20 世纪六七十年代中国国土防空作战中，中国人民解放军曾连续击落U-2 高空侦察机和“火蜂”无人侦察机，但另一种更先进、更神秘的美军高空高速侦察机也曾秘密进入中国，一般史料上却鲜有记载。位于北京小汤山的中国航空博物馆内，正式展出了一架神秘的飞机残骸，有关这架飞机的身世也逐渐揭开面纱。
1959 年10 月7 日，人类历史上首次“导弹打飞机”的壮举出现在中国，初出茅庐的解放军地空导弹部队——代号“543部队”用苏制S-75“德维纳河”导弹打下台湾飞行员王英钦驾驶的美制RB-57高空侦察机。时隔不久，1960 年5 月1 日，美国中央情报局雇员鲍尔斯驾驶更先进的U-2 高空侦察机进出苏联腹地，结果也被苏联国土防空军以同样型号导弹击落。就像有人猛踩一脚刹车，美国空军和中情局长期肆无忌惮地派遣有人驾驶飞机执行飞越别国领空的间谍侦察行动在两声导弹的尖叫中戛然而止。按照美国国会的动议，所有此类飞越社会主义国家的行动必须立即停止，但在战略侦察中尝到甜头的美国军方和中央情报局岂肯甘心，他们开始考虑利用新一代侦察机来执行此类敏感任务。
作为RB-57 和U-2 的“娘家”，美国洛克希德公司的“臭鼬工厂”（SkunkWorks）设计团队深刻意识到，过去侦察机只讲“高来高去”以躲避社会主义阵营飞机和导弹的做法已不现实，必须再加上“高速”这道保险绳。1961 年，美国中情局批准“臭鼬工厂”开展代号为A-12“牛车”的高空高速侦察机研制计划，它所要创造的科技怪物可以用简单的词汇“双三”来形容，即飞行升限超过3 万米，飞行速度超过3 倍声速。按照“臭鼬工厂”的评估，无论苏联还是中国，在相当长时间内部署能拦截此类侦察机的武器几乎是不可能。
基于A-12有人驾驶飞机的技术平台，同时发展出保持“双三”水准的无人侦察机，这样就能完全排除飞行员可能遭被侦察国俘虏的危险。1962 年10 月10 日，中情局将无人机的代号确定为“D-21”。
1967 年夏，美国战略空军司令部开始组建专门执行D-21 无人机作战行动的“A 飞行队”，驻地设在加州的比尔基地，它后来又改称“第4200 飞行支援中队”。
1969 年11 月9 日，携带D-21 的B-52 轰炸机从泰国起飞，飞往孟加拉湾方向。美军的想法是利用印度支那战争正炽，每天有大批美国战机往返于越南北方与南越、泰国之间，中国容易把B-52/D-21飞机组合判断为普通的战机，从而放松警惕。在到达2.7 万米的预定高度后，B-52机组按计划投放了编号为“517”的D-21无人机，它在滑翔飞行3 秒钟后，其自带的助推火箭点火，并在助推飞行87 秒后脱离，继而D-21 打开自己的冲压发动机，进入正常的巡航状态。查普曼通过B-52轰炸机上的监测设备观察，此时D-21 无人机的飞行高度为2.5 万米，速度保持在3.5 倍声速，正沿着一条半椭圆飞行轨迹，沿着东巴基斯坦（今孟加拉国）、印度、中国西藏、青海、新疆的路线一步步接近罗布泊。
D-21的首次冒险可以说“旗开得胜”，它似乎只受到中国地面警戒雷达的锁定，但沿途中国空军歼击机和地空导弹的轮番拦截都无济于事。可是，当D-21 无人机走完罗布泊全程后，却未如美军所愿绕一个圈改向太平洋飞行，而是一门心思地向西飞去。面对这一切，第4200 中队上下慌成一片，向无人机发出了自毁指令，但通过遥感信号观察，D-21 的自毁程序并未启动。
直到近几年，美国和俄罗斯专家经过共同努力，才确认这次失败还是归结于D-21 导航系统中的方位累计误差计算出现了错误。最好坠毁在哈萨克地区
1970 年12 月16 日，第4200 中队施放了第二次编号为“523”的D-21 无人机，发射地点位于日本海上空，目的是利用中苏严重军事对峙的机会，将D-21 假扮成苏联侦察机，刺探中国内陆。该机正常飞行4904 千米，并完成了对罗布泊的侦察照相任务，但在其飞临太平洋预定水域时，无人机的设备舱未能正常脱离下落，连同机体沉入烟波浩淼的大洋深处，从此音信皆无。
面对美国“双三侦察机”，中国军方从未坐以待毙。原中国航天二院院长刘从军曾披露，中国早在60 年代初便得到了美国开发“双三侦察机”的确切情报，并判断将来美国肯定会用这种飞机对中国进行纵深战略侦察，只是不清楚美国搞了有人和无人两种“双三飞机”。
出于未雨绸缪的考虑，60 年代初，中国国防部向航天五院下达研制对付“双三飞机”的红旗-3 地空导弹任务，而刘从军就是红旗-3 的总设计师。“当时中央催得很紧，周恩来总理都亲自过问过此事。”刘从军回忆说：“我们是在1965年8 月提出方案，主要是利用五院已掌握的国产红旗-2 导弹（苏联S-75 导弹的仿制品）的技术基础，改进提高各项技术性能，尽快拿出新武器。以后的事实证明，这是一个最佳方案，做到了真正的‘快、好、省’。”
红旗-3 非常争气，只用了不到50 枚试验弹就获得空军定型验收，正式列装部队。而中国政府也巧妙地通过各种渠道，把“双三机杀手”服役的消息传播出去，影响美国人的决策。
1971 年3月4 日，第4200 中队展开了第三次D-21无人机作战使用。编号为“526”的无人机在抵达罗布泊目标区上空时，导航系统计算机准时启动照相设备工作，随后D-21无人机按照预定程序转向返航路线。又经过漫长的飞行后，D-21 抵达西太平洋某处水域（这个位置被第4200 中队称为“第一地点”），无人机关闭发动机，减速下降至1.8 万米高度，这时机载爆破螺栓自动启爆，将设备舱弹出，而失去设备舱的D-21 无人机则启动了机上自毁炸药，把飞机炸成一些毫无用处的碎片。
弹射出来的设备舱下降至5000米时，连接在舱体上的降落伞打开，使设备舱徐徐下落。此刻正守侯在附近空域的美国空军JC-130 运输机迅速靠近，试图用俗称“猫胡子”的回收夹钩住设备舱的伞绳，然后将设备舱拉入飞机尾舱。可是“天公不作美”，由于当时海面上刮起8 级强风，致使JC-130 飞机无法完成接收。最后，设备舱还是降落在太平洋上。美国海军回收船根据设备舱发出的无线电信号，找到其溅落位置。孰料伞绳是用不锈钢丝加固的，打捞队员无法将其割断。设备舱上挂着降落伞，劲风拖着它在海面上死命地飘荡，打捞队员只能眼睁睁地看着笨重的设备舱慢慢沉入太平洋。
1971 年3 月20 日， 编号为“527”的D-21 无人机执行了第四次也是最后一次任务，但关于这次行动详情，无论美国还是中国方面都刻意保持低调，至今尚未有更细节的内容公开。美国空军方面：“D-21 无人机在准备飞越中国罗布泊基地的过程中失去联系，大致位置是在整个任务航程（含往返）的四分之三处被中国导弹击落。”中国方面，这架D-21 无人机是因故障失控坠落在云南西双版纳森林里，由于热带雨林的缓冲作用，飞机残骸保存相对完好，成为中国方面价值极高的战利品。
1972 年尼克松总统访华期间，向中方非正式地表达了停止派遣高空高速侦察机刺探中国内陆的承诺。而第4200 中队也在这个时候走向落幕。