1958年洛克希希德公司对F-104C 进行了重新设计后，出口给意大利等一些欧洲国家和加拿大、日本等国使用。F-104G 是在F-104C 型飞机基础上重新设计的单座全天候战斗轰炸机。装备J79-GE-11A 发动机（军用推力 4,540 千克，加力推力 7,080 千克），加强了结构强度，增大了机翼面积，增加了机动襟翼，增加了 3 个挂架（每个机翼下增加1个，机身下增加1个）。必要时可以卸去机炮而在炮舱内装 462升的油箱。洛克希德制造的第1架飞机于1960年6月7日首飞。1960年10月5日首飞，洛克希德公司为美国“军援计划”生产了 139 架。

在欧州，前西德、荷兰、比利时和意大利 4 国进行了联合生产：南部集团制造了 210 架，最后在前西德的施米塞米特公司组装成整机；西部集团制造了 188 架，最后在比利时的 SABCA 公司组装成整机，第1架飞机于1961年8月3日首飞；北部集团制造了 231 架，最后在荷兰的福克公司组装成整机，第1架飞机于1961年11月11日首飞；意大利集团制造了 169 架，最后由费亚特公司组装成整机，第1架飞机于1962年6月9日首飞；后来，前西德的 MBB 公司于1971年～1973年又生产了 50 架，欧州总计生产了 848 架。

加拿大制造了 140 架，第1架飞机于1963年7月30日首飞。G 型飞机是F-104中生产最多的型别，总数达到了1,127 架。目前仍有相当数量的飞机在意大利、希腊、土耳其等和我国台湾省服役。根据不同的作战任务，它可以携带不同数量的武器和副油箱，采用各种作战剖面时的作战半径为 370～1200 公里。

TF-104G 是 G 型的教练机，装备有 NASARRF-15A 火力控制雷达，有实战力。洛克希德公司总共生产了 220 架，其中 48 架是在欧州制造的部件由洛克希德公司组装的。

在多国参加的F-104G 制造计划中，意大利要求专门发展一种具有对空能力的先进F-104，称为F-104S（S 为麻雀导弹之意）。F-104S 基本上与F-104G 后期型相同，针对空战作了增强，主要武器是安装在翼梢的“响尾蛇”和翼下的“麻雀”导弹，并拆除了“火神”机炮。F-104S 于1968年12月30日首飞成功。

1980年代初，意大利空军虽已加入了欧洲战斗机计划，但是新机服役遥遥无期。意大利空军决定对F-104S 进行中期寿命改进，这项计划称为F-104S ASA（武器系统更新）。ASA 计划仅对机载设备进行升级，不涉及机体结构，旨在提升F-104S 的截击/打击能力。F-104S ASA 采用了具有下视下射能力的 R21G/M1 火控雷达，并可以挂载意大利自制的“阿斯派德”IA 中程空空导弹，比“麻雀”更先进，“响尾蛇”导弹也升级为 AIM-9L，另外还可以选装F-104S 上拆除的“火神”炮。F-104S ASA 还装有新型电子对抗装置、敌我识别天线、飞控计算机、武器系统，作战能力大大增强。这次意方赠送的即为F-104S ASA 型。下图为携带“阿斯派德”的F-104S。

F-104J 是日本在第 2 次防卫计划中为其航空自卫队选定的防空截击机，是在 G 型基础上研制的F-104的防空截击型，由日本三菱公司仿制生产。最初同美国提供 3 架整机，前 29 架美国提供零部件，由三菱公司组装，总共生产了 210 架，于1967年全部交付完毕。其武器系统按截击要求配置，去掉了轰炸设备，雷达改装成 NASARR 的截击型F-15J。整个火控系统总重大约只有 160 千克。原型机于1961年6月30日在洛克希德公司首飞后分解运到日本，重新组装后于1962年3月8日在小牧基地开始试飞。3月22日驻在千岁基地的第 2 航空团临时成立了F-104J 培训队，从1963年起，先后组建了 7 个飞行中队。1963年3月5日正式组建成最初的训练部队第 201 中队，该部队在第 5 航空团的第 204 中队组建前一直担负训练任务。1964年6月25日组建的第1支作战部队是第 203 中队。同年还组建成第 5 航空团（驻新田原基地）的第 20

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