1966年7月，M-21/D-21计划在一次事故之后被取消。此后，D-21改进之后发展出了D-21B，后者加装了火箭助推器，并由B-52H翼下挂载发射。经过一系列的飞行测试以及4次的实际应用之后，B-52H/D-21B计划也于1971年7月寿终正寝。M-21与D-21的结合飞行测试开始于1964年12月22日，1965年持续了一年。
1966年3月5日，D-21无人机第一次成功于M-21脱离，实现自主飞行。第二次飞行测试在1966年4月27进行，D-21在脱离之后一度爬升到了27400米，接近设计数据，跟重要的是其飞行速度突破了3.3马赫，尽管在飞行了2200千米之后，由于部分系统故障导致D-21最终坠毁，但是这次飞行测试还是非常成功.美国空军再次转变态度，对D-21项目兴趣大增，所以在4月底，美国空军就同洛克希德签订合同又订购了15架D-21
