由於作戰環境的不同，再加上軍種之間的競爭，美國空軍與海軍所使用的飛機型號都各不相同。F35雖然在性能上不如F22，但是能夠讓海軍、空軍以及海軍陸戰隊三個軍種同時接受，也是一款破紀錄的武器了。
不過在F35之前，美國還有一款飛機最初是為海軍設計的，可是由於性能優秀又引起了空軍的興趣。這便是F4“鬼怪”戰鬥機。
一、F4C美國空軍首款“鬼怪”
F4問世後，其優異性能也引起美國空軍的注意，雖然美國海、空兩軍種間長期對使用對方開發的裝備心存芥蒂。但在當時國防部長的推動下，空軍收起了不好意思，對F4戰機展開了測試評估。
測試結果很滿意的空軍決定採購F-4，編號為“C”，主要是為了區別海軍使用的“F4B”。兩個型號的飛機外形是一模一樣的，主要不同集中在內部，例如更換的G79- GE- 15發動機和具有地形測繪能力的APQ- 100雷達。
F4C的主輪採用低壓輪胎，主輪寬度加大，因此主翼根部設計了略微凸起的腫包，成為後續F4的家族特色之一。原本位於後座右方的伸縮式受油管取消，改在機背中央設有飛桁式加油管的受油孔。
另外在美國空軍堅持下，F4C的後座也設有飛行操控系統，後艙的儀表板高度也相對降低，以改善後坐成員的前方視野。在F4C服役初期，空軍採取“雙飛行員”的搭配模式，後來才像海軍一樣，後面的飛行員變成專職操作武器的領航員。
傳言空軍版本的F4甚至拆除了後座的飛行操控系統，但也有說法表示操控系統仍然保留以備不時之需，更重要的是需要區別海軍使用的版本。
第一架生產型F4C在1963年5月首飛，生產線從同時間開始工作一直持續到1966年的5月份，整整3年間總計生產了583架。
越南戰爭期間，由於感受到北越防空武器的嚴重威脅，空軍版的F4飛機需要安裝能夠有效壓制防空的武器系統。陸續改裝的版本被稱為EF 4C。
改裝版的飛機加裝了AN/APR- 25雷達尋標與警戒系統、AN/APR- 26地對空飛彈發射警戒系統、ER- 142電子對抗接收器，系統天線分佈在機腹和機首下方紅外線搜索儀的整流罩中。
EF4C也經常攜掛西屋公司AN/ALQ-109主動式電子反制夾艙。在執行壓制任務時，可搭載德州儀器公司的 AGM-45反輻射導彈、集束炸彈等彈藥。
不過EF4C改裝過程中，陸續遭遇機內空間不足和機械共振等問題，直到1969年才完全解決。戰後，這批飛機交付給了美國駐歐洲的空軍部隊，並在1973年重新翻修，改裝了AN/ALR- 46電子反制接收器和AN/ALR- 53長程尋標接收器。
當功能更完整的F4G服役後，剩下的EF4C又被改回F4C規格，並退到二線交給國民警衛隊使用，直到1989年全數退役。
二、F4D美國空軍改良型
F4D是空軍根據F4C使用經驗，針對自身需求提出的進一步改良型。最主要差別在換裝了AN/APQ- 109射擊控制雷達和強化對地攻擊的投彈計算裝置。
相較於F4C的武器瞄準系統，F4D採用AN/APQ- 91武器投放電腦系統，可測量速度、高度和爬升率等飛機參數。並將這些資料和雷達獲得的目標距離資料綜合，確定合適的投彈時機。
F4D在生產初期，曾經取消機鼻下方的AAA- 4紅外線搜索儀，不過從第27批次開始又恢復。同時也裝入AN/ALR 25/26雷達警示裝置的天線。
F4D在1965年12月首飛，1966年3月開始交付部隊，總共生產825架。
越戰期間，美軍在F4D上嘗試多種精準打擊裝備，例如9架F4D可攜掛西屋公司AN/ASQ- 152(V)-2 Pave Spike激光測距指引夾艙，使用視頻光學制導的“小牛”空對地導彈，唯一的缺點是隻能在白天使用。
“小牛”導彈它可精確打擊點狀目標，主要用於攻擊坦克、裝甲車、飛機場、導彈發射場、炮兵陣地、野戰指揮所等小型固定或活動目標，以及大型固定目標。
到目前為止，導彈發展了A、B、C、D、E、F、G、H共8種型號，形成了龐大的導彈家族。其中A、B、H型為視頻制導，C、E型為激光制導，D、F、G型為紅外成像制導。這些導彈採用相同的彈體，但導引頭和戰鬥部不同。“小牛”導彈主要用於攻擊坦克、裝甲車、橋樑、指揮所、雷達和艦艇等目標。
從F4到F18都裝備過“小牛”導彈，使其成為世界空對地導彈領域中最大的家族。
除了對地攻擊的能力，F4D還有兩種改裝，一種是攜帶指引夾艙協助友機投彈。只不過飛行員在使用時，必須將飛機左轉對向目標發射激光進行制導。
另一種是攜帶AN/APS- 107雷達預警系統，起到了前線小型預警機的作用。這種改裝的飛機只有4架，非正式名稱EF4D。後來改裝內容用在了F4G身上。
除了美國空軍使用以外，伊朗在1967年還向美國採購了16架F4D戰機。這一批外銷版的F4D的機鼻沒有配備AAA- 4紅外線追蹤儀。
在伊朗收貨後的不久，韓國也向美國訂購了18架F4D。唯一不同的是，這批飛機是美國空軍的庫存機，而非全新制造的。韓國前後總共接收了92架F4D，最後一架於1988年交付完成。
至於美國空軍裝備的F4D，已於1992年徹底退役。
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