F-5“自由战士”轻型战斗机

研制背景

F-5战斗机

F-5 的发展可以追溯到1954年，当时美国诺斯罗普公司派出一个 团队访问欧洲和亚洲，以了解北大西洋公约组织（简称：北约）和东南亚条约国家的防务需求。根据访问结果，公司决定自行投资研制一种超音速战斗机，并且该机应相当廉价，易于维护，能从短跑道和二级机场甚至航母上起降。

设计方案

F-5A首架战斗机

1955年，诺斯罗普公司正式启动设计代号N-156的 轻型战斗机项目（武器系统 SS-420A）。在确定最终构型之前，N-156提出了几个不同的版本。其中，N-156TX采用翼下发动机吊舱和串列双座布局；N-156NN则是海军型，气动布局类似格鲁门的F-9F，原本是为了美国海军护航航母和与之尺寸相近的英国皇家海军航母准备的。随着美国海军护航航母封存，N-156NN方案就此夭折。诺斯罗普最终选定了N-156F方案。同时该方案还衍生出一个高级教练机方案，代号 N-156T。两个方案都采用后机身并列双发、机身两侧进气构型。

诺斯罗普向空军和海军提交了他们的设计方案。海军首先拒绝了诺斯罗普的建议——随着海军轻型航母的退役， 他们已经不再需要这种小飞机了。空军最初也不欣赏诺斯罗普的两个方案，因为他们认为没有必要去采购轻型战斗机。但空军确实需要一种新的教练机来取代已经过时的洛克希德T-33，于是诺斯罗普决定继续改进 N-156T以满足空军的要求（1955年空军通用装备需求SS-240L）。1956年6月，空军宣布将采购N-156T教练机，并赋予设计代号 T-38，绰号“禽爪”。诺斯罗普获得授权首先制造3架原型机。

签约研制

试飞中的 N-156F

1958 年初，N-156F模型运交空军评估。空军对该机进行 了深入研究，并认为，该机可以作为一种廉价战斗机提供给美国的盟国，以解决那些国家希望建立较现代化的空军、而又无力购买昂贵的美军现役截击机的困境。1958年2月25日，空军与诺斯罗普签订合同，要求该公司制造3架N-156F原型机。这三架飞机被赋予美国空军序列号59-4987～59-4989，此外还订购了一架静力试验机（59-4993）。

第一架N-156F（59-4987）制造耗时1年。它采用了无加力的YJ85-GE-1涡喷发动机，最大推力953千克。该机于1959 年5月31日出厂，然后运往爱德华兹空军基地。1959年7月30日，该机由试飞员卢·内森操纵进行了首次试飞。此时飞机尚未装上2门航炮。尽管发动机推力不足，但仍然在首次试飞中突破了音障。加力J85-GE-5发动机（加力推力 1,746千克）赶上了第二架原型机的进度，装备该发动机的N-156F 2号原型机（59-4988）很快加入试飞。但2号原型机的生产被暂时搁置，因为国防部尚未作出是否采购N-156F的决定。

正式投产

F-5E战斗机

1962年4月25日，美国国防部宣布它已选中N-156F作为军 援计划（MAP）的战斗机。军援战斗机将采用美国空军的序列号，以方便记录。1962年8月19日，N-156F被正式赋予官方设计代号F-5A和绰号“自由战士”。同时，F-5A的双座教练型被赋予F-5B的代号，虽然看起来和T-38教练机颇为相似，不过该机实际上保留了F-5A的全部作战能力   。

1962年10月，诺斯罗普获得第一笔价值 2,000 万美元的固定价格合同，用于生产F-5A/B，其中单、双座的比例约为 9:1 。

1965年，在越南战争中，由于F-4等重型战斗机维护起来很麻烦，美国空军一度考虑过采用相对简单便宜的F-5。为此，一批F-5A经过改进后进入越南进行实战测试。美国空军本打算把自己装备的单、双座F-5赋予F-5C/D的编号。但这项计划在测试结束后就取消了，F-5C/D没成为现实。

1968年，美国空军宣布了一项国际战斗机计划（IFA）作为F-5的后继者，要求其空战能力更强一些，主要对手就是米格-21。有8家公司参与了竞争，最后诺斯罗普公司用J85-GE-21发动机改装的F-5A-21获胜。经改进的飞机最后编号为F-5E，绰号“虎”Ⅱ。F-5E于1972年 8月11日首飞成功，1973年服役。F-5F是F-5E的双座教练型。

诺斯罗普公司共生产了1871架F-5系列战斗机，加拿大、荷兰、西班牙、韩国、瑞士和台湾等国家或地区授权生产了776架。1987年，F-5E在美国停产，不过后来又用多余的散件装配了一些，最后一批在1989年交付   。据估计，在全世界26个国家和地区的空军中约有1700架F-5仍在服役，另有约800架与F-5在同一种原型机上发展而成的双座型教练机在美国空军中服役。据F-5战斗机的设计和制造商诺斯罗普·格鲁门飞机公司估计，全世界现役的1700架F-5战斗机中约有1/2可能会进行延寿和更新改装。总的更新改装费可高达15亿美元。另外美空军800多架现役双座型教练机中的一半也要进行电子设备的现代化改装。对于飞机和机载设备制造厂商来说，这是一个很有吸引力的市场   。

气动设计

美国空军F-5E战斗机

F-5虽然是低档战斗机，但其机动性能相对同时代战斗 机来说并无逊色。F-5的爬升率略低于米格-21，但盘旋性能，尤其是稳定盘旋角速度优于米格-21。

飞机的爬升性能主要取决于推重比、翼载荷及阻力系数。在其它条件相同的情况下，推力越大爬升率越高。但是飞机做直线飞行时，不但要考虑推力，还要考虑阻力。在阻力方程中，飞机的阻力和机翼面积成正比。如果机翼面积越小（相应的翼载荷就越大），阻力就越小。正常起飞状态下，F-5A的推重比为 0.6，F-5E为0.64，而米格-21∏Φ为0.81，米格-21БИС为0.86。虽然F-5推重比低于米格-21，但爬升率相比差距并不大，其中一个原因就在于F-5的机翼面积相对较小，翼载荷较大。

但另一方面，当其它条件不变时，减小翼面积必然降低飞机的最大升力，这样就会降低飞机可以达到的最大过载，也会降低飞机的盘旋性能。

飞机做盘旋机动时，有瞬间盘旋和稳定盘旋两种基本情况。做瞬间盘旋时不要求保持飞行速度和高度，飞机以最大升力侧飞，升力提供向心力。做稳定盘旋时要求保持高度和速度，飞机必须以一定坡度侧飞，升力的垂直分量用以平衡重力，水平分量提供向心力。另外在速度轴向上发动机推力必须等于阻力。

由此可见，飞机的瞬间盘旋性能主要取决于飞机所能获得的最大升力，而稳定盘旋则要求在增大升力的同时尽量减小阻力，主要取决于亚音速时的升阻比。F-5虽然翼面积较小，但是机翼后掠角小（前缘后掠角32度，米格-21为57度），升力线斜率较大。尤其是它采用了边条翼的布局，大大提高了飞机的升力系数，弥补了机翼面积小造成的升力损失。F-5所采用的中等后掠角中等展弦比（展弦比3.82）机翼非常适合在高亚音速和跨音速区域飞行，在这个区域里升阻比较大。F-5E的亚音速升阻比约为10.7，而米格-21约为8.4。亚音速升阻比高对稳定盘旋性能和巡航能力都有利，也有利于提高飞机的短距起降能力。从上表的数据可以看出，F-5的起飞和降落滑跑距离明显低于米格-21   。

动力系统

F-5A具有比T-38更大的进气口，以适应发动机更大的空 气流量。在进气道后部两侧还有矩形百叶窗式辅助进气口。进气道内部设计有附面层抽吸孔，以吸除进气道内残留的附面层。两台发动机可以通过后机身下部维护口盖接近和拆装。由于重量很轻（265公斤），仅凭人力即可将发动机拆下。N-156E采用的是J85-GE-5发动机，F-SA则改进为J85-GE-13（军用推力1234公斤，加力推力1851公斤）。

所有燃油均装在机身油箱内，机冀不设油箱，形成“干冀”结构—事实上由于机冀相对厚度和绝对厚度都很小，也不可能设机翼油箱。除了机身油箱外，F-5A还有一对相当有特色的冀尖副油箱，和常见副油箱不同的是，它们也是按照跨音速面积律来设计的，具有明显的蜂腰特征。不包括副油箱，F-5A机内载油量为1678公斤。

操纵系统操纵系统采用传统的机械-液压操纵系统，并装有增稳控制系统，用于方向舵配平、俯仰/偏航振荡抑制。增稳控制系统与操纵系统共用液压系统，机上没有应急涡轮泵，以双余度液压系统和一套电气系统来保证可靠性 。

武器系统

F-5E战斗机

F-5战斗机标淮武器是机头上部两门20毫米M-39转膛炮（ 每门备弹280发），不知为何诺斯罗普选择了将航炮口设置在机头上表面的设计，这样在白昼射击炮口烟雾严重阻碍飞行员的视界，在夜间射击时炮口焰甚至会造成飞行员短暂失明（诺斯罗普后来在YF-17上重复了这一设计，并延续到F/A-18）。翼尖挂架可以挂装两枚AIM-9空空导弹。此外，F-5A/B机身和翼下共有5个挂点（N-156E为3个）可以用于挂载其它武器，包括：响尾蛇导弹，227公斤MK-82通用炸弹和蛇眼炸弹、454公斤MK-83通用炸弹、907公斤MK-84通用炸弹、340公斤M-117炸弹、LAU-68A/A和LAU-68B/A火箭发射器、航炮吊舱以及副油箱等。少数后期改型增加了发射小牛空地导弹的能力。最大载弹量2800公斤   。

机载设备

F-5E战斗机座舱仪表

F-5A的机载航空电子设备相对比较简单，包括一个普通光学 瞄准仪、塔康导航系统、超高频电台、罗盘和敌我识别器，没有火控雷达和电子计算机。 F-5E改进了电子设备，增加了一台AN/APQ-153火控雷达（或者是AN/APQ-157、AN/APQ-159），采用可计算前置角的瞄准仪，CADC大气数据计算机及盲降系统等。其中AN/APQ-153火控雷达的最大探测距离为33千米，在使用机炮时为机炮射击测距和计算前置角，在使用导弹时其测距范围150～18 500米，锥型扫描，可以为红外格斗导弹提供目标位置数据。大气数据计算机可以计算飞机的高度、表速、马赫数、空速和攻角。

F-5E的电子对抗设备包括雷达告警器、箔条/红外干扰分配器和外挂的保形干扰系统（CCS）。CCS系统安置在机身或者机翼下，可以接受雷达告警信号并产生雷达欺骗信号和噪声干扰信号。系统全重仅23千克   。

F-5系列战斗机的电子设备总的来说追求轻便简单，但是要求可靠性高。相对于其对手米格-21，它的电子设备还是齐全得多。尤其是采用了两侧进气的方式，机头设备舱有较大的空间安装火控雷达等电子设备，而机头进气的米格-21要做电子设备方面的改进则费尽周折   。

通用电气公司已对诺思罗普公司生产的"虎鲨"F-5G战斗机上安装的多工作方式雷达进行初期试验。第一台雷达原型机将在11月在实验室中试验。之后还要在C-54飞机上作飞行试验，在FSO战斗机上的初期试飞预计将于1983年末进行 。

英国《防务新闻》2003年3月11日报道工程支援系统公司(ESS)获得了一项几百万美元的合同，用于检修和升级14套AN/APQ-159(V)-5雷达系统，以支持美国空军的F-5战斗机这项合同包括在今后二年内提供重要的雷达部件、测试设备和后勤支援设备。 F-5战斗机的火力控制雷达系统最初是由该公司的防御电子和自动化分部于1973年为原诺斯罗普公司的F-5战斗机制造的。这次升级标志着把F-5飞机雷达系统的寿命延长到2015年 。

F-5E 战斗机参考数据：

F-5战斗机的主要作战对象是苏联米格-21战斗机，应分析比较两种飞机的性能。

机动性能

菲律宾的F-5E战斗机

飞机的机动动作是由最基本的爬升和盘旋组合起来的。 从上面的对比可以看出，F-5在设计上主要是考虑亚音速和跨音速区域的机动性能，而米格-21则更适合超音速截击作战。

另外，衡量发动机推力的时候还必须考虑发动机的推力曲线和飞机的进气效率。发动机的性能，一般给出的只是地面测出的台架推力值。在实际飞行中，发动机推力随速度和高度的不同而有较大变化。进气系统的效率也会影响发动机的推力。如果进气道设计不当，导致进气道总压恢复系数降低或者进气量不足，都会使实际推力大大降低。F-5的整个推进系统，包括发动机的推力曲线和进气道的形状，主要是为了适应高亚音速区域的飞行而设计的，而米格-21不可避免地要照顾到超音速飞行的需要。因此，在实际飞行当中，F-5的推进系统应该更适应机动作战区域的要求。

F-5为了获得较好的机动性能，还采取了一些在当时比较先进的气动手段。从开始就采用了前缘襟翼，但是仅在起飞和着陆时使用。在F-5E上改进为机动襟翼，和后缘襟翼联动，在M数不超过0.95时起作用。起降或低速机动时前后缘襟翼分别放下24°和20°；中速机动时前后缘分别放下18°和16°，或者12°和8°；巡航时前缘襟翼收上，后缘放下8°；超音速飞行时都收上去。采用这样的变弯度设计，可以提高飞机的抖振边界和最大升力系数，在给定的升力系数范围内，可以取得较高的临界马赫数，改善亚音速巡航和机动性能。尤其是在低速情况下，最大升力系数增加较多，诱导阻力因子也相应下降。采用前缘襟翼还能改善飞机的失速性能。总之，采用变弯度机翼，可改善飞机在亚音速情况下的起降、机动和巡航性能，但是增加了超音速状态下的诱导阻力和波阻，降低了飞机的超音速性能。

从F-5（N156F）开始，就在机翼上采用了边条翼的设计。最初的边条翼形状为三角形，面积仅相当于主翼面积的2.2%。由N156T发展而来的T- 38的主翼形状和F-5A相同，但是由于F-5A采用了边条翼的设计，最大升力系数比T-38增加20%。F-5E进一步改进了边条翼的设计，采用双折线的外型，面积增大为主翼面积的4.4%，最大升力系数比T38增大50%。这同时也降低了飞机的纵向和方向安定性。这在F-5E上尚属于可接受的范围，但是由于F-5F的机头比F-5E长了约1米，细长的头部降低了飞机的方向安定性，因此在F-5F上增加了一对翼刀   。

空战性能

F-5A 三面图

F-5A和F-5E均采用两门20毫米 M39航炮，在对空作战时可以携带AIM -9导弹。其机头下垂，座舱视野开阔，下视视角11°，比米格-21大3.3°。飞机外型尺寸较小，发动机尾烟清洁，使之在格斗中的目视目标非常小，不容易被对方飞行员发现。虽然F-5的外型尺寸较小，但座舱还是尽量做得比较宽大，使飞行员不感到局促。仪表布局也比较合理，使飞行员可以集中精力注意舱外的情况。这体现了美国武器对人机工程的一贯重视。而早期的苏式飞机在这方面就较差。米格-21的座舱非常狭窄，容易使飞行员疲劳，从而降低了持续作战能力。这些不能进行量化比较的性能，反而往往是影响战斗力的重要因素。

综上所述，F-5主要设计点在高亚音速区域的格斗，用很低的推重比就实现了优良的起降、巡航和盘旋、爬升性能，尤其是稳定盘旋性能超过米格 -21。米格-21与之格斗时不适合进入水平机动。但是米格-21的推重比较大，水平加速性优于F-5，升限和最大马赫数大大超过F-5，因此米格-21 在作战上应该尽力保持主动，从高空高速进入截击；如果作战不利则直线加速摆脱对手，不宜与F-5进行缠斗   。

飞行性能

F-5E战斗机

F-5E有2个翼尖导弹发射滑轨和5个外挂点。一般可 在机腹下携带一个1041升副油箱，还可以在机翼下各带一个。当它携带3个副油箱和2枚响尾蛇导弹时，作战半径可以远达1084千米；带2枚MK82炸弹和3个副油箱的高-低-高遮断半径为917千米，低-低-低半径为621千米；最大炸弹载荷时作战半径194千米，最大转场航程2947千米。对于这样的轻型战斗机来说，具有这么大的作战半径是十分难得的。相应的，米格-21БИС战斗机带三个490升副油箱时作战半径只有350到450千米，最大转场航程1900千米。F-5E还可以在机鼻右上方增加一个加油探头和受油嘴，由KC130和KC135加油机进行加油，加满内部油箱和三个副油箱的时间为7分钟。通过空中加油，F-5E各种任务下的作战半径可以增大37%至69%。

F-5E的最大外挂重量为4745千克，有效载弹量3324千克。米格-21的外挂重量只有1000到1300千克。即使米格23战斗机，最大外挂重量也只有3589千克，有效载弹量2075千克。可见F-5的挂载能力是十分惊人的。

F-5具有这样的挂载能力，首先与其设计任务有关。最初设计F-5的时候，就是以对地攻击能力为主。它所采用的中等后掠角中等展弦比的机翼，在亚音速区域升阻比较大，这样可以在小阻力的情况下获得较大的升力。边条翼和变弯度机翼进一步提高了升力，减小了诱导阻力，这些都有助于提高挂载能力和增大航程。F-5的机体结构设计也较合理。它的尺寸和米格-21相当，但F-5A的空重仅3670千克，F-5E也不超过4500千克，远低于米格-21的空重，而F-5E的最大起飞重量11202千克，超过了米格-21БИС。

F-5E可以携带多种对地攻击武器，包括MK82/MK84炸弹、CBU24集束炸弹、“小斗犬”空地导弹、“小牛”空地导弹以及激光制导炸弹和无控火箭等等。F-5系列战斗机有很好的低空飞行稳定性，投放无制导武器时精度较高。F-5E加装可横滚稳定的AN/ASG-29瞄准具，进一步提高了投弹准确性。F-5E进行俯冲轰炸时投弹的圆概率误差为16～18米。F-5E的设备舱空间较小，不能装备过多的电子设备，所以在现代空战条件下执行复杂对地攻击任务的能力非常有限，不过仍然不失为一种廉价而性能优良的近距支援战斗机   。

可靠维护

美国海军F-5E战斗机

F-5作为一种“军援”战斗机，考虑到使用国的技术能力限 制，一个重要的设计要求就是简单可靠，易于维护。由于整个系统相对简单，因此F-5的可靠性一直比较好。这里有两个参考量。一个是可用度，以能够随时出勤的飞机比例来衡量。20世纪70～80年代的统计数据表明，F-5E的可用度在0.6到0.8，而同时期F4只有0.5到0.6，F14也差不多。另一个数值是平均故障间隔时间。1982到1983年的统计显示，F-5E的这个数据是3到4 小时，而同期F-4是0.7到1.2小时，F-14是0.64到0.83小时。

F-5在可维护性的设计上也有很多经验值得借鉴。譬如它的检修口盖设计成右图中的形状，这样在回装的时候防止错位。F-5E在座舱底部设计了排水口，如果雨天座舱积水，可以自动排水。另外，F-5的设备舱布置较为合理，相同类型的设备集中在一起，不同类型的设备分开安装。这样，检修时不同小组的人员就可以同时工作而不互相干扰。这些细节体现了美国的航空设计经验   。

比较结论

F-5E战斗机

F-5战斗机和主要对手米格-21比较，空战机动性能相当， 对地攻击能力和作战半径远远超出，电子设备比较齐全可靠和可维护性也更好，总体来看综合性能超过米格-21   。苏联在航空技术上略逊美国，因此非常重视战术和技术的结合。苏联根据二战的经验注重战斗机的爬升性能和飞行速度，采取高空高速进入、打了就跑的战术。这种战术在空中探测手段还不发达的时代非常有效。米格-21虽然在盘旋性能上不如F-5，但在速度和升限上占有很大优势。如果双方的作战环境和空战武器性能相当，米格-21无疑占据着一定的主动权，打得赢可以打，形势不利可以加速撤离   。

F-5E

F-5E战斗机

绰号“虎”，是 F-5的改进型。1970年它被美国国防部选为“国 防战斗机”，作为F-5A的后继机，在20世纪80年代初用来装备一些军事受援国和受援地区的空军。其中向台湾提供了100架，并于1979年前在台湾装配完毕。

F-5E的机身材料除了少部分采用钛、镁合金及钢之外，大部分采用铝合金材料。原机在机身中段左右各有一处凹陷设计，类似可口可乐瓶的蜂腰部结构，这是为了有效地减小飞机在跨越音障飞行时的震波阻力 。

F-5E是以前苏联的米格-21和苏-7为主要作战对象研制的，要求它的中、低空性能接近于米格-21，同时还具有对地攻击的能力，在研制F-5E时，美方特别注意改善它的空战机动性   。

F-5F

美国空军F-5F战斗机

这是F-5E双座战斗/教练型。由于增加了一个座椅，故 机身增长了 1.04 米。F-5F动力装置是两台通用电气公司的J85-GE-21型涡轮喷气发动机，单台推力2268公斤（带加力）。其火控系统与F--5E基本相同。

F-5F在机头右侧装1门M-39A2型20毫米航空机炮，备弹 140 发，翼尖2枚 AIM-9 型“响尾蛇”空对空导弹。除此之外，翼下和机身下还可以吊挂3175公斤的炸弹，MK-82型500磅炸弹，SUU-20型炸弹和火箭发射巢等。其电子设备有： AN/ARC-164型超高频通讯设备，SST-181X波段雷达应答器，AN/APX-72敌我识别器， AN/ARA-50型超高频无线电罗盘，AN/ARN-118型塔康导航系统，AN/ARN-108型盲目着陆系统，CPU-80型航向电子计算机以及AN/AIC-18型机内通讯联络系统等。

F-5F的生产型于1974年9月25日首次试飞，首批于1976 年投入服役。该机机长15.72米，翼展（翼尖不带导弹）8.13米，机高4.01米，尾翼翼展4.31米，飞机空重4346公斤，最大起飞重量11192公斤，最大平飞速度（11000高空）M1.55，最大巡航速度（发动机不加力）M0.98，经济巡航速度M0.80，最大爬升率（标准大气压/海平面）10130米/分，实用升限15484米，航程（带最大燃油量，且着陆时有20分钟的备用油）2946公里。如今，台湾只少量地装备有这种飞机，它也是台湾较为先进的机种之一。F-5F飞机每架售价 550万美元，世界上有近二十个国家和地区购买了这种飞机   。

F-20

20世纪70年代末，当时的美国总统吉米·卡特废除了不 得制造或改装军用飞机用于出口的禁令。美国国会随后宣布招标研制中等性能出口战斗机（即所谓的FX），诺斯罗普公司遂于1980年1月正式宣布研制虎-Ⅱ的先进改型，飞机型号暂定为F-5G虎鳌，开始F-5G的设计。美国空军和诺斯罗普签下了制造4架原型机（序号82-0062-0065）的合同。随着1981年里根政府上台，出于其全球的需要，美国开始放宽武器出口限制，在诺斯罗普的一再要求下，美国空军于1982年11月重新将F-5G代号指定为F-20A，这样给人一种全新的战斗机的感觉。1982年8月30日，第一架原型机在爱德华兹空军基地试飞成功，并突破音速，达到M1.04。

F-20战斗机结构示意图

1983年4月，第二架原型机（82-0063）出厂。该机换装了刚刚问世的F404-GE-100发动机，并配齐了航电设备，包括：通用电气的G-200攻击雷达（即后来的APG-67）和平显，霍尼韦尔的激光惯导，邦迪克斯的下视显示器，泰里达因的任务计算机等。座舱盖也经过改进加长，并改为水滴型。1984年5月12日，第三架原型 机（82-0064）首飞成功。该机是武器系统验证机，主要用于对空/对地武器系统测试。在该机上进行了麻雀空空导弹、鱼叉反舰导弹、各类制导/非制导炸弹的投射试验，还试验了GPU-5/A航炮吊舱。

但由于始终得不到美国空军的大批量生产订单，而外销台湾的计划又受阻，没有足够支撑生产线的制造批量，迫使诺斯罗普公司无奈放弃继续研发F-20。1986年1月17日，诺斯罗普正式宣布，耗资超过10亿美元的F-20虎鳖研制计划全面终止，第4架原型机即日停止制造并拆毁。仅存的3号原型机被保存在工业技术博物馆 。

作战机型

挪威F-5E战斗机

N-156F：单座的战斗机原型机，只生产 了三架。

YF-5A：三架原型机供美国空军作为未定（Y有暂时给定的含意）的评估试行机。

F-5A：单座战斗机。

F-5A (G)：挪威皇家空军使用的F-5A版本。

XF-5A：这个番号代表用来做地面静态测试的飞机。

F-5C Skoshi Tiger：12架被美国空军用来在越南测试了四个半月的F-5A自由斗士。

F-5E Tiger II：单座版战斗机。

F-5E Tiger III：智利空军使用的升级版单座战斗机。

F-5G：F-20虎鲨过渡时期的名称。

F-5N：智利空军使用过的战机，后由美海军当作假想敌战机使用。

F-5S：新加坡空军使用的F-5E升级版   。

侦察机型

侦察型RF-5E战斗机

RF-5A：F-5A的单座侦察机版本。

RF-5A (G)：挪威皇家空军使用的F-5A单座侦察机版本。

RF-5E Tigereye：F-5E的单座侦察机版本。此型飞机有外销沙特阿拉伯、马来西亚及伊朗。

RF-5E Tigergazer：F-5E的升级版侦察机。此型飞机现由中华民国空军使用，代号“虎瞰”。

RF-5S Tigereye：新加坡使用之F-5S的侦察机版本   。

训练机型

F-5E战斗机

F-5B：双座教练机。

F-5B(G)：挪威皇家空军专用的F-5B教练机。

F-5-21：YF-5B的暂时代号。

YF-5B：一架装有5000磅推力奇异J85-GE-21引擎的F-5B，后来该引擎成为F-5E使用的原型。

F-5D：从未产制的教练机种。

F-5F Tiger II：双座教练机。

F-5F Tiger III：智利空军的F-5F升级型.

F-5T：新加坡空军的F-5F升级型  

他国改型

伊朗在F-5E基础上改型研制的战斗机

因为1979年霍梅尼推翻亲美的巴勒维王朝，导致伊朗与美 国断交，而伊朗用逆向工程的方式拆解分析自有的F-5战斗机，之后由伊朗研发出2款本土制战斗机：Saeqeh战斗机及Azarakhsh战斗机。此型战机可搭配中国制或俄制的武器，或伊朗国产及仿造的美式武器。

CF-5A：加拿大单座战斗机版，是由加拿大空军授权允许以CF-116自由斗士战斗机为依据授权生产，加拿大将其定名为CF-116A。

CF-5A(R)：CF-5A的单座侦察机版，供加拿大军队使用，生产数量非常少，加拿大将其定名为CF-116A(R)。

CF-5D：加拿大武装军的双座教练机版，定名为CF-116D。

NF-5A：CF-5A的单座战斗机版，由荷兰皇家空军所用。

NF-5B：CF-5A的双座教练机版，由荷兰皇家空军所用。

SF-5A：F-5A的单座战斗机版，供西班牙空军所用，由西班牙的CASA授权允许生产。

SRF-5A：RF-5A的单座侦察机版，供西班牙空军所用，由西班牙的CASA授权允许生产。

SF-5B：F-5B的双座教练机版，供西班牙空军所用，由西班牙的CASA授权允许生产。

VF-5A：委内瑞拉空军的单座CF-5A，如此编号命名的原因是加拿大空军的一些CF-116转售给委内瑞拉空军

VF-5D：委内瑞拉空军的双座CF-5D教练机 。

F-5plus：以色列以F-5E单座战斗机为原型进行的改装升级 。

中欧地区

F-5战斗机

早在20世纪70年代，瑞士空军已开始对其主要机种 进行现代化换装，诺斯罗普公司生产的F-5E被选中，以替代英国造“猎人”式战斗机执行防空任务。瑞士于1976年开始的代号为“和平阿尔卑斯”(Peace Alps)的换装计划，通过美国军火外销途径初步选购了66架F-5E和6架F-5F，随后又在1981年增购32架F-5E和6架F-5F，所有F-5均在1985年3月交付瑞士空军，并担任“瑞士巡逻兵”特技飞行队表演用机。平时仅有3个中队执行战备任务。然而一旦有战事爆发，可全部动员所有战斗机中队，F-5E机队也将进驻前线机场。瑞士空军的F-5E战斗机主要用于防空任务，装备AIM-9P“响尾蛇”导弹，也有部分为可执行对地攻击任务并能携带AGM-65G激光制导炸弹的攻击机   。

东南亚

F-5战斗机

新加坡空军装备有24架F-5E和6架F-5F，可携带AIM-9“响 尾蛇”空对空导弹，最后一批5架是以备份零件组装而成。事实上，新加坡也是最后一个使用美原厂生产的F-5E的国家。新加坡宇航公司曾自行将8架F-5E改装为RF-5E。1994年又从约旦得到7架F-5E。新加坡空军的F-5E/F也换装新HUD/WAC等航电设备，以及SPS-2000雷达告警装置、利顿LN-93激光惯性陀螺仪、两具多功能彩色显示屏、HOTAS油门推杆，和一套空中数据控制器，所有功能可由1553B数据总线完成集中处理。然而，这其中最具特色的则是FIAR Grifo F/X强化型脉冲多普勒火控雷达，这种雷达有10种空对空及14种空对地搜索模式，可与先进中程空对空导弹及半主动式反辐射导弹协调运作。为能安装这种新型雷达，在机鼻内的部分电子设备组须向后方延伸，因此取消了一门20毫米机炮以便容纳较大型的雷达天线，这批经过现代化改装的机型为F-5S/T。马来西亚于1982年订购了17架F-5E与3架RF-5E侦察机。马来西亚空军的F-5中队均用于防空任务，并将型号改为M29。装备有AIM-9“响尾蛇”和精确制导炸弹，可在空战结束后用于发动对地攻击。此后马来西亚又从泰国获得4架F-5F。印尼也装备有16架F-5E和4架F-5F，1995年3月曾进行过性能改进   。

泰国引进27架F-5E和3架F-5F，泰国空军的F-5E被称为BKh.18A战斗机。1985年6月，20架F-5E交由以色列IAI进行性能提升改装，加装了LN-39惯性导航系统、AN/ALR-46雷达警示接收器、ALE-40电子战/热焰诱饵发射器，以及马可平视显示器与空中告警装置。还有18架仅加装平视显示器和惯性导航系统，用于执行对地任务，此外泰国空军还购得通用电机公司的GPU-5/A型30毫米机炮吊舱，挂载于机腹中线，这款机炮舱内携带有一门四管GAU-13/A转膛机炮，射速为每分钟2400发。

南越空军曾于1972年接收到18架从伊朗转交来的F-5E，其它的同型机也多半是从美国的盟国转手而来。但在南越空军的作战记录上却不常见到F-5E的出击记载。在1975年4月30日越南统一之前，南越空军曾有多达22架以上的F-5E和4架F-5A飞抵泰国寻求庇护，美国将这批战斗机全部运返本土的麦克利兰基地封存，以待日后再转售给其他国家。这批回到美国的前南越空军飞机，后被用作美国空军成立的假想敌中队编制机种，用于模仿“敌对”国家使用的米格机型，参与美军训练。其中曾有两架F-5E被赠送给东欧国家，一架于1977年赠予波兰，捷克，该机现陈列于布拉格的科贝里航空博物馆   。

东北亚

台湾空军的F-5F战斗机

韩国也是F-5E的主要使用国之一，除RF-5E之外， 几乎所有的F-5系列均有装备。总计共有126架F-5E和20架F-5F。1980年，韩国的韩航军用飞机工厂与诺斯罗普公司签约授权在当地批量生产48架F-5E和20架F-5F，以及其J85-21发动机，在1974～1986年间，共制造出233架F-5E/F交付韩国空军使用，其发动机由三星航天制造   。

20世纪60年代末，台湾空军曾经获得了92架F-5A和23架F-SB，但应美国政府要求，这批飞机中的大部分送给了南越政府，剩下的则转入预备役。

70年代初，台湾空军开始实施现代化计划。1973年，航发中心与诺斯罗普达成协议，在台湾本地许可生产100架F-5E，即被台湾空军命名的“中正”战机。随着美军驻台部队于1979年全部撤离，并终止了1954年签订的《美台共同防御协定》，使得台湾当局感到极大的防御压力。在此形势下，航发中心奉命增加了F-5E/F的仿制数量，至1986年停产为止，共生产242架F-5E和66架F-5F。眼下，仍有部分F-SE/F在台湾空军中服役 。

1981年8月8日，国民党空军第5联队少校考核官黄植诚驾驶1架美制F-5F战斗教练机借考核新飞行员之机，驾机起义，在福建福州机场安全降落。黄植诚获得奖金65万元，1988年被授予上校军衔 。

1989年2月11日，台湾东737联队第7飞行大队44中队辅导长林贤顺，以空中考察为借口，驾驶一架F-5E战机从志航基地起飞，贴海面低空飞行。后来，林贤顺在大雾茫茫中弃机跳伞，降落在广东丰顺县 。

西亚中东

伊朗空军的F-5E战斗机

沙特阿拉伯在1971年美国“和平苍鹰”军事援助计划下获得其第 一批20架F-5B和30架F-5E战斗机。1975年，在“和平苍鹰”二号计划中再次得到40架F-5E和22架F-5F。1982年，沙特又获得10架RF-5E侦察机，还另外添购了4架F-5E和1架F-5F。沙特的F-5战斗机被用于对地支援任务。此外，还能搭载AGM-65A/B“幼畜”导弹，可执行对地及反舰任务，还以F-5E搭载法制马特拉R.550“魔术”空对空导弹。电子装置则有LN-33惯性导航系统与加装的空中加油管，可配合KC-130进行空中加油作业。此外，美方还提供有ALQ-101/119电子战吊舱。双座型还在座舱内装有诺斯罗普公司生产的AVQ-27激光标定系统。在海湾战争期间，沙特F-5E以执行支援任务为主，其中一架曾于1991年2月13日被伊拉克地面炮火击落。

巴林1982年获得8架F-5E和4架F-5F战斗机，但到最后F-5E/F仅剩下5架。

伊朗在1974～1976年间，共进口166架以上的F-5E/F，编成8个中队，并维持了较高水平的作战能力。这批战斗机还装有惯性航行系统和武器/弹道投掷计算机。但至1988年两伊战争结束时，伊朗仅剩余不到一个中队的F-5E。

约旦1975年获得61架F-5E和12架F-5F，后又从苏丹取得一架F-5F，现仅有1个中队仍在使用F-5E/F   。

北非中非

摩洛哥F-5E战斗机空中加油

美国于1981年出售16架F-5E和4架F-5F给摩洛哥，以及 一批为数不详的AGM-65B对地导弹和“石眼”集束炸弹，1989年10月，12架前美军驻英国基地的F-5E假想敌机也转售给摩洛哥。突尼斯购买了6～8架F-5E，和4架F-5F，这批战斗机在1984～1985年间完成交付。在1978年美国向苏丹提供了10架F-5E和2架F-5F，涉及这项交易的资金还是由沙特暂时垫付，以供苏丹抵御亲苏联的埃塞俄比亚。苏丹在1982年和1984年分别取得这批战斗机，驻防于喀土木，然而苏丹却在索马里与埃塞俄比亚之间爆发的奥加登危机中接收大批两架叛逃的埃塞俄比亚方面叛逃的F-5E。至于肯尼亚空军，则于1976年向美订购有10架F-5E和2架F-5F   。

拉丁美洲

F-5E战斗机

巴西向美购买53架F-5E和9架F-5B，所购的F-5E均 装有用以改善飞行稳定性的垂尾延伸背鳍，以及在机背上加装有甚高频天线。巴西空军装备的F-5E战斗机后来均进行了性能改进以延长服役寿命，大部分加装有空中加油装置，可与KC-130、KC-135等加油机配合进行空中加油作业。巴西在2007年从约旦购买了11架二手F-5战斗机，以补充自己的F-5机队。估计巴西总共装备了57架F-5，这批飞机正在进行现代化升级以保证服役到至少2020年 。

智利向美采购的15架F-5E和3架F-5F，也装有垂尾延伸背鳍以及机背上方的甚高频天线，这些战斗机担任着智利北部的空防任务，而南部地区领空则由其装备的“幻影”50C战斗机负责。

墨西哥也曾订购过10架加装垂尾延伸背鳍和机背甚高频片天线的F-5E和2架F-5F。美国还向洪都拉斯出售过几架翻修过的F-5E与两架F-5F双座机   。

F-5战斗机

总的来看，如果说在F-5（N-156E）设计初期确定的用途有二：如果爆发两大军事集团之间的高强度战争，在美国空军保证夺取制空权的前提下，F-5战斗机作为辅助力量执行一般性的对地支援任务；在低强度战争中，F-5对基本没有对空防御能力的对手实施空中打击（典型任务如打击游击队、反暴乱）。

作为20世纪50～60年代评价飞机的一个关键性指标，F-5（N-156E）最大平飞速度只有M1.5（F-5A由于结构增重等原因，下降到M1.4），明显偏低。在重视对空拦截作战的时代，这个缺点注定了该机不受欢迎，也表明F-5战斗机不是作为主力空优战斗机而设计的 。

F-5系列战斗机是美国比较成功的出口飞机之一，该机突出特点是造价低廉（当时诺斯罗普最初报价是订货不少于650架的情况下，售价45万美元，后来的实际价格是75.6万美元），容易维护，全寿命使用费用低。该机重视飞机操纵品质和性能的均衡，而不突出单项性能。这种设计思想实际上和当代潮流颇为接近 。