随着为降低振喘和解决加力燃烧室重新点火的事项而对发动机做出修改,加上更长的Type II型延伸分离盘(于F-101A 53-2419号机上进行测试,并安装在第12架生产型机体上),使得飞机能够进行大攻角机动,一系列更严重的问题出现了。气流经过主翼,然后扰乱了经由高处平尾上方的气流。失去了俯仰控制能力,机鼻就会直接仰起,最后导致飞机进入无法改出的螺旋。麦克唐纳的F-4鬼怪II同样于大攻角下使用升降舵(平尾)而非尾舵时出现失控和上仰的情况----这种潜在的致命现象有时被称为“鬼怪事物”。在英国,格洛斯特的标枪采用三角翼和高T型垂尾设计,也遇到了相同的困难,1956年服役时,驾驶飞机进行垂直机动是被禁止的。
当利特尔于1.2马赫速度下进行转向、测试发动机的失速问题时,F-101A的上仰倾向就出现了。它看起来更容易发生在高空,那里,挂载副油箱的飞机已经于一个靠近俯仰或操纵杆倒退失速点的攻角下保持着升力。它也会发生在飞机最后的进场降落期间,那时,飞行员试图增大仰角来达到空气动力学上的减速效果。如果飞机笔直地仰起,结果就是发动机压缩叶片的失速,最后导致发动机进气道喷火。
麦克唐纳展开了一个应急项目,来寻找解决这种失效问题的办法。很明显,随着攻角的增大,使得机鼻上仰,飞机的升力中心前移,而这种相对较小的后掠翼特别容易受到俯仰现象的影响。同样随着攻角的增大,翼尖涡流沿后掠翼逐渐向内移动,最后在内侧主翼上形成一个复合涡流,增加了对尾翼的干扰,导致其无法进行俯仰控制。直到兰利的美国国家航空咨询委员会(NACA)展开一系列紧张的风洞测试后,这些问题才被清晰地认识到。
作为部分解决方案,其它的尾部布局和垂尾也被考虑过,但是经美国国家航空咨询委员会在艾姆斯(Ames)的风洞进行更多测试后,其结果显示类似布局的长机身、高T尾的洛克希德F-104星战斗机存在相同的上仰倾向,需要重新设计才能解决。
F-101A-30-MC 54-1460展示了巫毒的基本配置,4门航炮和5个油箱占据了机身于主翼内侧前缘的绝大部分,把发动机安装在机身下方也简化了维护。此机后来于1957年8月换上了美国空军首支巫毒作战单位的红尾巴涂装----27TFW联队522TFS中队。它之后被转交给英国伍德布里奇和本特沃特斯的81TFW联队,改成RF-101G侦察机后加入阿肯色州空中国民警卫队154TRS中队,并在那里从1968年服役至1972年6月,退役后被送往戴维斯.蒙森基地的飞机维护与再生中心,1975年4月拆毁。
美国空军的测试计划于1954年11月开始,负责人是空军试飞中心的主管斯坦利.霍尔特纳(Stanley Holtner)准将。当战略空军司令部意识到轰炸机护航是不切实际的之后,他们对F-101的看法也发生了转变。在利特尔完成首飞的同一天,战略空军司令部取消了他们的订单。1955年,战略空军司令部把RF-101项目转交给战术空军司令部,后者欣然接受,并把F-101A视为新的战术核打击力量,这种力量已经发展成为一种提供更广泛防御措施的手段,而不像战略空军司令部那样派出一批轰炸机或发射一堆导弹。
美国空军同样开始根据防空司令部WS-217A项目的要求将这种飞机考虑为一款远程截击机,因为F-104已经被证明是不合适的,所以这最后衍生出了双座型、带导弹的F-101B截击机。笔直的拦截线路似乎不会引发一架F-101在机动时可能会出现的危险。
当美国空军飞行员对这种飞机的测试进入第三阶段后,上仰的问题贯穿整个1955至56年,并开始威胁到F-101的未来。约翰.杜兰(John Dolan)驾驶53-2437号机身亡,当时,他在爱德华兹基地上空35000英尺处进行首次验证飞行时遇到严重的上仰情况,最后进入水平螺旋。低速飞行时也会发生上仰,甚至连鲍勃.利特尔从兰伯特机场起飞时也差点出现这种趋势。韩战王牌朗尼.摩尔(Lonnie Moore)于佛罗里达州埃格林基地升空进行自己的首次验证飞行时在起飞过程中机鼻旋转过度,高高仰起,结果坠机身亡。麦道试飞员比尔.罗斯驾驶53-2419号机时也发生了机鼻上仰,但他安全跳伞了。
在2架F-101上经过了200次螺旋测试,麦克唐纳建立了一道防上仰和改出的流程,可是无论什么情况下,只有高度条件满足才可行。当时的飞行员们认为弹射座椅在9000英尺高度以下是不可靠的,放出减速伞通常也是必要的,但它在240节速度下会自动脱落。如果有足够的高度,控制装置的中和就可以解决偏航、侧翻和旋转问题。但是从30000英尺高度开始的螺旋要掉至12000英尺才能改出,或者从10000英寸高度开始的螺旋要掉至6000英尺才能改出。飞行员们被告知要温柔地进行操作,以避免攻角的突然增大,而且要求在这种情况下把操纵杆向前压到底。超音速飞行时,这种情况发生得很快,而且完全没有预兆。
长期的解决方案由失速警告系统提供,就像F-101的自动飞行控制系统(AFCS)技术员尼尔.伯德(Neil Byrd)回忆道的:
“在一定的攻角下会出现警告(一盏黄灯),并于座舱内发出警告声(像电喇叭一样),此外,在一定的角度下,自动飞行控制系统会不顾飞行员的反应,自动让操纵杆前倾。这看起来像是一个十分激进的解决方案。当飞机进入上仰状态时,唯一的解决方案就是放出减速伞,并希望有10000英尺的高度差来让他恢复。”
