美國在20世紀90年代提出了“快速全球打擊計劃”，目的是讓美軍在一小時以內用常規武器打擊地球上的任何目標。
美軍的“快速全球打擊計劃”分三個階段實施，近期實施“三叉戟”導彈的常規改裝計劃，中期實施海軍的“潛射全球打擊導彈”方案和空軍的助推——滑翔式導彈方案，遠期實施正在研究的“高超聲速巡航導彈”等方案。這個計劃的核心在於“速度”，它要求所有研製的飛行器都必須達到5倍以上的聲速，而其中最具代表性的就是X-51A。
X-51A 又稱“乘波者”，2010年普惠公司和波音公司製造的4架“乘波者”驗證機交付美國空軍。美軍希望通過多次測試，使其最終達到以6倍音速飛行300秒的計劃。
2010年5月28日，“乘波者”第一次試飛打響。“乘波者”以約5倍音速飛行了143秒。後來，飛行器失去加速度和推力，空軍地面控制人員遙控將其摧毀。雖然失敗了，但“乘波者”表現出的優質性能仍讓美軍興奮不已。
一年之後，“乘波者”在太平洋上空進行了第二次試飛。從母機B-52H戰略轟炸機上脫離出去後，“乘波者”的速度成功達到5倍音速，超燃衝壓噴射器也實現乙烯點火。
此刻，為達到全動力，飛行器需要向JP7燃料運行轉換。但由於發動機進氣口未激活，無法實現燃料轉換。最終，“乘波者”在達到試驗範圍內的海洋區域後墜毀。這次試飛又失敗了！
2012年8月14日，第三次試飛又開始了。這一次，“乘波者”飛行器迅速將飛行速度提升到預期的6倍音速，但只飛行了16秒，就墜落太平洋。美空軍在調查研究數月後，對“乘波者”飛行器墜落的原因作出解釋：由於其中的一個作動器突然開啟，致使X-51A飛行器發生故障，最終導致飛行器螺旋下降。
雖然X-51A的試飛並沒有完全達到美軍的計劃，但是美國空軍協會仍授予其研製團隊“約翰.艾利遜獎”，用以獎勵“為國防作出突出貢獻的防務單位”。
那麼X-51A使用了哪些獨特的技術？
X-51A機體外形有一個扁平的頭部、彈體中部設有4片可以偏轉的小翼，進氣道在腹部。這種構型的優點在於上表面的壓差阻力較小，而下表面在設計馬赫數下受到一個與常規外形一樣的高壓；下表面在激波後的高壓不會繞過前緣洩露到上表面，波後高壓與上表面低壓之間沒有壓力溝通，這使X-51A和普通構型相比具有很高的升阻比；來流經激波壓縮後，沿著壓縮面的流動被限制在前緣激波內，形成較均勻的沿下表面流場，可以消除發動機進口處的橫向流動，利於提高吸氣式發動機的進氣效率，同時使得這一構型便於進行彈體、發動機、進氣道一體化設計；上下面沒有壓力溝通，飛行器的上表面和下表面不存在干擾問題，有效簡化了飛行器的初步設計和計算過程。
為了適應高超聲速的飛行以及從空間直接再進入大氣層的飛行，飛機的表面要能承受高達4500℃的高溫。為此整體塗覆了一層耐熱燒蝕材料，特別在驗證機的腹部覆蓋了與航天飛機一樣的隔熱瓦。
X-51A採用的是吸氣式超燃衝壓發動機，與採用火箭發動機相比，其效率更高、航程更遠，所攜載荷也更重。由於這種發動機從空中吸收氧氣來保持推進，需要像火箭發動機那樣必須同時攜帶佔據非常大發射重量的燃料和氧化劑。此外超燃衝壓發動機只有很少的活動部件，即使在非常苛刻的工作環境內它們的工作依然可靠。
X-51A的超燃衝壓發動機在飛行過程中的點火是很複雜的，首先通過進氣道的壓縮空氣在經過一個隔離段後，將氣流調節到適合於燃燒室工作需要的穩定壓力，隨後和霧化了的JP-7噴氣燃料混合點火燃燒。由於當流入燃燒室的氣流速度在馬赫數為4.0或更高時，JP7燃油將無法依靠自身點燃，所以還必須摻混乙烯液體，點火首先從機載容器內的少量容易燃燒的乙烯點燃開始，並將乙烯注入到燃燒室內與JP7燃料混合後，導致燃料的燃燒。
SR-71 “黑鳥”
X-51A驗證機採用的是碳氫燃料，這與SR-71 “黑鳥”高空偵察機所採用的J58渦輪衝壓噴氣發動機使用完全一樣的JP7航空燃料。這種碳氫燃料是一種現成的燃料品種，不易點燃、不易揮發，可以較容易的儲存，碳氫燃料要從發動機結構中吸收一定的熱量，因此可以讓燃料流過一個熱交換器來冷卻發動機結構，然後提供給燃燒室。這種熱交換器是一種直接加工在發動機殼體壁面內的溝槽，不僅用於冷卻1650℃以上的燃燒室，還可以通過對燃料的預先處理，將其轉變為一種熱燃氣狀態，與其處於液體狀態下相比，可以多增加10%以上的能量。
