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。另外增加飞行员防护装甲和弹药基数，去掉了座舱盖金属框架以改良视野，飞行员座椅后方增设了一个求生筒。最初的型号保留了 F2A…2 的大型螺旋桨毂整流罩，但很快就去掉以减轻重量。F2A…3 保留了 F2A…2 的 1200hp 赖特 R…1820…40 发动机。
增加的 302。80L 燃料容量显著增加了航程——最大航程达到了 2703。12km（1680miles），使 5~6 个小时的巡逻任务变成例行公事。但是由于重量的增加降低了性能，最高速度减少到 516。49km/h（321mph），爬升率跌落到 914。40m/min（3000ft/min）以下。许多飞行员还是较喜欢 F2A…3 而不是 F4F 野猫，但一位老资格的水牛飞行员说他决不会驾驶超重的 F2A…3 参战。
F2A…3 开始交付于 1941 年 1 月，8 月起，VF…2、VF…3 和 VS…201 都换装了 F2A…3，VF…3 不久后又换装了 F4F 野猫。
在大西洋上空，VS…201 的 F2A…3 从长岛号航母起飞执行了中立巡逻任务，随行的还有寇蒂斯 OSC 海鸥（Seagull）观测机，VS…201 的水牛一直服役到 1942 年 4 月。
在珍珠港遭袭时，VF…2 是太平洋舰队中唯一装备 F2A…3 的中队，他们执行了一些巡逻任务，唯一的作战行动是在低空攻击了一艘日本潜艇。1942 年 1 月下旬，VF…2 换装了 F4F。
海军全面换装 F4F 后，F2A…3 进入海军陆战队服役。海军陆战队一直在不断扩大其陆基战斗机中队的数量，使用水牛战斗机进行新飞行员的培训。F2A 是圣地亚哥（San Diego）和夏威夷训练中队的最初装备，在水牛机上完成培训后，新手就可以改飞 F4F 野猫了。
除了训练中队外，有两个一线中队也装备了 F2A…3，一个是 VMF…211 战斗机中队，基地位于夏威夷以南 1609km（1000miles）的帕尔迈拉（Palmyra）岛；另一个是 VMF…221，部署在中途岛（Midway）。VMF…221 在 1942 年 3 月 10 日创造了美国水牛的第一个战绩，一个四机编队击落了一架在中途岛附近侦察的二式飞艇（H8K）。VMF…211 在 1942 年 6 月 4 日参加了中途岛战役，他们的 21 架 F2A…3 和 5 架 F4F 部署在中途岛防备日本舰载机的空袭，结果在空战中几乎全军覆没，13 架 F2A…3 和两架 F4F 被击落了，几乎占了总兵力的 60％。
这场灾难注定成为美国水牛战斗机的最后一次作战。F2A…3 差劲的性能招致了来自媒体和海军的严厉批评，P。R。怀特（P。R。White）上尉说到：“我坚信，如果哪位指挥官派飞行员驾驶 F2A 出去作战，那么当战机离地时，指挥官就应该明白飞行员是回不来了。”海军陆战队对在海军将 F2A 扔到迈阿密航空站（NAS Miami）作为高教机很久后还要驾驶这种过时飞机参战尤其郁闷，中途岛之战后，海军陆战队终于可以摆脱水牛飞机，所有的 F2A 都被当作了教练机。
至少有一架 F2A…3 曾将机翼机枪替换为 Hispano 20mm 加农炮以加强火力，布鲁斯特生产了 9 副修改过的机翼，当海军决定停产 F2A 时，项目被取消。
当水牛从一线单位撤下后，都送往海军训练航空站，例如迈阿密航空站。到了后来，新出厂的 F2A…3 就直接飞往迈阿密。水牛教练机通常配备直径 30。48cm（12in）的充气尾轮，前机身右侧增加可拆卸的照相枪，座舱盖上方增加一个后视镜。战争期间的训练事故频繁发生，到 1943 年水牛几乎已经摔光了，极少数幸存的飞机一直服役到 1943 底至 1944 年初，随后被废弃，今天已经见不到美国海军的 F2A 了。
第一架 F2A…3（BuNo 01516）安装了一个实验性的增压座舱并作为 XF2A…4 原型机，但此时海军已决定不再生产 F2A 的任何型号，项目被终止。
布鲁斯特 F2A…3 性能规格表：
发动机：一具赖特 R…1820…40 旋风 9 缸单重空冷星形发动机，起飞功率 1200hp，4267。20m（14000ft）高度最大功率 900hp。
性能：最大速度 516。49km/h（321mph），8077。20m（16500ft）高度；456。96km/h（284mph），海平面。初始爬升率 697。99m/min（2290ft/min）。实用升限 10119。36m（33200ft）。正常航程 1552。69km（965miles），最大航程 2703。12km（1680miles）。
重量：空重 2146。52kg（4732lb），总重 2867。32kg（6321lb），最大起飞重量 3247。46kg（7159lb）。
尺寸：翼展 10。67m（35ft），全长 8。03m（26ft4in），全高 3。96m（12ft1in），翼面积 19。44m²；（209ft²；）。
军械：12。7mm 机枪X4，两挺在发动机整流罩上方，两挺在机翼中。
布鲁斯特Model 339…23
1941 初，荷兰采购委员会增订了 20 架水牛战斗机，由于旋风发动机的短缺，荷兰人只能接受安装 950hp 的赖特 R…1820…G5 发动机。这些飞机装备荷属东印度群岛空军，序列号 B3…167~186，公司型号 Model 339…23。
Model 339…23 可以看作是 F2A…3 的出口型，前机身与 F2A…3 一样延伸了25。4cm。荷兰航空公司 DC…3 上拆下的二手旋风发动机经过赖特翻新过后又装在了荷兰的水牛上，马力与芬兰 Model 239 相同，如今却要驱动一个超重的机身。
1942 年 1 月~3 月新机生产完毕，并船运至送到远东。鉴于远东的紧张局势，为了防止飞机落入日本人手中，船上的飞机没有安装某些重要部件。途中爪哇陷落，4 艘运输船载着 20 架 Model 339…23 和一架先前留厂测试的 Model 339D 转向到澳大利亚。1942 年春，这些飞机在澳大利亚重新组装，缺少的部件也逐渐到位。这些水牛最初装备了驻澳大利亚的美国陆军航空队（USAAF）第5空军，其中一些重新喷上了美军机徽，由于不属于美军财产，这些飞机没有分配 USAAF 序列号。
1942 年 6 月，17 架 Model 339…23 转交给皇家澳大利亚空军，分配序列号从 A51…1~17。其中 6 架配属给第 1 照相侦察单位，9 架装备防卫珀斯（Perth）的第 25 中队。1942 年 8 月到 1943 年 1 月，这些水牛担负了澳洲西部的防空任务。有一些飞机拆除了机翼机枪以减轻重量提高机动性。Model 339…23 没有参加过战斗，有两架在事故中损失，A51…2 于 1942 年 7 月在维多利亚州雷沃顿（VIC Laverton）附近坠毁；A51…4 于 1942 年 9 月 25 日坠毁于西澳大利亚州德比（WA Derby）飞行员遇难。所有幸存飞机在 1944 年初还给 USAAF 第 5 空军，随后废弃。
布鲁斯特的倒闭
F2A 的生产结束之后，布鲁斯特航空工业公司的困难愈来愈严重，但表面看起来却是生意火爆。布鲁斯特已经接到 Model 340 俯冲轰炸机的大批订单，这是 SBA 的放大型，安装一具 1700hp 的赖特旋风 R…2600 双重空冷星形发动机。英国采购委员会在 1940 年 7 月订购了 750 架 Model 340，命名为百慕大（Bermuda），荷兰政府也为荷属东印度群岛订购了 162 架类似的型号，1940 年 12 月 24 日，美国海军又订购了 140 架（后增订至 203 架），型号为 SB2A 海盗（Buccaneer）。1941 年租借法案通过后，USAAF 和海军共同承担英国订购飞机之债务。
这一系列的大笔订单需要布鲁斯特兴建比在长岛或纽渥克更大的厂房设施，并且公司本身也需要更大的总部。这次新厂址已不能再设在长岛地区，军工生产管理委员会不希望在沿海地区设立太多的工厂，因为易遭敌人的攻击。正好詹姆斯。沃克在宾夕法尼亚州（Pennsylvania）费城附近柏克斯郡有一处不动产，政府同意在此建立一个工厂并租给布鲁斯特。
1941 年 11 月 1 日，布鲁斯特又获得一个大合同：根据许可证生产沃特（Vought）F4U 海盗（Corsair）舰载战斗机，型号为 F3A…1。但布鲁斯特在百慕达、海盗和 F3A…1 的生产上都产生了延误，导致在 1942 年 4 月 18 日海军暂时接管公司，乔治。韦斯特维尔特（George Westervelt）上尉在布鲁斯特管理层改组时临时负责管理。一个月后的 5 月 20 日，布鲁斯特组成了新董事会，董事长查尔斯。范度森（Charles Van Dusen）。
不幸的是，改组后的公司运气反而越来越差。此时专业的俯冲轰炸机已经失去了光彩，像是伏尔梯（Vultee）的复仇者（Vengeance）和布鲁斯特的海盗已�