F-16XLは、ジェネラル・ダイナミクスが開発した試作戦術戦闘機である。
F-16を大幅に改造した試作機で、F-16の派生型である。第4.5世代ジェット戦闘機に分類され、クランクト・アロー・デルタ翼を有し、F-16以上の搭載量を誇る。
アメリカ空軍の強化型戦術戦闘機（ETF：Enhanced Tactical Fighter）計画、[1]に参加したが、ライバル機のマクドネル・ダグラス社のF-15Eに破れ、採用を逃した。
選定終了後、残った試作機2機は、NASAに引き渡され、飛行研究に使用された
開発は、1970年代後半から始まった。当時アメリカ空軍で使用されていた大型戦闘爆撃機F-111の老朽化に伴い、アメリカ空軍はEnhanced Tactical Fighter（ETF：強化型戦術戦闘機）計画 を発表した。計画では、制空戦闘能力、対地攻撃能力、超音速巡航性などを必要性能とした。これに対しジェネラル・ダイナミクスも、「既存機の改修という形でも、超音速巡航は可能」と、F-16の改修プランを提案した。ところが、ETF計画はまとまらず中止となってしまった。
しかし、マクドネル・ダグラスがF-15の派生型F-15E ストライクイーグルのプロトタイプを1981年に初飛行させたことから計画が再開、ライバルのジェネラル・ダイナミクスも前述の改修プランを元にF-16を大幅に改造した派生型F-16XLを1982年7月3日に初飛行させた。元は超音速巡航性能を達成するためのものであるが、要求仕様の変更もあり、搭載量や航続距離の向上を図った機体となり、超音速巡航性能は切り捨てられた[2]。
飛行テストは1984年2月に行われた。テストには、試作機の2機とも参加した。しかし、空戦能力、兵器搭載能力や被弾時の生存率、コスト（後述）など評価はF-15Eの方が高く、F-16XLは不採用となってしまった。
なお、F-16XLが採用されれば単座型にはF-16E、複座型にはF-16Fとの名称が与えられる予定であった
その後、F-16XLの2機の試作機はしばらく保管されていた。
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しかし、1988年に、NASAがF-16XLの試作機2機を使用して飛行研究を行いたいとの申し出から、F-16XLは再び空を舞うこととなった。機体は、エドワーズ空軍基地からNASAに引き渡された。この際、エンジンは飛行研究のためゼネラル・エレクトリック社のF110に交換されている。
飛行研究では、飛行中の気流の動き、ソニックブームの特性、離陸性能、エンジンの騒音が主な課題となった。
NASAによる研究は1999年に終了し、両機はドライデン飛行試験センターに格納された。
ロッキード・マーティンでの飛行研究
2007年にはロッキード・マーティンの飛行研究に使用されることとなり、現在も研究は続いている。
機体は、F-16をベースとしたこともあり、似ている部分や流用されている部分も多くあるが、その姿はF-16とは大幅に変わっている。
主な改造点は主翼にあり、標準型のF-16の主翼より20%大きく、クランクト・アロー・デルタ翼を採用している。主翼の素材には、複合材料の一種の炭素繊維合成物（いわゆるカーボン複合材）が使用されていることもあり、それほど重くはならなかったが、それでも標準型のF-16より2,800lb（1300kg）重くなっている。なお当時はカーボン材の技術が現在の様に発展しておらず、難加工性や製造コストの高さから量産時の機体コストがF-15E（こちらは機体全体にチタン合金を使っている）よりも大幅に掛かる事もネックとなった。
機体は1.4m拡張され、尾翼部分は後ろにさらに3度傾けられた。このような改良によって、音速以下での低速飛行が安定された。元々F-16は運動性向上のため安定性を意図的に下げており（CCV技術）、戦闘機としての性能を一部妥協し、攻撃機・爆撃機としての性能を追求しているのがわかる。
兵装
固定武装として20mmバルカン砲を搭載する。空対空装備としてAIM-9やAIM-120を運用し、対地攻撃用機材としてLANTIRNを搭載する。
乗員数 :1~2名
全長 : 16.51m
翼幅 : 10.44m
全高 : 5.36m
最大離陸重量 : 22,000kg
エンジン : GE F110-GE-129 ターボファンエンジン × 1
最高速度 : マッハ2.0
航続距離 : 4,590km
^ 後の複合任務戦闘機（DRF）計画
^ そのためのエンジンを搭載しない。
^ このE/F型の名前は、アラブ首長国連邦が採用しているF-16C/D Block 50/52の発展型のF-16E/F Block 60/62につけられている。