当威廉·“皮特”·奈特少校于1967年10月3日将X-15A-2降落在爱德华空军基地的干湖床上时，他刚刚以每小时约4520英里（马赫6.72）的速度飞行，比任何飞行员在飞机上飞行的速度都要快。然后他穿着压力服爬出飞机，查看飞行造成的损害。白色的热防护涂层被磨损和烧焦。机翼前缘有烧痕，结构上有孔洞。而飞机尾部携带的假发动机则完全消失了。
这架创下航空史上最快飞行记录的飞机再也没有飞行过。美国国家航空航天局（NASA）对该项目的描述指出，尽管有特殊的保护涂层，记录飞行所造成的空气动力加热损害确保了该飞行所围绕的实验根本没有发生。那一天的故事是X-15技术的故事，这项技术远远超出了其时代，以至于这台机器遭遇了物理法则。
因科镍合金X、XLR99火箭发动机和打破规则的设计
当X-15的需求在1950年代初期被写下时，世界航空速度记录为不到700英里每小时。这架新研究飞机被要求飞行马赫5，并达到超过250,000英尺的高度，这是任何飞机都未曾接近的数字。北美航空公司，P-51野马战斗机的制造商，赢得了合同，首次飞行发生在1959年6月。
这架机器的任何方面都不寻常。普通铝在超音速摩擦产生的温度下会软化，因此X-15的外壳采用了因科镍合金X，这是一种高强度镍合金，能够承受约1200华氏度的持续加热。金属在飞行中会发出可听的膨胀声；NASA阿姆斯特朗飞行研究中心的首席历史学家克里斯蒂安·盖尔泽直言不讳：“飞行员可以听到它在他们身后膨胀。”形状也打破了规则。超音速设计要求尖锐的机头和极薄的机翼，而X-15故意拒绝了这两者，采用了钝头和厚重的钝边机翼，因为尖锐的边缘在超音速下会集中热量。正如史密森学会所描述的那样，这是一种对良好超音速飞机设计的戏剧性背离，而它是正确的。
推进系统与机身的雄心相匹配。XLR99火箭发动机提供了57,000磅的推力，使X-15成为第一架配备大型可调节、可重启火箭发动机的飞机，适合飞行员使用，并在不到两分钟的燃烧时间内消耗了全部推进剂。该飞机在B-52的机翼下被带到45,000英尺高空并释放，因为它根本无法独立起飞。在可用大气层之上，机翼和舵面无法抓住任何东西，飞行员通过机头和机翼上的过氧化氢反应推进器进行操控，穿着全压力服，飞行的在每个意义上都是一架带有着陆滑橇的航天器。
烧穿飞机的马赫6.7飞行
到1967年，第二架机身被重建为X-15A-2，进行了加长，配备了可抛弃的外部推进油箱以延长燃烧时间，并涂上了喷涂的可烧蚀材料，旨在在加热时烧焦并剥落，带走热量。在尾部，它携带了一个假超燃冲压发动机，这是该飞机最终应在超过马赫5的速度下测试的革命性空气呼吸发动机的模型。10月3日的飞行是该项目的最高速度尝试：从B-52投放，油箱在马赫2左右抛弃，然后发动机全力以赴。
奈特获得了记录。飞机为此付出了代价。事后分析发现，来自假超燃冲压发动机机头的冲击波与其支撑桩的冲击波相交，将超热涡流直接集中到结构上。该区域的可烧蚀涂层被磨损，机身外皮起皱，支撑桩本身也被烧穿……