B-52
到了后期，该无人机的「母机」还升级成了B-52战略轰炸机，每架轰炸机都能携带两架该型无人机。不严谨地说，它还是美国历史上第一架拥有「空中母舰」的无人机。
可靠吗？不可靠前文也提到，这玩意实际上就是「A-12侦察机技术与火箭冲压发动机技术拼凑的产物」，因此虽然它的纸面性能强悍，但可靠性低得感人。
1966年6月6日，一架D-21无人机在测试中未能成功释放相机舱室，导致实验失败；同年7月30日，一架D-21无人机在测试中撞击了其载机M-21侦察机的尾部，导致这架倒霉的M-21侦察机坠毁，发射控制员雷托·里克在落水后不幸死亡。
D-21加速阶段
D-21这么不可靠，臭鼬工厂赶紧花了几个月时间进行了临时改进，并把载机从M-21换成了B-52，但事实证明还是没什么用。
1967年9月28日，D-21侦察机从B-52轰炸机的机翼上意外脱落，测试失败；1968年4月10日，D-21无人机点火失败；1969年2月，惯性导航系统故障导致实验失败。据不完全统计，该机从1966年首飞开始，进行了至少16次飞行测试，其中10次出现了故障导致失败，其可靠性有多糟可见一斑。
挂在B-52翼下的D-21
入侵中国反正造都造出来了，美国人寻思那就凑合用一下吧。而这次被美国人当成目标的是中国。结果，1969年11月9日，第一架D-21侦察机入侵中国领空试图监视罗布泊试验场，虽然它成功靠高空高速性能躲开了中国空军的监控，结果导航系统又出了故障，居然直接摔到了苏联境内，最后落到了克格勃的手上，搞得美国人脸色非常不好看。
1970年12月16日，美国派出第二架D-21入侵中国。这次导航系统没问题了，这架侦察机也确实到罗布泊上晃了一圈，结果在准备回到回收点时，这玩意的相机舱室又出了问题，降落伞和浮标没能成功打开，辛辛苦苦拍的胶卷就这么消失在了太平洋里。
中国击落的D-21无人机残骸
1971年3月4日，美国第三次派出D-21侦察机前往罗布泊执行监视任务。结果这一次侦察行动的前半段是成功了，但美军的空中回收行动失败了，而试图抢回胶片的美军驱逐舰居然不小心把落水的胶片舱室撞翻了，最后沉入太平洋里美国人死活都找不到。
到了1971年3月20日，不死心的美国人派出第四架也是最后一架D-21侦察机前往中国进行侦察。结果，前期飞行一切顺利，但在云南上空失去了踪迹。
不久后，该无人机的残骸被云南地方政府发现并移交军方管理。虽然中方一直没有表示这架侦察机到底是怎么来的，但美国军界广泛认为该机是被中国空军击落的——毕竟有解放军用「竹竿」击落U-2高空侦察机的战例在前，不论它是不是被中国击落的，美国人也必定会把锅甩到中国头上。
走向坟场随着中美关系正常化，加上新一代间谍卫星启用，美国不再对中国进行冒险的侦察飞行任务，而剩下的17架D-21侦察机则被封存到了亚利桑那州戴维斯·蒙森空军基地的「飞机坟场」中。
最终，这些在冷战中昙花一现、几乎没起到任何实战作用的无人侦察机，就这么消失在了历史的长河中。
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