6 декабря 1963 г. на NF-104A был установлен неофициальный мировой рекорд высоты полета 36228,5 м, что на 1514,5 м превышало официальное достижение советского Е-66 (вариант МиГ-21Ф-13 с ЖРД). Через некоторое время NF-104A под управлением м-ра Смита (R. W. Smith) поднялся на еще большую высоту — 36819,8 м.
10 декабря 1963 г. по причине неисправности реактивной системы управления разбился самолет № 56-762. Его пилотировал знаменитый летчик Чак Йегер (Chuck Yeager). На высоте 31699,2 м он потерял управление машиной, попал в плоский штопор и падал до 1800 м, все время стараясь спасти самолет. Видя, что попытки тщетны, Йегер катапультировался. Он получил травму лица, но остался жив и продолжал летать.
В июне 1971 г. на NF-104A № 56-756 во время набора высоты взорвался ЖРД. Киль и руль направления получили повреждения, тем не менее летчик к-н Говард Томпсон (Howard С. Thompson) сумел успешно посадить самолет на дно высохшего озера Роджерс. Так как программа полетов NF-104A уже заканчивалась, машину восстанавливать не стали.
Первый экземпляр NF-104A сохранился. В настоящее время он выставлен перед Школой летчиков-испытателей ВВС США на авиабазе Эдвардс.
Для подготовки пилотов фирма «Локхид» разработала двухместный учебно-боевой вариант F-104B (Модель 283-93-03). Чтобы разместить рабочее место летчика-инструктора, кабину базового F-104A удлинили за счет уменьшения объема топливного бака и перемещения отсека с оборудованием. При этом запас топлива уменьшился на 549 л. Кабина закрывалась единым фонарем с двумя открывающимися налево секциями. Система управления оружием, пилоны для подвески топливных баков и ракет AIM-9B были сохранены.
Первый экземпляр F-104B (N2 56-3719) построили на базе серийного F-104A с двигателем J79-GE-ЗА. Кроме двухместной кабины, он отличался отсутствием подфюзеляжного гребня. Первый полет F-104B состоялся 19 января 1957 г. Во время летных испытаний обнаружилась недостаточная путевая устойчивость самолета, и площадь киля пришлось увеличить на 25%, а также вернуть на место подфюзеляжный гребень.
Первоначальный заказ на F-104B составлял 106 экземпляров, но построили всего 26 штук. Поставки завершились в конце 1957 г. Первые серийные F-104В поступили на вооружение 83-й FIS в 1958 г.
Во время эксплуатации F-104B неоднократно дорабатывали. Одним из самых важных изменений стала замена кресел С-1 (катапультирование вниз) на кресла С-2 (катапультирование вверх). Для этого пришлось перепроектировать фонарь кабины. Открывающиеся секции оснастили механизмом сбрасывания, а места летчиков разделили прозрачной перегородкой, которая защищала инструктора от набегающего потока при сбросе передней секции фонаря.
Во время Берлинского кризиса двухместные «Старфайтеры» наряду с боевыми самолетами были развернуты в Европе. После возвращения в США их передали в распоряжение Национальной гвардии.
Кроме США, F-104B находились на вооружении других стран. Два самолета продали в Пакистан, два — на Тайвань и три — в Иорданию.
Беспилотная мишень QF-104А (№ 56-0739). Авиабаза Эглин, апрель 1960 г.
Первый экземпляр учебно-боевого самолета F-104В
Звено F-104C из 479-го тактического истребительного авиакрыла в полете
Закат американской карьеры
Когда американское командование тактической авиации отказалось от F-104A, Кларенс Джонсон принялся за совершенствование своей машины, стараясь максимально удовлетворить требования военных. Новый вариант получил обозначение F-104C. На нем установили модифицированную систему управления оружием AN/ASG-14T-2, которая позволяла истребителю выполнять боевые задачи как днем, так и ночью. Машину оснастили более мощным двигателем J79-GE-7 с тягой на форсаже 7173,2 кгс. Для увеличения дальности полета установили неподвижную штангу дозаправки в воздухе. Под крылом разместили два дополнительных пилона, на которые можно было подвешивать топливные баки, а также бомбы и контейнеры с FIAP. Таким образом максимальная масса боевой нагрузки самолета составила уже 1362 кг против 908 кг на «А». На центральном подфюзеляжном пилоне сохранилась возможность нести ядерную бомбу Мк.43 или специально модифицированную под «Старфайтер» Мк.28ЕХ. Кроме того, для сброса с малых высот был разработан вариант Mk.28RE с тормозным парашютом. Для сокращения времени на подготовку F-104C к полету установили штуцер централизованной системы заправки топливом под давлением. На F-104A/B заправка производилась при помощи пистолета через несколько заправочных горловин.
Весной 1958 г. был заключен контракт с «Локхид» на 56 истребителей F-104C, а в декабре его увеличили на 21 машину. В результате ВВС получали легкий универсальный тактический самолет, занимавший промежуточное положение между F-100С и F-105. Он мог выполнять перехват на больших высотах и скоростях, вести воздушный бой на малых дистанциях и наносить удары по наземным целям.
Первый YF-104C поднялся в воздух 24 июля 1958 г. После успешного окончания испытаний серийные F-104C начали передавать в части ТАС с октября 1958 г., с темпом 7-8 машин в месяц. Первыми подразделениями, получившими новый истребитель, стали 434-я, 435-я, 436-я и 476-я эскадрильи 479-го тактического авиакрыла (TFW), базировавшегося на авиабазе Джордж в Калифорнии. Один самолет (№ 56-888) получил обозначение JF-104C и использовался для научных исследований на авиабазе Эдвардс.