在'63年，B-70的前景已可確定的是不會成為美國空軍下一代轟炸機了，於是NASA很高興地把這兩架飛機要來當作實驗載台。 當時美國並沒有可以用來模擬超音速大型飛機的風洞，而B-70的大尺寸不但可以用來做許多氣動力實驗，還正好可以用來實驗當時熱門的超音速運輸(客貨)機(SuperSonic Transport)的許多特性。 因此女武神便被拿來安裝各種sensor、測試各種飛行數據(ex. 音爆範圍etc)，原本甚至還計畫在SST專用引擎做出來時，掛在她機腹下測試。

XB-70進行過的重要測試項目，包括表面阻力、邊界層轉移、進氣道氣動力實驗、飛行穩定性控制、熱應力現象、蒙皮負荷、超音速飛行之速度高度測量方法與校正等等，這些測試一直進行到'66年6月8日二號機事故為止。

NASA發現，超音速飛機的飛行profile很難控制，一點點的速度差異就會導致爬升率、耗油量和航高的劇烈變動。 對於只有二到四名戰鬥人員飛的作戰飛機來講不是什麼太大的問題，但這在商業航空上卻構成了無法接受的缺點。 對策是加裝倍精度的俯仰和高度指示計以提醒駕駛，而根本的解決之道則在自動駕駛系統上。

如前所述，進氣道震波不穩會形成"不發"的現象，實驗顯示要打開一個"不發"的進氣道需要5~10秒，XB-70的經驗正好用來設計、改良更佳的進氣道控制系統。

一架XB-70飛行100小時總共要花費5.5百萬美元，維持兩架各飛100小時要花8.2百萬美元，另外每年還得花2.5百萬元在備用引擎上。 視這個計畫如眼中釘的國防部，一直在找尋機會把它完全取消。 二號機的事故就是個絕佳的理由。 當天的正駕駛是Al White，北美公司的飛行員，副駕駛是空軍的Carl Cross少校，後者是初次搭乘女武神。 原本的飛行目的是次音速空速校正實驗和超音速音爆評估，而在飛行前奇異公司要求配合他們加上一次空中照相活動，奇異想拍一張五架不同型式、都使用奇異發動機的超音速軍機編隊飛行的照片。 空軍主管系統測試的Cate上校批準了這個要求，於是在6月8日，8:45AM，XB-70 AV2完成了NASA的飛行測試之後，由負責拍照的李爾噴射機陪同前往目標空域和一架NASA的F-104(序號813)、一架F-4、一架F-5和一架T-38會合。 拍照行程被延長了兩次，直到F-104在9:26撞上AV2為止。

飛那架F-104N的是NASA的Joe Walker，有五千小時飛行經驗，其中750小時是飛F-104，還曾八次駕駛T-38伴飛XB-70。相撞當時，F-104是在XB-70的右翼翼尖處，不知道為什麼飛得太近而擦撞到，然後F-104立即失去控制，彈起來在空中向左翻了一圈，先後又撞到女武神的左垂直尾翼和左翼尖，F-104從駕駛艙後被斬為兩截，當場起火墜落，Walker立即喪生；而女武神繼續平飛了幾秒鐘，然後駕駛員發現飛機開始大幅度的幌動，到無法控制時，駕駛決定棄機。 White的逃生椅完成了收容乘員、密封、彈射、張傘的工作，但著地時的緩衝氣墊卻失效了，White因而重度昏迷了三天，此外還受了不小的內傷並折碎一個手肘；Cross沒能逃脫，可能在飛機spin墜落時去平衡或空間迷向，總之他被女武神直接帶到Valhala去了。

事故調查找不出非常有說服力的解釋為什麼Walker那麼靠近AV2，一個可能是當時有一架B-58在他們的航道附近以超音速通過，聽到這個警告，Walker或許正轉頭搜尋B-58的蹤影而一時疏忽。 而事件調查報告被政府拿來作為殺雞儆猴的工具，當時軍方瀰漫著漫不經心的風氣，一概事務權宜而行，理論上空軍根本不可以配合民間廠商進行宣傳活動。國防部利用這個事件狠狠修理了空軍不聽話的份子，而事故的真相也無人聞問了。