1954年一种被定名为X-7A-3（原始的X-7被重命名为X-7A-1）的显著改进型投产。其采用了经重新设计的机翼和新的推进器系统，包括机身翼下的两台小推进器。新型号可以半埋式挂载在B-50载机机身之下，相较比采用大助推器的X-7A-1的翼下布局要简单得多。X-7A-3的仪表和控制仪器也进行了升级。X-7测试计划采用该新机型一直进行到1960年7月的最后一次飞行。基于X-7A-3的X-7B用于测试导航控制系统，但该计划在试飞阶段的极早期就下马了。为了满足测试SAM-A-7/MIM-3“奈基-埃阿斯”、SAM-A-25/MIM-14“奈基-大力神”和IM-99/CIM-10“波马克”（Bomarc）地空导弹所需的高性能靶机的要求，美国空军采购了X-7A-3的一种相关非改型无人靶机。这种被称为“翠鸟”的靶机被空军定名为XQ-5，但“翠鸟”工程很快被转交给美国陆军，后者并不采用XQ-5这个代号。
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