格鲁曼公司把F-5A 63-8372和65-10573改装成了X-29A82-0003和82-0049，整个机身按照F-20标准进行改装，装上了一台F404涡扇发动机，并配备了鸭翼和33度前掠的前掠翼。X-29A是一架前掠翼验证机，旨在研究这种布局的空气动力学特性。由于前掠翼在大迎角下会因气动发散问题导致机翼结构损坏，所以X-29A的机翼大部分采用现代复合材料制造。
干湖床上的两架X-29验证机
前掠翼布局使X-29A非常不稳定，只能在三余度数字飞行控制系统的控制下飞行。1984年12月14日，格鲁曼的首席试飞员查克·塞维尔驾驶第一架X-29A在爱德华兹空军基地完成首飞。四个月后，美国宇航局开始使用这两架飞机展开广泛的飞行试验。对于如此先进的概念来说，X-29表现出了非常高的可靠性，在试飞中达到了前所未有的67度攻角，并在1985年12月13日成为第一种超音速前掠翼飞机。
前掠翼带来了极佳的大迎角性能 第一架X-29A在试飞242架次后于1986年退役，第二架飞机继续飞行至1991年。这两架飞机如今都被博物馆收藏，第一架X-29A在俄亥俄州赖特·帕特森空军基地的美国空军博物馆，第二架飞机在加州爱德华兹空军基地的代顿飞行研究中心。
音爆研究机F-5 SSDB
“老虎”家族中外形最奇怪的毫无疑问是SSBD，也就是所谓的修形音爆验证机。该机是一架经过改装的具有凸起前机身的F-5E，通过试飞表明可通过特殊机身外形大幅降低超音速飞行产生的激波强度，进而能允许未来超音速客机在陆地上空进行无限制超音速飞行。诺斯罗普公司在1994年并购格鲁曼公司成为诺斯罗普·格鲁曼公司，该公司在2001年7月赢得DARPA的一份合同，为安静超音速平台项目制造一架验证机。
F-5 SSBD相对于F-5F的外形改变
F-5被认为是理想的改装机体，该机具有非常平滑的面积律分布，而且飞机足够简单可靠。诺格公司在自己的佛罗里达州圣奥古斯丁工厂对美国海军的一架F-5E进行了改装，装上了加州埃尔塞贡多工厂制造修形组件，给飞机装上一个形状特殊的机头罩，并在机身下方加装了铝制基体结构和复合材料蒙皮。这个机头罩不但拉长了机头，并且使之钝化，能防止进气口产生激波，并能稳住机翼激波，使之不与机头主激波接触。
F-5 SSBD的整个机身修形结构
这架飞机在2003年7月24日首飞，开始确定改装飞机的飞行包线，一边为后续的SSBD试飞做好准备。在这一阶段，F-5 SSDB在一架T-38的陪伴下飞到了1.1马赫的 速度。
飞行中的F-5 SSBD
随后在代顿飞行研究中心的F-18支援下，F-5 SSBD完成了包线试飞，于2003年8月在爱德华兹空军基地展开SSBD试飞。飞机航线下方和两侧分布着地面传感器，记录飞机在超音速飞行中产生的音爆和压力波。在其中三次试飞中，一架F-5E标准型与F-5SSBD间隔45秒进行超音速 飞行，以便进行音爆对比，两架飞机都在美国空军的这条高空超音速走廊上以1.4马赫速度飞行在9750米高度。此外F-5 SSBD还与一架安装了压力测量仪器的F-15B进行了两次超音速 编队飞行，让后者测量附近的音爆强度。这些试飞显示F-5 SSBD的音爆强度的确大幅降低。
地面的音爆传感器
2004年1月，F-5 SSBD进入下一阶段修形音爆测试（SSBE）试飞。该机在不同飞行条件下共进行了21架次试飞，结果显示F-5SSBD的修形外形削弱了N型波的强度，将 音爆压力值从每平方米5.8千克降至3.9千克，进而降低了音爆的音量。
F-5 SSBD为静音超音速客机的研究立下了汗马功劳
F-5 SSBD现被彭萨科拉海军航空兵博物馆收藏。
“虎”2000/2001
中国台湾空军早在1964年便购买了F-5A/B战斗机，到1975年台湾汉翔公司已经开始自行组装数百架F-5E/F。到20世纪90年代，这些飞机开始逐渐被“幻影2000”、F-16和F-CK-1“经国”IDF战斗机取代，转而执行训练和对地攻击任务，其中有40架F-5E/F将继续服役入21世纪。于是汉翔公司启动了“虎”2000/2001升级计划，主要目的是用F-CK-1战斗机的GD-53雷达来升级这些二线飞机，使之具有发射“天剑”二型中距弹的能力。GD-53源自通用电气公司为F-20研制的AN/APG-67多模雷达，本身就是为满足中国台湾防务需求研制的。
“虎”2000/2001 5308号原型机
2002年7月24日，“虎”2000/2001首飞。不过当时中国台湾空军已经计划在10年内退役所有F-5E/F，所以“虎”2000/2001无疾而终，唯一的5308号原型机被展示在台中汉翔翔园内。
GD-53雷达
“闪电”、“雷电”和“神鸟”
1979年伊朗伊斯兰革命后，美国开始对伊朗实施武器禁运，伊朗军队的许多美制武器失去了零件来源。为此，伊朗国防部、伊朗伊斯兰共和国空军、Owj工业综合体（OIC）和伊朗飞机制造工业综合体（HESA）开始致力于自力更生对现有装备进行改造和升级。由于伊朗空军装备了大量F-5系列战斗机，所以该机自然就成为了自给自足项目的重点。
目前伊朗飞机制造工业公司（HESA）正在对伊朗伊斯兰空军（IRIAF）的老旧F-5进行两项延寿和重大改进项目，期望能最终以F-5E/F为基础自行制造一种可行的战斗轰炸机。
首先出现的F-5改进型是“闪电”（Azarakhsh），该项目启动于1997年4月，被外界认为是一种安装了俄制雷达的F-5E“虎II”，机鼻延长了17厘米。第二架“闪电”原型机于2001年2月首飞，具有加强的机翼，机身部分蒙皮使用复合材料制造，并安装提升推力的J85发动机，能发射伊朗自行研制的武器。2008年4月17日，两架单座型和两架双座型“闪电”参加了德黑兰的建军节阅兵。
HESA“闪电”战斗机