其次是“惯性耦合”问题。当初 X-1 对高速飞行的研究试飞就已经发现：超音速后，飞机的方向稳定性将随着飞行速度的增大而下降，由此引发“惯性耦合”问题。这是由于飞机质量分布在滚转时产生的不稳定力矩造成的。当这种不稳定力矩超过飞机垂尾提供的稳定力矩时，飞机就会失控。F-100 曾经因为这一问题全面停飞，造成严重损失。解决这一问题，一是提高飞机高速方向稳定性，另一途径是引入先进的自动飞行控制系统，利用舵面自动偏转提高稳定性。

　　需要指出的是，在这一时期，失速尾旋问题并没有得到明显重视和很好的解决。当时飞机的设计思路是首先保证飞机的高性能和高机动性，为此不惜牺牲其大迎角飞行品质。对于可能出现的尾旋问题，主要采用告警方式加以弥补。因此这一时期的飞机尾旋特性都不好，尾旋事故频频。如在 1966 至 1970 年间，美国空军因尾旋而损失飞机 225 架！

多转子发动机和变循环技术

　　发动机的研究在这一时期也取得了明显进步。早期涡喷发动机都是单转子发动机，增压比小，发动机热效率低，耗油率居高不下。此外，这种发动机所有压气机以同一转速运转，有时会出现前几级压气机超速运转，而后几级压气机尚未达到最佳转速的情况。为了解决上述问题，50 年代中后期，双转子发动机开始出现。这种发动机的低压压气机和高压压气机分别由各自的涡轮轴驱动，以不同转速工作，从而获得更高的增压比。美国普•惠 J57 是其中典型代表。50 年代后期，为了适应 A-11 飞机高达 M3 的飞行速度，专门研制的 J58 发动机采用了变循环原理——平时以涡喷发动机方式工作，达到预定速度后开启旁路系统，绕过最后几级压气机和燃烧室、涡轮段，空气直接进入加力燃烧室燃烧，以冲压发动机的循环方式工作。不过这种发动机过于复杂，除了 SR-71 外，再没有一种实用飞机采用变循环发动机。直到 80、90 年代 ATF 选型，配套的通用电气 YF120 发动机才又采用了变循环工作方式，但仍因结构复杂、技术风险等诸多原因败给了 F119。

J58 的变循环过程

先进的传感器和信息显示系统

　　作为航电重要组成部分之一的火控雷达，开始由磁控管雷达过渡到行波管雷达。早期磁控管雷达采用低脉冲重复频率（LPRF），测距精确，但下视能力差。行波管和高速计算机的结合，使得脉冲多普勒雷达（PD 雷达）得以问世。这种雷达可以通过提取目标的多普勒频移将目标从背景杂波中分离出来，从而具备良好的下视能力。光电传感器作为获取外界信息的另一手段，于 1960 年投入实用——早在二战期间德军就曾使用过这种系统，但随着纳粹德国投降而销声匿迹。20 年后，F-4B 和 F-102A 才再度采用了红外传感器。这类传感器属于被动传感器，不会暴露本机位置，但受气象条件影响严重。

F-4 机鼻下方的红外传感器

　　随着战术信息的增多，飞行速度提高，老式的仪表盘已经远远不能满足要求。美国海军从1955年开始研究平视显示器，使得飞机员可以在抬头状态下了解所需的飞行、导航、瞄准等相关信息。但第一台实用平显却出自英国人之手。随后，英国“掠夺者”攻击机率先装备平显。到 60 年代末已经出现第二代平显，采用数字式字符发生器，可编程处理，更加准确可靠。

F/A-18C 的平显

空空导弹和全面导弹化

　　空空导弹也在这一时期出现并迅速发展。早期空空导弹主要是针对轰炸机的——当时的轰炸机防御火力已经对只装备航炮的截击机构成严重威胁。不过，随着空空导弹性能的提高，开始逐渐具备攻击战斗机的能力。空空导弹靶场试验的乐观结果对战斗机的重型化、多用途化趋势起了推波助澜的作用，并直接造成 60 年代“要导弹不要航炮”现象的出现——当时很多新研制的战斗机都放弃了航炮。只挂装导弹。但这种做法在越南战争期间遭到严重失败，由于导弹性能、可靠性未臻完善，加上其它方面的因素，使得美国空军战斗机一度被老式米格机打得灰头土脸。如同朝鲜战争一样，越南战争空战的结果再次改变了人们对未来空战的看法，直接导致了第三代超音速战斗机的诞生。