Первое предложение о создании самолета, способного превысить скорость звука в пять и более раз (будущая программа Х-15), появилось в 1951 году в недрах правительственного Hационального управления по аэродинамике (NACA), предшественника NASA, которая была официально создана 1 октября 1958 года. Руководство HАСА, в принципе понимая важность этой проблемы, не проявляло особого рвения в реализации его. Это было и дорого, и технически сложно, и неизвестно чем все это могло кончиться. Однако отдельные сотрудники HАСА, по собственной инициативе, проводили исследования возможности создания летательных аппаратов подобного типа.
Hовый импульс программа получила в 1953 году, когда этой же проблемой озадачились в Военно-воздушных силах и в Военно-морских силах США. Естественно, и авиация, и флот рассматривали этот самолет, в первую очередь, как боевую машину. Научные исследования стояли на втором плане, но, надо отдать должное американским военным, они прекрасно понимали, что не решив чисто научные проблемы, они не получат боевую машину. Однако уже к следующему году армейские круги осознали, что в одиночку им этот проект не поднять ни с научной, ни с финансовой точек зрения. Результатом этого осмысления стал меморандум о сотрудничестве между ВВС, ВМС и HАСА, подписанный 23 декабря 1954 года. Согласно этого меморандума создавался трехсторонний рабочий орган, получивший название Комитет Х-15, который координировал все работы по этой программе. На HАСА возлагались функции контроля за реализацией проекта в целом. ВВС брали на себя изготовление самолета и его приемные испытания на заводе-изготовителе. Затем самолет передавался HАСА, которая проводила программу исследований, с привлечением как своих пилотов, так и пилотов из Воздушных сил и Военно-морских сил. Как впоследствии указывали участники проекта, Комитет Х-15 имел, в большей степени, психологическое и политическое, чем какое-то практическое значение. Правда, это очень помогало в получении бюджетных денег. Когда следовала ссылка на трехсторонний комитет, как правило, деньги тут же выделялись. Именно с момента подписания меморандума можно говорить о рождении ракетного самолета Х-15. Среди американских компаний был объявлен конкурс. Официальное предложение на подачу заявок было разослано 12 авиационным компаниям 30 декабря 1954 г., а 4 февраля 1955г. четырем моторостроительным компаниям было предложено заключить контракт на производство ракетного двигателя. С компанией Норт Америкэн в ноябре 1955 г. был заключен контракт на производство трех самолетов Х-15 (NA-240), а с компанией Риэкшн Моторз Инк. (Reaction Motors Inc.) в сентябре 1956г. — на производство двигателя XLR-99.
Проект, представленный Hорт Америкэн, предусматривал строительство самолета длиной 15 метров с крыльями стреловидной формы с размахом всего-навсего 6,5 метров. Крылья предполагались относительно тонкими и небольшими по площади. Вес самолета составлял около 7 тонн, а после заправки топливом увеличивался до 16,5 тонн. На самолет предполагалось установить жидкостный ракетный двигатель с тягой 27 тонн. Так как продолжительность работы ракетного двигателя составляла всего 80-120 секунд, предполагалось, что на высоту 15 километров самолет будет доставляться с помощью специально переоборудованного для этих целей бомбардировщика B-52, а затем будет происходить разделение самолета-носителя и ракетного самолета, и дальнейший полет будет происходить с использованием ракетного двигателя. Два бомбардировщика Boeing B-52A были модифицированы для подвески ракетоплана под правой консолью крыла, между фюзеляжем и ближней к нему парой двигателей, получив обозначение NB-52A и NB-52B. Посадка производилась на скольжении.
Основными задачами, которые ставились перед программой Х-15 были следующие: создание мощного многократно используемого пилотируемого самолета для высотных скоростных полетов; исследование аэродинамических процессов при таких полетах; создание и проверка работоспособности систем управления для таких самолетов; исследования воздействия условий полета на организм человека; создание специальных костюмов для пилотов самолетов. С использованием самолета Х-15 предполагалось достигнуть скорость полета около М=6 и высоты 76000 метров.
Строительству и облету опытного образца предшествовали не только обычные аэродинамические и прочностные испытания, но также исследования аэродинамического нагрева (исследования проводились на моделях, выполненных в масштабе 1:15, в диапазоне чисел Маха 0,6-7,0) и специальная подготовка пилотов. Будущие пилоты самолета Х-15 должны были выполнить 2000 "полетов" на тренажере, пройти испытания на центрифуге, в условиях высоких и низких температур окружающей среды, малых давлений и в состоянии невесомости (испытания в условиях невесомости проводились на транспортном самолете).
Первый самолет Х-15 был построен в середине октября 1958 года и с завода доставлен на авиабазу Эдвардс в штате Калифорнии. Перевозка самолета сопровождалась большой помпой и вниманием средств массовой информации. Программа Х-15 привлекла большое общественное внимание, особенно после того как Советский Союз выиграл гонку за первый спутник, а гонка за первый полет человека в космос еще не началась. Второй экземпляр самолета Х-15 был готов к апрелю 1959 года, а третий — к июню 1961 года.
10 марта 1959 г. был совершен первый полет Х-15 на подвеске самолета Boeing NВ-52А. Первый испытательный полет состоялся 8 июня 1959 года. Самолет, который пилотировал летчик-испытатель фирмы North American Скотт Кроссфилд, был отделен от самолета-носителя Б-52 и начал свободный полет. Двигатель во время этого полета не включался, однако даже при этом самолет плохо слушался пилота и совершил несколько совершенно неожиданных разворотов. Лишь мастерство пилота позволило ему управлять машиной и совершить через 5 мин благополучную посадку на дне высохшего соленого озера, находящегося на территории авиабазы Эдвардс. Инженеры корпорации Hорт Америкэн достаточно быстро изменили систему управления самолета, что сделало полеты более безопасными. Следующий полет состоялся 17 сентября 1959 года и впервые производилось включение ракетного двигателя. Правда, штатный двигатель XLR-99 к тому времени еще не был готов и полет совершался с использованием двигателей XLR-11, которые ранее использовались на самолетах Х-1. Однако даже использование этого двигателя позволило достигнуть скорости свыше 2000 км/ч. Именно с этого момента начинаются интенсивные испытательные полеты самолета Х-15.
Однокамерный двигатель XLR-99 был опробован 15 ноября 1960 г.
Всю программу испытаний самолета Х-15 можно хронологически разделить на три этапа. Первый продолжался с 1959 по 1962 год. Уже на первом этапе удалось достигнуть всех тех целей, которые ставили перед собой организаторы и участники проекта. Была достигнута скорость 6 Махов, высота 75190 метров над поверхностью Земли, удалось получить большой объем научной информации по тепловым процессам и аэродинамике. В частности, исследователи установили поразительное соответствие между аэродинамическими процессами, полученными при моделировании и в условиях реального полета. Из других зримых и понятных результатов, например, было установлено, что увеличение скорости самолета с 3 до 6 Махов, приводит к увеличению температуры поверхности самолета в 8 раз. Физиологи установили, что нормальным для пилотов Х-15 является частота сокращений сердечной мышцы (пульс) от 145 до 180. Было получено много других интересных данных, однако поломки иногда портили настроение изготовителям и испытателям. К счастью обходилось без серьезных повреждений и без отсрочки программы испытаний.
Во время третьего полета второго опытного образца (5 ноября 1959) в одной из камер двигателя произошел взрыв. Во время вынужденной посадки Скотта Кроссфилда на дно высохшего соляного озера самолет потерпел аварию. Было повреждено хвостовое оперение и самолет вышел из строя на 3 месяца. Полеты (на первом опытном образце) были продолжены 23 января 1960 г.
Подобные неисправности происходили в будущем, но, используя реальный опыт С. Кроссфилда, другие пилоты отрабатывали данную нештатную ситуацию на тренажере. Приблизительно в это же время на заводе Hорт Америкэн, где собирался третий экземпляр, при наземных огневых испытаниях двигателя произошел взрыв. Пришлось двигатель восстанавливать. Третий экземпляр был облетан 20 декабря 1961 г.
Помехи для реализации программы исследований приносила и погода. Бывало, что над авиабазой Эдвардс, откуда стартовали самолеты, стояла прекрасная погода, но на большой высоте была облачность и полеты переносились. Тем не менее экспериментаторы медленно, но верно двигались вперед.
