Первый F-14A Plus, полученный путем доработок (№ 158630), поднялся в небо 11 декабря 1986 г., а первый вновь построенный самолет этого варианта (№ 162910) — 14 ноября 1987 г. Полностью программа была реализована к концу 1990 г., а через полгода ВМС переименовали F-14A Plus в F-14В. Эти самолеты в разное время состояли на вооружении палубных эскадрилий, относившихся к Атлантическому флоту (VF-24, VF-74, VF-102, VF-103, VF-142, VF-143, VF-211).
Надо сказать, что согласно подписанному в 1984 г. контракту, программа «А Plus» рассматривалась лишь как первый этап обновления F-14. Второй этап предусматривал создание куда более совершенного варианта F-14D Super Tomcat, главной фишкой которого должно было стать современное БРЭО с цифровой обработкой данных. По оценкам разработчиков, это оборудование вкупе с мощными и надежными двигателями позволяло обеспечить F-14D превосходство над советскими истребителями 4-го поколения.
Во время реализации программы F-14D на цифровой стандарт перевели до 60 % БРЭО истребителя. Прежняя аналоговая РЛС уступила место новой Hughes AN/APG-71, унифицированной с радаром AN/APG-70, установленным на истребителе F-15E. Станция имела большую дальность обнаружения, расширенную зону перехвата, улучшенные возможности селекции целей на фоне подстилающей поверхности, а также разрешения целей в плотном строю и их идентификации за пределами визуальной видимости (впервые на самолетах ВМС США). Улучшилась и ее помехозащищенность. Кроме того, новая антенная решетка позволила использовать РЛС в моноимпульсном режиме при незначительных боковых лепестках диаграммы направленности. Появился и режим картографирования местности.
F-14D получил и новую пассивную комбинированную систему обнаружения IRSTS с ИК и телевизионным каналами с дальностью действия до 80 км. Система была способна сопровождать малозаметные цели, а также одновременно «держать под прицелом» несколько объектов. Монтировалась IRSTS снизу носовой части фюзеляжа в сдвоенном контейнере.
В состав навигационного оборудования самолета вошла инерциальная система AN/ASN-130A со встроенной цифровой вычислительной машиной LC-4516C (позже появилась AN/ASN-139 на лазерных гироскопах). Еще одним новым элементом БРЭО стал терминал объединенной системы распределения тактической информации JTIDS, позволявший обмениваться данными в скрытой и помехозащищенной форме. Работу бортового оборудования обеспечивали два бортовых компьютера AN/AYK-14. Передача данных осуществлялась по пяти шинам стандарта MIL-STD-1553B.
Кроме того, F-14D получил и другую современную «начинку», в том числе — новые катапультные кресла Martin-Baker Mk14 (NACES). К слову, такими креслами планировали оснастить все «Томкэты», но получили их только вновь построенные и модернизированные до стандарта «D» истребители. Органы управления самолетом были модифицированы в соответствии с концепцией HOTAS. Кабину оснастили многофункциональными ЖК- дисплеями.
Вооружение новых машин включало усовершенствованную ракету AIM-54C со встроенной системой охлаждения ГСН, благодаря чему удалось избавиться от довольно капризной и трудоемкой в обслуживании аналогичной бортовой системы с маслом в качестве рабочего тела.
Для испытаний по программе F-14D были модифицированы четыре F-14A. Первым из них поднялся в воздух 23 ноября 1987 г. самолет № 161865, который использовался в качестве летающей лаборатории по доводке новой авионики, включая радар AN/APG-71. Остальные машины (№№ 161623, 161867 и 162595) подключили к испытаниям в 1988 г. По их завершении разработчик заявил о своем новом детище: «Полностью обновленный F-14D имеет внутренности, которых еще не видел мир», — и это было недалеко от истины.
С учетом перспективности всех нововведений фирма рассчитывала, что F-14D обеспечит ей стабильную загруженность и позволит хоть как-то компенсировать финансовые потери прежних лет. И действительно, относительно «Супер Томкэта» флот строил довольно амбициозные планы, предусматривавшие постройку 304 новых машин и модернизацию до этого стандарта 200 ранее выпущенных. Однако времена «холодной войны» прошли, и этим намерениям не суждено было сбыться. Сначала количество новых F-14D сократили до 127, правда, увеличив заказ на модернизируемые до 400. Когда же Советский Союз канул в Лету, министр обороны США Дик Чейни вычеркнул дальнейшее производство F-14D из бюджета своего ведомства на 1992 финансовый год. В результате «Грумман» успела построить и передать флоту только 37 новых самолетов и 18 модернизированных.
На флот «дэшки» попали в июле 1992 г. Полученных 55 машин хватило для переоснащения только трех эскадрилий первой линии — VF-2, VF-11 и VF-31. Уже в 1997 г. VF-11 снова «оседлала» F-14B, передав более новые самолеты на доукомплектование двух других подразделений.
Все F-14D были укомплектованы оборудованием для использования разведывательного контейнера TARPS. О нем стоит сказать особо. В состав оборудования контейнера входили два АФА: KS-87 для детальной съемки и КА-99 — для панорамной, а также ИК-сканер AAD-5. Набор, в общем-то, нехитрый. Спроектированный для ведения разведки с малых и средних высот, он начал применяться на «Томкэтах» еще в 1981 г. Правда, до появления F-14D его могли использовать, как правило, не более трех самолетов в эскадрилье (известно об оборудовании под контейнер 65 машин с 60-й по 125-ю серию), Первыми эти разведконтейнеры получили эскадрильи VF-84 (авианосец «Нимитц») и VF-122 (авианосец «Констелейшн»).
После снятия с вооружения палубных разведчиков RF-8G «Крусейдер» весной 1982 г. «Томкэты» с TARPS стали основными «глазами» авианосных ударных групп. Кстати, такие машины часто привлекались к сопровождению советских дальних разведчиков и противолодочных самолетов, при этом они детально фотографировали все, что могли. Затем на основе этих снимков составлялись подробные каталоги каждой такой советской машины. Американские эксперты не исключают, что «Томкэты»-разведчики использовались и для наблюдения за Никарагуа в середине 1980-х гг.
«Томкэт» обладал значительным потенциалом ударного самолета, который до поры оставался невостребованным. Большая масса боевой нагрузки (более 6,5 т), серьезный радиус действия (до 1200 км при боевом патрулировании), сверхзвуковая скорость у земли, многорежимность — грех было не воспользоваться такой платформой в пору многочисленных региональных конфликтов.
Еще в 1972 г. выполнялись полеты F-14A с 18 бомбами Мк82 (калибр 227 кг) и комплектом НАР «Зуни». Но первое бомбометание с «Томкэта» флотские летчики осуществили только 8 августа 1990 г.
Ударные возможности самолета сильно ограничивало отсутствие на борту прицельной аппаратуры для оружия класса «воздух-земля». Даже добавленная в 1994 г. система, позволявшая истребителю использовать бомбы GBU-10, GBU-12, GBU-16 и GBU-24 с лазерным наведением, не давала полной автономности их применения: подсветку целей должны были обеспечивать другие ЛА. Например, 5 сентября 1995 г. пара F-14 из эскадрильи VF-41 атаковала цели на территории Сербии бомбами GBU-16. Лазерную подсветку при этом осуществляли F/A-18 при помощи станции AN/AAS-38A.