1984年，美國空軍愈發重視現役戰鬥機的短距起降能力，明確了相關戰機的具體性能細節，例如要求戰鬥機在機場被破壞的情況下，從長度僅為2000英尺的跑道起降（約610米）。但是要達到這樣的性能水平並不容易，這不僅需要對飛機氣動布局進行重新設計，更要對動力系統進行改動，於是便有了F-15B S/MTD實驗機。
1988年，道格拉斯和普惠公司聯手開發了F-15B S/MTD，這是一款以F-15B雙座雙發戰鬥機改裝而來實驗機，同時它也是美國軍事領域少見的鴨翼布局飛機。
戰鬥機安裝上改進後的F100發動機，這款發動機在加力燃燒室的後方是一個用於推力反轉的百葉窗式結構，它的作用是將原本向後的推力改為向前的推力，在降落過程中快速降低飛機速度，達到短距離降落的目的；更往後則是一部俯仰角度調整的二維矢量噴口，噴口可以向上或向下偏轉20°，為戰鬥機帶來更強的機動性。
發動機的推力轉向結構和矢量噴嘴技術並不容易，工程師在設計的時候發現發動機需要增加大量的焊接工作以及繁重的冷卻設備，這些結構在滿足發動機技術要求的時候會增加1000~1500磅的重量，並且飛機在啟動反向推力的時候熱量仍然會對機體造成傷害，氣流也會有不利影響，還有人擔心結構過於複雜無法達到可靠標準。
因為原型機在改裝的時候預留了反推力窗口，此時如果再對發動機等結構重新調整不僅拖慢研發進度，而且成本也會上升。在1988年年底，經過全面的實驗後取消了機體上的反推力窗口，放棄了這個能力，但是戰機降落跑道長度也不得不增加，好在計劃要求降落跑道長度從2000英尺增加到3000英尺，問題並不算嚴重。
僅僅用「暴力」的發動機來提高飛機低速性能顯然不夠，還得在氣動布局方面下功夫，設計師給戰機安裝了全動的鴨翼，這對鴨翼直接取自其他戰鬥機的尾翼，它可以大角度偏轉產生渦流。
這架唯一的短距起降原型實驗機在測試中表現很好，相比於F-15戰鬥機，它的起飛滑跑距離縮減了25％，起飛速度甚至降低到42英里/小時，可以在500米長的跑道上降落，看樣子至少在短距離起降方面達到了預期，至於這類戰鬥機實用性又是另外一回事了。
F-15B S/MTD作為實驗機無疑是成功的，它的二維矢量推力發動機和反推力發動機技術目前都在戰鬥機、大型運輸機等機型上使用，但這並不是實驗機的終點。
與很多其他軍方實驗機一樣，F-15B S/MTD在後來也流落到NASA手中，NASA在1993年購買了飛機，並給它安裝了普惠F100-229發動機，它帶有俯仰/偏航矢量噴管，再往後飛機還試驗了智能飛行控制系統、通訊/導航系統等，也曾參與高穩定發動機控制等實驗，對美國航空、航天技術的發展起到了很重要的作用。
F-15B S/MTD實驗機空重約15900千克，機長19.42米，高5.64米，翼展13米，機組2名，最大飛行速度2馬赫，最大升限18288米。