F-104C 是战斗轰炸型，装备加力推力为 7,165 千克的J79-GE-7 发动机（军用推力 4,540 千克），具有有限全天候性能力。1958 的 9月开始交付，1959年6月交付完毕，共生产 77 架。装备了第 479 战术战斗机联队的 4 个中队。这型飞机装备1门固定式的 20 毫米 M61“火神”6 管炮，有 5 个外挂架。装备有 AN/ASG-14T2 火力控制系统。No.56-938 以前的F-104飞机装备扰协光环计算瞄准具。部分F-104C（No.57-910 以后）飞机的光学瞄准具去掉了光学测距装置，因而光环大小不再改变，其直径为 50 mil。在火控计算中使用雷达测量的目标距离。1965～1967年期间，一部分F-104C 被派往越南参战。1967年第 497 联队换装成F-4 战斗机，F-104C 退出现役后配署给国民警卫队的第198 战术战斗机中队，1975年从国民警卫队退役。

　　F-104C装备的武器分为固定安装的机炮和外挂的导弹、各种炸弹和火箭弹等两部分。在前机身座舱下左侧机内安装有1门 20 毫米 M61“火神”（Vulcon）6 管炮，备弹量为 480 发。机炮系统总重约 300 千克（包括供弹装置和弹药等）。下图为1966年，美空军在泰国基地起飞的F-104C，携带两枚M117型340千克炸弹，这是当时F-104C能携带的最大有效载荷。

　　F-104C 战斗机共有 5 个外部武器挂架：两个翼尖挂架（N0.1 和 N0.5）、两个翼下挂架（N0.2 和 N0.4）、1 个机身下挂架（N0.3）。翼尖挂架是专用挂架，每个最大挂载能力为 454 千克，可挂1枚“响尾蛇”AIM-9 空对空导弹或1个664升副油箱；每个翼下挂架的最大挂载能力为 454 千克 ，可挂1枚实际重量小于 454 千克的炸弹、或1个火箭弹发射器、或1个739升的副油箱；机身下挂架的最大挂载能力为 907 千克。在 5 个挂架中只有 N0.2～N0.4 三个挂架可挂载各种空对地武器。几种典型火力配置方案如下：
1、F-104C 空对空截击
　　 （1）每个翼尖挂架挂1枚“响尾蛇”AIM-9 导弹，每个翼下挂架挂1个MA-2 火箭弹发射器；
　　 （2）每个翼尖挂架挂1枚“响尾蛇”AIM-9 导弹，每个翼下挂架挂1个739升的副油箱；
　　 （3）翼尖挂架挂两个664升的副油箱，翼下挂架挂两个MA-2 火箭弹发射器；
　　 2、F-104C 空对地攻击
　　 （1）每个翼尖挂架挂1枚“响尾蛇”AIM-9 导弹，每个翼下挂架挂1个MA-2 火箭弹发射器，机身下挂架挂实际重量小于 907 千克的炸弹；
　　 （2）每个翼尖挂架挂1枚“响尾蛇”AIM-9 导弹，每个翼下挂架挂1颗 454 千克炸弹，机身下挂1颗 454 千克炸弹；
　　 （3）每个翼尖挂架挂1个664升副油箱，每个翼下挂架挂1个MA-2 火箭弹发射器；
　　 （4）每个翼尖挂架挂 1个664升副油箱，每个翼下挂架挂1颗 454 千克炸弹，机身下挂1颗 454 千克炸弹。
　　 （5）每个翼尖挂架挂1个664升副油箱，每个翼下挂架挂1个739升副油箱，机身下挂1颗 B28E X型核炸弹或 B43、B57、B61 核炸弹。

　　F-104D 是 C 型的双座教练型，发动机与 C 型飞机相同，去掉了机炮，保留了 5 个外挂架（有的资料说机翼下没有外挂架，只在翼尖挂“响尾蛇”导弹）。1958年11月开始交付，1959年9月交付完毕，共生产了 21 架。

 

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