瞬間即逝的“黑雨燕”
美國空軍正在啟動—個飛行速度在6倍聲速以上的“黑雨燕”高超聲速驗證機計劃，作為未來攻擊和偵察飛行器。這種“極速”飛行器能攜帶約54噸炸彈或巡航導彈，從美國本土的軍用跑道上起飛，飛人大氣層外的近地軌道之後，能在2小時內抵達2萬千米以外的地區並投射武器，最後自主地在跑道上降落。如果“黑雨燕”能夠取得成功，它將是世界上第一種完全依靠自身動力，完成起飛、超聲速飛行和降落的全過程的飛行器，從而將被認為是自噴氣式飛機誕生以來最大的技術突破。
美國還在研製一種在大氣層上麵“跳躍”飛行的超聲速飛行器方案，稱為“超翱翔”。當它作為轟炸機使用時，可在2小時內將武器投入到地球表麵上的任一地點，美國空軍希望將它發展成為一種能到達全球的攻擊飛行器。
“超翱翔”的飛行速度可達到10倍聲速，可以載運45噸的武器，任務半徑可超過10000千米，不僅可以投放穿透性很強的高爆破武器，也可投放動能能量武器。由於它有很快的速度，很高的高度和遠距的機動性，從而有很強的生存能力。
空中剪刀
美國諾斯羅普·格魯門公司正在為美國國防部研製—種“斜置機翼”（OFW）飛機，這是一種革命性的超聲速飛行器，是世界上第一種超聲速飛翼飛機。
這種飛機的長長機翼相對氣流的角度（後掠角）可以根據不同的飛行速度轉動，在低速飛行時，機翼轉動到零後掠角，整個飛機就是—個無後掠直機翼飛機，可以充分發揮大展弦比直機翼的低逮性能，當在超聲速飛行時，機翼轉動到與飛行速度需要的後掠角，這時機翼與機身形成剪刀狀，也稱飛剪式機翼，充分發揮後掠機翼的高速性能。
初步試驗飛行表明這種飛機在各種飛行狀態都有升力大、阻力小，穩定性與操縱性也要比一般的後掠機翼與三角翼飛機的好。從理論上講，“斜置機翼”可以將飛機各個方麵的性能提升至最高：起飛或降落、高空或低空、超聲速或亞聲速。
斜置機翼概念最早出現在20世紀40年代末，到70年代美國就研製出了AD-1斜機翼研究機，並進行了廣泛的試驗。試驗顯示了飛機在高速飛行時，可以明顯提高速度和航程，但同時也暴露出一些問題。而現在美國研製這種斜置機翼飛機就是希望能夠滿足高速、長航時任務的需求，包括能夠執行戰術情報／監視／偵察（ISR）和轟炸任務。
例如，要求這種飛機能夠在18000米高空、攜載1800千克的載荷，持續飛行15小時，不加油的航程達4600千米，在作為轟炸機最大速度能達到聲速的2倍，能帶6800千克的炸彈。
這種“斜置機翼”的全尺寸飛機的首飛預計於2010年或2011年進行。
永不疲倦的“禿鷹”
美國正在啟動一種能在同溫層上空漂浮5年，能隨時派送到達所需要地區進行監視的超長航時的“禿鷹”無人機，這種無人機將完全改變現在人們對飛機的傳統觀念，並將打破人類航空目前飛行時間最長、飛行距離最長的多項紀錄。現在美國“全球鷹”無人機能夠不停地飛行40小時，用氫作燃料的“航空觀察者”無人機的目標是—個星期，現在正在研製的一些設計的目標最多也隻是幾個月。
“禿鷹”的設計目標是，飛行5年，能攜帶450千克的任務載荷，5千瓦的電源（可能會使用燃料電池或太陽能）和足夠的巡航速度，能抵禦在20000米～30000米高空可能遇到的風力，不會偏離預定的航線。
美國極光飛行科學公司為這種新理念設計了一種稱為“奧德修斯”的太陽能飛行器方案。“奧德修斯”翼展為150米，但是整個飛行器由三段獨立的鉸接的模塊組成，每一段飛行器的翼展為50米，重量為1350千克，每一模塊的機翼將分別起飛獨自飛向預定的高空的對接點，與其他兩個模塊對接以後執行飛行任務。這種模塊式飛行器分別起飛的最大好處是大大降低了大展弦比機翼在途中被破壞的風險。
如果在任務飛行中有—個模塊的機翼出現了故障，這一段機翼就可以脫離飛行器單獨返回基地進行修理，即使整個飛行器沒有明顯故障，極光公司也打算在飛行1～2年以後，輪流讓每段模塊脫離主飛行器返回基地進行常規維護，期間用新的模塊對接後繼續維持飛行任務。
還有一個創新是，三段鉸接的機翼是可以折疊的，在白天，機翼隨著陽光的角度轉換為一種z字形機翼，這在北極冬季的最極端的環境下，尤為有用。在晚上機翼又可以伸展回大展弦比的平直機翼，以最小的阻力形態飛行，盡可能地節省能源消耗，一直到日出。
空中變形飛機長期以來，人類一直沒有停止設計像鳥翼一樣能在空中隨著飛行的需要變化外型的飛機，現在美國設計人員已經在這方麵有了突破性進展，開始設計出幾種“變體”飛機，可以在飛行中改變飛機的外形，如機翼後掠角、機翼翼展、彎度和麵積，在執行不同任務或在不同飛行狀態時保持飛機性能在最佳狀態。變體飛機主要采用了一種具有形狀記憶功能新材料，它們可以在不同溫度時變為不同的形狀。