Bên cạnh việc phát triển các biến thể cải tiến mạnh mẽ hơn trong chương trình tiêm kích bom F-105, nhà phát triển Republic cũng nghiên cứu và thiết kế biến thế phục vụ huấn luyện chuyển tiếp cho phi công.

Máy bay huấn luyện 2 chỗ ngồi F-105C

Republic cũng đầu tư thiết kế và phát triển vào phiên bản Thunderchief hai chỗ ngồi không ít hơn 3 lần trước khi nó được chấp nhận bởi Không quân Mỹ. Đầu tiên là F-105C, được dựa trên khung của F-105B.

Chiếc F-105C có hai buồng lái song song và được bao phủ bởi một nắp buồng lái duy nhất, với vị trí phi công thứ 2 nằm ở phía sau, thay thế thùng nhiên liệu thứ nhất. Chiếc F-105C sẽ phục vụ làm máy bay huấn luyện chuyển tiếp và máy bay tiêm kích bom, sử dụng các hệ thống điện tử hàng không tương tự như F-105B. Mặc dù 5 chiếc F-105C được đặt hàng vào tháng 6/1956, chúng đã bị hủy bỏ vào năm 1957 do chi phí tăng.

Chiếc F-105C duy nhất, có thể thấy cả 2 buồng lái sử dụng 1 nắp buồng lái đơn.

Máy bay huấn luyện 2 chỗ ngồi F-105E

Phiên bản tiêm kích bom F-105 Thunderchief hai chỗ ngồi thứ hai là F-105E. Tương tự như F-105C, F-105E sẽ được dựa trên hệ thống điện tử hàng không mới sử dụng trên F-105D, sửdụng radar R-14A với mũi chứa radar to. thiết kế buồng lái song song sẽ được bao phủ bởi một nắp buồng lái Plexiglas đơn, giống như chiếc F-101B.

Nhưng một lần nữa, F-105E đã bị hủy bỏ vào năm 1959 do chi phí, mặc dù chúng đã được chế tạo. Kinh phí cho F-105E đã được chuyển đến việc mua sắm thêm F-105D.

Hình vẽ F-105E.

Máy bay tiêm kích bom/ huấn luyện 2 chỗ ngồi F-105F

Trong tháng 5/1962, Không quân Mỹ cuối cùng đã quyết định sản xuất phiên bản hai chỗ ngồi của F-105D, do không có máy bay huấn luyện chuyển tiếp, phía Không quân Mỹ phải dùng tạm F-100F Super Sabre 2 chỗ ngồi nhưng không đủ để huấn luyện cho các phi công F-105. Sau đó Republic đã đưa ra phiên bản F-105F 2 chỗ ngồi.

Việc thiết kế phiên bản 2 chỗ ngồi mới được dựa trên phiên bản F-105D-31 kéo dài. Phần thân trước được kéo dài thêm 0,7m. Buồng lái phía sau sẽ là buồng lái của sĩ quan hướng dẫn cho các nhiệm vụ huấn luyện. Như vậy, nó có nhưng không phải tất cả các thiết bị tương tự và điều khiển như buồng lái phía trước.

Buồng lái phía sau của F-105F.

Vì nó là một máy bay đảm nhận 2 vai trò, máy bay tiêm kích bom và huấn luyện, F-105F có hệ thống tấn công giống với F-105D, bao gồm hệ thống ném bom/dẫn đường ASG-19 Thunderstick với radar R-14A. F-105F có khả năng triển khai vũ khí giống như F-105D, bao gồm tên lửa, bom thông thường và bom hạt nhân. Và nó được trang bị với pháo hàng không 20mm M61 Vulcan với 1.028 viên đạn.

F-105F có cánh đuôi đứng lớn hơn, cả về chiều cao và diện tích. Một sự thay đổi đáng kể giữa F-105F và các phiên bản Thunderchief 2 chỗ ngồi thiết kế trước đây là buồng lái song song được bao phủ bởi 2 nắp buồng lái riêng biệt chứ không phải một nắp buồng lái duy nhất. Mặc dù F-105F có thể điều khiển bay từ buồng lái phía sau, nhưng khá khó khăn do phi công phía sau có tầm nhìn rất hạn chế về phía trước.

F-105F với buồng lái song song được bao phủ bởi 2 nắp buồng lái riêng biệt, cánh đuôi đứng của F-105F cũng cao hơn so với các phiên bản F-105B và F-105D.

Phiên bản F-105F sử dụng cánh chính, cửa hút khí, cánh đuôi ngang và động cơ J75-P-19W tương tự F-105D. Tuy nhiên, buồng lái phía sau và cánh đuôi đứng khiến trọng lượng tăng thêm 1,3 tấn so với F-105D. Mọi người nghĩ rằng trọng lượng tăng sẽ khiến cho máy bay không thể cơ động biểu diễn như F-105D. Nhưng hiệu suất của F-105F ngang ngửa với F-105D. Tốc độ tối đa là Mach 2.04, trong khi F-105D là Mach 2,08. Tầm bay hành trình ngắn hơn khoảng 400km so với F-105D, nhưng trần bay, tốc độ leo cao, tốc độ hành trình và bán kính chiến đấu giống hệt nhau.

Chiếc F-105F-1 đầu tiên (c/n 62-4412) đã ra khỏi dây chuyền lắp ráp Farmingdale vào ngày 23/5/1963, gần sáu tuần trước thời hạn, chủ yếu là sử dụng cấu trúc và hệ thống của F-105D.

Phi công thử nghiệm của Republic Carlton Ardery điều khiển chuyến bay đầu tiên vào ngày 11/6/1963, vượt Mach 1,15 trong chuyến bay đầu tiên. Sáu tháng sau, vào ngày 7/12/1963, Không quân Mỹ nhận máy bay đầu tiên và đưa nó vào trung đoàn huấn luyện chiến đấu Số 4520 tại sân bay Nellis. Chiếc F-105F tiếp theo ra khỏi dây chuyền lắp ráp và được đưa vào hoạt động trong trung đoàn tiêm kích chiến thuật số 4 vào ngày 23/12/1963.

Chiếc F-105F-1 đầu tiên (c/n 62-4412) trong chuyến bay đầu tiên.

Republic lắp ráp những chiếc F-105F thành hai khối riêng biệt. Khối đầu tiên của F-105F được lắp ráp ngay sau dây chuyền sản xuất F-105D-31. Có tổng cộng 36 chiếc với số series từ 62-4412 đến 62-4447. Khối thứ hai có 107 máy bay, với số series từ 63-8260 đến 63-8366. Tất cả các máy bay F-105F được lắp ráp với kinh phí dành cho 143 chiếc F-105D cuối cùng. Chiếc F-105F cuối cùng mang số 63-8366 và được đưa vào phục vụ trong Không quân Mỹ vào tháng 1 năm 1965.