E-3預警機E-3的主要機載設備有雷達、敵我識別、數據處理、通信、導航與導引、數據顯示與控製6個分係統。雷達為威斯汀豪斯公司研製的AN／APY-1型S波段脈衝多普勒雷達，平板隙縫式天線裝在轉速6轉／分的天線罩內。天線罩直徑9.1米、厚度1.8米、重6.8噸，裝在後機身上4.27米的地方。天線可根據不同作戰條件把360度方位圓分成32個扇形區，選用不同的工作模態和抗幹擾措施。敵我識別器是以AN／APX-130詢問機為基礎的高方向性詢問接收式敵我識別係統，其天線在雷達天線的背麵。通信係統裝有14種高頻、甚高頻和超高頻設備，在第三批飛機上裝有三軍通用的分時數字傳輸係統。導航係統裝兩套“輪盤木馬”Ⅳ慣導係統，ANR-99奧米加導航儀，ANP-200多普勒導航儀，數據顯示與控製係統為9台多用途數據顯示與控製台，用以顯示目標與背景信息，在顯示器的下方用表格顯示目標的各種數據。顯示器還以放大32倍的倍率指揮多機作戰。數據處理係統的核心為IBM公司的CC-1中央計算機，具有存貯量大、運算速度快（每秒運算74萬次）、故障自檢和多重處理能力，最多能同時搜索、發現600個目標，並對其中200個目標進行識別和跟蹤。
E-3預警機上通常有17名工作人員，其中駕駛員4名、係統操縱人員13名。E-3能執行與地麵攔截控製中心相同的任務，實際上也是一個空中指揮所。它可直接向己方執行任務的戰鬥機發送目標的方位和高度等數據，並實施正確的引導，使己方占據有利位置。E-3在離基地1850千米處執行警戒任務的留空時間為8小時。當飛行高度為12200米時，警戒範圍為445千米。如等高中加油一次，留空時間可延長到14小時。
U-2偵察機U-2是美國洛克希德公司研製的單發動機渦噴式高空偵察機，可在21000米的高空飛行、照相、使用雷達偵察及截聽通訊。主要用於執行戰略或戰術的照相和電子偵察任務。1956年開始裝備美空軍。機長15.11米，機高3.96米，起飛重量7384千克，最大飛行速度804千米／時，最大升限2.134萬米，航程4180千米。機載設備有：8台照相偵察用的全自動照相機，能全天候工作且分辨率高，4部實施電子偵察的雷達信號接收機、無線電通信偵收機、輻射源方位測向機和電磁輻射源磁帶記錄機等。
U2於1955年試飛，1956年開始裝備部隊，主要類別A、B、C、D、R、S型。乘員1人，裝備J75-P-13B渦噴式發動機，1X7714千克推力。翼展31.39米，機長19.13，機高4.88米，最大時速692千米，巡航速度692千米/小時。爬升率25.5米/秒，實用升限21000米，最大起飛重量18597千克，作戰半徑2800千米，最大航程8000千米。繼航時間：12小時。能夠攜帶各類傳感器和照相設備，對偵察區域實施連續不斷的高空全天候區域監視。
在1960年之前，U2一直憑借高空優勢在中國和前蘇聯上空橫行。不過好景不長，1959年10月7日，解放軍剛成立不久的防空導彈部隊二營使用蘇製SAM-2低空導彈，擊落1架由台灣飛行員駕駛的美製RB-57D高空偵察機，拉開了解放軍打擊U-2的序幕。1962年9月9日，導彈二營在江西省南昌市郊區首次擊落了1架U-2，之後又於1963年11月1日，二營再次擊落1架U-2。1964年7月7日二營第三次擊落U-2。1965年1月10日，導彈一營擊落1架U-2。1967年9月8日，導彈十四營擊落1架U-2。這樣解放軍合計擊落了五架U-2，殘骸均在國內做過公開展出。當時中國地空導彈部隊隻有三個營，每個營的攔截正麵隻有幾十千米，而且主要用於保衛首都北京。麵對960萬平方千米的國土，僅靠3個營去抗擊到處飛躥的U－2，難度確實很大。解放軍為此設計了重點埋伏戰術，並取得了成功。更重要的是，第一次擊落U-2時，由於美方輕敵，解放軍沒有花什麼大力氣，但後來雙方日益激烈的鬥爭鍛煉了解放軍防空部隊。美方在U-2第一次被擊落後，很快設計了繞彎、電子幹擾、電子迷惑等戰術和設備，解放軍也不斷提高自己的實戰能力和技術，繼續取得擊落U-2的戰果。
而在前蘇聯方麵，1960年6月1日蘇聯防空軍使用SAM-2導彈首次擊落了U-2飛機，飛行員鮑爾斯被俘。飛行員的被俘使蘇聯掀起了巨大的反美輿論攻勢，為此美國從此取消了U-2在蘇聯領空的偵察任務。在這次戰鬥中，蘇聯防空軍還出動了米格-19戰鬥機和剛剛出廠的蘇-9戰鬥機進行攔截，可悲的是導彈部隊後來把一架米格-19誤認為U-2，擊落了這架自己人的飛機。