人类发明了飞机以后，终于可以借助机械和科技的力量飞翔于天空之中，在速度高度上挑战一个个极限。机械的强大，随之而来的问题是，在起飞和降落时，需要长长的跑道来实现。这不仅意味着要花费大量的人力物力财力来修建机场，而且在战时，机场就成为敌军首要攻击目标。一旦机场被破坏，即便是威力强大的 B-2，F-22，也只能英雄无用武之地。第二次世界大战及以后历次局部冲突中，第一波进攻时往往伴随的就是对对方机场的突袭，机场跑道似乎就像是上面印着大大的“bomb here”的字眼一样吸引着反跑道炸弹。
如何让飞机能突破跑道的限制，实现其自由的起落？垂直起降飞机（VTOL，vertical take-off and landing）等一系列革命性的理念，理所当然就诞生了。但是由于技术条件的限制，使得在二战期间及后的二十年间，航空界还很难将这个设想变成可实用的操作。设计图纸上的一个个方案，由于种种原因都失败了。二战期间德国的 Ba 349 就算是一种零距离起飞的截击机。
二战结束后，昔日盟友迅速转化成敌手，铁幕、冷战、军备竞赛，双方都以对方为假想敌目标而磨刀霍霍。美国拥有核武器上的优势，同时拥有当时最强大的战略轰炸机部队，但是庞大的战略轰炸机严重依赖于设备完善的机场，没有良好的跑道，就成了一堆废铁。50 年代初美国战略轰炸力量的中坚 B-36，就一向对机场跑道的苛求而屡遭诟病。
苏联核武器的发展和军事力量的逐步强大，美国军方开始担心苏联会不宣而战，先用核武器突袭美国主要的战略轰炸机基地，消灭在机场上战备执勤的飞机，破坏跑道和机场设备，从而消除美国对苏联的还击力量。其实在弹道导弹没有实用化之前，苏联远程轰炸机力量还羽翼未丰，更不用说突破北美防空网去威胁美国本土。美国军方当时渲染的“轰炸机差距”和后来的“导弹差距”，直接刺激了美国军事武器的研制和装备。但对于欧洲的北约机场来说，威胁是现实的。
为了应付上述的这种对机场的威胁，美国空军提出了零距离起飞（ZEL，Zero-Length Launch）的概念，简单说来就是在飞机腹部加装助推火箭，飞机架在一个特制的架子或者拖车上，助推火箭点火后把飞机发射出去，使飞机获得一个起飞的初速，这样就可以使飞机摆脱对机场跑道的依赖。这个系统可以部署在洞库或其他具备抗核打击能力的掩体中，在核打击过后起飞作战。这个设想的灵感是来源于美军早期巡航导弹的发射方式。那时的巡航导弹-斗牛士、蛇鲨等都是架在一个很短的发射支架上，以火箭助推起飞，然后启动主发动机进入巡航。既然导弹可以这样发射，那么是不是也可以把飞机这么“发射”出去呢，这样不就不需要跑道就能起飞了。
F-84G ZELMAL
最早应用这个概念是在 F-84G 上，当时美国空军战斗机测试中心提出的是零距离起飞/垫子着陆（ZELMAL，zero-length launch and mat landing），飞机通过助推火箭升空，飞机返航时，着陆时直接以机腹在特制的充气垫子上迫降。
结合当时正在进行的“斗牛士”巡航导弹的研制，马丁公司被选中来进行这个项目，以便共享斗牛士导弹助推器的研究成果。马丁公司随后在爱德华兹空军基地以 F-84G 战斗轰炸机来作为研究机。
把飞机用助推火箭送上天达到必要的飞行初速是一回事，但是把一架喷气式战斗机在没有跑道的情况降落下来就是另外一件事情了。为解决这个问题，固特异公司（对，没错，就是著名的固特异轮胎的生产商）制造了一个相当大的，充气式垫子，内部是蜂窝式结构，分成很多小气室，放了气以后可以塞进卡车很快转移和另外铺设，看起来就象一个放大若干倍的家用充气床垫，尺寸是： 25（宽） x 245（长） x 1（高）。飞机降落时用机身下的挂钩钩住一条拦阻索，然后机腹着垫，降落在垫子上。这很类似海军舰载机在航母上的降落方式，只不过最后阶段很象是拍在垫子上的感觉。
F-84G ZELMAL 在垫子上着陆
这种叫人满腹担心的试验方案 1953 年 12 月 15 日在爱德华兹空军基地最北端的罗杰斯干湖进行了第一次试验飞行，首次使用的一架无人驾驶的绰号“破汽车”的F-84G。主要是验证火箭助推器的效果。
F-84G 起飞，尾部的拦阻钩清晰可见
第一次成功的有人驾驶试验在 1954 年 1 月 5 日进行，试飞员是马丁公司的罗伯特.特纳，由于是第一次经历这种方式的飞行，特纳不小心拉伤了左手。3 个星期后，1 月 28 日，飞行员和飞机都准备好了第二次测试，这一次成功的起飞和着陆了。不过降落时是在普通机场跑上着陆的。后续几次发射测试也取得了成功，特纳和另一个试飞员都指出这种火箭助推起飞的方式并不是很难，也不会产生很大的冲力而影响操作。助推器可以很容易的把飞机加速到必要的飞行速度，起飞和飞行控制也很简单，一般飞行员经过简单训练就可以掌握。
但是麻烦就在如何着陆，在实际应用中，拍在垫子上这种着陆方式的运行并不是那么完善，铺设充气垫子的第一次试验中，就出现了漏气现象，随后把整批垫子全部退回给固特异进行检查和维修。第一次进行着陆测试是在 1954 年 6 月 2 日，不过没有成功。当时的报告上是这么描述的：“空军试验机 F-84G，编号 S/N 51-1225，飞行员罗伯特.特纳，格伦.L.马丁公司，着陆失事，特纳背部受伤，需要卧床数月。”降落时特纳的飞行高度稍高了点，没有能够钩住拦阻索，飞机直接“拍”在垫子上，巨大的冲击力刺破了好些个垫子的充气单元。于是垫子又被送回到固特异公司进行维修。特纳卧床养伤 3 个月后才康复，不过脊背受伤也给他留下了后遗症，时不时困扰他的生活。试飞员总是与死神共舞，特纳后来在 1969 年试飞马丁公司的一架 B-57 时失事丧生。垫子修好后，又进行了数次尝试，结果比第一次好多了。但是即便是飞行员能准确地钩住拦阻索并将落在垫子上，但这个操作对他们的脖子来说可是个严峻的考验。