另一方面，X-1 突破音障，加速了超音速时代的到来。面对超音速这个陌生的领域，加上冷战的压力，人类的创造力和想象力被极大地调动起来——接下来这个年代，将是又一个异彩纷呈的大发展时代。
X-1 宣告了超音速时代的到来
早期喷气飞机的技术发展
突破音障
随着喷气发动机的应用日益广泛，飞机速度迅速提高。但二战末期发现的“音障”却始终阻碍着人类飞行器速度的提高，并造成更加惨重的损失——1946 年德•哈维兰研制的 DH 108“燕子”战斗机试飞，由其次子小德•哈维兰担任试飞员。这种布局新颖的战斗机的任务之一就是要冲击音障。但结局是悲剧性的：DH 108 接近音速时在空中粉碎性解体，小德•哈维兰尸骨无存。类似的事故一再发生——直到 1947 年 10 月 4 日，贝尔 X-1 研究机在 C•E•耶格尔操纵下在 12,800 米高度的速度达到了每小时 1,078 公里，即当地音速的 1.015 倍！这是人类飞机首次突破音速。
悲剧性的 DH 108“燕子”
和当时的喷气式飞机相比，X-1 最大的不同是采用了薄翼型平直翼，以及可变安装角平尾。由德国人奠定基础的薄翼型后来最终在第一代超音速战斗机上得到了成功应用。而可变安装角平尾则发展成后来的全动式平尾。正是在这架 X-1 研究机上，研究人员终于揭开了以前战斗机高速俯冲失控之谜——传统的大厚度平直翼由于激波分离导致机翼升力急剧下降，同时平尾处下洗气流的减弱使得平尾升力增大，二者共同作用导致飞机迅速下俯。而平尾铰链线附近的激波则使得传统平尾操纵几乎完全失效——X-1 正是依靠改变平尾安装角恢复了操纵，由此解决了飞机高速飞行时的纵向操纵问题。
X-1 的可变安装角平尾是全动平尾的雏形
压气机类型和加力燃烧室
在这一时期，喷气发动机的发展特点是，离心式压气机和轴流式压气机并存并行。离心式压气机发展始于英国，其优点是可靠性好，加工简单，抗失速特性较好，但压力损失大，增压比提高困难（必须增大压气机直径），耗油率较高。轴流式发动机却恰好相反。在喷气式发动机出现初期，由于性能较低，采用离心式压气机的发动机的缺点并未严重影响性能，却因可靠性好而足以与轴流式发动机一争长短。但随着飞机速度提高，减小机身横截面积迫切要求使得轴流式发动机机更具优势。加上耗油率低、增推潜力大，使得轴流式发动机最终成为喷气式发动机的主流。
离心式压气机结构
轴流式压气机结构
与此同时，在 40 年代末就开始探讨的发动机加力燃烧室，开始进入实用化。采用加力燃烧室后，发动机性能明显提高，尽管此时耗油率明显增大，但加力增推方案仍逐渐为设计人员接受。除了加力增推外，喷水增推技术也一度得到应用。但由于重量、体积、维护等方面的一系列问题，使得这种技术并未得到推广。上文提及的 F-86 的 J47 发动机，就采用了喷水/甲醇增推技术。
J47 发动机原理图，当时没有环形燃烧室技术，采用了独立的燃烧室
自动化火控系统出现
电子技术的进步，使得自动化火控系统的出现成为可能，这将大大提高普通飞行员的作战能力。休斯公司的 E-1 火控系统首次将 APG-32/33 雷达与计算机交联，可以进行武器发射提示、并可以实施盲目条件下的攻击。1950 年，该系统装备 F-94 截击机。后来 E-1 系统进一步改进，一直发展到 E-5。E-5 系统成功地实现了雷达与自动驾驶仪交联，可以实施半自动空战攻击。苏联方面也推出了装备雷达火控系统的截击机，如雅克-25A 等。由于这一时期的雷达火控系统相当笨重，严重影响飞机的机动性能。因此这时的战斗机仍然继承了二战后期夜间战斗机与昼间战斗机的分野——夜间战斗机装备完善的航电设备，具有全天候作战能力，后来发展成专用截击机；昼间战斗机机动性能优越，但缺乏不良天候下的作战能力，主要用于晴好天气下的制空作战。随着航空技术的进步，这两类战斗机的差别日渐缩小，到第三代超音速战斗机终于再次合而为一。
维护中的 F-94C，复杂的火箭发射器和雷达
F-94C 的后座这样操作雷达