由 NC-141A 拖拽起飞中的 F-106
拖拽升空后的 F-106
机鼻的拖曳装置
F-106B
F-106B（8-27 型）是三角标枪的一种双座教练战斗机。1956 年 8 月 3 日订购了 63 架这种机型。这种飞机已开始被有意设计为纯粹的教练机，最初编号为 TF-102B，后来才重新编号为 TF-106A。空军最终选择了 F-106B 的编号，1956 年 8 月明确说明双座机型要具备全部空战能力。
为了避免同时进行的“三角剑”教练机版本 TF-102A （并列双座）所遇到的问题，于是选择了串列双座布局。两名机组人员坐在一个大型的单个蚌壳式舱盖内。为了安排后座舱，取消了一个燃料箱，减少了载油量，同时还将一些航空电子设备移到了武器舱。F-106B 的外形尺寸与 F-106A 完全相同。F-106B 装备了休斯 AN-ASQ-25 火控系统，它相当于 F-106A 的 MA-1，并且拥有相同的武器配备，包括容纳在内部武器舱的 4 枚“猎鹰”空空导弹，加上一枚携带核弹头的“妖怪”火箭。
拥有全部作战能力的 F-106B
F-106B 的采购包含在第三份 F-106A 合同内，但是 1957 年 6 月 3 日 F-106B 的最后合同没有敲定。
1958 年 4 月 9 日进行了 F-106B（57-2507 号机）的首次飞行。首批下线的 8 架飞机被临时编号为 JF-106B，用作飞行测试。首次交付在 1959 年 2 月完成，然而，F-106B 遭遇到了和单座的 F-106A 相同的发展问题，1960 年 7 月前都未宣告完全就绪。
首批下线的 12 架 F-106B 一开始被用于测试，不过它们最终被提升到了 F-106 其余机群的标准。
最后一架 F-106B 完工时被称为 8-32s 型，装备了改进型 MA-1 火控系统、超音速弹射座椅、垂直航拍设备显示面板、修改了弯曲度的 8-29 型机翼，还有 230 加仑（美制）的翼下油箱。
F-106B 的生产在 1960 年 12 月结束，交付了最后两架飞机。
F-106B 参与了 F-106A 的全部改进计划，这是因为两架飞机十分相似。和 F-106A 一样，F-106B 最初由 J75-P-9 涡喷引擎提供动力，后来换装了更强劲的 J75-P-17。全部 64 架 F-106B 安装了康维尔新的两级点火超音速弹射座椅。康维尔超音速弹射座椅在 1960 年代替带了韦伯零-零弹射座椅，但 F-106B 从未在武器舱安装过航炮。
防空司令部和空中国民警卫队的每一个中队都装备了双座的 F-106B，用来进行战斗技能训练和核查。它们也完全能胜任截击任务。
NSAS 的 F-106B
这张著名照片拍摄于 1961 年 3 月 22 日，地点是 NASA 兰利研究中心，水星计划的首批七位宇航员接受训练，背后是 F-106B 58-0158 号机。他们可能是最著名的 F-106 飞行员。左起分别是：斯科特•卡彭特、戈登•库珀、约翰•格伦、维吉尔•格里瑟姆、沃尔特•席拉、阿兰•谢泼德、唐纳德•斯雷顿
两架 F-106B（57-2507 和 57-2516）被提供给 NASA 用作系统发展飞机。它们被重新命名为 NF-106B，并被分别赋予 N607NA 和 N616NA 的民用注册号码。
1966 年 10 月，F-106B 57-2516 抵达刘易斯研究中心，它分配到了 616 的 NASA 编号。它被用于超音速运输机引擎的研发，后来在翼下加装了两台长 25 英尺的 J85-GE-13 加力涡喷发动机。1979 年 1 月，616 被转到位于爱德华兹空军基地的戴顿飞行研究中心，重新编号为 816。这架飞机后来被租借到兰利研究中心，在那里于 1979 年对它进行了改进，用来评估飞行器遭雷击的影响。
安装附加引擎的 616 号机
进行雷击试验的 816 号机
1988 年，它安装了兰利设计和制造的机翼前缘涡流发生器，进行先进技术战斗机（ATF）项目。这架飞机于 1991 年 5 月 17 日退役，它在 3 月 5 日从弗吉尼亚的兰利空军基地起飞，完成了最后一次飞行。这架飞机现在陈列在汉普顿的弗吉尼亚航空航天中心。
1981 年 3 月， 序列号为 59-0123 的一架 F-106A 被转到 NASA 的兰利中心，作为 816 的备份。
F-106B 57-2507 号机于 1972 年 9 月抵达刘易斯中心，在那里它分配到了 607 的编号。它被用于太阳能电池和海洋颜色扫描测试，后者被用来水体和土地质量评估。1981 年 5 月，607 被转到兰利中心。1984 年它被切成两半，进行全尺寸机翼的风洞测试。
F-106B 59-2545 号机于 1985 年 1 月 30 日，作为一架不具飞行能力的航空器用于不同测试。
F-106B 57-2513 号机被得克萨斯凯利空军基地的圣安东尼奥航空后勤中心用于洛克维尔 B-1 的追踪机。
F-106C/D/X
F-106X（8-28/8-29 型）设计于 1956 年，作为“三角标枪”后继型。它采用鸭翼的三角翼布局，由 JT4B-22 涡喷发动机提供动力，使用矩形进气道。它被看作是洛克希德 YF-12（后来的 SR-71）的替代选择，同样具有下视/下射功能的火控系统，碟状雷达天线直径 40 英寸。F-106X 具有 5 马赫的速度，相对于自身所处的时代性能是极端先进的。
该项目不久被重新编号为 F-106C/D，C 是单座版，D 是双座版。当时空军曾考虑装备 350 架这种型号的先进截击机，但是 F-106C/D 项目于 1958 年 9 月 23 日被取消。
随着 8-28/8-29 型的取消，两架生产型 F-106A，57-239 和 57-240 号机的机鼻加长了 5 英尺，来安装供测试的新型雷达。它们被重新编号为 F-106C。实际只有 57-239 号机飞行过，安装新的机鼻后在 1959 年完成了 10 次飞行。这架飞机在后来的疲劳测试中损毁。57-240 号机最终被改回了标准的 F-106A 构型。