North American X-15
Đây không phải máy bay đầu tiên của quân đội Mỹ sử dụng công nghệ tên lửa nhưng hiện tại, nó vẫn là máy bay có người lái nhanh nhất thế giới. Vận tốc tối đa của nó đạt Mach 6.72, tương đương 7.274 km/h. X-15 là phiên bản thử nghiệm nhằm cung cấp dữ liệu cho Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) trong quá trình thiết kế máy bay và tàu vũ trụ.
Cất cánh lần đầu tiên vào ngày 8/6/1959, các phi cơ X-15 "nghỉ hưu" vào tháng 12/1970. Tập đoàn North American chế tạo 3 chiếc X-15 cho Không quân Mỹ và NASA sử dụng. Trong 13 chuyến bay riêng biệt, chúng đã đưa 8 phi công (bao gồm Neil Armstrong – người đầu tiên đặt chân lên mặt trăng) lên độ cao 80 km so với mực nước biển. Đây là độ cao cần thiết để thử nghiệm tình trạng của các phi hành gia.
X-15 sở hữu động cơ tên lửa Thiokol XLR99-RM-2 sử dụng nhiên liệu lỏng, cho phép nó bay nhanh gấp 6,7 lần tốc độ âm thanh. Trần bay tối đa của nó lên tới 108 km trong khi vận tốc lên cao đạt 18.288 m/phút. Loại máy bay này không thể tự cất cánh từ mặt đất. Máy bay ném bom chiến lược B-52 thả nó ở độ cao nhất định trước khi động cơ tên đưa nó lên cao.
NASA X-43
NASA chế tạo X-43 nhằm thử nghiệm các khía cạnh khác nhau của một chuyến bay siêu thanh. Nó là máy bay không người lái thuộc chương trình Hyper-X. X-43 cất cánh lần đầu tháng 6/2001 nhưng chuyến bay thất bại do động cơ đẩy mất kiểm soát. Các mẫu thử nghiệm khác có thể bay với vận tốc 10,617 km/h ở độ cao 33.528 m.
Động cơ của X-43 tận dụng nguồn không khí di chuyển ở vận tốc siêu âm, cho phép nó đạt tốc độ cao gấp nhiều lần vận tốc âm thanh. Tuy nhiên, X-43 không thể tự cất cánh. Một chiếc máy bay ném bom chiến lược B-52 sẽ thả nó ở độ cao nhất định trước khi động cơ hoạt động.
X-43 là mẫu máy bay không người lái sử dụng một lần. Chúng không thể hạ cánh dù thử nghiệm thành công hay thất bại. Quân đội Mỹ lắp đặt hàng loạt cảm biến trên máy bay để nghiệm thu kết quả. Hiện tại, không quân Mỹ đang thử nghiệm máy bay siêu thanh X-51 Waverider để thay thế X-43. Tuy nhiên, vận tốc cực đại của loại máy bay mới chỉ đạt Mach 5+.
Falcon HTV-2
Siêu tàu lượn không người lái HTV-2 ra đời theo yêu cầu của Cơ quan các dự án phòng thủ tối tân Mỹ (DARPA). Người ta dùng chúng để thu thập số liệu phục vụ nghiên cứu máy bay siêu thanh thế hệ mới. Trong hai lần thử nghiệm vào năm 2010 và 2011, nó đã đạt tới vận tốc Mach 20, tương đương 24.000 km/h đồng thời vượt qua quãng đường 7.700 km sau 9 phút hoạt động. Tên lửa đẩy Minotaur IV Lite đưa siêu tàu lượn lên cao trước khi nó tự cất cánh.
Tuy HTV-2 chưa một lần hoàn tất hành trình bay 30 phút nhưng DARPA không có kế hoạch thử nghiệm siêu tàu lượn lần thứ 3. Các chuyên gia khẳng định, dữ liệu mà họ thu thập trong hai lần trước đó đã rất lớn. Chuyến bay đầu tiên cung cấp đầy đủ thống số khí động học cùng hoạt động bay trong khi thử nghiệm lần hai ưa ra những số liệu chi tiết về cấu trúc thân và nhiệt độ. Lượng dữ liệu ấy đủ lớn để các chuyên gia phát triển một máy bay siêu thanh hoàn hảo.
Boeing X-37B
X-37B khá giống nhưng chỉ nhỏ bằng 1/4 tàu con thoi lừng danh của Mỹ và không có người điều khiển. Người ta đưa tàu con thoi mini vào quỹ đạo trái đất bằng tên lửa trước khi nó tách ra và di chuyển như một vệ tinh. Con tàu trở về trái đất theo nguyên lý hoạt động của tàu con thoi và con người có thể sử dụng nó nhiều lần.
Boeing trang bị cho X-37B một động cơ tên lửa Aerojet AR2-3, giúp nó di chuyển với vận tốc 28.044 km/h ngoài không gian. Nó ra đời theo đơn đặt hàng của NASA trong năm 1999 nhưng được chuyển giao cho quân đội Mỹ năm 2004. Hiện tại, không quân Mỹ liên tiếp thử nghiệm các mẫu tàu con thoi này ở độ cao 400 km so với mực nước biển. Mẫu thử nghiệm đầu tiên mang tên USA-212 hoạt động ngoài không gian trong 224 ngày. USA-226, mẫu thử nghiệm thứ hai, du hành trong 469 ngày. Đây là thời gian hoạt động kỷ lục của một phương tiện bay không người lái.
