F-100戰鬥機

1949年，北美航空公司（後併入羅克韋爾國際飛機公司）在成功推出F-86戰鬥機之後，開始將設計目標瞄準超音速。公司決心研製世界上第一種可以在平飛中超過音速的實用型戰鬥機。

1949年2月，北美航空開始研究F-86佩刀戰鬥機的超音速改型，工程師雷蒙德·賴斯和埃德加·舒默德（P-51野馬的設計者）在公司自籌資金的支持下開始研究如何能使“佩刀”在平飛中達到超音速。研究結果表明：只需將F-86機翼的後掠角從35度增加到45度就可以獲得這項能力，但風洞試驗表明增加後掠角只能使最大速度略微增加，在接近音速時碰到音障，還是無法在平飛中達到超音速。

研究結果表明，僅進行氣動外形的改進還不足以達到超音速的目標，還需要更大的推力——比以前大得多。為此通用汽車的艾利遜分部提出一種能夠提供4082.57千克推力的J35發動機改型，幾乎是F-86的J47推力的兩倍。通用電氣也提出了J47發動機改型，最大推力4264.02千克，加力推力5897.04千克 ^{[2]  [14]}  。

1949年9月4日，北美航空決定在研製F-86D全天候截擊機的改進型上，以確保具備超音速性能。計劃中採用通用電氣的J47改型發動機，在10668米的高度時將能達到1.03馬赫的極速。這種“先進F-86D”的機翼後掠角45度，機身按照面積率修形。但在向美國空軍提交方案時卻被否決，美國空軍責成北美航空設計一種晝間戰鬥機。

在經過了一番修改後，1951年1月，北美航空向美國空軍提交了“先進F-86E”方案，一種高性能晝間戰鬥機，在許多方面與“先進F-86D”類似，機身結構基本相同，僅去掉了機鼻進氣口上方的雷達天線罩。美國空軍也否決了該方案，但認為該設計有發展成空優戰鬥機的潛力。

北美航空的“佩刀45”方案最後終於成功地吸引了美國空軍的注意力。北美航空要求美國空軍出資購買兩架“佩刀45”原型機，一架用於氣動測試，一架用於武器試驗 ^[3]  。

1951年10月，儘管此前有關鍵的研發人員擔心這個以F-86晝間戰鬥機為基礎的設計將會過於複雜和昂貴，USAF委員會還是決定啓動“佩刀45”項目。因為隨着朝鮮戰爭的爆發，美蘇緊張關係一觸即發，空軍委員會此時只希望佩刀45能儘快服役，保證美國空軍的空中優勢。為了加快服役進度，他們決定不經過原型機的驗證就直接投產“佩刀45”型飛機。這是一項高風險的決策，借鑑了二戰時期B-29的生產模式，好處是可以使一種還在紙面上的飛機儘快地提供給空軍，但另一方面將要冒極大的技術和成本的風險，因為一旦在原型機試飛過程中發現意想不到的問題，就必須對已服役和正在生產線上的飛機進行改進，並承擔由此帶來的長時間延誤。但考慮到在朝鮮的“熱戰”和與蘇聯冷戰的壓力，1951年11月1日，美國空軍與北美航空簽訂了兩架“佩刀45”原型機和110架生產型飛機的意向合同。

1951年11月9日，北美航空的“佩刀45”原尺寸模型接受軍方的審查，收到了超過100項構型修改建議，空軍人員還發現了數項軍械配置缺陷並提出了一些能夠增進飛機性能的修改意見。

1951年11月20日，北美開始了“佩刀45”生產型研製工作，公司內部型號NA-192。1951年12月7日，美國空軍正式將佩刀45的型號定為F-100，成為首架型號過百的美國戰鬥機。兩架原型機的型號為YF-100，公司型號NA-180，生產型為F-100A。

1953年4月24日，首架YF-100A（生產序號：52-5754）終於出廠，並在高度保密的情況下，從北美洛杉磯工廠轉移到愛德華茲空軍基地。

1953年5月25日，YF-100A戰鬥機由北美公司試飛員喬治.S.韋爾奇（GeorgeS.Welch）駕駛升空，並在飛行中達到1.03倍音速，成為了世界上第一款實用化的具有超音速平飛能力的噴氣式戰鬥機，美軍將其命名為F-100 ^[20]  。

1953年9月15日第二階段試飛工作完成，YF-100A已經完成了39次飛行，總時數19小時42分鐘。

1953年10月14日，第二架YF-100A（生產序號：52-5755）首飛。

F-100A（公司型號NA-192）是超配刀的第一個生產型號。首架F-100A（生產序號：52-5756）在1953年9月25日出廠，並在10月29日首飛，試飛員仍是喬治·韋爾奇。

1953年11月底，首批三架F-100A開始交付喬治空軍基地，裝備戰術空軍司令部第479晝間戰鬥機大隊第436晝間戰鬥機中隊。由此便開始了其31年的服役生涯 ^[2]  。

1956年，美國空軍“雷鳥”飛行表演隊換裝。世界頭號空軍的地位使得超音速的F-100幾乎成了“雷鳥”的選擇。於是，F-100C第一生產批次中的幸運兒噴上了“雷鳥”的塗裝。到了1964年，美國空軍決定用兩倍音速的F-105B“雷公”替代F-100C。在換裝F-105B不久，1964年5月“雷鳥”就發生一起嚴重飛行事故。1968年7月，“雷鳥”決定再次裝備“超級佩刀”，只是這次裝備的是F-100D。此後F-100D在“雷鳥”一直服役到1968年11月被F-4E“鬼怪II”取代 ^[3]  。

F-100最早是作為晝間空中優勢戰鬥機設計的，採用常規佈局，頭部進氣，中等後掠角懸臂下單翼，低平尾和單垂尾構成倒T型尾翼佈局 ^[12]  。

F-100卻採用頭部進氣的設計，進氣方式由頭部進氣改為下頜進氣，以便為安裝雷達留出空間。雖然頭部進氣阻力最小，但最大缺點是無法安裝大型雷達。這使得F-100日後作戰能力提升受到極大限制。自該型以後，再無一種美國戰鬥機採用這種進氣方式。

F-100採用傳統的皮託進氣道，頭部沒有用來調節進氣的激波錐。這樣，超音速時將在進氣口形成阻力極大的正激波，並嚴重影響進氣道總壓恢復。這也是F-100的最大速度只能徘徊在跨音速區的主要原因之一。不過，和通常採用頭部進氣的飛機不同，該型的進氣口是扁圓形的，而非通常的正圓形，從而構成獨有的外形特徵。由於進氣口扁園，頭部上部線條明顯下傾，從而使得F-100具有較好的前下方視野，也為日後發展成戰鬥轟炸機提供了客觀條件。

F-100採用了新設計的薄翼型機翼，其相對厚度僅有7%，從而大大減小了高速飛行的阻力。因此，儘管其機翼後掠角只有45度（和亞音速的米格-17相當，遠小於同時代米格-19的55°後掠角），但仍然能夠實現超音速的設計目標。

為了解決飛機跨、超音速俯仰控制問題，F-100掘棄了“佩刀”的“水平安定面+升降舵”的傳統平尾設計，而採用了全新設計的“全動平尾”，也就是將水平安定面和升降舵合而為一，以一塊單一的全動翼面取而代之。

垂尾設計是F-100發展歷程上悲劇性的一頁。該型垂尾設計在數年間經歷了由大到小又由小變大的過程，但這個看似簡單的變化卻直接導致數名優秀飛行員喪生，多架“超級佩刀”化作一堆廢鐵，以及1954年11月空軍下達的F-100全面禁飛令（次年2月解除）。

由於設計年代較早，F-100並沒有採用“跨音速面積律”。這一點由眾多的照片即可看出，“超級佩刀”沒有“蜂腰”特徵。這勢必導致跨音速阻力大增。F-100能實現超音速，主要得益於J57發動機和相對厚度較小的機翼。

總的來説，作為“佩刀”的後繼型號，F-100在氣動外形上仍殘留着F-86的痕跡——“超級佩刀”的名稱已經清楚地指明瞭二者的關係（當然，F-100還有另外一個非正式綽號“匈奴人”），但該型仍具有自己鮮明的特點，薄翼型機翼、全動平尾更是日後超音速飛機的典型特徵 ^[3]  。

F-100戰鬥機是美國第一種在機身重要結構上採用鈦合金的飛機，其主要目的是為了避免超音速飛行時氣動加熱導致飛機結構強度降低。每架F-100戰鬥機的鈦合金重量達到650磅。在1952至1954年間，北美公司為了生產F-100戰鬥機消耗了全美國鈦金屬總產量的80%（其中1953年達到95%，1954年由於鈦產量增加而回落到60%）因此F-100戰鬥機的造價在當時來説也是相當昂貴，達到664000美元 ^[3]  。

F-100戰鬥機研製初期，動力裝置為普拉特·惠特尼新設計的J57-P-1渦輪噴氣發動機，最大加力推力6804.28千克。預計飛機在10668米高空能夠達到1.3馬赫（1383.74千米/小時）的最大速度。作戰半徑1078.03千米，戰鬥重量10773.45千克。後來J57發動機被普拉特·惠特尼J75-P-9取代，新型渦輪噴氣發動機推力高達7500千克，加力推力提高到11130千克。飛機的進氣口有一個楔形的中心體和兩個平行的進氣道，在機身內部雙進氣道合成一個圓形的進氣道，為發動機供氣 ^{[15]  [21]}  。

F-100A戰鬥機是“超級佩刀”的第一個生產型號。首架F-100A在1953年9月25日出廠，並在10月29日首飛。僅僅在第二架YF-100A原型機首飛後兩星期，可見該項目的快速進展。F-100A在大多數方面都與YF-100A相似，只是垂尾截短，並在垂尾後上方安裝了一個突起的放油管。在美國空軍USAF的藍圖中，F-100A被設定為晝間空優戰鬥機，並被描繪成F-86A/E/F戰鬥機“佩刀”的後繼機。F-100A戰鬥機安裝四門20毫米M-39機關炮，每門帶彈200發。M-39機關炮此前已經安裝在F-86F戰鬥機上在朝鮮戰場進行過實戰測試，射速每分鐘1500發，初速1005.84米/秒。

1953年11月底，首批三架F-100A戰鬥機開始交付美國空軍，裝備戰術空軍司令部第479晝間戰鬥機大隊第436晝間戰鬥機中隊。

自F-100A服役以後，飛行員就一直報告F-100A戰鬥機存在穩定性和控制方面的問題，當機翼掛有副油箱時問題尤為嚴重。他們懷疑這是垂尾面積不夠大，不足以維持方向穩定性造成的。結果，大多數早期的F-100A從未飛到過性能包線的極限。北美公司一直不肯承認這是由於垂尾設計不當造成的。

1954年10月12日，當天試飛員駕駛第9架生產型F-100A進行一項俯衝極限性能測試，在一個高G拉起後，F-100A空中解體。飛行員彈射成功，但是被座艙部分的一大塊金屬刺入體內受重傷。11月8日，在美國進行訪問的英國皇家空軍軍官駕駛一架F-100A，由於失去控制墜毀罹難。11月9日，一架F-100A戰鬥機在內華達州上空進行射擊訓練時失去控制墜毀。11月10日，美國空軍下令F-100A戰鬥機全部停飛，總數大約是70架，另外在工廠中還有108架飛機已經組裝完畢等待交付。經過調查後，所有證據都顯示F-100A安全性問題的根源在於較短的垂尾，也正是空軍飛行員一直以來所懷疑的。於是北美航空公司將F-100A戰鬥機的垂尾改回到YF-100A的式樣，這樣增加了27%的垂尾面積，一直到1.4馬赫時才會出現不穩定的現象，而此速度已在F-100A的性能包線之外。經過這些改動，F-100A戰鬥機的垂尾高度增加到4.68米 ^{[3]  [5]  [6]  [15]}  。

照相偵察機。1954年9月，美國執行了一項稱為“漂亮小鳥”（SlickChick）的改裝項目。將6架接近完工的F-100A從生產線上抽出，用於改裝拆除武器的照相偵察機，型號為RF-100A。這6架飛機的序列號分別是53-1545、53-1546、53-1547、53-1548、55-1551和55-1554。這些飛機被拆除了前機身的航炮並安裝5台偵察照相機，鏡頭分別朝向前方和兩側。由於照相系統無法完全容納入機身，所以機身下凸起了很大的整流罩，從前風擋正下方位置一直延伸到機翼後緣，成為RF-100A的明顯識別特徵。RF-100A可以攜載4個副油箱，比F-100A多了2個，因為典型的任務剖面需要RF-100A進行長時間高速加力飛行，而且不能進行空中加油。

這些改裝的偵察機被用於飛越華約國家上空偵察拍照。到1956年中期，洛克希德公司的U-2偵察機服役，接替了RF-100A的任務。剩餘的RF-100A一部分部署到日本橫田基地的第6021偵察中隊 ^{[3]  [6]}  。

全天候戰鬥轟炸型。為了留出安裝雷達的空間，將進氣道移到機身腹部（NA-211方案，還有一個NA-212方案則基本沿用F-100的佈局），並改進為楔形三波系超音速進氣道，後又將進氣道移到機身背部，形成獨特的揹負式進氣道。機腹半埋一個水滴形燃油箱。機翼上的傳統副翼取消，由擾流板取代。平尾仍為全動式低平尾。垂尾經過重新設計，改為全動式垂尾，取消方向舵——這項設計後來應用到給海軍設計的A3J（即A-5“民團團員”）上。由於應用了剛剛發現的“跨音速面積律”，加上採用大推力的J75-P-9發動機，該機最大平飛速度得以達到M2.25。1954年12月，美戰術空軍發佈GOR68，招標研製全天候戰鬥轟炸機。F-100B即改稱YF-107A“超超級佩刀”，和共和飛機公司的YF-105“雷公”競爭。1956年9月10日，第一架YF-107A首次試飛。由於在競爭中敗給了F-105，YF-107很快下馬，僅生產3架原型機 ^{[3]  [15]}  。

F-100C戰鬥轟炸機是超配刀家族中首個真正具備作戰能力的型號，歷史可以追溯到YF-100A首飛之前的1952年10月，USAF要求北美為超配刀研發機翼油箱，1953年7月，USAF又要求新的“濕”機翼必須有足夠的強度以掛載外部載荷。新型機翼最後應用在了F-100C的設計中。美國空軍（USAF）改變F-100A的定購數量，將最後70架改為戰鬥轟炸機構型，型號定為F-100C，公司型號NA-214。

1954年2月24日，空軍又增訂了230架F-100C。第四架F-100A被作為F-100C的原型機並加以改裝，延長翼尖。由於在一個已經完成的機體上換裝“濕”機翼十分困難，該機保留了“幹”機翼，並於1954年7月26日首飛，後來又改裝高垂尾。F-100C的機翼結構中增加到了6個承力點，用於安裝可拆卸掛架，可掛載包括副油箱、凝固汽油彈、通用炸彈、機載高速火箭，“特殊載荷”——MK-7核彈，載彈量2268.09千克。另外機翼結構進行了局部加強以承受武器釋放時帶來的突然衝擊。

為了適應載油的“濕”機翼，機翼的整體管線系統必須重新分配，在蒙皮與框架的螺釘接合處都注射密封材料防止泄露。在最終的設計中，F-100C的“濕”機翼可以容納1707.04升燃料，使內部載油量從F-100A的2816.04升增加到6063.57升。F-100C具備單點式壓力加油口，比起F-100A的重力加油方式來是一大進步，安裝在機翼上的可拆卸空中受油管使F-100C具備了空中加油能力 ^[3]  。

第一架生產型的F-100C（53-1709）於1954年10月19日下線，由於此時所有F-100A都在停飛中等待解決垂尾問題，所以這架飛機被USAF有條件的接收。1954年5月27日，USAF將F-100C的訂購總數增加到564架，是最初的兩倍多，但在9月27日又重新修訂了合同，將最後的224架改為F-100D。

F-100C自1955年4月起交付戰術空軍司令部。德克薩斯州福斯特（Foster）空軍基地的第450晝間戰鬥機中隊成為首個裝備F-100C的單位，並於1955年7月14日具備作戰能力。1956底，F-100C進入駐紮在日本的第五空軍第8戰鬥轟炸機大隊服役。

首批F-100C中有少數安裝J57-P-7發動機，額定推力4400.10千克，加力推力6713.56千克。多數F-100C（一直到第101架）的動力裝置是J57-P-7的改進型J57-P-21，額定推力4626.91千克，加力推力7257.90千克，並且在高空能提供更大的推力，使F-100C最大時速增加約64.36千米，爬升至10668米耗時減少10%。

F-100C的較嚴重的問題之一與F-100A相同：在高速時有偏航並進入無控滾轉的傾向。從第146架F-100C開始，引入了偏航阻尼器。該改進似乎有助於減輕這一個問題，所以先出廠的F-100C都進行了此項改裝。

從第301架F-100C起，俯仰阻尼器被加入到平尾控制系統中，幫助衰減超配刀的縱向振盪。為了解決J57發動機壓縮機失速的問題，在發動機內部安裝減壓閥以避免出現氣體堆積現象。

1955年8月20日，F-100C創造了新的世界速度紀錄，該機在12192米高空的一段15~25千米航線上來回飛行兩次，平均時速1322.82千米，成為航空史上的首個超音速世界紀錄，也是首個在高空創造的的紀錄，以往的紀錄都是在超低空創造的。1955年9月4日，F-100C戰鬥機橫越美國東西海岸，平均時速982.66千米，總航程740.93千米。

F-100C戰鬥機生產總數為476架，最後一架於1956年7月交付。曾有超過150架F-100C部署在歐洲，另外還部署在了摩洛哥和荷蘭。美國空軍的F-100C戰鬥機服役生涯也很短暫，迅速被F-100D戰鬥機替代。退出一線後的F-100C轉交給ANG，1959年中期ANG的第一個中隊開始裝備F-100C。空軍剩餘的F-100C在1950年代末大多用於訓練任務 ^{[7]  [16]}  。

NASA研究試驗機。僅1架（生產序列號：53-1709） ^[3]  。

F-100D是F-100飛機的具備核攻擊能力的戰鬥轟炸型。1956年1月24日，F-100D原型機（生產序號：54-2121）首次試飛。至停產時為止，該型機共生產1274架，佔F-100總產量的50%，是F-100最重要的一個改型。

該機實際上是F-100C型的改進型，北美公司一共提出了4個改進方案，公司編號分別是NA-223、NA-224、NA-235和NA-245。

在外觀上，該機仍保留C型的6個翼下掛架，但採用改進的彈射投放方式，而非原來的利用重力自由投放方式。垂尾和方向舵面積加大，其後緣上部的方形整流罩也加大，以容納雷達告警接收機天線和應急放油管。

F-100D的改進主要體現於航電設備上。該機裝備了明尼珀利斯-霍尼韋爾公司研製的MB—3自動駕駛儀，從而成為第一種裝備自動駕駛儀的超音速飛機。MB-3的引入大大降低了飛行員的工作負荷，使得飛行員的雙手可以解放出來查閲導航圖或者進行武器瞄準，而飛機則在MB-3的控制下繼續飛向目標。但該系統只能在單機飛行時使用，當F-100D編隊飛行時，MB-3通常是關閉的。其它航電系統包括：AN/APG-30火控雷達，AN/AJB-1AN/AJB-1低空轟炸系統（LABS，經過改進，可以用於投放核炸彈），AN/AAR-4紅外搜索系統，AN/ALR-45雷達告警接收機，AN/ALE-2箔條撒佈器，以及導航和通訊設備等。

進行核打擊時，F-100D可以攜帶MK-7、MK-38、MK-43、Mk28EX、Mk28RE、TX-43、TX-43X1等多型核炸彈（通常掛載左翼掛點和機身中線掛點），爆炸威力從1000噸至1000萬噸TNT當量不等。投彈方式主要採用“上仰投彈”（也就是俗稱的“甩投”），利用AN/AJB-1LABS和A-4陀螺瞄準具交聯，進行瞄準並計算投放點。在典型的攻擊任務中，F-100D從超低空以900千米/時的速度突防，接近目標後以4G的過載拉起做一個半斤斗，在這過程中計算機自動計算並投放核彈，飛機到達斤斗頂點時做半滾改平，然後高速脱離，以便逃出核彈的破壞半徑 ^{[3]  [8]  [17]}  。

無人駕駛靶機。由退役的F-100D改裝而來，拆除全部軍械繫統，用於對空武器測試。共改裝218架 ^[3]  。

雙座教練機原型機，由F-100C改裝而來，僅1架（生產序列號：54-1966）。1956年8月，TF-100C首次試飛。該機在試飛中表現良好，F-100F雙座教練型由此問世。但這僅有架的TF-100C最終於1957年4月9日墜毀。

串列雙座教練型，F-100最後一種生產型。該機於1957年3月7日首次試飛。至1959年停產，共生產339架。雖然是教練機，但F-100F仍然保留了對空作戰能力和對地攻擊能力，但載彈量有所減少，航炮也減為2門。後來部分F-100F經改裝，專用於攻擊面對空導彈陣地和具有雷達火控系統的高炮陣地，這批飛機被稱作“野鼬鼠I” ^{[3]  [9]  [18]}  。

無人駕駛靶機。由F-100F改裝的無人駕駛靶機。

當最後一架F-100F雙座機交付後，超配刀的生產歷史也隨之結束，超配刀的生產總數最後達到2294架，其中哥倫布工廠生產359架 ^{[3]  [10]}  。

YF-107終極佩刀（Ultra Sabre）是美國北美航空在F-100超佩刀戰鬥機基礎上研製的一款超音速戰鬥轟炸機，其設計目的是以超音速突入防線進行核攻擊。YF-107以創新的背部進氣方式而聞名。也因此帶來太多技術困難，在美國空軍的競標中敗給了相似的F-105戰鬥機，並最終成為NASA的試驗機。YF-107是北美航空佩刀系列戰鬥機裏的最後一型飛機 ^[3]  。

F-100J是根據對外軍援計劃為日本提供的全天候截擊機，但日本政府對此不感興趣，因此就停留在了設想階段。

F-100K是F-100F換裝J57-P-55發動機後的型號，從未生產。

F-100L是F-100D換裝J57-P-55發動機後的型號，從未生產。

F-100N是F-100D的簡化型，安裝簡化的電子系統後提供給北約成員國，但未能獲得訂單。

F-100S是指1964年提出的安裝羅爾斯-羅伊斯（Rolls-Royce）公司RB.168-25R斯貝渦扇發動機的F-100F，計劃在法國建立生產線生產200架F-100S，但未實現 ^[5]  。

自YF-100A成功首飛之後，美國空軍又將其用於創造世界飛行速度紀錄。當時的速度紀錄由海軍的XF4D-1“天光”保持着。YF-100A首次衝擊飛行速度紀錄的嘗試在傳統的3千米航段上進行，儘管確實超過了XF4D-1的速度紀錄，但超出幅度不到1%，按規定不予承認。1953年10月29日皮特·埃文斯特上校駕駛第一架YF-100A再次發起衝擊，於15千米航段上創造了1215.2945千米/小時的記錄，將“飛行速度第一”榮譽奪得。

1953年10月29日，第一架YF-100A原型機在低空創造1215.295千米/小時的世界紀錄。

1955年8月20日，F-100C戰鬥機創造第一個超音速世界速度記錄1323.098千米/小時。

1955年9月4日，F-100C獲得了Bendix獎盃，其中包括航程3745千米，平均速度為982.868千米/小時。

1956年12月26日，兩架F-100D成為第一架成功執行加油的飛機。

1957年5月13日，三架F-100C通過在14小時4分鐘內覆蓋從倫敦到洛杉磯的6710英里（5835海里，10805千米）的距離，為單引擎飛機設立了新的世界距離紀錄。飛行是用飛行員加油完成的。

1959年8月7日，兩架F-100F成為第一架飛越北極的噴氣式戰機。

1961年4月16日，美國空軍第一架戰鬥機進入越南戰爭。

1965年4月4日，美國空軍第一架F-100戰鬥機在越戰期間從事空中作戰。

美國空軍雷鳥飛行表演隊從1956年至1964年採用F-100C作為飛行表演機。該隊從1964年7月至1968年11月期間還採用F-100D戰鬥機飛行 ^{[3]  [4]}  。

1967年10月21日，“雷鳥”飛行表演隊在德克薩斯州拉夫林發生一起嚴重事故：一架F-100D在高速俯衝拉起時機翼脱落，從機翼油箱泄漏的燃油進入發動機，導致飛機凌空爆炸，飛行員跳傘逃生。該次事故引起了美國空軍的重視。因為此前部署在南越的F-100戰鬥機曾發生過好幾起原因不明的事故，都是在飛機拉起進行上仰投彈的過程中失事。根據對“雷鳥”的事故調查報告，美國空軍下令對所有在南越的F-100機動動作加以限制 ^[5]  。

1950年代中期，北約組織的官員擔心蘇聯的核彈突襲可能摧毀盟軍機場和停放於地面的飛機，使北約無力報復。其中一個解決方法是將戰鬥機疏散進遠離機場並且具有核防護能力的掩體中，核打擊過後，這些飛機可以在一個特製支架上通過火箭助推起飛，以便截擊機能夠緊急升空攔截，其概念就是“零長彈射”ZEL（Zero-Length Launch）。

“零長彈射”裝置其實可以看作一個大型捆綁式火箭助推裝置，安裝在F-100機身下部。火箭推力接近6噸，可以在4秒的時間裏將一架16噸重的飛機加速到482千米/時。

1956年10月12日，北美航空獲得合約，使最後一批148架F-100D具有ZEL能力。USAF借給北美兩架F-100D，進行ZEL的系統測試。

北美航空的火箭推進分部研製了一種固體火箭發動機，可以安裝F-100D後機身底部。該發動機可以產生58970.44千克的推力並持續四秒，足夠使F-100D在4秒內速度從0加速到482.70千米/小時。火箭發動機在燃料耗盡後脱落，F-100借自身動力繼續爬升。

在進行實機發射前，先進行了5次配重發射，其中首次發射於1957年12月12日進行。

1958年3月26日，進行了首次F-100D實機發射。試飛員阿爾·布萊克本爬入F-100，啓動發動機，將油門置於全加力狀態，然後點燃了火箭發動機。在4秒內，他加速到482.70千米/小時飛向天空，火箭發動機脱落後，布萊克本進入了標準起落航線安全着陸。

但在他的第二次飛行中，火箭發動機在燒盡後沒有脱落，布萊克本不得不彈射。接下來的20次試射都很成功，飛機掛載着標準外掛（包括核彈模型）順利升空。雖然整個ZEL系統可靠性高，操作起來也簡單，但由於局勢緩和和戰機性能提高，“零長彈射”項目終止 ^[5]  。

F-100D/F飛機在使用中問題不斷，北美航空公司實際上是邊生產邊修改，導致飛機生產批次極其繁雜，亞改型眾多。到了20世紀60年代初，美國空軍發現現役的F-100戰鬥機幾乎沒有兩架是相同的，給機務維修和後勤保障帶來嚴重困難。於是，從1962年開始，空軍開始對大約700架F-100D/F進行標準化改裝和升級，工程代號“鋼絲”。其目標是：擴展飛機可用的常規彈藥的品種，增強其使用靈活性；減輕飛機重量；統一座艙佈局；全機電氣系統進行重新佈線。在外觀上，經過“鋼絲”工程改裝的飛機在後機身下部都增加了着陸攔阻鈎（用於緊急情況下攔阻飛機以免衝出跑道），成為與其它F-100最大的外觀區別。整個改裝工程於1965年全部完成 ^[5]  。

1954年7月31日，NACA（美國國家航空諮詢委員會，NASA的前身）高速飛行研究站接收到一架預生產型F-100A（生產序號：52-5778），隨即利用這架飛機展開對F-100A的獨立評估。當時高速飛行研究站的主任沃爾特·威廉姆斯被指定負責F-100A穩定性和控制方面的評估，但根據空軍和NACA試飛員的體驗，決定同時展開對該機滾轉趨勢的研究。仿真實驗表明，F-100A由於橫滾時的慣性耦合可能導致方向穩定性方面的嚴重問題。NACA為此提出改進建議：加大垂尾，並增加機翼翼尖面積——但為時已晚。F-100A停飛後，從1954年10月至12月，NACA試飛員對F-100A進行了一系列試飛，以確定該機的滾轉耦合邊界。12月，高速飛行站為該機換裝了一個面積增大10%的大垂尾進行試飛。最終，該機的垂尾面積加大了27%，同時翼展也有所增加。

高速飛行站收到第二架F-100（C型，生產序號：53-1712）是在1956年9月18日。該機主要用於評估俯仰抑制裝置，共試飛30架次，結果表明，俯仰抑制裝置可以增大飛機耦合阻尼。

1957年9月27日，第三架F-100（C型，生產序號：54-1717）抵達高速飛行站。該機主要用於常規研究支援，包括技術保持飛行等等。

最後在NASA服役的則是JF-100C。該機原屬阿姆斯研究中心，1960年11月2日移交給NASA飛行研究中心，並被賦予NASA機尾號709。該機主要一系列空中仿真試飛，包括從屬X-15和SST項目的變靜穩定度飛行試驗，為此換裝了特殊的航電設備。試驗完成後，1964年2月3日，該機又改裝常規航電設備。3月11日，該機歸還給阿姆斯研究中心 ^[5]  。

越南戰爭是F-100戰鬥機參加過的最大規模的戰爭。該機被賦予兩個基本任務：戰鬥空中巡邏，以阻止米格機對己方攻擊機的突襲；對地攻擊。此外，該機有時還擔負前方空中管制任務。從1964年至1971年，F-100機羣戰鬥出動超過30萬架次。

1964年2月，戰術空軍第615戰術戰鬥機中隊奉命進駐越南峴港空軍基地。6月9日，該部首次出動轟炸老撾目標。隨後，8月17日，第401戰術戰鬥機聯隊進駐新山一基地。次日，第一架F-100D（序號56-3085）就在老撾上空被擊落。到當年年底，共損失了2架F-100。

1965年“東京灣事件”後，美軍開始大規模空襲北越。1965年4月1日，F-100D首次執行護航任務，掩護F-105攻擊清化大橋。3天后，F-100D再度與F-105搭檔攻擊杜梅大橋。這次與前來攔截的北越米格-17遭遇，爆發越南戰爭中第一場空戰。混戰中兩架美機被擊落。事實上，由於缺乏先進的雷達和空空導彈，F-100並不適合用於對空作戰，在和米格機的較量中沒有獲得一個戰果。因此該機後來多用於執行對地攻擊任務。

但F-100畢竟設計年代久遠，即使用於對地攻擊，其作戰半徑、載彈量也比不上F-105和後來的F-4，特別是其機體結構強度不能滿足低空高速轟炸的要求，因此主要擔負在南越次要的戰鬥任務——典型的是轟炸游擊隊集結地。在這種任務中，F-100通常掛載2枚CBU-24子母殺傷彈和2枚750磅凝固汽油彈，轟炸之後再用其4門20毫米航炮反覆掃射目標地區，進行“清掃”工作。

1965年，“野鼬鼠”工程啓動。部分F-100F改裝電子對抗設備和AGM-45“伯勞鳥”反輻射導彈，從泰國科芮特空軍基地起飛，執行電子戰中的“硬殺傷”任務。儘管對空、對地的作戰能力都不被看好，但被稱作“野鼬鼠I”的F-100F執行任務還是勝任，該機一直服役到60年代末被F-105和F-4取代。

由於飛機數量不足，除了空軍現役部隊外，一些裝備F-100的空中國民警衞隊也被徵調到越南前線執行作戰任務。1968年，科羅拉多州空中國民警衞隊第120戰術戰鬥機中隊（裝備100D/F）作為首批ANG部隊前往越南。該中隊共戰鬥出動5905次。

F-100機羣在越南的數量最多時曾達到490架，但隨着F-105和F-4大批服役，F-100從60年代末開始逐步撤出越南。至1971年7月，最後一支裝備F-100的部隊——第35戰術戰鬥機聯隊撤離越南。隨後，F-100從空軍中全部退役，大量F-100D轉交空中國民警衞隊。截止1972年中，空中國民警衞隊共接收335架100D ^{[5]  [11]}  。

F-100A、C、D、F等各型共生產2350多架，1959年全部停產。除美國外還有法國、土耳其、丹麥、台灣地區使用F-100系列戰機。1956年美國“雷鳥”飛行表演隊換裝F-100“超級佩刀”式戰鬥機，成為第一支裝備超音速戰鬥機的飛行表演隊，“雷鳥”一直使用了13年。F-100曾在越南戰爭中執行戰鬥轟炸任務，是美國空軍在越戰中使用的主要機型之一。1973年F-100從美國戰術空軍退役轉入美國空軍國民警衞隊服役，有些被改裝成無人駕駛靶機使用 ^{[5]  [5]}  。

法國空軍是首個裝備F-100的外國空軍。1958年5月1日，第一架F-100抵達法國，是一架F-100F雙座型。最終有85架F-100D和15架F-100F提供給法國，裝備第3和11兩個中隊。由於此時法國還是完全的北約成員國，所以法國的超配刀最初被編入北約第4聯盟戰術空軍並部署在德國。

在美國捲入越南之前很久，法國的F-100就已經執行過戰鬥任務——從法國境內的基地起飛攻擊阿爾及利亞的目標，鎮壓阿獨立運動。當查爾斯·戴高樂總統因不滿美國在北約的霸主地位，於1967年宣佈法國退出北約一體化指揮系統後，法國空軍部署在德國的F-100都返回法國境內的基地。

法國的F-100從1975年開始退役，至1978年完全由“美洲虎”攻擊機所取代。之後這批F-100交還給美國，並飛往英國封存，最後被拆毀 ^[5]  。

丹麥空軍自1959年7月起裝備F-100D/F，總數為48架F-100D和10架F-100F，這些飛機取代了丹麥空軍的共和F-84G雷電噴氣戰鬥轟炸機，主要用於近距空中支援任務，次要任務是防空和海上攻擊，裝備第725中隊和第727中隊。1959年接收首批20架F-100，1961年第二批52架交付。但該機事故頻頻，首批10架F-100F中就有8架墜毀，48架F-100D中也墜毀了27架。到1968年，丹麥空軍的F-100機羣已經損失了1/3。丹麥空軍的F-100從70年代末開始退役，至80年代初全部淘汰 ^{[5]  [19]}  。

土耳其空軍1950年代末開始陸續接受了206架F-100C/D/F超配刀。這些飛機大部分是前USAF的存貨，也有一些來自丹麥。土耳其空軍的5箇中隊裝備了超佩刀：第111、131、132、171、178中隊。土耳其的超配刀曾用在1974年與希臘的衝突中。最後一架土耳其F-100D在1982年退役 ^{[5]  [19]}  。

1959年1月1日，美國將3架RF-100A轉交給台灣空軍，由美國飛行員飛抵桃園基地，3月18日第四架也抵達台灣，裝備台灣空軍第4中隊。但這4架RF-100A抵台後由於已經是美軍淘汰機種，零配件無法補充，故障率居高不下，並且偵察照片品質也不理想，因此第4中隊從未將RF-100A用於台灣本島以外的偵察任務。RF-100A已無實際使用價值，因此台灣空軍1960年12月1日正式下令將RF-100A拆解退役 ^[5]  。

1969年根據美國參眾兩院軍援決議，台灣從美國獲得34架F-100A，並自行組裝一架同型機——台灣空軍也是除美國外裝備過F-100A的部隊。後又從美國購得4架F-100F。共裝備39架F-100。實際上台灣獲得的第一架超佩刀是F-100F教練型，於1958年10月抵達，隨後是1959年的15架F-100A，以及1960年的65架F-100A。1961年末，又獲得了4架無武裝的RF-100A和38架前ANG的F-100A，使台灣空軍的F-100A總數達到118架，獲得了F-100A總產量的半數。台灣空軍的F-100A在交付前大多經過翻新，安裝了F-100D的垂尾和AN/APS-54護尾雷達，並且也具備發射響尾蛇空空導彈的能力。1984年9月，台灣空軍裝備的F-100全部退役，是世界上最後一批退役的“超級佩刀” ^{[3]  [5]}  。

F-100戰鬥機是美國研製的世界上第一種實用化的具有超音速平飛能力的噴氣式戰鬥機，也是首種廣泛利用鈦合金製造的戰鬥機，主要作為戰鬥轟炸機使用。F-100戰鬥機最初是作為接替F-86的高性能超音速戰鬥機而設計的，曾在越南戰爭中執行戰鬥轟炸任務，是美國空軍（USAF）在越戰中使用的主要機型之一。按照美軍的標準，F-100應該是完全不適合服役的飛機，存在着眾多的設計缺陷。而且與同時期的蘇聯米格-19相比，在爬升率、平飛速度、着陸特性、安全性、機動性、造價等方面都處於劣勢，F-100是一種令人尷尬的飛機，只會在特定的技術和歷史條件下出現 ^{[5]  [10]}  。

F-100戰鬥機原設計是作為制空戰鬥機使用，後來主要用作戰鬥轟炸機。該機是世界上第一種具有超聲速平飛能力的戰鬥機。由於技術上的不成熟和急促上馬等原因，該機生產型存在大量隱患，安全記錄很差。20世紀六七十年代，美國曾在越南戰場上大量使用這種飛機 ^[21]  。（《兵器》《名機點評》 評）