然而，洛克希德刚刚掌握了钛制造的技术，另一个同样令人头疼的问题就出现了。高速飞行时的摩擦加热导致飞机的外部面板膨胀并发生变形，损坏了机体结构。为了解决这个问题，洛克希德的工程师们将平面蒙皮替换为细密的波纹蒙皮，使其在膨胀时不易变形。一些工程师将这种技术比作让一架1930年代的福特Trimotor或容克52（这些飞机以其波纹蒙皮闻名）——以超音速飞行。此外，这些蒙皮还做得比实际尺寸稍小，以便在遇热膨胀后，蒙皮边缘能够精准贴合在一起。
美国航空博物馆内的A-12进气锥底部，可以清晰地看到机体表面蒙皮的变形鼓起。
然而，洛克希德刚刚掌握了钛制造的技术，另一个同样令人头疼的问题就出现了。高速飞行时的摩擦加热导致飞机的外部面板膨胀并发生变形，损坏了机体结构。为了解决这个问题，洛克希德的工程师们将平面蒙皮替换为细密的波纹蒙皮，使其在膨胀时不易变形。一些工程师将这种技术比作让一架1930年代的福特Trimotor或容克52（这些飞机以其波纹蒙皮闻名）——以超音速飞行。此外，这些蒙皮还做得比实际尺寸稍小，以便在遇热膨胀后，蒙皮边缘能够精准贴合在一起。
燃料泄漏问题一直以来被外界嘲笑，认为这是A-12设计上的败笔，存在重大缺陷。但实际上，没有一种密封剂可以承受3马赫以上飞机所产生的极端高温，因此不可能保持油箱密封。
为了节省重量，机体外部蒙皮还兼作燃料箱的壁板，这导致了一个令人担忧的设计怪象：飞机停在停机坪上时，燃油会像筛子一样漏出来。在实际操作中，标准程序是只加注足够起飞的燃料，飞机随后会与空中加油机会合并补充燃料。当飞机达到操作速度和高度时，热膨胀会使蒙皮扩张并自行密封，防止燃料进一步泄漏。
可以想象，燃油泄漏到停机坪上会造成火灾隐患，因此，臭鼬工厂开发了一种特殊的高闪点燃油，称为JP-7，这种燃油不会被明火或火花点燃。然而，由于JP-7也无法通过传统的喷气发动机点火器点燃，洛克希德开发了一套系统，将乙硼烷（一种与空气接触后会自燃的气体）注入发动机以点燃这种燃油。发动机在起飞前由一个特殊的启动车启动，启动车内装有两台雪佛兰大缸体发动机，输出功率为600匹马力。
3马赫时遇到的极端温度，意味着飞机上的几乎每个系统都要经过特殊设计。开发了可承受高达350摄氏度高温的特殊润滑剂和液压油，而燃油系统则设计为通过JP-7机身循环来冷却那些高温部位。控制电缆由一种名为Elgiloy的耐高温钢铬镍合金制成（通常用于钟表弹簧）。而所有电气连接甚至都镀上了金，因为金在高温下比其他金属更能保持导电性。
由于重量限制，驾驶舱无法隔热，迫使飞行员只能穿着特殊的空调加压服，这也保护他们免受平流层近真空的影响。事实上，在巡航条件下，驾驶舱内部会变得非常热，以至于在执行任务期间，机组人员经常将餐食靠在驾驶舱玻璃上加热。
应对3马赫以上飞行的极端温度是最艰巨
根据GUSTO委员会的要求，A-11由两台普惠公司生产的J58涡轮喷气发动机提供动力，这些发动机必须经过全面改装，以保证在打开加力燃烧室情况下的可靠运行，并能承受3倍音速飞行所带来的极端情况。
发动机本身安装在流线型机翼短舱内，在巡航速度下，发动机短舱的作用部分类似于冲压式喷气发动机，将大部分进入的空气转移到发动机和短舱之间的环形空间中。由于喷气发动机无法吸入超音速飞行时的空气，否则就会熄火，因此短舱入口装有特殊的锥形结构，可产生激波，将进入的空气减速至亚音速，然后再进入发动机。
普惠公司生产的J58涡轮喷气发动机，长荣航空博物馆
但无论A-11飞行速度有多快，如果不能拍摄到清晰的照片，它作为侦察机也是毫无用处的。因此，工程师们对机载航空相机的熔融石英窗口投入了相当大的精力。由于飞机内部和外部的温差高达500摄氏度，这个窗口很容易发生光学失真，可能会毁掉通过它拍摄的任何照片。这个问题一度让设计团队非常焦虑，直到康宁玻璃厂开发出一种创新方法，利用强大的高频声波将玻璃熔接到钛框架上。相机本身由珀金–埃尔默制造，可携带1500米胶片，能从30,000米的高空拍摄宽达113公里的地面图像，分辨率达30厘米。
1959年11月，在首批原型机开始生产之前，洛克希德公司就制造了A-11的全尺寸模型，并将其运往内华达州古鲁姆湖（更广为人知的名字是51区），在那里，它被安装在一个塔架上，并从各个角度接受雷达波的测试。这些测试表明，飞机的雷达横截面积仍然高到令人无法接受，迫使洛克希德公司对设计进行进一步修改。
这些修改包括，用氧化铁、硅和石棉制成的雷达吸波复合材料取代机翼和尾翼的前缘；将机身机翼与锋利的鳍状结构（称为脊线）融合在一起，使飞机具有了超凡脱俗的外观。航空历史学家彼得·梅林曾这样描述：“它看起来更像是有机物而不是机械。大多数传统飞机都能看出是人工建造的——而这架飞机看起来仿佛是天然生长出来的。”
后来发现，除了反射雷达之外，脊线还有一个额外的好处，那就是在超音速下可以提供额外的升力。鉴于这些修改，飞机的编号从A-11改为A-12，并沿用至今。
A-12（60-6925），倒置安装，用于雷达波测试
克服这些前所未有的技术困难既昂贵又耗时。首架原型机的交付最初承诺在1961年5月完成，但随着开发进程的延迟，这一日期被推迟到8月，首飞推迟到12月。同时，9600万美元的预算已经飙升至超过1.61亿美元。时任中情局高官的理查德·比塞尔（当时正深陷“猪湾事件”的余波），给凯利·约翰逊写了一封心急如焚的信：
“我得知你们首飞的进一步延迟，从8月30日推迟到1961年12月1日。这个消息在我们此前从5月推迟到8月的基础上更加令人震惊，按照我们12月19日的会议，我本以为钛的挤压问题已经基本解决。我相信，除非伯班克发生严重地震，否则这将是最后一次令人失望的消息。”
不过，还有更让比塞尔失望的消息。由于涉及到超先进的材料和制造技术，A-12不能像常规飞机那样进行大规模量产，每一架飞机基本上都可以说是手工打造的艺术品。
为了控制成本并使项目重回正轨，中情局将订单从12架缩减到10架，并派遣一名航空工程师前往洛克希德监督最终组装。与此同时，普惠公司在使J58发动机达到洛克希德的规格方面也遇到了严重问题。为了防止延期，普惠决定使用U-2上使用的功率较低的J75发动机进行首次试飞。理论上，这将使A-12能够达到15,000米的高度和1.6马赫的速度。
A-12设计图