基於領先對手、超越對手的戰略考慮，美軍將主要精力放在全新研發的新一代全球打擊係統上。其中，作為相關技術驗證平台的X-37B空天飛行器和X-51A高超聲速導彈已經完成試飛。
X-37B與X-51A
X-37B的具體名稱是“軌道測試飛行器”，1999年開始研製。該項目最初由美國國家航空航天局發起，後由美國空軍接手，研製工作一直處於絕密狀態。X-37B外形類似航天飛機，但大小（機長約8.2米，翼展4.6米）隻有航天飛機的四分之一，由操作人員在地麵監控。
X-37B集飛機、運載器、航天器等多重功能於一身，既能在大氣層內飛行，又能進人太空軌道。其最高速度可達25馬赫，是現代作戰飛機的6至12倍，且可重複使用（除消耗推進劑外不拋棄任何部件）。不同於傳統航天發射，X-37B複飛間隔很短，數天甚至數小時後就可再次起飛，單次任務可在203至926千米的軌道上最多運行270天，每次發射費用僅是航天飛機或一次性火箭的幾十分之一。
2010年4月22日，美軍進行了X-37B的首次飛行試驗，其在270至445千米高度上進行了數次機動變軌。2012年6月中旬，第二架X-37B結束了為期15個月的秘密任務後，順利返回地麵。2012年12月11日，X-37B又進行了第三次試飛，飛行軌跡和狀態始終沒有對外公布。
X-37B代表了今後數十年內航天運載技術的重要發展方向，並可能成為美國未來爭奪製天權的關鍵平台。在未來空天作戰中，X-37B將利用其既能在大氣層內飛行，又能進入軌道機動的獨特優勢，在1至2個小時內快速到達全球任何地點。此外，X-37B不僅可作為常規彈藥、動能武器、高能激光武器、微波武器等多種武器的發射平台，對地麵目標直接攻擊，還可以作為天基作戰係統對太空目標實施打擊。
與X-37B相比，X-51A“馭波者”的發展更為公開透明。該項目始於上世紀90年代中後期，主要基於之前的HyTech和HySet項目，2005年正式被列入美國空軍裝備研發計劃。X-51A巡航導彈可由B-52轟炸機、戰鬥機或潛艇發射，導彈全長4.27米，射程960千米。2010年5月，X-51A進行了第一次發射試驗，取得部分成功，超燃衝壓發動機在5馬赫時工作了140秒（原計劃170秒）；2011年6月的第二次飛行試驗以失敗告終，助推器將X-51A加速到馬赫數5，但超燃衝壓發動機未能啟動。2012年8月16日的第三次試飛同樣失敗，一個控製翼故障導致X-51A在飛行了僅僅16秒後就墜入太平洋。2013年5月3日，美國空軍宣布X-51A在第四次，也是最後一次測試中一度以5倍以上聲速飛行，“任務圓滿成功”。
X-51A的最顯著技術特征是采用了乘波技術。其彈頭扁平、彈體中部設有4片可以偏轉的控製翼，進氣道在腹部。其設計原理是從一個給定的、有激波係的三維超聲速流的解析解或數值解流麵中，沿著流線切割出一個尖頂三角外形的錐體，由此得到的乘波飛行器構型在所有前緣都具有附體激波。X-51A采用了吸氣式超燃衝壓發動機，與傳統導彈的火箭發動機相比，其效率更高、航程更遠，所攜載荷也更重。這種發動機從空中吸收氧氣來保持推進，不需要像火箭發動機那樣必須同時攜帶占據非常大發射重量的氧化劑。此外，超燃衝壓發動機隻有很少的活動部件，即使在非常苛刻的工作環境內可靠性依然很好。