הדלק הוא למעשה החומר היחיד שנצרך בטיסה ומשפיע משמעותית על מרכז הכובד של המטוס ובשל ספי היציבות הצרים שהמטוס תוכנן בשבילם, שליטה על פיזור הדלק היא קריטית ומצב מרכז הכובד מופיע במחוון מיוחד בתא הטייס (מחוון CG-Center of Gravity). הדלק מפוזר ב-4 מכלים המורכבים בחלק הגוף האחורי בין המנועים וב-2 מכלים נוספים בחלק הגוף הקדמי. לטייס יש שני מפסקי שליטה במכלי הדלק הראשיים וזה העברת דלק ממיכל מספר 6 (האחורי ביותר) למיכל מספר 1 (הקדמי ביותר) ולהפך.
תאי הדלק וה-TEB מקבלים דיחוס חנקן ששומר על לחץ כללי בתוך התאים ושומר על מבנה המטוס בזמן שינויי טמפרטורה ולחץ חיצוני, כמו כן הוא מונע הצתה ספונטנית של הדלק להגברת בטיחות הטיסה. לחץ החנקן הוא אחד הגורמים המגבילים בטיסה, ואם הוא דולף מהירות המטוס מוגבלת למאך 2.1.
הנעה.
מערכת ההנעה של המטוס הייתה האתגר הגדול ביותר בתוכנית הפיתוח של משפחת הציפור השחורה. על מערכת המנוע היה מוטל לייצר כוח יעיל בגבהים נמוכים ובמהירות נמוכה, בשביל לאפשר המראה, נחיתה ותדלוק באוויר; וכן לאפשר טיסה בתנאי מאך 3 ומעלה. בשביל לאפשר זאת פותח מנוע J-58 (סימון פראט אנד וויטני JT11D-20) אך גם הוא לא היה חזק מספיק כדי להניע לבדו את המטוס במהירות מאך 3 ולכן נדרש מבנה מיוחד של כונס ובית מנוע.
בית המנוע כולל את המנוע, כונס, חרוט הכונס, צינורות ניקוז אוויר מהכונס, דלתות מעקף קדמיות, דלתות מעקף אחוריות, דלתות שאיבה חיצוניות, דלתות שלישוניות ומפלט בעל גאומטריה משתנה. החרוט עצמו כולל חרירי ניקוז אוויר המובילים החוצה.
המנוע ופעולתו.
מנוע ה-J-58 הוא בין מנועי הסילון הבודדים שתוכננו לפעול בתנאי מאך 3.0 ומעלה, אך עדיין אמור האוויר בכניסה למדחס לנוע במהירויות של עד מאך 0.4. היכולת האמיתית של המנוע היא לעמוד בלחצים ובטמפרטורות גבוהות מאוד, לדוגמה, בשיוט מגיעה טמפרטורת האוויר הנכנס לתא הבעירה לכ-760 מעלות צלזיוס, האוויר בכניסה לטורבינה מגיע לטמפרטורה של 1,100 מעלות והטמפרטורה במבער היא 1,760 מעלות. המגבלה היחידה מבחינת ביצועי המנוע היא טמפרטורת המדחס, שהיא 427 מעלות צלזיוס, ועל הטייס לפקח על טמפרטורה זאת במחוון ה-CIT (Compressor Intake Temperature). כלומר בפועל, בתלות בתנאים האטמוספיריים באזור ומועד הטיסה, מסוגל המטוס לטוס בבטחה מעל למגבלת התכנון של מאך 3.3.
בשביל לאפשר למנוע לפעול בטמפרטורות אלו השתמשה חברת פראט אנד ויטני בטיטניום, אך גם פיתחה שיטות לייצור פח מסגסוגות וחומרים שעד אז נועדו ליציקות בלבד. שיטות אלה אפשרו הוספת סגסוגות מתקדמות במקומות שבהם נדרש השימוש בפח.
עם כל זאת עדיין הייתה למנוע בעיה של דחף נמוך יחסית למתוכנן במהירות גבוהה בשל עצירת האוויר בתא המדחס. על מנת לשפר נתון זה התקינו מהנדסי המנוע שישה צינורות מעקף מהדרגה הרביעית של המדחס ישירות לתוך המבער, וכך נפתרה בעיית עצירת האוויר והוגדל דחף המנוע במהירות גבוהה בכ-20 אחוז.
ההתנעה של המנועים התבצעה על ידי עגלה קרקעית שכללה שני מנועים עוצמתיים שהיו מניעים על ידי מוט את תמסורת ההתנעה שבחטיבת האביזרים של מנועי המטוס.
פעולת בית המנוע במהירות נמוכה.
במהירות נמוכה ממאך 0.5 בית המנוע התנהג כמו בכל מנוע אחר ואפשר זרימת אוויר סדירה למנוע עצמו וכן אוויר עוקף בתוך בית המנוע לטובת קירור. דלתות המעקף הקדמיות, דלתות השאיבה החיצוניות וכן הדלתות השלישוניות היו פתוחות, והאחוריות סגורות. חרירי ניקוז האוויר בחרוט מאפשרים כניסה של אוויר נוסף מחוץ למטוס לתוך המנוע.
במהירויות של מעל מאך 0.5 ועד מאך 1.5 עקרון הפעולה דומה, אבל בשלב זה בית המנוע אמור למנוע מאוויר עודף ואוויר מהיר ממאך 0.5 להיכנס למדחס המנוע ולכן דלתות המעקף הקדמיות ודלתות השאיבה נסגרות. כמו כן בשונה מהמצב הקודם, יוצא האוויר מהכונס דרך חריצי ניקוז האוויר בחרוט במקום להיכנס אליו, על מנת לנקז את האוויר של המעטפת הגבול שנצמד לגוף החרוט. פעולת החרירים עוד יותר חשובה בתנאי מהירות גבוהה בהם מעטפת הגבול פוגעת ביחס המרת הלחץ של בית המנוע.
פעולת בית המנוע במהירות גבוהה.
הייחוד של הכונס בא לידי ביטוי במהירויות גבוהות ובפרט מעל למאך 2.6 כאשר חרוט הכונס מתחיל לסגת אחורה. במאך 3.2 החרוט נסוג אחורה בכ-66 סנטימטרים. מטרת פעולה זאת היא לשלוט על האוויר שנכנס למנוע, שכן הוא מוגבל לאוויר במהירות של עד מאך 0.5. פעולת החרוט הופכת למעשה אוויר מהיר בלחץ נמוך בכניסה לכונס לאוויר איטי בלחץ גבוה שניתן להשתמש בו לפעולת המנוע. פעולת המרת הלחץ של חרוט הכונס הנמדד ביעילות המרה (מה שמכונה Pressure Recovery).
החרוט שולט במיקום גלי ההלם של האוויר בכונס, ובמיוחד בגל ההלם האחרון הנקרא גל ההלם הנורמלי או הסופי. על ידי שליטה מדויקת במיקום שלו, החרוט מאפשר יעילות המרה גבוהה ומיטבית (כ-96 אחוזים). חלק מהאוויר הנכנס לכונס עצמו מנותב למעקף עוד לפני שלב הפעולה של דלתות המעקף על ידי מלכודות ההלם. למעשה במהירות מרבית כל דלתות בית המנוע סגורות. המפלט עושה את הפעולה ההפוכה בה הוא הופך אוויר איטי לאחר הפעולה של המנוע (יחסית לאוויר מחוץ למטוס) לאוויר מהיר כאשר ההבדל בין המהירות של האוויר מהמפלט לאוויר החיצוני נובע מהפרשי הטמפרטורות.
בתנאי טיסה מהירה בית המנוע מתנהג באופן הדומה למנוע מגח סילון כאשר חרוט הכונס מבצע דחיסה של האוויר, שחלקו מנוצל לפעולת המנוע וחלקו מנוצל למעקף שמחמם את האוויר מהחום של המנוע, נשאב לתוך המפלט בשל תנועת האוויר המהירה של גזי הפליטה של ה-J-58 ומחומם פעם נוספת מפעולת המבער שלו. למעשה במהירות של מאך 3.2 המנוע עצמו יוצר 17% מהדחף שנוצר בבית המנוע. שאר הדחף נובע מפעולת החרוט של הכונס שעקב הדחיסה והחימום של האוויר יוצרת 54% מהדחף ופעולת המפלט היוצרת 29% מהדחף.
כאשר פעולת החרוט מעל ל-2.6 מאך תקינה וגל ההלם הנורמלי נמצא במקום מתאים, הוא נחשב ל-Started. אם יש תקלה שגורמת לגל ההלם הנורמלי לנוע ממיקומו המוגדר, הוא נחשב ל-Unstarted; במצב זה המטוס מאבד כ-70 אחוז מהדחף במנוע שחווה תקלה. זהו מצב מסוכן בו בגלל אובדן הדחף הפתאומי המטוס מתחיל להחליק ולסבסב בקיצוניות לכיוון של המנוע התקול מה שבתורו יכול לגרום להזדקרות המדחס של המנוע השמיש, לפגיעה במבנה המטוס ואף להתבדרות מסוכנת בציר הסבסוב. בשל כך יוצרו מספר מנגנוני בטיחות במערכת הבקרה של הכונסים. אם יש מנוע אחד אשר חווה Unstart, לאחר עשירית השנייה החרוט של המנוע השני יחזור למצב קדמי ויגרום ל-Unstart יזום במנוע השמיש בשביל למנוע תגובה חריפה מדי של המטוס והזדקרות המנוע השמיש. אם מערכות המנוע כושלות בזיהוי מיקום מדויק של גל ההדף הסופי המערכת מחזירה את החרוט למצב קדמי ומתחילה את תהליך הנסיגה מחדש, מה שמכונה Restart.
מערכות.
חשמל.
אספקת החשמל של המטוס חוללה משני גנרטורים הפועלים בזרם חילופין בעלי הספק של 60 קילו-וולט/אמפר המונעים מכנית מתמסורת שבחטיבת האביזרים של המנועים. הגנרטורים סיפקו מתח חילופין תלת-פאזי של 115–200 וולט בתדר של 400 הרץ ל-5 פסי צבירה ושני ממירים לזרם ישר שבתורם סיפקו מתח של 28 וולט ל-3 פסי צבירה. בנוסף לגיבוי במטוס היו קיימים שני מצברים בעלי טעינה של 25 אמפר-שעה שבמקרה חירום יכלו לספק מתח למכשירים החיוניים למשך כחצי שעה.
הידראוליקה.
המטוס כלל ארבע מערכות הידראוליות הכוללות מיכלים ומשאבות נפרדות לכל אחת. המערכות היו A ו-L למנוע שמאל ו-B ו-R למנוע ימין. מערכות A ו-B היו אחראיות על אספקת לחץ הידראולי לכלל מפעילי ההיגוי.
מערכות L ו-R היו אחראיות על אספקת לחץ למפעילי חרוטי הכונסים ימין ושמאל וכני הנסע ימין ושמאל בהתאמה. בזמן נפילת לחץ באחת מהמערכות הללו, המערכת השנייה הייתה מסוגלת לתת לחץ למערכת התקולה.
כני נסע.
המטוס כלל שלושה כני נסע בתצורה סטנדרטית (שני כני נסע ראשיים וכן נסע באף). כני הנסע הראשיים תמכו בשלושה גלגלים כל אחד כאשר הגלגלים עצמם היו מצופים בשכבת צבע אלומיניום להקרנת טמפרטורה בשל החיכוך הגבוה בהמראה. החיכוך בגלגלים בהמראה היה חריג עקב כנף הדלתא של המטוס. במטוסים אחרים הרמת האף של המטוס בהמראה כמעט ולא משפיעה על כני הנסע מכיוון שהמטוס פשוט מסתובב סביב מרכז הכובד שלו. במטוסים בעלי כנף דלתא הכנף נמשכת עד לסוף מבנה המטוס וכוללת את הגאי הגובה בהרמת אף הכנף יוצרת לחץ כלפי מטה הלוחץ את כני הנסע הראשיים כלפי הקרקע ולכן מגדיל משמעותית את החיכוך שהם חווים.
בתי כני הנסע הראשיים קיבלו קירור מיוחד לצורך שמירה על שלמותם ואורך חייהם.
ניווט.
המטוס כלל מערכת ניווט כוכבים ממוחשבת (ANS-Astral Navigation System) מדגם NAS-142V2 שפותחה במקור לטיל דאגלאס סקאיבולט הבליסטי. מחשב המערכת היה ממוקם מאחורי תא הנווט תחת חלון תצפית לכוכבים על ידי טלסקופ אלקטרוני ועל כן זכה לכינוי "R2D2". המערכת כללה מרכז אינרציאלי שהיה מפיק מיקום וזמן בדיוק של חמש מילי-שניות והיה עוקב תמידית אחר 6 מתוך 52 כוכבים הבולטים בשמים, ולמעשה עבד בדומה ל-GPS. המערכת גובתה במערכת אינרציאלית SKN-2417 המייצרת שגיאה של כ-2 קילומטר לשעה.
למערכת היו מטעינים תוכנית טיסה מוכנה מראש והיא הייתה מתקשרת עם שאר המערכות. הטייס האוטומטי היה מקבל נתוני נקודות ציון, בעוד מערכות הביון היו מקבלות נתונים על המטרות.
בשביל לחוות לטייס על מיקום המטוס שולבה במטוס מערכת תצוגה בסיסית שכללה מסך קטן בתא קדמי ומסך גדול יותר בתא אחורי אשר הקרינו סרט של מסלול הטיסה שצולם כהכנות לטיסה. הסרט תואם עם המיקום הגאוגרפי ממערכת ה-ANS.
לוחמה אלקטרונית.