在上世纪50年代中期的冷战高峰时期，出于对苏监视和战场的需要，美国研制了一种高空侦察机，也就是洛克希德公司的U-2“蛟龙夫人”（Dragonlady）。U-2在随后的对苏飞越战略侦察任务中收获颇丰，获取了大量情报，但1960年随着一架U-2被击落，飞行员被俘，对苏飞越侦察戛然而止。但是这次事件只是U-2职业生涯的开始，经过持续不断的现代化升级，U-2至今仍是一种重要的侦察机。

高空飞行的NASA ER-2，保持了U-2早期型号的座舱布局

F-104的长翼兄弟

　　20世纪50年代初，冷战已进入第一个高峰。苏联氢弹在1953年8月的试验成功以及先进“野牛”喷气式战略轰炸机的服役，将在很大程度上抵消美国的核大棒战略，为此美国急需一种先进侦察机来执行对苏战略侦察的高危任务。这种任务从冷战之初就已经开始，但随着苏联国土防空军战斗机性能的增强，由轰炸机和运输机飞越苏联领空执行的侦察任务变得越来越危险。

米亚-4“野牛”轰炸机

　　1953年，美国空军向贝尔、费尔柴尔德、马丁公司发布了新型高空侦察机招标，项目代号“秃鹰”。最后马丁提出的RB-57D赢得竞标，该机是B-57“堪培拉”轰炸机（英国电气“堪培拉”轰炸机的特许生产型）的加长翼展型，具有低成本优势。

RB-57D

　　洛克希德公司虽然被排除在这次竞标之外，但总工程师克拉伦斯·A“凯利”约翰逊认为自己能拿出比竞争对手更好东西。约翰逊和他的团队设计出了CL-282高空侦察机方案，该机基本上是洛克希德F-104“星际战斗机”的加长翼展改型，并拆除了所有不必要的东西。CL-282能以925公里/小时的速度飞行在21340米高空，航程为4800公里，一次拍摄320公里宽4000公里长的地面照片，清晰度足以分辨出地面上的每个人。

基于F-104的CL-282方案

　　约翰逊在1954年5月向美国空军提交了CL-282方案，但军方并不感兴趣。但是柳暗花明，同月美国总统艾森豪威尔批准成立一个高级别“技术能力小组”，研究包括情报收集在内的国防技术新方向，该小组却对CL-282表现出异乎寻常的热情，结果在1954年11月24日，艾森豪威尔授权中央情报局（CIA）主导研发该机，并在1954年12月9日与洛克希德公司签订了初步合同。

“感光板”与“理想主义者”

　　项目获得了“感光板”（AQUATONE）的保密代号，F-104的长翼兄弟则被称为“理想主义者”（IDEALIST）。中情局为这种侦察机的未来使用制定了一个掩耳盗铃的办法，虽然飞行员都将来自美国空军，但需要先办理退役手续才能驾驶该机，这是因为该局认为文职飞行员万一在苏联上空被击落将不会那么具有挑衅性。当然这些飞行员完成在中情局的工作后可以返回空军重新服役，服役时间也会得到积累。此外中情局甚至考虑过招募外国飞行员，这个想法最后被证明不切实际。

　　美国空军随后也对“感光板”项目产生了兴趣，试图夺取主导权，但被艾森豪威尔否决，只是答应以后空军将获得自己的U-2中队。

　　中情局项目负责人是理查德·比塞尔，是毕业自耶鲁大学的一位经济学家。作为一名管理和组织型人才，比塞尔坦承自己对飞机一无所知，给予洛克希德宽松的研发环境。为了保密该项目成立了自己的办公室。

约翰逊与F-104

　　在洛克希德公司，出于保密要求，“凯利”约翰逊团队在独立的“臭鼬工厂”内进行飞机研发。这个奇怪的名字来自当时美国家喻户晓的动画片《Li'l Abner》，里面有座酿制“基卡普快乐水”（Kickapoo Joy Juice）的有毒“臭鼬工厂”，洛克希德之前已经在秘密飞机项目的研发中使用了“臭鼬工厂”方式。

　　新机现在正式成为中情局第341号项目，被工程师们称为“天使”，名义上是国家航空咨询委员会（NACA）的高空气象观测平台。

　　1955年7月21日在瑞士日内瓦举行的首脑会议上，艾森豪威尔提议美苏两个超级大国之间采取“开放天空”政策，双方侦察机可以在对方领土上进行侦察飞行，互相确保不在秘密准备核战争。这是一个大胆的提议，但令苏联无法接受，于是美国决定单方面对苏联实施秘密侦察。

　　距项目被正式被批准后还不到一年，第341号项目原型机就在1955年7月25日做好了交付准备。该机已经与最初的CL-282大不相同，不再与F-104有太多相似之处，并被赋予了U-2的正式编号，U通常是美军轻型通用飞机的前缀代码，用于掩盖其侦察机身份。U-2原型机被拆解后由两架C-124运输机运往内华达州格鲁姆湖的一个秘密地点准备试飞。

U-2原型机

　　这个地点就是格鲁姆湖干湖床，位于内华达沙漠的偏远部分，属于核弹测试靶场，远离民众实现。这个地方的官方名称是“51区”，但内部人士更喜欢称其为“牧场”。1955年7月29日，洛克希德试飞员托尼·莱维尔开始驾驶原型机进行滑行测试，巨大的机翼给测试造成很大困难，因为速度一起来U-2就想飞入空中，结果在第三次滑行测试中该机一下子就跳到空中，并顽固地不肯下降。莱维尔最终设法推杆降落，重触地导致前起落架爆胎。U-2的正式首飞发生在8月1日，莱维尔驾驶该机爬升到中等高度，飞机仍不想降落，但积累经验后的莱维尔最终顺利完成了降落。

完成试飞后降落格鲁姆湖干湖床的一架U-2

　　U-2的试飞并不容易，因为该机在前所未有高度上飞行，很难操纵，为普通飞机设计的一些机载系统在这种高度上的工作效果也不佳。U-2在其巡航高度处于其飞行包线的危角，巡航速度非常接近失速速度，此外该机的结构非常轻巧，俯冲之类的激烈机动会撕裂机身，飞行员还必须以机鼻扬起的姿态缓缓降落。由于超长机翼，该机在起降中对侧风非常敏感，机翼产生的巨大升力也使降落变得很困难。从好的方面来说，正是这幅机翼使U-2可以爬升到前所未有的高度。