自从20世纪40年代飞机进入喷气式时代后，对速度的追求，一直是各国航空界的目标。后来随着空对空导弹的出现，人们普遍认为，只有尽可能地提高速度，飞机才能有生存的机会。在此思想指导下，美国空军准备开发3倍音速轰炸机，但是没有相应护航战斗机的问题，提上了议事日程。
这种新研制的轰炸机型号是XB-70，绰号女武神。按照设想，这款机型以3倍音速从20000米高空突破对手的空防体系，深入到对方腹地实施核轰炸。但是轰炸机需要战斗机护航，否则遇到对手战斗机拦截，就没有生存的机会。当时的美国空军没有一种战斗机能达到这个速度，这就需要研制一种新型战斗机，于是，美国空军新型3倍音速战斗机计划开始招标。经过洛克希德、北美以及诺斯罗普等几家公司的一番角逐，最后北美公司方案于1957年6月胜出。
新战斗机型号F-108，为了性能更好，北美公司给它配备了在当时最先进的航电系统，包括AN/ASG-18火控系统和GAR-9猎鹰空对空导弹。新型火控系统可以从100公里的距离上监视和追踪目标。而GAR-9导弹更是当年令人神往的空战利器，其配备一台液体燃料火箭发动机，速度超过6倍音速，射程达到了160公里。GAR-9在作战时利用AN/ASG-18火控系统，飞行中段采用半主动雷达引导，末端实行红外制导。在空空导弹刚刚投入使用的50年代末，F-108就已经具备最初的超视距空战能力了。
为什么要给F-108配备如此先进、新式的作战系统呢？因为50年代核打击的主要手段是轰炸机，传闻前苏联正在研制新型超音速轰炸机，所以F-108作战任务不光是给高速轰战机护航，还要担负拦截前苏联新型超音速轰炸机的任务。
动力方面F-108战斗机采用两台J93涡喷发动机，单台推力高达13500公斤。为了尽可能地提高速度，北美公司应用了各种措施。比如采用新型蜂窝材料来制造，以减轻机身重量；为减少阻力，武器挂载设计成内置式弹仓；机身设计也摒弃了美式飞机传统的后掠机翼，采用了有利于高空高速的无尾三角翼设计，而三角翼的后掠角达到65度并略有下反。
F-108轻剑战斗机按照设想，当北美地区的防空雷达网，探测到从前苏联起飞的轰炸机群时，F-108从最靠近前苏联的阿拉斯加的基地紧急升空，在地面雷达的配合下，利用三倍音速抢占有利的发射位置，将机腹内置弹仓里安装的旋转式发射架，它上面的3枚GAR-9猎鹰空空导弹发射出去，从而摧毁敌方轰炸机。为了让导弹威力更大，设想将战斗部换成核弹头，这样即使没有直接命中目标，核战斗部产生的冲击波，也足以将目标掀翻坠地。
就是这么一架在当年性能设计指标如此前卫的战斗机，美国军方在1959年9月23日宣布下马，造成这种局面的原因，主要是弹道导弹技术的成熟。对敌方核打击用弹道导弹，不需要XB-70轰炸机在冒险投核弹，F-108就没有了护航的对象。而敌方发射出来的弹道导弹，F-108又对付不了，所以XB-70女武神轰炸机和F-108轻剑战斗机最终功亏一篑，消失在历史的长河之中。
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