軍武筆記-自由世界的猛虎鬥士--F-5戰機 Part 2: 發展型與改進型
F-5發展型與改進型
F-5A
F-5A是F-5系列的第一個發展型號，作為一款低成本戰機，F-5A甚至沒有配備雷達。發動機採用2具J85-GE-13，軍用推力1234kg，後燃推力1851kg。極速為Mach 1.4。機內油箱容量為1678kg，加掛副油箱最大航程約2200km。為延伸航程與飛行時間，一些使用國加裝空中加油管，使戰機具備空中加油能力。
F-5A 的M39機砲與機砲艙
固定武裝是兩門置於機首上半部的M39, 20mm機砲，雖然有開火時硝煙與火光影響飛行員視力的疑慮，但諾斯洛普將這個設計方式一直沿用到YF-17(F/A-18的前身)。
F-5A的翼尖設置掛架用於搭載AIM-9響尾蛇空對空飛彈，拆除飛彈掛架也可裝設兩個容量50加侖的翼端副油箱。特別的是這款副油箱也按照穿音速面積率來設計，具有明顯的蜂腰特徵。
兩邊翼下與機身共有5個掛點，可掛載炸彈、火箭夾艙與副油箱。另外可以發射AGM-12犢牛犬飛彈，部分國家還改裝得以發射AGM-65小牛飛彈。武器最大酬載量為2,800kg，算是輕型攻擊機的等級。
F-5A的航電系統較為簡單，配備光學瞄準器、AN/ARN-65太康導航系統、AN/ARC-34C超高頻無線電、AN/APX-46敵我識別器。原始設計沒有配備射控雷達，但有依客戶要求配備雷達測距器，幫助飛行員判斷目標距離。F-5A的空戰能力有限，要在地面雷達導引下，與敵機接戰。有些國家在使用幾年後，於性能提升時，加裝了射控雷達。
中華民國空軍的F-5A除役展示機，翼端副油箱可見蜂腰設計
F-5A 被命名為自由鬥士(Freedom Fighter)，作為冷戰時期美國的對盟國的軍援戰機，這個命名貼切也富含政治意義。
F-5B
F-5B是F-5A的雙座機型號，外型頗像T-38教練機。但發動機與氣動力外型設計，如：翼前緣延伸、輔助進氣口等，都與F-5A相同，看起來很像是T-38修改為雙座戰鬥機。F-5B沒有固定武裝，可以裝載與F-5A相同的外掛武器。
泰國空軍的F-5B 除役展示機
F-5C
F-5C 是美軍在越南戰場對F-5戰機作戰測試用的機體，1965年美國空軍以代號：小老虎(Sukoshi Tiger)計畫改裝12架F-5A戰機，並在1965年投入越南戰場作實戰評測。改裝內容為座艙左後側加裝空中加油管、機腹增加90磅裝甲、機翼掛架改裝為可拋棄式。航電與飛行控制系統也有改進；光學瞄準器改為前置量計算瞄準器；取消方向舵角度限制。不過仍然沒有配備雷達。美軍在短暫測試後即移交南越空軍。
F-5E
F-5E 的設計目標用於對抗前蘇聯的MIG 21戰機。諾斯洛普以推力加大的J85-GE-21發動機作為動力來源，氣動外型與航電系統也作加強，以求性能全面提升。與F-5A相比，F-5E機身加長38公分、加寬43公分，用以容納更大的油箱與搭載J85-GE-21發動機。J85-GE-21單具後燃推力為2,274kg，較F-5A的J85-GE-13增加超過20%的推力，極速可達Mach 1.6。
機內油箱容量提升到1,936kg，另外最多外掛三個1,041公升的副油箱，最大轉場航程達3,700km。攜帶2枚500磅炸彈與三具副油箱，高-低-高作戰半徑為917km。以輕型戰機來說已是不錯的表現，一些國家加裝了空中加油管，以進一步提升航程。
根據美軍F-4在越南與MIG 21對抗的經驗，F-5E特意提升空戰機動性能，以求於中低空層能在纏鬥中剋制MIG 21。F-5E的翼面積增加到17.3平方公尺，翼負荷與F-5A相同。機翼前緣延伸加大，最大升力係數增加了38%，進一步提升高攻角操作性能與機動性。
為了翼面積不變的前提下獲得更多升力，F-5E還用上機動襟翼。傳統上飛機只會在起降時使用襟翼來增加升力，但F-5E的機動襟翼可在飛機作動作時使用，提高升力係數，加強機動性能。
透過這些改良設計，在高度4,570公尺的穩定盤旋角速度由F-5A的每秒8.9度增加到10.3度；瞬時最大盤旋角速度由每秒15.5度增爲17.5度；最小穩定轉彎半徑由1,370公尺減至800公尺。另外一個改進是前起落架可調整高度，起飛前調高前起落架增加攻角，起飛滾行距離可以縮短了10～20％。
準備起飛的中華民國空軍F-5E，前起落架已經調高，增加起飛攻角。
後期的F-5E還用上F-20(原稱F-5G)的設計：更大的機翼前緣延伸與能提高高攻角飛行縱向穩定性的鯊魚鼻型雷達罩。經此二項目改進的F-5E攻角可達40度，臨界失速速度提高10節。
F-5E另一個重大改進是配備射控雷達，初期的F-5E使用AN/APQ-153，是一款純粹的對空雷達。有效搜索距離為37km，對於戰鬥機大小目標的搜索能力約為20km。可以提供機砲射擊時測距與瞄準，也能計算AIM-9的交戰包線並持續提供被鎖定目標的資料，飛行員參考前述資料配合飛彈尋標器的鎖定音量，再決定是否發射飛彈。
後續改良換裝AN/APQ-159雷達，搜索距離達74km，可追蹤18.5km內的目標。其中AN/APQ-159-1與-2(供雙座機使用)的顯示器為陰極射線管(即傳統電視)，可以接收AGM-65B小牛飛彈的光電訊號。
其他改用或增加的航電系統還有：AN/ASG-29或AN/ASG-31前置光學瞄準器、KB-26A照相槍、LN-33慣性導航系統、AN/ARN-18戰術導航系統、AN/APX-101敵我辨識器。另外可選擇加上AN/ALR-46雷達警示器，AN/ALE-40熱焰彈與干擾絲散佈器。雖然已較F-5A多出不少航電系統，但與同時期的F-4相比，F-5E仍顯陽春。
武裝方面，F-5E沿用F-5A設計，以機首兩門M39機砲作為固定武裝，機翼與機腹掛點數量也相同。雖然有配備射控雷達，但不具備使用雷達導引飛彈的能力，空對空飛彈仍只能使用AIM-9響尾蛇飛彈。對地武裝可使用傳統炸彈、集束炸彈、燃燒彈、火箭與AGM-65B小牛飛彈。如果搭配地面或友機的雷射照射，也可投擲雷射導引炸彈。最大酬載量為3,175kg。
F-5E雖然較F-5A有較進步的發展，但仍不脫簡單、容易維修的理念。一個有趣的地方是F-5E命名為虎II(Tiger II)，而沒有沿用F-5A的自由鬥士。除了可能因為受F-5C計畫代號影響外，也有人猜想以虎為名，在亞洲地區銷售時能夠加分。
當時戰機命名都有每家公司的特色，例如：格魯曼是貓科動物、洛克希德是星際與自然現象、麥道是神祕色彩等。前一架以虎為命名的美式戰機是格魯曼的F-11，因此F-5E的命名，也有著些許特別。不過另一方面來說，諾斯洛普的戰機命名，似乎也沒有特別依循的規則。
F-5F
F-5F是F-5E的雙座型號，較特別的是，F-5F重新設計前機身，以容納第二個座位。因此機身加長了1.2公尺，致使大攻角時機首會飄擺造成側滑，影響穩定性。F-5F在主翼中段增設翼刀用以改善此問題。
與F-5B不同，F-5F保留了左側的M39機砲作為固定武裝，右側機砲雖然取消，但因設置了衝壓空氣進氣口，外觀看起來很像還是有兩個砲管。除了少1門機砲外，其他武裝與酬載量都與F-5E相同。
航電系統部分，雷達改用支援雙顯示器功能的AN/APQ-157，就是AN/APQ-153供雙座機使用的型號，可同時顯示資訊於前後座儀表。後續改良的機體則使用AN/APQ-159-2或更新的型號。
另外F-5F後座可加裝AN/AVQ-27手動雷射標定器，透過後座飛行員操作，可以用來標定固定或移動的目標。該設備只能導引友機發射的雷射導引炸彈，不過也算具備了一點的精準打擊能力。
中華民國空軍的F-5F，明顯可見機首右側的衝壓進氣口，並非機砲。另外此機採用F-20的鯊魚機鼻。
RF-5A
RF-5A是F-5A的偵查型，機首段改裝設有4台KS 92相機，因增設相機觀測窗，機首外型和F-5A不同。RF-5A仍保留2門 M39機砲，必要時仍有作戰能力。RF-5A的機首偵照段可與F-5A互換，使用者可改裝以彈性運用機隊。但改裝作業在前線基地進行有困難。
泰國空軍的RF-5A除役展示機，機砲已拆除。
RF-5A的機首偵照段，除了機鼻前面有照相窗，側面與下方也都有。
RF-5E
諾斯洛普認為部分F-5E的使用國無力購置專門的偵照機，認為偵照型的F-5E 有市場潛力， 故自行展開RF-5E的研發。初期直接採用與RF-5A的偵照機首，但因新型相機大型化，RF-5A的偵照機首無法容納沿用。諾斯洛普只好設計新的偵照機首，長度較原本的F-5E機首增加了0.2公尺。並自美國空軍租用一架F-5E作測試。
由於RF-5E造價是F-5E的1.5倍，對於預算吃緊的國家來說還是負擔不起。最終只有馬來西亞購買2架；沙烏地阿拉伯購買10架。生產機具後來被新加坡航空航天技術公司(ST Aerospace)購買，1990~1991年新加坡利用購入的機具，改裝了8架RF-5E；之後中華民國也委託新加坡改裝了7架。
中華民國空軍委託新加坡改裝的RF-5E，機鼻偵照段和RF-5A明顯不同。
CF-5
CF-5是諾斯洛普授權加拿大飛機公司生產的F-5A/B版本，單座型號：CF-5；雙座型號：CF-5D(D代表Dual)。採用J86-CAN-15發動機，後燃推力2,117kg，大於F-5A的J85-GE-13，所以速度與爬升性能略有提高。
CF-5 在座艙右後方加裝可拆卸式空中受油管；前起落架為可調高型式，起飛時能減少滾行距離。航電部分更換了導航與通訊系統，還裝上ISIS N 武器瞄準系統。該系統有6個操作模式，雖然不是射控雷達，但相較於F-5A只能用光學瞄準鏡已是大幅精進。
CF-5在設計上參考不少美軍F-5C的使用經驗與設計，包含增加裝甲防護、加強座艙罩強度、使用彈射式掛架(改善翼彈分離問題)等。另外也因應加拿大氣候特性，增加座艙罩與進氣道除冰裝置。
CF-5還外有偵查型號：CF-5R，是以CF-5改成偵查用機首，取消2門M39機砲，裝有3台70mm相機。
加拿大空軍的CF-5除役展示機
NF-5
NF-5為加拿大飛機公司為荷蘭生產的CF-5荷蘭版本，單座型號為NF-5A；雙座型號為NF-5B。NF-5加强了機翼結構，載彈量略有增加；加裝手動控制由電氣驅動前/後緣襟翼(開關在油門桿上)，據說瞬間盤旋角速度可以增加50％。
航電應荷蘭需求使用：ISIS F-195R武器瞄準系統，Bendix公司的高度/航向基準系統，馬可尼668型多普勒導航系統和703型導航系統，緊急超高頻無線電，雷達高度計等。NF-5可說是升級版的CF-5。
荷蘭空軍的NF-5A。
SF-5
SF-5是西班牙的標準型F-5A/B以及RF-5，S表示西班牙(Spain)，由諾斯洛普授權西班牙CASA生產。對應型號分別為SF-5A、SF-5B與SRF-5。2000年代初西班牙對SF-5作升級，升級後稱為SF-5M。駕駛艙改裝數位式儀控面板，與多功能抬頭顯示器。
F-5AT
美國國防承包商：Tactical Air Support 在引進原屬於約旦空軍的21架F-5E/F戰機後，將其作現代化改裝升級，改裝後型號稱為F-5AT(Advanced Tiger)。
F-5AT除了翻修機體外，還改裝Duotech的Nemesis雷達(需去除機砲)；加裝Duotech 任務電腦、威脅武器交戰區 (WEZ) 複製軟體套件與雷達預警系統；座艙除了改裝HOTAS系統外，儀表也改裝Garmin的G3000座艙系統，有一具大面積顯示器，和2個較小的觸摸式顯示器；飛行員還配備Scorpion 全彩頭盔顯示器；另外還加裝IRST(紅外線搜尋與跟蹤系統)。
Tactical Air Support 宣稱F-5AT是世界上最先進的F-5戰機，性能可達第四代戰機水準。美國海軍與陸戰隊宣布進行"航空電子設備重新配置和庫存標準化的戰術增強/現代化(ARTEMIS)"方案，計畫採用F-5AT的航電用於他們假想敵部隊的F-5N戰機，並交由Tactical Air Support 執行。根據合約預計在2021年3月至2026年3月完成。
F-5N
F-5N是美國海軍自瑞士空軍購入的二手F-5E/F後賦予單座機的新型號，雙座機仍是F-5F。美國海軍於2002年購入32架，部分分給陸戰隊的VMFT-401假想敵中隊。
2018年瑞士空軍決定將手上機隊的F-5E/F的半數汰除後，美國海軍又購入12架。這些F-5E/F購入時都作了大修，並更換結構件及部分系統。2021年美國海軍與陸戰隊執行"航空電子設備重新配置和庫存標準化的戰術增強/現代化(ARTEMIS)"方案，採用F-5AT的航電用於F-5N戰機，並交由國防承包商Tactical Air Support 執行。根據合約預計在2021年3月至2026年3月完成。，升級後的型號為F-5N+與F-5F+。
Tiger III
智利空軍的F-5E/F於1993年由以色列的IAI規劃、智利的ENAER公司作改裝，專案名稱為Tiger III。改裝項目有換裝Ella EL/M-2032B脈衝都卜勒雷達、El-OP抬頭顯示器、GPS/INS整合式導航系統與雷達預警系統等。
武器方面因為換裝雷達需要額外空間，拆除一門M39機砲。短程空對空飛彈方面，增加以色列巨蟒三型(Python-3)空對空飛彈發射能力。巨蟒三型具備全方位攻擊性能，與AIM-9P響尾蛇飛彈相比，巨蟒三型彈頭重量較重，飛行速度比較快。後續還改進配備具抗紅外線反制能力(IR-ECCM)的巨蟒四型(Python-4)空對空飛彈，以及德比(Derby)中程空對空飛彈，具備了視距外空戰能力。德比飛彈是巨蟒四型放大版，改裝主動雷達導引頭，射程約50公里。
F-5M
巴西空軍於2001年起將49架F-5E/F改裝升級，改裝後型號為F-5EM/FM，統稱為F-5M(Modernized)。預計能使用到2030年。
最初改裝項目有：換裝Grifo-F脈衝都卜勒雷達、座艙數位化—加裝兩具多功能顯示器與採用Elbit的DASH頭盔顯示器。Grifo-F脈衝都卜勒雷達有10個對空與14個對地模式，可以導引多款中程空對空飛彈。由於該雷達需要較大安裝空間，故需移除機首右側的M39機砲。
F-5EM 的儀表。(Photo by FAB)
2005年以後巴西空軍再購買了Rafael Litening III 瞄準莢艙與Rafael Sky Shield 干擾莢艙。2020年又為F-5M裝設巴西軍隊自家的資料鏈系統：Link-BR2。
武裝方面，升級後的戰機除可發射以色列的巨蟒四型(Python-4)空對空飛彈，還有以色列的德比(Derby)中程空對空飛彈，具備視距外空戰能力。對地武器可以使用巴西自製的SMKB系列GPS導引炸彈。2019年巴西空軍宣布由一架F-5M成功試射其新型MICLA-BR空射巡弋飛彈。該飛彈射程達300公里，可以終端GPS/INS/SAR/影像等方式導引。不得不說巴西將F-5發揮到淋漓盡致。
F-5S/T
新加坡為提升自家使用的F-5E/F性能，在1996年由以色列的Elbit公司作系統整合進行性能提升計劃。經過提升的35架F-5E/F被稱為F-5S/T。改裝的項目有：換裝Grifo-F脈衝都卜勒雷達、利頓IN-93雷射慣性導航系統與Elise's SPS-2000雷達預警系統。座艙顯示與操控系統：改裝兩具多功能顯示器、GEC-Marconi抬頭顯示器與HOTAS操縱系統等。改裝後的F-5S/T具備視距外空戰能力，可以發射AIM-120等中程空對空飛彈。
已除役展示於新加坡空軍博物館的F-5S。
F-5ST
泰國皇家空軍雖然在F-5之後陸續引進F-16與JAS-39，但仍保有30多架F-5E/F。2017年與以色列Elbit公司簽約為其F-5E/F機隊作性能提升。提升後的機型稱為F-5ST，意為超級虎(Super Tiger)。
該計畫主要項目有：換裝EL/M-2032 脈衝都卜勒雷達、Litening瞄準莢艙、玻璃化座艙介面(包括抬頭顯示器與多功能顯示器) 、Skyshield電戰莢艙與Elbit開發的DASH頭盔顯示器。F-5ST可以發射以色列的巨蟒四型(Python-4)空對空飛彈、IRIS-T紅外線導引空對空飛彈與以色列的德比(Derby)中程空對空飛彈；對地可使用LIZARD雷射導引炸彈。
Elbit宣稱F-5ST具備部份第四代戰機性能，與泰國使用的JAS-39性能相當，預計可以服役到2030年。
