后一架“鬼怪”。1979 年 10 月在圣路易斯工厂下线，型号 F-4E，尾码 78-0744，交付韩国空军。1981 年 5 月三菱生产了世界上最后一架“鬼怪”
“鬼怪”最初设计是用来执行截击任务，但后来主要承担了对地攻击任务。在战术对头的情况下它在空战中也取得了惊人的战绩，越战中美国空军、海军和陆战队的的“鬼怪”共取得 277 次空战胜利，而在阿以战争中以色列的“鬼怪”宣布获得 116 架击毁战绩。
美国空军、海军、海军陆战队都准备了“鬼怪”，此外英国皇家空军/海军、以及澳大利亚、埃及、德国、希腊、伊朗、以色列、日本、韩国、西班牙和土耳其的军队也使用过或正在装备“鬼怪”。“鬼怪”战斗机现在已经是壮士暮年，在各国军队中已经不在是活跃角色了。英国的 F-4 早在 1992 年就全部退役，由“狂风”ADV 型取代；美国空军最后一架用于训练任务的 F-4 于 2005 年 1 月 7 日退役；其它国家的 F-4 仍在继续服役甚至改进，但这些国家大都也已经装备了第三代战斗机，如以色列空军装备了 F-15/F-16、日本航空自卫队装备了 F-15 和 F-2，F-4 从 2008 年起逐步退役、希腊和埃及空军都装备了 F-16 和“幻影”2000、伊朗空军装备了 F-14、土耳其和韩国空军装备了 F-16、西班牙和皇家澳大利亚空军装备了 F/A-18。而在德国，F-4F 自从 70 年代后期代替 F-104G 后便成为德国空军唯一的防空战斗机（1990 年 10 月 3 日两德统一后原东德的米格-29 被保留，不过数量只有 24 架），并且从 1983 年完成第一次升级改进后，直到 2002 年底一直是德国空军唯一具有超视距作战能力的战斗机。该机还将继续服役，直到被“台风”完全取代。
“鬼怪”是第一种不装机炮的美国海军战斗机，也是第一种不依赖地面指挥就能使用机载雷达对搜索范围内的目标进行识别、拦截和摧毁的战斗机。它是美国空军购买的第一种海军型飞机，（第二种是 A-7，对于美国空军来说，使用海军的飞机真是比较难堪的事），也是第一种被美国海军“蓝天使”和美国空军“雷鸟”飞行表演队同时采用的飞机。它还是第一种具有计算机控制可调进气道以获取最佳气流的战斗机。
美国空军“雷鸟”飞行表演队使用的是 F-4E 型，在经过 5 个表演季之后被 T-38 取代，而原因是 F-4 油耗太高。F-4 作为表演用机是合格的，它又大又沉，动力充足。J79 引擎在菱形编队时发出令大地颤动的撕吼，在当时，没有表演机可以象"鬼怪"这样展示出美国强大的制空力，也无法发挥出如此令人难忘的震撼力
美国海军“蓝天使”飞行表演队使用的是 F-4J 型，使用了 6 个表演季后被 A-4 取代
原型机发展历程
“鬼怪”的历史始于 1953 年 8 月，当时麦克唐纳设计师 Herman Barkley 领导了一个设计团队，最初的目标是提升本公司 F3H“恶魔”舰载战斗机的性能和多用途性以获得更多的订单。设计团队提出了几种差异很大的方案，公司非正式的将它们全部命名为 F3H-X，因为设计理念都脱胎于 F3H。
F3H“恶魔”舰载战斗机，麦克唐纳公司传统的尾撑布局被遗传至“鬼怪”上
第一个方案是 F3H-C“超级恶魔”，在一台 J67 的推动下在高空可以达到 1.69 马赫。J67 是英国布里斯托尔公司奥林巴斯涡喷发动机的特许生产型，当时还没有进行测试。
接下来是 F3H-E（内部编号 98A）也准备采用 J67 发动机，但取消了“恶魔”的前起落架，只保留了三轮车式的主起落架。飞机采用 45 度后掠角，机翼面积 450 平方英尺。当时还没有任何美国飞机采用 J67 发动机。
F3H-G（98B）计划采用两台莱特 J65-W-2（或者 W-4）发动机，其额定推力 7,800 磅。双发设计相对于单发更好的安全性吸引了很多海军官员的目光。设计上的特点还包括机身两侧进气道，后掠下单翼、全动式平尾。机翼面积略大于 F3H-E，达到 530 平方英尺。机体设计遵循面积律以降低跨音速阻力。该机计划装备 Aero11B 火控系统和 AN/APQ-150 雷达。固定武器是四门 20 毫米炮，也可以装备火箭发射器，全机 9 个挂点，每侧机翼下 4 个，机身下 1 个。设计最大速度 1.52 马赫。J65 是英国阿姆斯壮西德利蓝宝石发动机的特许生产型，当时已经开始生产。海军当时正被 J65 的大量问题所困扰，而麦克唐纳公司则满心希望到 F3H-G 可以投产时，发动机的问题可以得到解决。
F3H-H 在外形上和 G 型相似，发动机采用两台由通用动力生产的推力更大的 J79。当时这种发动机还没有经过测试，如果推力能达到设计指标的话，飞机的最高速度可达 1.97 马赫。
98F 是 98C 的照相侦察型。98C/D 分别采用三角翼和平直翼，选用两具 J65 或者 J79 发动机。98E（F3H-J）类似于 98C/D，三角翼更大更薄。
Herman Barkley 的 团队认为采用两台 J65 的 98B 方案最具潜力，随后放弃了其他所有方案。麦道开始制造 98B 的全尺寸模型，为了保险起见，模型的右半边做成适合安装 J79 的式样，左半边适合于 J65。
F3H-G 全尺寸模型，基本上是 F3H 的双发型。前机身段可根据任务需要安装特定设备：战斗机、侦察机、攻击机甚至全天候双座截击机
1953 年 9 月 19 日麦克唐纳主动向海军航空局提交了 98B 方案。那时候海军对类似的飞机还没有提出正式的需求。麦道试图发展可互换的单双座构型以便适应不同的战术需求。机头部分可以装搜索雷达、导弹火控系统、地形测绘雷达、照相机以及电子侦察设备。
虽然海军对麦道的设计印象不错，但还是在 1953 年 4 月和 6 月分别定购了格鲁门公司的 XF9F-9 和沃特公司的 XF8U-1 以满足海军对超音速战斗机的急需。不过海军方面也鼓励麦道继续设计一种单座双发全天候攻击机去和北美公司、格鲁门公司竞争。
麦道公司在 1954 年 8 月向海军正式提交了 F3H-G/H 方案，海军方面于 10 月份要求制造 2 架原型机和 1 架地面试验机。海军将计划命名为 AH-1，意指其担负的对地攻击任务，它携带不少于 11 个武器挂架。1954 年 12 月 14 日海军正式放弃对飞机的多任务要求，转而要麦道设计一种全天候截击机。军方要求取消机炮和除了机腹副油箱挂点以外的全部挂点。机腹部开槽以便半埋式挂载 4 枚“麻雀”空空导弹，雷达是 APQ-50，飞机改为双座以容纳增加的雷达操作员。
1954 年麦克唐纳展出的 AH-1 全尺寸模型，AH-1 以两具 J65“蓝宝石”发动机为动力，半埋挂载 4 枚“麻雀”雷达制导空空导弹
1955 年 4 月 15 日海军航空局正式通知海军战术司令部采用 J79 发动机，于是关于 J65 的工作全部停止了。同年 5 月 26 日航空局在对海军的需求深入研究后要求麦道公司制造 2 架双座全天候战斗机，武器全面导弹化。6 月 23 日下达了正式编号 YF4H-1，这是战斗机的编号。隔天麦道也公布了计划的新代号——98Q。
98Q 的代号只用了很短时间，6 月 24 日麦道获得了制造 18 架新飞机的合同，其中包括 2 架原型机和 1 架地面静态试验机。不久该计划又采用了 98S 的代号，这是因为除了半主动雷达制导的麻雀外还可以增加了使用红外制导响尾蛇导弹的能力。
1955 年 7 月 25 日海军和麦道签署了详细的 YF4H-1 技术规格清单。海军要求新飞机能够在距离母舰 250 海里处巡逻 2 小时以上，在不空中加油情况下持续飞行 3 小时以上。同时 F4H 的前期发展计划也得到确认，海军定购了 2 架原型机和 5 架预生产型飞机（BuNo 143388~143392）。
YF4H-1 的模型在 1955 年 11 月 17 到 23 日期间接受了检查。飞机将安装 2 台 J79 加力涡喷发动机，进气道为固定式。主要武器是 4 枚半主动雷达制导的麻雀，没有装备机炮。
与此同时海军授权沃特公司制造 2 架单座单发的 F8U-3“十字军 III”同麦道的 F4H-1 竞争。实际上沃特的飞机更应该称为 F9U“十字军 II”，基本上是架全新的飞机。
艺术家设想的 F8U-3 快速爬升的情景
经过大量的风洞试验发现麦克唐纳的新飞机在高速时稳定性有问题，如不能解决则最大速度将被限制在 M2 以下。为了解决问题，设计人员做出了几个重大改变。其一是将全动平尾下反 23 度，兼具稳定鳍的作用，这样在获得稳定度的同时也不干扰尾喷管，另一个好处就是在大迎角飞行时，下反的尾翼可以从主翼紊流中伸出获得必要的控制力；其二是将主翼的折叠外翼段上反 12 度，并设置锯齿，锯齿产生的涡流可以阻止机翼附面层向翼尖方向发展，推迟分离；另外还将进气道改为带附面层隔离板的式样，使得各种飞行条件下都能为发动机提供最合适的气流。这些变化在设计上需要时间加以整合，所以直到 1956 年 12 月 31 日才最终完成设计，而平尾的下反和外翼段的上反造就了“鬼怪”的奇特外形。 1958 年 4 月，麦克唐纳圣路易斯工厂内已经装配完毕的首架 F4H-1 原型机 142259。周围的飞机有些是 RF-101，有些是 F3H
1956 年 12 月 19 日海军再次定购 11 架 F4H-1（145307~145317），这是第一批正式生产型。
1957 年 8 月 F4H-1 决定不采用 APQ-50 雷达，改用西屋公司的 APQ-72，不过由于时间关系原型机仍然使用 APQ-50。首架 YF4H-1 原计划使用 J79-GE-8 发动机，但由于研制时间拖延而装上了从空军借来的 J79-GE-3A。该机属于技术验证机，没有雷达也不能发射导弹，腹部挂的 4 枚“麻雀”全是模型。为了配平机头装的是压舱物而不是 APQ-50 雷达。在首架原型机上只布置了有飞行员的座位，后座安装的是测试设备。
YF4H-1 安装了前缘襟翼，从翼尖一直向内延伸到 1/4 翼展处，以机翼折叠处为界分为两部分。在飞机低速飞行时襟翼向下偏转，提高升力。前缘襟翼和后缘襟翼都具有吹气装置，从发动机压气机中引出高压空气向后吹出，使机翼上表面气流在高攻角的状况下不分离。进气道斜板有 5 度的安装角。在雷达罩后面的下机身表面装有电子设备冷却系统的进气口。机翼水平部分的后缘分为两部分，内侧的是襟翼，外侧为襟副翼。襟副翼是副翼的一种，但只能向下偏转，不能向上偏，在它们前面的机翼上表面就是扰流板。如果要向左边滚转，飞行员就会向下偏转右侧襟副翼，同时竖起左边的扰流板，“鬼怪”没有通常意义上的副翼，滚转控制由襟副翼和扰流板完成。外翼段除了前缘襟翼外没有其他操纵面。另外在机翼下表面襟翼前方设置有向下开裂的减速板。全动平尾有 23.25 度的下反角，提供全部的俯仰控制。
机翼上表面襟副翼前方的扰流板
机翼下表面襟翼前方的减速板
1958 年 5 月 27 日麦克唐纳公司试飞员 Robert C. Little 驾驶 YF4H-1（142259）完成了首飞，地点在圣路易斯市机场。首飞时起落架没有收起，并发现液压系统和发动机都有些问题，所以首飞时间比原计划缩短，不过飞机还是安全降落了。地面人员更换了右发动机，并把进气道斜板调整为 4 度。第二次飞行在 5 月 29 日，起落架仍然没有收。随后在 5 月 31 日和 6 月 2 日进行的第 3，4 次飞行情况好多了，飞机达到了 1.68 马赫。
1958 年 5 月 27 日 YF4H-1 的处女航，可以看到起飞中的飞机前缘襟翼处于最大角度
收起落架之后的飞行，波音官方网站对这张图片的解释是首飞，显然有误
142259 号原型机被送往爱德华兹空军基地和 F8U-3 进行对比测试，最终后者于 1958 年 12 月胜出。1958 年 12 月 17 日麦克唐纳公司又获得 24 架 F4H-1 的制造合同（148252~148275），这样生产型总订货量达到了 45 架。
进气道上方的应急涡轮
第二架 YF4H-1（142260）于 1958 年 10 月首飞。该机安装了 AN/APQ-50 雷达和完整的后座舱。可调进气道斜板的固定部分设定为 5 度，可调部分设定为 10 度。该机的扰流板没有打孔，在左侧进气道的上部安装有冲压空气涡轮。在紧急情况下该涡轮可以驱动一个应急液压泵给操纵系统提供动力。自动驾驶系统为 ASA-32。YF4H-1 144260 还安装了马丁贝克 MK H5 弹射座椅。1960 年该机具备了发射麻雀导弹的能力。
YF4H-1 142260 原型机
Robert C. Little 与 142260 合影
142260 打破了多项速度和高度世界纪录
1959 年 7 月 3 日 F4H-1 在圣路易斯麦克唐纳工厂的一个仪式上按公司传统被正式命名为“鬼怪 II”（Phantom II）。项目经理 Don Malvern 原想的绰号是“撒旦”（Satan），而 James S. McDonnell 则想把飞机命名为蜜特拉斯（Mithras，波斯神话中的光明之神）。“鬼怪”后面的罗马字母“II”是为了和第一代“鬼怪” FH-1 相区别，其实 FH-1 早已退役，并不存在混淆的可能。
第一架 YF4H-1 （142259）在一系列试飞后于 1958 年 10 月从爱德华兹基地返回圣路易斯工厂。在不久之后的 1959 年 10 月 21 日，它的第 296 次飞行时因为右发动机故障而坠毁，试飞员 Gerald "Zeke" Huelsbeck 身亡。
海军急于宣扬自己的最新型战斗机，并为此专门制定了计划，名为“创纪录飞行”（Top Flight）。第二架 YF4H-1（142260）在 1959 年 12 月 6 日创造了 98,560 英尺的升限世界纪录，飞行员是 Lawrence E. Flint 中校。原纪录 94,658 英尺是苏联飞行员 V. S. Ilyushin 少校驾驶苏霍伊 T-43-1 创下的。Flint 中校首先飞到 47,000 英尺并保持 2.5 马赫的速度，然后以 45 度角拉起爬升到 90,000 英尺。随后关闭发动机跃升到 98,560 英尺，滑过最高点后开始下坠。Flint 中校在 70,000 英尺高度重新启动发动机并正常着陆。George W. Ellis 中校还创造了 66,443.8 英尺的实用升限世界纪录。1961 年 12 月 22 日陆战队Robert B. Robinson 中校驾驶 142260 号“鬼怪”创造了 1,606.347 英里/小时的世界绝对速度新纪录，在他的第二次冲刺中“鬼怪”甚至在 45,000 英尺高度上超过了 1,700 英里/小时。这次飞行被称为“天空燃烧者行动”（Operation Skyburner）。为了创纪录，142260 在进气道内增加了水/酒精喷雾器对进入压缩机的空气进行冷却，以此增大发动机推力。
1959 年 12 月 6 日，第二架 YF4H-1 创造了 98,560 英尺的升限世界纪录。注意机身侧面的“Top Flight”Logo
“天空燃烧者行动”中的 142260
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“鬼怪”设计思想与结构特点
朝鲜战争结束后，空战理论与战斗机装备技术水平均有了长足的发展。在越战前，主流的战斗机设计思想包括如下要点：
1、认为飞机的大速度是决定空中优势的主要因素。为了保证飞机具有大速度，必须竭尽一切努力减小阻力，甚至不惜牺牲爬升率和机动性。F-104、米格-21 就是典型的范例。到了研制 F-4 的时候，飞行控制与发动机技术相比起研制前两种战斗机的时候已经有了很大改善，因此比 F-104、米格-21 的情况要好些，但格斗性能仍然无法与之前的 F-86、米格-17 等轻型战斗机相比。
2、主张研制多用途战术战斗机，要求飞机兼有空战和对地攻击能力，即主张研制战斗轰炸机，而不再像以往那样研制单纯的防空截击机或专用对地攻击机。最终 F-4 的确兼备了这两种作战能力，但在发动机推力有限、气动设计未尽完美的前提下，强求对地攻击能力反倒拖累了整体飞行性能，特别是携带对地武器时无法有效的与敌方战斗机交战。
3、为对抗装备大射程对空/对地制导武器的敌机，截击机的战术被设想为利用速度优势追赶或快速逼近目标，并利用先进的火控武器系统（以使用半主动雷达制导空空导弹为突出特征）在尽可能远的距离上将敌机歼灭。但由于火控与武器技术水平的限制，这一构思未能在 F-4 上有效的实现。
4、为实现 2、3 两点指标，新研制的战斗机必须具有较大的航程。同时，为 F-4 研制的先进火控系统操作较为复杂，因此必须配备双人机组（飞行员与武器操作员）。这意味着 F-4 的体积、重量会比之前的战斗机有很大的增长，而气动、飞控和发动机技术却没有相应幅度的增长。
5、认为截击机同时投入战斗的飞机数量将减少，实施攻击时机动动作“平直化”，力求一次攻击来结束战斗。于是当时认为格斗性能的下降是可以接受的。
6、忽视航炮的作用。有人认为空空导弹出现之后，航炮作为一种武器已没有前途。当时几乎所有新研制的战斗机，包括 F-4，都没有装航炮。很快这一决策被实战证明是极为错误的。
7、不重视飞行员在空战中的作用。有人认为飞行员不需要学会判断空中情况，而是由地面指挥所代替他们下决心。
飞机设计师们就是按照以上这些想法研制了包括 F-4 在内的第二代喷气式战斗机。这代飞机的最大速度达 M2 左右、有的甚至达 M3，机载电子设备和武器系统的性能均有较大的提高，重视对地攻击能力，“重型化”倾向明显。从其航空技术水平和飞机的性能来看，确实比第一代战斗机有了明显的提高和发展。但在 60 年代后期开始进行的越南战争和其他局部战争中，第二代喷气式战斗机的使用效果（尤其是空战使用）并不理想。从某种意义上来讲，它在发展方向上走了一段“弯路”。这主要是因为实战中的空战作战方式与原先设想的有很大的差别。
越战期间，从南越新山一机场起飞做战斗巡逻的美国空军 F-4D 战斗机
空战的高度范围不是扩大了，而是缩小了。这一情况引起了研究局部战争经验的专家们的特别注意。朝鲜战争中，战斗机的空战曾发展到平流层。而越南战争中，战斗机的使用高度不超过 9,000 米。这一方面是由于战术航空兵遂行的任务性质决定的。轰炸机为避免进入防空导弹的毁伤区，多半在低空活动，担任掩护的战斗机也必须降低高度。另一方面，空战实践说明，飞行员能目视观察到 3,600 米以内距离的机动目标，因而转弯半径不大于 1,800 米较有利。在 9,000 米以上的高度，第二代飞机想以这样的盘旋半径实施不损失高度的速度机动是不可能的，所以高度也受到限制。越南战争中空战格斗一般发生在 1,500~4,500 米高度范围内。
1967 年 4 月 24 日，一架 VF-114 的 F-4B 由于故障在东京湾上空弹射。图中弹出的是 WSO，随后飞行员弹出
在局部战争中，空战的速度范围也并不大，尽管双方都具有速度超过 M2 的战斗机，但经常进行空战的速度范围是 M0.5~0.9。这一方面是由于空战开始的高度低，飞机的速度受到结构强度的限制。另一方面是由于当时战斗机的超音速机动性能甚差，想在速度超过音速时获取机动性的优势是很困难的，因而也只能进入亚跨音速范围。局部战争的经验也证明。大部分空战仍是在双方目视能见度的近距离范围内进行的，摧毁目标还须从后半球攻击来实现。空战中被击落的飞机中约有三分之二是被空空导弹击毁的，三分之一是被炮弹击毁的。在中东战争中，空战格斗的比例更大，飞行员经常能有效地使用航炮。局部战争还证明，协同仍是至关重要的，战斗机的绝大多数空战都是编队空战。飞行员的素质对空战的结果仍有决定性影响。
美机照相枪记录的被击毁的北越 MiG-21PF
F-4 服役后参与几次局部战争的实战经验说明，尽管该机取得了相当不错的战果，但由于设计时脱离实际，过度追求高空大速度飞行性能，以及远距离作战能力，令其在战斗中多次受挫。正是由于第二代战斗机研制时对作战环境的样式与实际情况有很大差别，所以在实战中不可能取得预期的战果。
为满足对前所未有的高指标，F-4 在设计上有着许多出众之处。
F-4E 结构图（点击放大）
该机机翼为悬臂式下单翼。翼根翼型为 NACA 0006.4-64（修形）、机翼折线处为 NACA 0004-64、翼尖为 NACA 0003-64（修形）。前缘后掠角 45°，平均相对厚度 5.1％，翼尖相对厚度 3％，安装角 1°，外翼上反角 12°。前缘有锯齿。机翼为全金属结构，外翼可折起。中翼和内翼为一贯穿机身的双梁抗扭盒式整体结构，抗扭盒又是整体油箱，容积达 2,380 升。前、后梁位于 15％和 40％弦长处，由大锻件机械加工制成。蒙皮为带肋整体壁板，由 6.35 厘米厚板机加工制成。后梁之后还有一根由锻件加工的辅助梁，用以分担部分主起落架和减速板载荷。外翼也是双梁结构，梁位于 15％和 40％弦长处，并与内翼连接。外翼蒙皮厚 7 毫米，翼尖 2.5 毫米。蒙皮材料多用 7178 铝合金，锻件用 7079 铝合金。机翼后缘为整体铝合金蜂窝结构，后缘襟翼和副翼为带铝合金蜂窝结构后缘的金属结构，后缘襟翼和副翼为带铝合金蜂窝结构后缘的金属结构。副翼只能向下偏转 30°。上翼面的扰流板可向上偏转 45°，横侧操纵时两者协调动作，由两套独立的液压系统操纵。后缘襟翼和外侧前缘襟翼都有附面层吹除装置。后期的 E、F 型改用前缘缝翼，取消吹气装置。机翼下侧起落架舱后方有一块液压驱动的减速板。
F-4E 机翼各部分剖面图，以及上表面控制翼面说明（点击放大）
全金属半硬壳式机身结构，分为前、中、后三段。机身前段主要包括座舱、前起落架舱和电子设备舱，构件多为钣金件、承力部位采用锻铸件。为防止变形，进气道采用很多横向隔框，进气口前缘为锻件，经化学铣切制成。中段有发动机舱和油箱舱。与机翼连接的承力框为整体件，由铝锻件机加工制成。油箱舱在发动机舱上方，采用双壁结构导入空气进行冷却。靠近发动机的结构大量采用钛合金。后段广泛采用钛和钢，下侧为双壁结构，用空气冷却。由于当时还没有在战斗机机体上采用较多份额的复合材料，F-4 的重量居高不下，对飞行性能有着负面影响。
F-4E 机身纵向结构图
悬臂全动式整体平尾，下反角 23°，以避开机翼尾流（英国的 K 和 M 型下反角为 15°）。平尾前缘增加了缝翼。由于处于发动机燃气流中，平尾采用钢质肋骨和桁条。钛合金蒙皮和钢质蜂窝后缘。美国空军 F-4 飞机在使用过程中，发现平尾摇臂出现裂痕，结果迫使美国 1,600 多架 F-4 飞机和其它国家 600 多架 F-4 飞机全部停飞检查，后经查明原因是材料的环境适应性差，对应力腐蚀比较敏感。可收放前三点式起落架。前起落架为双轮，无内胎，有减摆器和转向机构，向后收入机身。主起落架为单轮，向内收入机翼。舰载型弹射起飞时，前起落架伸长。有着陆钩。
F-4E 前起落架结构形式
F-4E 后起落架结构形式
两台通用电气公司的 J79-GE-17 加力式涡轮喷气发动机，该发动机是美国最为著名的涡喷发动机，发展了多种改型，装备于多个型号的美军作战飞机。单台加力推力 79.6 千牛（8,120 公斤），耗油率 0.2 千克/牛顿·小时（0.84 千克/公斤·小时）。机内总载油量 7,022 升。腹下可挂一个 2,270 升副油箱，翼下可挂一对 1,400 升副油箱。有空中加油装置，也可挂伙伴加油吊舱。
J79-GE-17 涡喷发动机
AIM-7“麻雀”空空导弹
“麻雀”（AIM-7）空空导弹是战后美国研制并装备使用的第二个空空导弹，也是世界上装备使用最为广泛的一个中距空空导弹系列。与当时分别由休斯飞机公司和美国海军军械试验站自筹资金研制的“猎鹰”和“响尾蛇”空空导弹不同，该弹是唯一由军方主动投资发展的空空导弹，研制单位是美国斯佩里公司和雷锡恩公司。
美国军方决定发展这种雷达型中距空空导弹，是出于其冷战战略考虑。第二次世界大战的结束，标志着一个新的时代——冷战时代的到来。世界的政治地理格局发生剧变，出现了以美、苏为首的两大阵营对峙的军事态势，苏联在 1953 年试验成功氢弹，英、法步其后尘，先后有了原子弹和氢弹，更加剧了核军备竟赛。在当时的技术条件下，唯一有效地运载核炸弹的工具是远程战略轰炸机，唯一有效地抗击远程战略轰炸机的工具是截击机，而具有全天候、远距拦截能力的雷达制导的空空导弹则是截击机的有效武器。
当时，美国海军航空局制订了一个雄心勃勃的空空导弹发展计划，要求其 M 数达到 3、射程达到 31.5km（中距）、65km（远距）；但为加快研制进度，要求在现有技术基础上研制一种雷达型空空导弹，即将该航空局已经取消的“云雀”地空导弹用的雷达波束制导系统，用到现有的 12.7mm 口径航空火箭弹上，要求其最大射程至少达到 2km、最小射程不超过 305mm，能够拦截 M 数 1 的空中目标。这种导弹的关键是波束制导控制系统，故美国海军航空局选择从事该系统研制的斯佩里公司为主承包商，于 1946 年 5 月开始研制该导弹。
限于当时电子器件水平低，大量采用电子管，127mm 口径航空火箭弹的弹体容积不够，斯佩里公司于 1947 年 3 月提出增大弹径，否则减小射程。美国海军航空局于同年 5 月选择美国道格拉斯飞机公司研制 203mm 弹径的新弹体，而斯佩里公司作为主承包商仍负责系统工作，并继续研制雷达波束导引头，同年 7 月该项目被正式命名为“麻雀”项目。1948 年 1 月，位于木古角的海军航空导弹试验中心开始导弹试验，同年 8 月首次无动力试飞，到 1951 年共进行了 100 多次试射，1951 年投产，1952 年 12 月 3 日 F-3D 首次成功拦截“恶妇”舰载战斗机，1955 年 6 月开始服役，装备舰载战斗机 F3D、F-7U。该弹的编号和命名为 AAM-N-2“麻雀”I（Sparrow I），1962 年统一编号为 AIM-7A，1962 年停产，共生产 2,000 枚。
F3D翼下挂载的 AIM-7A“麻雀”I 空空导弹
由于该弹采用三点导引波束制导体制，载机雷达必须不断照射导弹和目标，限制了载机的机动；而导弹必须不断机动，以便始终处于载机——目标的视线上，导引精度差，且只能尾追攻击，加上早期战斗机装备的制导雷达 AN/APG-51B，是当时夜间战斗机装备的标准的射击雷达 AN/APG-51A 的改进型，其波束必须随动于光学瞄准具，要求目视识别、瞄准目标，因此不具有全天候作战能力，只有 AN/APG-51 的全天候改进型——AN/APQ-51 以及 F-4H 装备的 AN/APQ-50，才具有全天候作战能力，但性能水平很低，难以拦截中程高空超音速轰炸机和携带电子对抗设备的远程轰炸机、歼击轰炸机。
为满足美国海军舰载截击机全天候、全向拦截空中高速目标的要求，美国海军航空局于 1955 年同美国道格拉斯飞机公司签订合同，在“麻雀”I 基础上研制采用主动雷达制导的中距空空导弹，编号和命名为 AAM-N-3“麻雀”II（Sparrow II），1962 年统一编号为 AIM-7B，拟装备该公司新研制的 F5D 舰载截击机，采用由 AN/APQ-50 改进而来的、当时世界上最先进的机载截击雷达 AN/APQ-64。由于海军航空局于 1956 年退出该截击机项目，“麻雀”II 仅完成试验性研制，生产样弹共 100 枚，到 1958 年该主动雷达型导弹及其火控系统项目最终被取消。在实施“麻雀”II 计划的同时，美国海军航空局于 1955 年同雷锡恩公司签订合同，研制半主动雷达制导的中距空空导弹，1956 年接收斯佩里公司在布里斯托尔的生产“麻雀”I 的工厂，1958 年 1 月开始服役，1959 年停产，共生产 2,000 枚，编号和命名为 AAM-N-6“麻雀”III（Sparrow III），1962 年统一编号为 AIM-7C。
没有列装的 AIM-7B
从 50 年代初开始，在“麻雀”I AIM-7A 基础上发展成为包括 AIM-7B/7C/7D/7E/7E-2/7F/7G/7H/7M/7P/7R 型号、并划分为三代产品的中距空空导弹系列，还改进扩展为包括 RIM-7E/7H/7M/P 型号在内的舰空导弹系列。由于受半主动雷达制导体制的限制，“麻雀”空空导弹系列的固有的共同缺陷，是不具有“发射后不管”能力，使载机在发射导弹之后不能立即退出攻击而降低生存力，也不具有“多目标攻击”能力，使攻击相同数目敌机需要出动更多架次的载机而易遭更大损失。因此，在 1991 年海湾战争之后，“麻雀”空空导弹的生产线将关闭，“麻雀”空空导弹经过 40 年的发展已经走到尽头，现役和库存的“麻雀”空空导弹各型号将逐渐被第四代中距空空导弹—“阿姆拉姆”AIM-120A 所取代。
1980 年在夏威夷希凯姆基地，一架国民警卫队的 F-4C 准备挂载 AIM-9P“响尾蛇”与 AIM-7E“麻雀”空空导弹
该系列各型号导弹采用相同的全动式弹翼控制的气动外形布局，头部呈尖锥形，细长弹体呈圆柱形，4 片全动式切梢三角形弹翼位于弹体中部，4 片固定式三角形安定面位于弹体尾部。全动式弹翼起控制舵作用，其中一对弹翼可差动偏转，起横滚稳定作用；固定式安定面起纵向稳定作用。弹体采用模块化舱段结构，但在具体结构上，由于该系列各型号导弹的改进发展程度不同，存在着相当差异：
1988 年，美国空军 F-4G“野鼬鼠”机腹下挂载的两枚 AIM-7F“麻雀”空空导弹。另外的武器还有 AGM-88 反辐射导弹与 AGM-65A 对地攻击导弹
“麻雀”I AIM-7A 分为 3 个舱段，弹头为引信/战斗部舱，弹体中部为制导控制舱，弹体中后部为固体火箭发动机舱，3 个舱段用螺钉连接。由于采用雷达波束制导，其制导控制舱内装的是陀螺仪、加速度计、天线和接收机、计算装置、伺服机构、电瓶和高压能源。导弹发射后 1 秒，由陀螺仪和加速度计组成的自动驾驶仪控制飞行，导弹进入机载雷达 AN/APG-51B 的制导波束后，自动驾驶仪与伺服机构断开，天线和接收机接收制导波束信号，计算装置据此计算出导弹相对于制导波束等强信号区的偏移量，通过伺服机构使全动式弹翼偏转，使导弹返回等强信号区，制导波束随动于机载光学瞄准具视线，从而引导导弹飞行所瞄准攻击的空中目标，制导飞行时间 20 秒。
2006 年亭德尔空军基地，技术军事正在将一枚 AIM-7M 安装在 F-15C 上
“麻雀”II AIM-7B 导弹采用主动雷达制导，其舱段布局和内部结构与“麻雀”I 不同；“麻雀”III 导弹采用半主动连续波或脉冲多普勒雷达制导，其舱段布局和内部结构与“麻雀”I/II 不同，分为 5 个段舱，从前到后为导引头、自动驾驶仪和电源、液压舵机和液压能源、引信/战斗部、固体火箭发动机，但其具体结构随各自型号不同亦有较大区别。按作战性能水平，“麻雀”系列空空导弹可分为三代：第一代 AIM-7A，只能用于尾追攻击；第二代 AIM-7C/7D/7E/7E-2，具有一定的全天候、全向攻击能力；第三代 AIM-7F/7M/7P/7R，具有全天候、全向攻击、上视/上射和下视/下射能力。
最大射程 5~8km（AIM-7A）
24km（AIM-7C）（迎头）
20~26km（AIM-7D）
22~26km（AIM-7E）
29km（AIM-7E-2）
40km（AIM-7F）
45km（AIM-7M/7P）
最小射程 1500m（AIM-7E）
600m（AIM-7F/7M/7P）
最大速度 M2.2（AIM-7A/7B）
M2.5~3（AIM-7C/7D）
M3（AIM-7E/7E-2）
M3~4（AIM-7F/7M/7R）
使用高度 15,000m（AIM-7C）
20,000m（AIM-7D）
150~18,000m（AIM-7E）
18,000m（AIM-7E-2）
20,000m（AIM-7F/7M/7P）
最大过载 30g
制导系统 雷达波束（AIM-7A）
主动雷达（AIM-7B）
半主动连续波雷达（AIM-7C/7D/7E/7E-2）
半主动脉冲多普勒加连续波雷达（AIM-7F/7G/7H）
半主动脉冲多普勒雷达（AIM-7M/7P）
半主动雷达加被动红外双模制导（AIM-7R）
引 信 无线电近炸引信（AIM-7C）
半主动多普勒雷达近炸引信（AIM-7D）
半主动雷达近炸引信 MK5.35（AIM-7E/7E-2）
主动雷达近炸引信（AIM-7F/7G/7H/7M/7P）
战 斗 部 高爆炸药（AIM-7A/7B）
高爆炸药，重 27kg（AIM-7C）
高爆炸药，重 30kg（AIM-7D）
连续杆，重 32kg（AIM-7E/7E-2）
连续杆，重 40kg（AIM-7F/7M/7P）
动力装置 1 台固体火箭发动机
弹 重 148kg（AIM-7A）
160kg（AIM-7B）
173kg（AIM-7C）
178kg（AIM-7D）
195kg（AIM-7E/7E-2）
227kg（AIM-7F）
230kg（AIM-7M/7P）
弹 长 3.80m（AIM-7A）
3.66m（AIM-7B/7C/7D/7E/7E-2/7F/7G/7H/7M/7P/7R）
弹 径 203mm
翼 展 70mm（AIM-7A）
100mm（AIM-7B/7C）
102mm（AIM-7D/7E/7E-2/7F/7G/7H/7M/7P/7R）
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