2001 年 6 月，X-43A 在第一次试飞中由于助推火箭偏离航线并出现翻滚被控制人员在空中紧急自毁。这次惨重的失败，让 X-43A 的试验计划大大延迟。直到 2004 年 3 月 27 日，X-43A 才开始了第二次试飞。B-52 载机在离太平洋海面大约 12,000 米的空域投下了“包裹”着 X-43A 的助推火箭，随后助推火箭迅速爬升至 28,500 米的高空。这时，X-43A 从火箭中分离出来，依靠自身的超音速燃烧冲压发动机工作了大约 10 秒钟，最高速度达到 8,000 公里/小时，相当于 7 马赫，已经超过了使用火箭动力的 X-15A-2 试验机创造的 6.72 马赫。这之后，X-43A 发动机停转，并在空中自由滑翔飞行约 6 分钟后，按预定计划坠入加利福尼亚州附近的太平洋海域。X-43A 的试飞成功具有划时代的意义，由于不象使用火箭发动机的飞行器那样必须携带所有的燃料和助燃剂，采用高超音速冲压发动机的飞行器不仅能够减小自身体积，还能够提高飞行器有效载荷量。如在军事应用中，与 X-43A 类似的飞行器将能携带更大重量的打击武器，其小巧的体积也让敌方防不胜防。
携载 X-43A 的助推火箭与载机 B-52 脱离
助推火箭发动机点火
X-43B 将于 2010 年以前试飞，与 X-43A 不同它将采用涡轮发动机和吸气超音速燃烧冲压发动机的组合动力。这种新颖的组合动力可以自动调整使用那种推动力以使飞行达到最佳速度：当飞机的速度只有两倍音速左右时，飞机借助涡扇喷气发动机前进，这同普通飞机没有两样；当飞机在以高超音速飞行时（5 至 15 马赫），它就开始利用吸气超音速燃烧冲压发动机推进。X-43C 则用来验证装有超音速燃烧冲压发动机的飞行器从 5 马赫加速到 7 马赫时的自由飞行性能和超音速燃烧冲压负电荷的性能，其采用的发动机具有普通冲压发动机和超音速冲压发动机的两种工作模式，预计将于 2008 年进行试飞。X-43D 的研制工作也在进行中，它将装备一种冷却氢气燃料的双模式超音速冲压喷气发动机，可将 X-43D 的速度增加至 15 马赫。
X-43A 三视图
X-44
X-44 是由 NASA 和美国空军联合提出的，其名称为“多轴无尾飞机”（MANTA）。X-44 将用一架 F-22 原型机改装，将其水平尾翼和垂直尾翼拆除，机翼换成三角翼，即取消所有的气动控制面，只使用多轴推力矢量系统来提供所有的飞行控制。X-44 将于 2006 年开始试飞，有可能作为洛克希德.马丁公司提出的 FB-22 战斗轰炸机的试验平台使用。
X-44 想象图
X-45
X-45 是 DARPA 和美国空军联合提出的一项先期概念演示计划，其主要任务是用来验证无人作战飞机（UCAV）的技术可行性，以更快、更高效的应付 21 世纪的全球突发性事件。X-45 无人作战飞机具有低探测、维护方便、执行任务费效比高等诸多优点，预计首批 12 架 X-45 于 2008 年具备初始作战能力。
2002 年 5 月 22 日，第一架 X-45A 在爱德华兹空军基地完成了首次试飞。飞行总共持续了 14 分钟，X-45A 的其飞行速度达每小时 360 公里，飞行高度为 2,280 米。X-45A 的此次飞行不仅标志着美国 UCAV 计划取得了初步的成功，也让波音公司在 JSF 项目失败后获得了一次鼓舞人心的胜利。X-45A 的无尾翼设计借鉴了于 1996 年首飞成功的 X-36 无人试验机的设计，两种机型的机翼外形十分相似，如机翼边缘控制面和偏航向矢量排气喷管等。不过两者还是有很大区别的，如 X-45A 就要比 X-36 大许多，而且后者不具备自动驾驶能力（注：X-45A 采用“人在回路”（Man-in-the-Loop）控制，在其进入飞行的关键阶段进行人为监控，这些工作可以在地面/舰船站、F-15E 和 F/A-18F 等攻击机或 E-3 和 E-8 指挥控制机上进行。）。X-45A 动力为一台霍尼维尔 F124-GA-100 涡扇喷气发动机，其进气口置于飞机的上方。X-45A 机身内部有两个武器弹舱，其中一个携带试验设备，另一个则挂载一枚 450 千克中的 JDAM 炸弹或者 6 枚 113 千克炸弹。X-45A 的试验将在 2004 年达到顶点，届时将演示多机控制、协调飞行、无人机间的通信、途中改变任务、合作瞄准和武器投放。
X-45B 没有进入实质性的研制阶段就被取消了，取而代之的是 X-45C。X-45C 型无人机的最大起飞重量为 16 吨，远远超过了 A 型机的 6.8 吨，机长也由 A 型的 8.08 米增加至 11 米，翼展则为 14.6 米。由于重量大幅增加，X-45B 采用了通用电气公司强劲的 F404-102D 发动机。X-45B 也有 2 个内置武器舱，可携带两枚 750 千克重的 JDAM 炸弹。根据研制计划，X-45C 将在 2006 年首飞。
X-45A
第一次进行投掷制导炸弹试验的 X-45A
X-46
X-46A 是波音公司为美国海军研制的海军型无人作战飞机（UCAV-N），它将与诺斯罗普.格鲁门公司的 X-47A 争夺美国海军的这项合同。X-46 将用来验证无人机是否能在航空母舰上进行起降，并完成监视、压制敌防空和纵深攻击任务。
X-46A 与 X-45A 很相似，大约 10.4 米长，翼展 13.4 米，可携带 1,200 千克重的武器弹药，航程要求达到 1,200 千米，续航时间要求达到 12 小时。
X-46 想象图
X-47
X-47 是诺斯罗普.格鲁门公司研制的一种无人作战飞机，目前其型号有 X-47A 和 X-47B。X-47A 采用了类似风筝的气动布局，其外形更接近于进行秘密行动任务的飞机的理想外形。机翼前缘后掠角 55 度，后缘前掠角 35 度，采用单发动机布局，发动机进气口位于机身上方前部。X-47A 的设计特点是有 6 个操纵表面，2 个升降副翼和 4 个“嵌入面”。“嵌入面”是一种小型的可收式控制表面，用以代替分段方向舵，提供方向安定性。两个位于机翼上部，其余两个在机翼下部的对应位置。与机翼后缘采用的分段方向舵相比，“嵌入面”具有较小的雷达反射截面积。2004 年 2 月 23 日，X-47A 成功完成了历时 12 分钟的首次试飞。