提起上世紀六七十年代美國的高空偵察，人們會想起中國導彈部隊連續擊落5架U-2高空偵察機的故事，但對更先進的D-21高空高速偵察機秘密進入中國的歷史，卻少有人知道。

　　1959年—1960年，美制RB-57D高空偵察機和U-2飛機先后被中蘇打下。1961年，美國中情局批準“臭鼬工廠”開展代號為A-12“牛車”的高空高速偵察機研制計劃，它的飛行升限超過3萬米，飛行速度超過3倍音速。與自主起降的飛機不同，D-21執行任務得靠“航空母機”，即要先掛載于B-52轟炸機的機翼下，通過后者帶到一定高度后再釋放，然后靠自身的動力，并在B-52“母機”的無線電遙控下飛往任務區。

　　1967年夏，美國戰略空軍司令部開始組建專門執行D-21無人機作戰行動的“A飛行隊”，駐地設在加州的比爾基地，它后來又改稱“第4200飛行支援中隊”。第4200中隊的保密級別相當高，所有進入該中隊的人員，都經過最嚴格的挑選和審查。

　　1969年10月中旬，D-21無人機首次執行非法越界行動，目標是中國新疆的羅布泊核試驗場。9月23日，中國剛剛成功進行首次地下核試驗，D-21的任務是通過捕捉羅布泊周圍空氣中帶來的放射性顆粒物，分析中國地下核試驗所用核彈的原料及結構特點。

　　為了擾亂中國防空部隊的判斷，D-21是從孟加拉灣方向開始飛行任務的。美軍的想法是，每天有大批美國戰機往返于北越與南越、泰國之間，中國容易把B-52/D-21飛機組合判斷為普通戰機，從而放松警惕。監測顯示，在到達2.7萬米的預定高度后，編號為“517”的D-21無人機被投放，然后沿著東巴基斯坦（今孟加拉國）-印度-中國西藏-新疆的路線一步步接近羅布泊。

　　D-21的首次冒險“旗開得勝”，只受到中國地面警戒雷達的鎖定，沿途中國空軍殲擊機和地空導彈的輪番攔截都無濟于事。可是，當D-21走完羅布泊全程后，卻未如美軍所愿繞一個圈改向太平洋飛行，而是徑直朝西飛去。美國人試圖向無人機發出自毀指令也沒成功。后來才搞清楚，這次失敗是因為D-21導航系統中的方位累計誤差計算出現了錯誤。

　　此后的兩次任務均出現事故而失敗。1971年3月20日，編號為“527”的D-21無人機執行了第四次也是最后一次任務。關于這次行動失敗的詳情，至今尚未有更細節的內容公開。美國方面不少人認為，“527”無人機是在整個任務航程的3/4處被中國導彈擊落的。不過，據曾任解放軍防空部隊指揮官的馬杰三將軍回憶，這架D-21無人機是因故障失控墜落在云南西雙版納森林里，由于熱帶雨林的緩沖作用，飛機殘骸保存相對完好，成為中國方面價值極高的戰利品。

　　鑒于D-21屢戰屢敗，加上基于聯合中國對抗蘇聯的考慮，1972年尼克松訪華期間，向中方非正式地表達了停止派遣高空高速偵察機刺探中國內陸的承諾。