ряда систем и вооружения, включая ракеты Sparrow, установили весовые макеты, а в кабине оператора разместили контрольно-записывающую аппаратуру.
Первый опытный образец YF4H-1 (зав. № 142259) поднялся в воздух 27 мая 1958 г. В его кабине находился летчик-испытатель Роберт Литтл (Robert С. Little). В воздухе на самолете отказала часть гидравлической системы, и створка ниши передней опоры шасси не закрылась. Кроме того, возникли неполадки в правом двигателе. Тем не менее, полет закончился благополучно. После ремонта и устранения неисправностей испытания продолжили. Уже в четвертом полете истребитель преодолел звуковой барьер и разогнался до скорости 1,68М. Затем опытную машину перегнали на авиабазу Эдвардс, где состоялись ее сравнительные испытания с конкурентом – истребителем XF8U-3 Crusader III.
Обновленный «Крусейдер» внешне походил на своего предшественника – палубного истребителя F8U, но существенно отличался от него по размерам, весу, оборудованию и характеристикам. Экипаж по- прежнему состоял из одного человека, но вооружение изменилось. Под истребитель можно было подвесить 3 ракеты Sparrow, а на серийных самолетах фирма обещала установить по бортам фюзеляжа еще и пусковые для Sidewinder. В ходе летных испытаний на высоте 18288 м истребитель разогнался до 2,2М, при этом оставался еще 30% запас тяги, но ограничение по температуре лобового стекла не позволяло выйти на большие числа М. Показанная скороподъемность – 180 м/с превосходила данный показатель предыдущих «Крусейдеров», но уступала YF4H-1 – 200 м/с.
Во время испытаний обнаружились некоторые недостатки машины. Возросшая боковая площадь фюзеляжа и узкая колея шасси создавали большие трудности при посадке с боковым ветром, что для палубного самолета считалось недопустимым. После перехода звукового барьера пилот слышал сильный шум в канале воздухозаборника, а затем и удары по полу кабины. Кроме того, одноместный XF8U-3 шел вразрез с представлением моряков о всепогодном палубном перехватчике. Они справедливо считали, что летчику будет трудно пилотировать самолет и одновременно осуществлять поиск цели на индикаторе РЛС. Еще труднее ему станет после пуска ракеты, когда все внимание придется сосредоточить на подсвечивании цели лучом РЛС. И, наконец, однодвигательный XF8U-3 уступал по надежности двухдвигательному YF4H- 1.
В результате в конкурсе победил перехватчик фирмы McDonnell. Об этом было объявлено 17 декабря 1958 г. Последовало заключение контракта на производство 23-х опытных (в это число вошли два уже заказанных) и 24-х серийных самолетов.
Второй YF4H-1 (№142260) полетел в октябре 1958 г. На нем установили радар AN/APQ-50, автопилот AN/ASA-32, полностью оборудовали вторую кабину. РЛС входила в систему управления вооружением Aero- 1А и ранее уже использовалась в комплексе Aero-13 на истребителях F4D Skyray. 3 июля 1959 г. во время торжественной церемонии на заводе в Сент Луисе, посвященной 20-летию фирмы, F4H-1 получил официальное наименование Phantom II (призрак).
Судьба первого экземпляра «Фантома» сложилась трагически. 21 октября 1959 г., в 296-м полете, на самолете, летевшем со сверхзвуковой скоростью, самопроизвольно открылась крышка смотрового лючка правого двигателя. Поток воздуха стал отрывать панели обшивки, и YF4H-1 развалился в воздухе. Пилот Джеральд Хьюлсбек (Gerald Huelsbeck) погиб.
На опытных «Фантомах» было установлено несколько мировых рекордов.
Первым отличился пилот ВМС Лоуренс Флинт (Lawrence Е. Flint). 6 декабря 1959 г., пилотируя второй экземпляр YF4H-1, он установил абсолютный мировой рекорд, поднявшись на высоту 30048 м. 22 декабря 1961 г. летчик Корпуса морской пехоты (КПМ) Роберт Робинсон (Robert В. Robinson) на втором экземпляре YF4H-1 установил мировой рекорд скорости на базе 15-25 км – 2585,43 км/ч. Этот полет потребовал не только мастерства летчика, но и установки на самолет баков со спирто-водяной смесью, которая впрыскивалась перед компрессорами двигателей для охлаждения воздуха и увеличения тяги.
В декабре 1958 г. в воздух поднялся первый F4H-1 (N9143388) из опытной партии, машины которой предназначались, прежде всего, для отработки бортовых систем. Первые 5 построенных самолетов отличались от YF4H-1 двумя выступающими воздухозаборниками системы кондиционирования, стоявшими сразу за обтекателем РЛС. Начиная с пятого самолета (№143392), на машины стали устанавливать систему СПС.
Затем последовали 24 серийных самолета для переучивания летного состава. Все они имели двигатели J79-GE-2 или -2А с максимальной тягой 4695 кгс и тягой 7325 кгс на форсаже вместо положенных J79-GE-8, которые все еще находились в стадии испытаний.
1 мая 1961 г. истребители переименовали в F4H-1F, чтобы отличить их от более поздних моделей с ТРД J79-GE-8. Следующие 11 F4H-1F имели новые воздухозаборники с увеличенной пластиной отсекателя пограничного слоя и полностью комплектную систему вооружения от фирмы Westinghouse. Снизу под конусом РЛС установили теплопеленгатор AN/AAA-4. С его помощью экипаж мог определять угловые координаты цели и скрытно, не включая РЛС, сближаться с противником.
Третья серия F4H-1F из пяти самолетов имела увеличенный диаметр носового обтекателя для новой антенны РЛС, немного наклоненную вниз носовую часть и более выпуклый фонарь. Кресла экипажа подняли вверх на 0,584 м. Приемосдаточные испытания F4H-1F на авианосце проходили в 1961 г. Командование осталось в высшей степени довольно новым самолетом. «Фантом» оказался первым американским сверхзвуковым палубным истребителем, способным взлетать с авианосца в полное безветрие. Для взлета ему требовался лишь полный ход корабля и паровая катапульта. 18 сентября 1962 г. истребители F4H-1F получили новое обозначение F-4A.
Переучивание личного состава на новый самолет проходило в эскадрилье VF-101 на базе Мирамар в Калифорнии. При каждом удобном случае командование ВМС и руководство фирмы старались установить какой-нибудь рекорд или продемонстрировать превосходство своих «Фантомов» над другими боевыми самолетами. Так, 5 сентября 1960 г. пилот морской авиации Томас Миллер (Thomas Н. Miller) на F4H-1 (№145311) установил рекорд скорости на 500-км замкнутом маршруте – 1958,2 км/ч. Форсажные камеры «Фантома» работали непрерывно в течение 25 мин 30 с, что тоже считалось своеобразным рекордом в морской авиации США.
18 мая 1961 г. Джон Фелсман (J. L. Fels- man) попытался установить мировой рекорд скорости на малой высоте и базе 3 км. Увы, рискованный полет на сверхзвуке у самой земли завершился катастрофой. Ее причиной стала одна из особенностей системы управления самолета F4H-1F, которая работала с некоторым фазовым запаздыванием. Отклонение ручки управления вызывало желаемый эффект только через какое-то мгновение, а не чувствуя ответной реакции самолета, летчик «давал» ручку еще. Когда машина начинала отвечать, он замечал, что переборщил и инстинктивно отклонял ручку в обратном направлении. Тут летчика ожидала новая задержка. Несколько таких движений было достаточно для возникновения раскачки – колебаний с нарастающей амплитудой и выходом на большие перегрузки.
Фелсман попал в такую передрягу на высоте в полсотни метров, и шансов выжить у него не было. Однако моряки и не думали отступать. В результате доработки системы управления была снижена ее чувствительность и увеличено демпфирование, после чего 28 августа состоялся еще один рекордный полет. На этот раз F4H-1F (№145307) пилотировали летчики Хантингтон Хардисти (Huntington Hardisty) и Эрл Дэ Эш
