Le 20 août 1957, Les appareils 139208 et 142350 sont livrés au NACA (National Advisory Committee for Aeronautics, ancêtre de la NASA) à Moffett Field pour être utilisé dans des projets de recherche. Les F5D n°139209 et 142349 sont rendus à Douglas pour être utilisé comme appareils de servitude avant d’être livré au NACA en juin 1958.

Selon certaines sources, les F5D n° 139209 et 142349 auraient été secrètement déployés au Japon avant leur livraison au NACA. Selon ces sources, ces appareils auraient été envoyés au Japon en raison de leur excellente vitesse ascensionnelle. Les avions espion U-2 étaient de temps en temps confrontés à des problèmes pour atteindre leur altitude maximale au-dessus du continent chinois. Pour fournir une couverture aux U-2 pendant leur retour vers le Japon, la CIA avait besoin d’un appareil civil performant comme le F5D.

Apres leur livraison au NACA, le F5D-1 n°139208 est immatriculé NACA 212 et le n°142350, NACA 213. Quand le NACA devient la NASA en octobre 1958, les F5D-1 sont ré-immatriculé NASA 212 et NASA 213. Ultérieurement, les Skylancer furent immatriculés sous d’autre code au gré de leur affectation successive à Ames ou Dryden. Les F5D-1 furent utilisés à Ames pour effectuer des essais en vol à grande vitesse et ils rencontraient parfois des appareils de la Navy.

Si les pilotes du NACA terminaient un vol de recherches avec encore beaucoup de carburant, ils se dirigeaient vers les zones tactiques utilisées par les squadrons de chasse de Moffett et Alameda, où ils invitaient les pilotes de F-8 à un duel aérien. Les pilotes de F-8 pensaient que ces appareils étaient des F4D-1, donc des proies faciles pour un F-8, mais comme le F5D-1 était plus rapide et plus manœuvrable, les Crusaders ont souvent été battus.

En 1961, les F5D-1 n° 139208 (NASA 212) et 142350 (NASA 213) sont transférés à Edwards AFB pour être utilisé comme avion d'essai dans le cadre du projet Boeing X-20 Dyna-Soar, bien qu’en fait, seul le NASA 213 ait réalisé des vols pour ce programme.

Le Boeing X-20 Dyna-Soar était un planeur spatial militaire lancé par une fusée Martin Titan 3C pour rejoindre l'orbite terrestre. Une fois en orbite, le X-20 réaliserait sa mission puis quitterait son orbite pour faire un atterrissage en vol plané. Comme le Skylancer avait une aile delta de forme semblable au X-20, il fut employé pour développer des procédures d’atterrissage d’urgence suite à un tir avorté du Titan III C.

Neil Armstrong (futur pilote de X-15 puis astronaute d’Apollo 11) était alors pilote d'essai pour la NASA sur le programme Dyna-Soar. Le X-20 devait être lancé dans l’espace avec une fusée Titan et en cas de panne ou d’explosion au décollage, un booster devait propulser le X-20 loin de la fusée (d’une manière similaire à celle utilisée pour le sauvetage des capsules spatiales).

Le but du programme était d’étudier les manœuvres à effectuer avec le X-20 suite à une éjection avec le booster pour ramener le planeur spatial à terre sans dommages. Armstrong utilisa le F5D-l pour étudier la manœuvre qui consistait à monter à la verticale jusqu’à 2100 mètres, à faire passer le « X-20/F5D" sur le dos, à basculer, à faire une approche avec un taux de chute élevé, puis à atterrir sur le Rogers Dry Lake entre des marques simulant la piste de 3200 mètres de Cap Canaveral.

Après l'annulation du programme Dyna-Soar, en décembre 1963, ce F5D-1 continu de voler comme simulateur en vol pour le Lifting body M2-F2 et comme appareil de poursuite pour les autres programmes de Lifting body. L’appareil est finalement retiré du service le 19 mai 1970. Aujourd'hui, ce Skylancer peut être admiré au musée Neil A. Armstrong de Wapakoneta dans Ohio.

Sources :

F5D-1 Air-Navy
Douglas F4D-1 (F-6A) Skyray
Douglas F4D (F-6) Skyray