F-106A拥有出色的可操纵性，显示出了良好的格斗潜力。为在越南使用F-106作高空掩护，建议包括喷涂战术伪装色，安装视线良好的顶盖，配备内置航炮。尽管F-106事实上从未在越南服役，增加航炮的建议还是被认真接受了。航炮并不打算在空空格斗中用来对付敌方的战斗机，而主要打算为对付敌方轰炸机提供额外的近战火力，它也被认为能有效打击低空飞行的轰炸机。
为了支持航炮计划，在所谓的神射手项目中，康维尔提出了如下方案：为F-106加装内置航炮，一台光学火炮瞄准器，以及一块视线良好的座舱顶盖。内置的20毫米M61A1加特林炮连同650发炮弹被装进了武器舱的后半部，代替了妖怪核火箭。这样，4枚AIM-4F/G“超级猎鹰仍旧能够携带。航炮系统作为一个整体安装在导弹舱的一个围栏内，突出导弹舱外的部分安装了整流罩。可以通过机身下方的突出物来识别安装有航炮的F-106A，这是航炮的排弹口。作为项目的一部分，测试了一种被称为清晰顶棚的新型座舱盖，它取消了飞行员头顶的金属隔框，显著改善了座舱视野。
1969年2月10日在F-106A 58-0795上首次进行了航炮安装试验，后来在59-092上也进行了相同试验。航炮瞄准具原型机的研发工作在廷德尔空军基地（TyndallAFB）实施。航炮只被安装在配备竖条仪表的F-106上。开火时射速被限制在4,500发/分，而在F-4E上安装时可以达到6,000发/分，这是因为受驱动炮管旋转的液压泵限制。不过，这一创新没有被应用到双座的F-106B上。由于 F-106 不再被派往越南，喷涂伪装色就没有明显的好处，上述计划于是被取消。
1960年代末期，F-106装备了新设计的翼下大容量副油箱，它经常被称做超音速油箱，因为它可以在任意速度挂载在翼下。它的容量是360加仑（美制），比以前的227加仑副油箱大50%，并且可以抛弃，尽管训练中一搬不这么做。除了短程截击任务，都要例行地挂载这种副油箱。为配合新型翼下副油箱，幸存的F-106加装了空中加油设备，受油插座被安装到座舱后的背脊上。1967年安装了首部空中加油设备。
