1984年，美国空军愈发重视现役战斗机的短距起降能力，明确了相关战机的具体性能细节，例如要求战斗机在机场被破坏的情况下，从长度仅为2000英尺的跑道起降（约610米）。但是要达到这样的性能水平并不容易，这不仅需要对飞机气动布局进行重新设计，更要对动力系统进行改动，于是便有了F-15B S/MTD实验机。
1988年，道格拉斯和普惠公司联手开发了F-15B S/MTD，这是一款以F-15B双座双发战斗机改装而来实验机，同时它也是美国军事领域少见的鸭翼布局飞机。
战斗机安装上改进后的F100发动机，这款发动机在加力燃烧室的后方是一个用于推力反转的百叶窗式结构，它的作用是将原本向后的推力改为向前的推力，在降落过程中快速降低飞机速度，达到短距离降落的目的；更往后则是一部俯仰角度调整的二维矢量喷口，喷口可以向上或向下偏转20°，为战斗机带来更强的机动性。
发动机的推力转向结构和矢量喷嘴技术并不容易，工程师在设计的时候发现发动机需要增加大量的焊接工作以及繁重的冷却设备，这些结构在满足发动机技术要求的时候会增加1000~1500磅的重量，并且飞机在启动反向推力的时候热量仍然会对机体造成伤害，气流也会有不利影响，还有人担心结构过于复杂无法达到可靠标准。
因为原型机在改装的时候预留了反推力窗口，此时如果再对发动机等结构重新调整不仅拖慢研发进度，而且成本也会上升。在1988年年底，经过全面的实验后取消了机体上的反推力窗口，放弃了这个能力，但是战机降落跑道长度也不得不增加，好在计划要求降落跑道长度从2000英尺增加到3000英尺，问题并不算严重。
仅仅用“暴力”的发动机来提高飞机低速性能显然不够，还得在气动布局方面下功夫，设计师给战机安装了全动的鸭翼，这对鸭翼直接取自其他战斗机的尾翼，它可以大角度偏转产生涡流。
这架唯一的短距起降原型实验机在测试中表现很好，相比于F-15战斗机，它的起飞滑跑距离缩减了25％，起飞速度甚至降低到42英里/小时，可以在500米长的跑道上降落，看样子至少在短距离起降方面达到了预期，至于这类战斗机实用性又是另外一回事了。
F-15B S/MTD作为实验机无疑是成功的，它的二维矢量推力发动机和反推力发动机技术目前都在战斗机、大型运输机等机型上使用，但这并不是实验机的终点。
与很多其他军方实验机一样，F-15B S/MTD在后来也流落到NASA手中，NASA在1993年购买了飞机，并给它安装了普惠F100-229发动机，它带有俯仰/偏航矢量喷管，再往后飞机还试验了智能飞行控制系统、通讯/导航系统等，也曾参与高稳定发动机控制等实验，对美国航空、航天技术的发展起到了很重要的作用。
F-15B S/MTD实验机空重约15900千克，机长19.42米，高5.64米，翼展13米，机组2名，最大飞行速度2马赫，最大升限18288米。
