1964年12月22日，参加完SR-71原型机的公开首飞仪式后，一些洛克希德高层人士登上专机，又向东去了格鲁姆湖，原来那里又有了新东西。
鲍尔斯驾驶的U-2被击落后，美国高层就曾讨论过A-12改为无人机的可能，虽然约翰逊此时已不反对无人侦察机，但他反对用A-12改装，因为它太大、太复杂，难度很大。
▲“马夸特”RJ43-MA-11冲压发动机
▲940号A-12载着一架D-21在格鲁姆湖北停机坪
▲A-12装载着D-21
另一种办法是用A-12作为QF-104无人侦察机的载机。1962年10月，这一方案利用美国空军50万美元的秘密拨款开始研究，最初称Q-12。Q-12独立于A-12、YF-12A和SR-71的工作，而且更隐秘，可以说“臭鼬”工程队的多数人都不知道。
▲1967年伯班克5架生产中的D-21，用于B-52投放
▲1967年D-21装挂架，加助推器、满油的D-21重15890千克
主要出于成本考虑，Q-12只用降落伞回收机头段。实体模型雷达反射截面试验表明，它是洛克希德所有项目中最隐身的，此后10年都没有被超过。配套的全景照相机要求从27432米拍摄的照片分辨率也能达到0.15米。为加快进度，动力系统用“波马克”地空导弹的“马夸特”RJ43-MA-3冲压发动机改进，并解决了高速下熄火现象。
1963年3月，中情局终于决定与空军联合出资研制。
Q-12/A-12分离时的空气动力问题是研制的瓶颈，3马赫时两机之间的激波会相互作用，对机体产生高温和应力。Q-12翼尖与A-12两个垂尾间只相距数米，分离时Q-12要穿过A-12前机身形成的激波，必须干净利落，重心和升力中心也必须准确控制。经过大量试验，直到1964年5月，约翰逊才开始感到有点把握。
▲生产中的D-21B
▲D-21/M-21在内华达上空试飞，后面是F-104跟踪机
▲D-21的试飞准备
▲D-21B挂载位置(www.xing528.com)
▲未使用的D-21B
▲D-21B模型
▲MA-11发动机原用于波马克B地空导弹
▲M-21机型
▲D-21无人机立体图
Q-12无人机本身的设计要顺利得多，1963年10月就全部完成。为同其它源自A-12的项目区别，Q-12更名为D-21，代号“标签牌”，专门为试飞制造的两架载机也更名为M-21，“M”和“D”分别取“母”“女”之意。
D-21A看上去就像把A-12的发动机短舱、机翼和垂尾的拼凑在一起，它长13米，翼展5.8米，机体仍用钛制成，机翼前缘、控制面和进气道中心锥都有吸波层。加满油后，D-21A重约4994千克，侦察设备置于进气道后一个1.9米长的舱内，其中可回收舱装有照相机、惯导系统、自动驾驶仪等昂贵部件，D-21本身则用后自毁。
▲生产中的D-21
▲D-21B投放
当时，“马夸特”冲压发动机改进型已经可以达到3.35马赫，正常巡航速度也有3.25马赫，航程超过5556千米，工作时间也已从“波马克”导弹用的10分钟提高到两小时，要算非常先进了。
D-21支撑在M-21机背上，略呈抬头姿态，支架有一套压缩空气紧急弹射系统和从M-21向D-21供油的管道。投放控制员位于M-21后舱，面前专门有一部潜望镜用于观察。投放时，要先抛掉D-21进气口和喷管的外罩，在适当高度和速度启动其冲压发动机等系统。随后，M-21柔和地推杆向下机动，同时释放D-21。
▲D-21B试飞剖面
▲D-21准备试飞
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