1963年，美國三倍音速截擊機YF-12A首飛

1963年8月，美國研製的第一架三倍音速截擊機YF-12進行首次試飛。1960年下半年美國空軍同意讓洛克希德修改三架A-12的機體作為測試載具，這三架飛機當時給予的編號為AF-12，到了1962年9月根據三軍飛機通用編號改為YF-12A。

YF-12外觀上與A-12最大的差異在於機鼻的部分。YF-12採用原本為XF-108研發的AN/ASG-18雷達，因此在A-12上延伸到機鼻的兩側延伸面被切除一部分，用以容納雷達和直徑更大的鼻錐。此外，YF-12由單座改為雙座，后座專門操作複雜的ASG-18雷達。

在風洞測試過程中發現YF-12有方向軸上的穩定問題，於是在機身下方加上一片大型可摺疊的安定面，另外在兩個發動機艙下方加上較小的固定安定面。

第一架YF-12於1963年8月進行試飛，次年3月，一架YF-12A成功進行一次攔截演習；以高度19695米（65000英尺），2.2馬赫的速度攔截一架在12120米（40000英尺）飛行的Q-2C。4月進行的AIM-47A隼（Falcon）式空對空導彈的無動力釋放測試並不太成功，導彈脫離YF-12的姿態顯示在火箭發動機點火下，這枚導彈將會擊落髮射的YF-12。

1965年3月開始進行AIM-47的有動力飛行測試，七枚發射的導彈當中，有六枚擊中目標，包括一枚自75000英尺，3.0馬赫狀態下發射，對頭攻擊一架飛行高度1500英尺的靶機。

試飛與測試的結果讓美國空軍非常滿意，1965年決定由洛克希德生產93架F-12B量產型，國會也同意撥款9千萬美金進行這項計劃。可是國防部長麥克瑪拉以越戰需要的軍費和沒有必要另外生產一種型的攔截機為理由，終止F-12B的生產計劃。

不過YF-12A仍在後續幾年擔任許多高速飛行試驗的任務。1969年兩架YF-12轉交給美國國家航空航天局的達頓試驗中心，以進行更多的高速飛行驗證，不過1971年其中一架YF-12于飛行中發生燃料線路故障引發火災，兩位飛行員不得不跳傘。

剩下的一架YF-12A於1979年轉交給美國空軍博物館作為永久展示。

第一架YF-12原型機在1969年自儲存狀態中取出，分解之後作為SR-71雙座教練機的零件來源。

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