D-21 与 M-21 载机
正在生产线上的 D-21 与 M-21
整个设计方案看起来都很完美，但是一些设计人员却认为其存在着明显的潜在危险。由于 D-21 采用 RJ43-MA-11 冲压式喷气发动机在低速下无法工作，因此 M-21 在必须在高速飞行时才能发射 D-21，这时的 D-21 在与母机分离时要小心翼翼，躲避 M-21 那高耸的垂直尾翼，整个分离过程稍有不慎就有可能造成灾难性的后果。而 D-21 随后抛掉的机首和机尾整流罩也是 M-21 需要格外注意的对象，因为在高速飞行中任何碰撞都将是致命的。
八音机
首批 D-21 共制造了6架，用于进行各项测试。1964 年 12 月 22 日，M-21 搭载 D-21 首飞，这次飞行主要研究空气动力学和其它系统问题，并没有进行发射实验。在接下来的试验过程中 D-21 问题不断，其中一次飞行中 D-21 的机首整流罩意外破碎脱落，碎片砸坏了 D-21 的部分机翼，险些酿成重大事故。这些都迫使设计人员不断修改设计方案，原定在 1965 年 3 月发射子机的实验也被迫推迟了整整一年。1966 年 3 月 5 日，进行了 D-21 的首次发射实验，由出厂编号为 135 的 M-21 发射了编号为 503 的 D-21，不过 D-21 在发射之后仍在 M-21 母机的背上停留了几秒钟才飞出去。虽然只是短短的几秒钟，但对 M-21 的飞行员和地面上的监控人员而言这就像几小时一样漫长。凯利.约翰逊称：“这是我所见过的飞机所做的最为危险的动作。”发射后的 D-21 在飞行了几百千米后坠毁。总体而言，这次实验还算成功，但是空军和中央情报局的官员们对此却并不满意。意识到风险的凯利.约翰逊在同空军官员交换意见后，建议将 D-21 改由 B-52 轰炸机挂载发射，并捆绑固体火箭助推器将 D-21 加速到其冲压喷气发动机能够工作的速度。但是这一建议并未被立即采纳。
D-21 的机头与机尾整流罩
1966 年 4 月 27 日，D-21 第二次发射成功，虽然在飞行了 4,000 千米后因为系统故障而失踪，但是 D-21 达到了 27,400 米的作战高度和飞行速度 3.3 倍音速这些预定目标。这的确是非常令人满意的进展。这次飞行测试增强了政府对该计划的支持，并在月底与洛克希德公司签署了再生产 15 架 D-21 的合同。1966 年 6 月 16 日进行的第三次飞行测试，也是首次全程飞行测试又取得了成功，唯一的问题是侦察设备舱因为电子元件故障未能正常弹射。形势看上去一片大好，但这时隐藏的问题暴露了出来。1966 年 7 月 30 日，在第四次的发射测试中，M-21 发射 D-21 后，D-21 却不正常地向下飞行，把 M-21 母机撞成两截。飞行员比尔.帕克和发射控制官雷.特里克在飞机残骸中停留了一段时间才弹射。两人均弹射成功并降落在海面上，但雷.特里克错误地打开头盔上的面罩以至溺水死亡。
1966 年 7 月 30 日事故的连续图片
“标签”计划因这次严重事故而被迫中止，取而代之的是由 B-52H 两翼下挂载 2 架 D-21B 的“高级碗”计划。D-21 原是与 M-21 配合使用设计的，所以已经生产出来的无人侦察机不得不全部拆除重新装配。但是从低速的 B-52H 上发射，难以加速到其冲压喷气发动机能够工作的速度，为此在它机体下部加装了一部固体火箭助推器。为能够与 B-52H 轰炸机机翼下的外挂架相连接，还在它的机背上安装了挂载装置。改装后的无人侦察机被称为 D-21B，B 指的是助推火箭型（booster），而原先的则被称为 D-21A。固体火箭助推器长 13.5 米，重 6.025 吨，比 D-21 本身还大还重。推进器底部的小型尾翼可以确保其飞行时保持水平，尾翼可折叠，以防止其在挂装时擦碰到地面。固体推进剂的燃烧时间为 87 秒，推力 121 千牛。与此同时还有 2 架 B-52H 轰炸机也接受了改装，用来携带和发射 D-21B，改装后的 B-52H 在机翼下用大型外挂架更换了原先用于挂载“猎犬”巡航导弹的小型挂架。在 B-52H 轰炸机的驾驶舱的后部增加了两个独立的发射控制工作站和指挥、测控系统。机上还加装了一套天文导航系统以确保 D-21B 按照确定好的坐标发射，以减少飞行制导误差。一套温度控制系统可以使 D-21B 在发射前保持恒温状态。
D-21B，下方是固体火箭助推器
巨大的挂架
1967 年 9 月 28 日，B-52H 携带着 D-21B 进行了首次发射实验，助推器顺利点火，但是 D-21B 却从 B-52H 的外挂架上掉了下来，一头栽到了地面上。凯利.约翰逊称这次事故“十分令人惭愧”。接下来从 1967 年 11 月到 1968 年 1 月进行的三次实验没有一次取得完全成功，凯利.约翰逊命令技术人员对项目进行彻底检查。但是命运女神并没有因此而青睐他们，1968 年 4 月 30 日的发射实验再一次以失败告终之后，洛克希德公司的工程师们被迫返回到设计图纸阶段，希望能从中找出失败原因。1968 年 6 月 16 日，D-21B 的飞行实验终于获得了期盼已久的完全成功，在这次飞行中 D-21B 按照预定的高度和路线完成了飞行任务，侦察设备舱也被成功回收，但由于是测试飞行，侦察设备舱内未装备相机。但是问题并没有就此结束，紧接着的两次飞行实验又都失败了。仅在 1968 年 12 月的一次飞行实验取得了成功。1969 年 2 月在夏威夷附近的发射实验又以失败收场，但 1969 年 5 月、7 月进行的两次飞行实验又相继取得成功。
