1986年4月15日夜：“黄金峡谷”空袭战役进入高潮
美军此次行动的主要意图是，使用数量不多的突击飞机，在夜间利比亚方面比较麻痹的时候发起行动，超低空飞行，通过利比亚防空导弹部队雷达场和火力系统盲区，突然而秘密地接近早已选定的攻击目标，使用破片式航空炸弹和集束炸弹（当时刚研制出的高精武器），对地面目标实施集中精确打击。行动时，美军特别组织第6舰队特种飞机编队和其他兵力，全力协助突击编队成功、安全突破利比亚防空系统。
1986年4月14日21点至21点30分，美军24架F-111歼击轰炸机、5架ＥF-111电子干扰机、18架KC-135型、10架KC-10型空中加油机，从英国本土起飞。由于法国和西班牙政府拒绝开放空中走廊，美英战机无法直接通过，只好经比斯开湾，沿葡萄牙沿岸、直布罗陀海峡、地中海中部飞抵的黎波里地区，行动后原路返回。当时，很少有军事专家会预测到F-111歼击轰炸机能在空中多次加油，顺利完成如此远距离的飞行“马拉松”，仅此一点就似乎是绝对不可能的。事实上，美军F-111歼击轰炸机飞行员在1986年4月“黄金峡谷”行动中，创造了飞行耐力方面的世界纪录，要知道，仅在F-111战术轰炸机狭窄的座舱中停留14个小时就已经是非常了不起的成绩了。
F-111歼击轰炸机编队在飞抵利比亚沿岸200-300公里时，开始降低飞行高度，直至100米以下，之后分散行动。6架F-111以50-60米的超低空飞行，顺利地从利比亚防空导弹部队雷达场和火力系统的缺口中滑进，从南部方向对贝西纳军用机场和的黎波里市阿普皮耶兵营、军用机场、西迪比拉尔港进行打击。其余歼击轰炸机采用“小队飞行纵队”战斗队形，平均6架飞机，以1.5分钟的间隔，从北部方向飞抵利比亚首都上空，发射1000磅重的ФАБ-1000破片式航空炸弹和专门用于摧毁地下防护目标的特种炸弹，轰炸卡扎菲可能的藏身之处。有一个小队6架F-111轰炸机未能完成突破任务。
4月15日0点30分至1点，两个A-6、F/A-18歼击强击机编队，分别从“美国”号和“珊瑚海”号航母上起飞，每队4-6架飞机，从低空攻击班加西地区的目标。
为保障F-111轰炸机、A-6强击机、F/A-18歼击机在6-8分钟内突破利比亚防空系统，在战机飞临预定目标之前，美军实施了主动干扰。在1-2分钟之内，美军火力压制飞机编队发射“哈姆”反辐射导弹，攻击利比亚防空导弹部队和无线电技术部队的无线电电子设备。同时，美军无人机在中空飞行，以吸引利比亚防空部队战斗班组的注意力，诱使利比亚导弹发射阵地雷达开机。E-2C“鹰眼”预警机则进行空中雷达控制，从希腊起飞的RC-135战略侦察机则负责4月14日22点40分至15日7点30分的空中侦察任务。
事实上，美军航空兵对的黎波里和班加西的空中打击是同时进行的，攻击方向也完全相同，分别从陆上和海上两个方向。16架F-111歼击轰炸机对既定目标实施轰炸之后，于4月15日10点30分至11点先后返回英国基地，1架F-111战机于4月15日9点在西班牙罗塔空军基地降落。参与第一波次打击任务的美海军舰载航空兵飞机，于4月15日3点至4点，先后全部在各自航母上降落。
3个小时后，美军第6舰队航空兵企图进行第二次，之后是第三次空袭，但未能奏效，全部被利比亚防空导弹部队集群比较有组织的、坚决的行动所破坏。尽管如此，美军现代化的F-111歼击轰炸机还是再次对的黎波里目标进行了攻击，但战斗效率相对较低，大部分轰炸都偏离了目标，一半以上的炸弹没有爆炸。
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