Το πυραυλοκίνητο X-15A σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε για την USAF και την NACA (μετέπειτα NASA) από την North American Aviation, Inc., για να διερευνήσουν τα “απόκρυφα μυστήρια” της άγνωστης -μέχρι τότε- υψηλής υπερηχητικής “Hypersonic” (+5 Mach) ταχύτητας. Η σχεδίαση άρχισε το 1955 και το πρόπλασμα ήταν έτοιμο μόλις μετά 12 μήνες. Τα τρία (3) X-15 κατασκευάστηκαν στην North American στο Los Angeles Division, στη Βορειοανατολική γωνιά του διεθνούς αεροδρομίου του Los Angeles (LAX), στις ακτές της Βόρειας Καλιφόρνιας.
Η πρώτη πτήση έγινε στις 8 Ιουνίου του 1959 με πιλότο τον Albert Scott Crossfield.
Ενώ τα πρώτα πυραυλοκίνητα όπως το Bell X-1 ή Douglas D-558-II, και Bell X-2, ήταν βασικά αεροσκάφη προωθούμενα με πυραυλοκινητήρα, το X-15 λογίζεται ως ένα τεράστιο τεχνολογικό άλμα όπως ... “Διαστημόπλοιο”!

Όπως και τα άλλα πυραυλοκίνητα μεταφέρονταν με άλλο μητρικό αεροσκάφος όπως B-36 ή Boeing B-52 Stratofortress και συγκεκριμένα τα τροποποιημένα μοντέλα (“NB-52A 52-003”, The High and Mighty One”, και “NB-52B 52-008, Balls 8”.

Απ’ την 8η Ιουνίου 1959 μέχρι 24 Οκτωβρίου 1968, τα τρία X-15s πέταξαν με 12 δοκιμαστές πιλότους εκ των οποίων οι τρεις πιστοποιήθηκαν για αστροναύτες πετώντας με τα X-15. Δύο από αυτούς συμμετείχαν στο πρόγραμμα Apollo και ο ένας, ο Neil Alden Armstrong, θα γινόταν ο πρώτος άνθρωπος που πάτησε στο φεγγάρι στις 20 Ιουλίου 1969. Από ατυχήματα ...ο John B. (“Jack”) McKay, τραυματίστηκε σοβαρά σε αναγκαστική προσγείωση στην λίμνη Mud, Nevada, στις 9 Νοεμβρίου 1962. Και ο Michael James Adams, σκοτώθηκε όταν το X-15 (56-6672), ενεπλάκη σε υψηλές υπερηχητικές περιδινήσεις και διαλύθηκε στον αέρα στην 191στή πτήση, την 15 Νοεμβρίου 1967.

Αεροσκάφος μιας θέσης πιλότου ή αστροναύτη το X-15 είναι μεσαίας πτέρυγας κελυφοειδές αεροσκάφος με πηδάλια πτήσης ειδικά σχεδιασμένα για υψηλές υπερηχητικές ταχύτητες. Η πτέρυγες δεν είχαν δίεδρο ενώ το οριζόντια ουραία σταθεροποιητικά είχαν 15 μοίρες αρνητική δίεδρο. Η κοντές πτέρυγες είχαν εμβαδόν (18,58 τετραγωνικά μέτρα και η λέπτυνση (σχέση πάχους προς χορδή) μόλις 5%. Τα χείλη προσβολής οπισθοκλινή στις 25.64°. Υπήρχαν μικρά πτερύγια καμπυλότητας και ΟΧΙ πηδάλια κλήσης. Τον έλεγχο οριζόντιας εκτροπής τον αναλάμβαναν ολοκληρωτικά η ουραία κάθετη σφηνοειδής επιφάνεια πάνω και κάτω απ’ το σκάφος.
Πάνω απ τα 100.000 πόδια ύψος, οι συμβατικές επιφάνειες ελέγχου (πηδάλια) δεν έχουν δραστικότητα. Τα X-15 ήταν εφοδιασμένα με αντιδραστήρες (υπεροξειδίου του υδρογόνου) σε διάφορα σημεία του σκάφους ώστε να ελέγχουν τη στάση του αεροπλάνου στους τρεις άξονες. Το υπεροξειδίου του υδρογόνου αντιδρούσε με καταλύτες και παρήγαγε ατμό για την λειτουργία των αντιδραστήρων.
Το ρηναίο σύστημα προσγείωσης έπεφτε με το βάρος του και έστριβε κατά την τροχοδρόμηση στη προσγείωση, ενώ πίσω υπήρχαν απλά ολισθητήρες (σκι). Το πιλοτήριο διέθετε μοχλούς ελέγχου για τα πηδάλια και διπλούς μοχλούς για χρήση των αντιδραστήρων. Το πιλοτήριο ήταν επίσης συμπιεσμένο με άζωτο για να μη παίρνει εύκολα φωτιά και η φόρμα του πιλότου ήταν μέχρι το λαιμό συμπιεσμένη με άζωτο και το κεφάλι με 100% οξυγόνο.
Το X-15 ήταν βαρύ αεροσκάφος (52.117 λίβρες μέγιστο) μιας και ήταν φτιαγμένο από κράμα χάλυβα με την ονομασία “Inconel X” (Νικέλιο Χρώμιο και σίδερο) μαζί με αντιδιαβρωτικά τιτάνιο και αλουμίνιο αντί για κράμα αλουμινίου ως συνήθως.
Ο τελικός πυραυλοκινητήρας “XLR99-RM-1” ελεγχόμενης ώσης έδινε από 28.000 μέχρι 61.000 λίβρες ώσης. Για καύσιμο, ο XLR99 έκαιγε άνυδρη αμμωνία και υγρό οξυγόνο. Η δε φλόγα καύσης έφτανε τους 2.760 °C. Η ψύξη του κινητήρα γινόταν με κυκλοφορία του υγρού οξυγόνου. Η προστασία των ακροφυσίων εξασφαλιζόταν με φλογωτό ψεκασμό (κεραμική βαφή) διοξειδίου του ζιρκονίου. Να σημειωθεί πως γενική επισκευή ήθελε ο κινητήρας κάθε ...μία ώρα (1) λειτουργίας ή 100 εκκινήσεις.

.....Η μέγιστη ταχύτητα που επετεύχθη με πιλότο τον Pete Knight σε Mach 6,70 (6.620 πόδια το δευτερόλεπτο ή 7.264 χιλιόμετρα ωριαίως) στα 102.700 πόδια. Σε αυτή τη πτήση το αεροσκάφος υπερέβη το όριο αντοχής σε μέγιστη ταχύτητα που ήταν τα 6.600 πόδια το δευτερόλεπτο.
......Το μέγιστο ύψος που πέταξε ήταν τα 354.200 πόδια με πιλότο τον Joe Walker, την 22α Αυγούστου 1963.
......Μέγιστη διάρκεια πτήσης τα 12 λεπτά και 28,7 δευτερόλεπτα με τον Neil Armstrong την 20η Απριλίου 1962