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本機被命名為「自強」（Tzu Chung），其意為「自立自強」，明顯反應中華民國在1970年代以來遭遇的政經艱困環境。 本機為傳統懸臂式低單翼主翼構型。水平尾翼為單片全動式，與方向舵均由液壓致動器動作。起落架為前三點式單輪組，鼻輪採用二段伸長式起落架支柱，以便在起飛時獲得較大升力，縮短滑行距離。機體及機翼材料主要是鋼和鎂，少部分使用石墨纖維複合材料。座艙為縱列雙座式設計，座艙罩向右側開啟，後座較前座高出30公分。
為滿足作戰需求，動力裝置選用2具美國蓋瑞特（Garrett）公司TFE731-2-2L無後燃器渦輪扇發動機，以獲得中低空、中低速至穿音速飛行時的最佳性能，並減少因單一發動機故障而失事的機率。該型發動機主要結構包括一級風扇、四級軸流式低壓壓縮器、一級離心式高壓壓縮器、反流式燃燒室、一級高壓渦輪、三級低壓渦輪等，可產生14：1的總壓縮比，旁通比約為2.7：1。TFE-731-2-2L的最大推力為1.587公斤，一般巡航（0.8馬赫，12,200公尺）推力為344公斤，整體推重比約為0.61。
AT-3上有兩具獨立的燃油供應系統，並具有「交互供油」（Cross feed）的功能，當某一具供油系統故障或受損時，另一具供油系統將會自動接替供給兩部發動機燃油。而每個燃油箱本身也具備自動防漏與封閉的功能，容量為815公升（215加侖），兩個油箱的總容量為1630公升。除了內部主油箱以外，AT-3兩翼下的內側掛架可各加掛一個568公升的副油箱，能夠有效延伸滯空的時間。
由於航空工業發展中心岡山介壽二廠於1983年才開始生產TEF731-2-2L發動機，故XAT-3一、二號原型機使用的發動機型號不明。
AT-3的航電系統主要交由於民國69年4月1日成立的介壽三廠負責。在AT-3中大部份的航電系統，包括通訊及導航設備，大都集中在前段機身中的大型航電艙中。其主要航電設備包括超高頻通訊系統（UHF），敵我識別器（IFF），戰術導航儀（TACAN），姿態與航向參考系統（AHRS），攻角指示器等等。
AT-3上同時也配備了抬頭顯示器（HUD），在選用航電配備方面，則包括雷達高度計、都卜勒雷達、前視紅外線、慣性導航系統、雷達警示接收器，以及干擾絲等等，可搭配不同作戰需求使用。
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