由于 F-106 机动性相当不错，不少人认为它经过改进有可能成为一种优秀的格斗战斗机。甚至有人建议将 F-106 派往越南执行制空任务。有人开始计划给 F-106 换上空优涂装，并加装内置航炮。尽管空军从未打算将 F-106 派往越南，但加装航炮的建议却被采纳了。不过，加装航炮的目的不是为了与敌方战斗机进行格斗，而是为了给 F-106 提供一种近距离攻击轰炸机的武器。

　　针对加装航炮的计划，康维尔公司表现出很高的热情，很快提出了一揽子方案，包括给 F-106 加装内置航炮，增加航炮瞄准具并换装视界良好的座舱盖——即“精明射手”工程。按照这个方案，备弹 650 发的 M61A1 20 毫米航炮被安装到武器舱后半部分，即原来“阻尼”火箭弹的位置，但原来 4 枚“超猎鹰”系列导弹仍然保留。由于航炮身管部分伸出舱外，为了避免高速气流直接吹袭航炮内部机构，整个航炮系统被做成一个全封装部件，以提供一定的保护。这样 F-106 腹部多了一个明显的鼓包，这是航炮型 F-106 和其它型别的重要识别特征之一。另一个特征就是新型的“高度清晰”座舱盖，它取消了飞行员脑袋上的金属框架，显著改善了视界。

弹舱后部的 M61A1 20 毫米航炮

新老座舱盖对比

　　1969 年 2 月 10 日，一架经过改装的 F-106A（58-0795）开始进行试飞。接着，另一架改装机也加入试飞。同时，与之匹配的瞄准具也在加紧开发。最后，只有那些装有改进型仪表的 F-106A 加装了航炮。不过由于航炮的液压马达限制，航炮射速只有 4,500 发/分，而达不到 F-4E 航炮 6,000 发/分的射速。

　　60 年代末，F-106 开始采用一种容量达 360 加仑的大型副油箱。由于可以在大多数速度条件下携带，通常也称之为“超音速副油箱”。它的容量比原来的 227 加仑大了近 50％，并具有空中投弃能力——尽管实际上很少这么做。之后，F-106 除了执行短程拦截任务外，大多数时候都挂上这种副油箱。此外，为了进一步提高 F-106 的航程，从 1967 年开始，现役 F-106 机群开始加装空中受油系统，采用美国空军典型的“硬杆”加油方式，受油口位于座舱后方的背脊上。

F-106 227 加仑（上）与 360 加仑副油箱对比

机背的空中加油口盖