在接下来试飞中涂成白色的 XF-92A
根据官方资料，XF-92A 由试飞员山姆•香农驾驶，于 1948 年 9 月 18 日完成首次试飞。随后比尔•马丁也加入试飞的行列。在试飞当中，二人均发现，XF-92A 的操纵响应相当灵敏。1949 年 7 月 26 日，康维尔公司承担的试飞任务结束，XF-92A 交付空军继续进行评估。军方试飞员之一就是后来突破音障的，另一位是弗兰克•K•埃文斯特。根据空军的试飞结果，XF-92 相当容易操纵，但当速度达到 M0.9 时飞机极度稳定，这对于战斗机而言是不合适的。同时试飞发现，XF-92 无论如何都无法在平飞中超过音速。最初以为是发动机推力不够，于是在 1951 年，该机换装艾利森公司的 J33-A-29 加力式涡喷发动机，加力推力 3,400 公斤。同年 7 月 20 日，耶格尔驾驶改装后的 XF-92A 再次试飞，但却发现新发动机对于飞机速度提高影响甚微。更倒霉的是，J33-A-29 发动机维护性极差，使得 XF-92A 在接下来的 19 个月里只飞行了 21 次。1953 年 4 月 9 日，XF-92A 再次换装推力达 3,810 公斤的 J33-A-16 发动机。之后，该机由哈斯•斯科特•克罗斯菲尔德驾驶，为 NACA 进行三角翼气动特性的试飞。结果显示，三角翼在高速飞行时翼尖气流具有强烈的分离倾向（附面层向翼尖堆积所致）。NACA 建议加装翼刀以期部分地解决这一问题。
1963 年，XF-92A 在电影《飞行员》中曾扮演米格-23
1953 年 10 月 14 日，XF-92A 在着陆时失事，起落架断裂，机体严重受损。由于已无修复价值，XF-92A 就此退出现役，此时共完成 118 次试飞，计 62 小时。
1953 年 10 月 14 日，XF-92A 在着陆时失事
尽管 XF-92A 在航空史上籍籍无名，但在其短暂的服役生涯中，却取得了相当多的有效数据，为后来的三角翼截击机 F-102 和 F-106 奠定了坚实的基础，开创了康维尔三角翼战机的时代。
北美空防的基石——F-102“三角剑”
40 年代末，由于错误的判断苏联的战略轰炸力量，美国空军感受到极大的本土防空压力。为了替换已经过时的 F-94、F-86D 等老一代截击机，美国空军于 1949 年提出了研制新型高空高速截击机的要求，这就是“截击机 1954”工程。这一工程的大致情况在中已有涉及，这里不复赘述。
作为“截击机 1954”工程的核心——研制飞机主体的 MX-1554 项目，于 1950 年 6 月 18 日正式提出招标。其基本目标是研制一种超音速全天候战略截击机，专用于本土防空，以对抗日渐壮大的苏联战略轰炸机部队。到 1951 年 1 月，空军共收到 6 家公司的 9 个投标方案，包括：共和飞机公司 3 个，北美飞机公司 2 个，钱斯•沃特、道格拉斯、洛克希德和康维尔 4 家公司各 1 个。最后只有康维尔和共和的方案进入早期发展阶段，前者被赋予 XF-102 的设计编号，共和的方案则称为 XF-103。
共和的 XF-103 设计极其新颖大胆，其设计平飞速度超过 M3，实用升限达到 24,384 米，期望能以此打动美国空军。然而这一指标即使在今天来看也是相当惊人的，对于在 50 年代初研制的飞机来说，已经远远超过的当时技术水平的极限，因此 XF-103 的失败在其设计之初就已经注定了。
XF-103 全尺寸模型
康维尔的 XF-102 设计同样先进而不保守，但却是建立在踏实的技术基础上的——研制 XF-92 的过程，及其试飞所获得大量数据、经验，都为新一代截击机的诞生做好了准备（然而即便如此，XF-102 的发展道路依旧崎岖坎坷，以至几乎下马）。出于慎重和降低风险的考虑，康维尔采用了很多 XF-92 的原始设计。实际上，XF-102 几乎就是 XF-92 的放大版。从外观上看，两者之间的主要区别是进气道。XF-92 采用机头进气，XF-102 则采用两侧进气，留出机头安装雷达的空间。XF-102 的标准武器是挂在机腹武器舱内的 6 枚 GAR-1“猎鹰”空空导弹——值得一提的是，“猎鹰”导弹后来在越南战场上无一命中，全部报废。
由于发动机研制进度跟不上，空军同意康维尔在第一架 YF-102 上装用威斯汀豪斯的 J40 发动机，而后继机则装用瑞特公司的 J67（该发动机实际是根据英国布里斯托尔公司许可证生产的“奥林巴斯”发动机）。根据当时的计算，J40 发动机可以驱动 YF-102 在 17,069 米高度达到 M1.8 的速度，而 J67 则可以令该机在 18,898 米高度达到 M1.93 的速度——就后来的事实来看，这个估算显然太乐观了。实际上 YF-102 在接近音速时阻力远远超过计算值，使得该机最后甚至连音障都无法突破。
首架 YF-102A 原型机 52-7994
为了加快“截击机 1954”的进度，空军决定在 YF-102 发展阶段引入“库克•克莱治”方法（该名称取自两位发明者的姓氏：劳伦斯•C•克莱治和奥维•R•库克），即略过原型机发展阶段，一开始就以预生产型进行低速生产并投入试飞工作，由于试飞飞机数量增多，试飞进度快，发现问题早，从而大大加速了飞机研制进度。但这种方法有个严重问题，即只有对确定将要装备的飞机才有效，而那些中途下马的项目将因为生产了为数不少的预生产型而造成巨大浪费。不过，在当时的人们看来，F-102 脱胎于已经过试飞验证的 YF-92，估算性能也相当出色，其研制风险相当低，因此一开始就全力投入预生产型的制造和试飞，以节省时间。
YF-102A 8-82 型三面图
到了 1951 年 11 月，MA-1 火控系统和 J67 发动机都已经确定不可能按时交付，空军遂决定采用现有设备装备正在研制中的 F-102，并赋予正式设计代号 F-102A；MA-1 和 J67 则用于日后装备改进的 F-102，即 F-102B（后来该机被重新命名为 F-106，详见后文）——就这点来说，F-102 和 F-106 的关系很象是我们的 和歼-8I 的关系。由于这一变故，F-102A 的火控系统改用休斯公司的 E-3（后改称 MG-3），但动力问题却颇令康维尔公司挠头。尽管 J40 是 1951 年时美国现役发动机中推力最大的，但仍不能驱动 F-102A 达到预定的性能指标——特别是速度。美国空军当局和康维尔显然都尚未意识到飞机在跨音速区还有他们没有了解的规律在发生作用，仍然认为是发动机推力太小所致，于是空军决定为 F-102A 换装预定于 1953 年投产的普拉特•惠特尼公司 J57 涡喷发动机。