North American P-51 Mustang XP-51B

L'XP-51B nacque dalla stessa idea del Mustang X britannico, ma seguendo una strada propria. Il maggiore Thomas Hitchcock, addetto aeronautico aggiunto presso l'ambasciata statunitense a Londra e instancabile sostenitore del Mustang, lamentava che l'aereo non avesse un padrino in patria: «Generato dagli inglesi da una madre americana, il Mustang non ha nessun genitore nell'Army Air Corps che ne apprezzi e ne promuova le qualità». Riferì dei primi voli con il Merlin a Washington e alla North American, e alcuni rappresentanti dell'azienda, tra cui il progettista Edgar Schmued, si recarono in Gran Bretagna per studiare in dettaglio il lavoro della Rolls-Royce. Già a metà del 1941 la 93ª e la 102ª cellula dell'ordine NA-91 erano state destinate a essere messe da parte e provate con il Merlin costruito negli Stati Uniti dalla Packard.

L'autorizzazione dell'USAAF a procedere arrivò il 12 giugno 1942. La North American sviluppò una propria installazione con la designazione aziendale NA-101, la presentò al War Department il 24 luglio, e il contratto di sviluppo fu firmato il 31 luglio con la designazione ufficiale XP-78, cambiata in XP-51B a settembre. Le due cellule furono prelevate dalla linea dei Mustang IA armati di cannoni costruiti per la RAF: 41-37352 (c/n 91-12013, ex FD450) e 41-37421 (c/n 91-12082, ex FD519). Trattandosi di aerei Lend-Lease, il governo statunitense poteva semplicemente trattenerli. Basandosi sul Packard V-1650-3, che riproduceva le prestazioni del Merlin 61, la North American stimò 716 km/h (445 mph) a 8.500 m (28.000 ft) e una tangenza pratica di 13.000 m (42.000 ft). Prima ancora che volasse, l'USAAF aveva già ordinato 400 esemplari nell'agosto 1942.

La conversione fu più profonda di quella del Mustang X: un'installazione del motore fatta su misura e un condotto del radiatore completamente riprogettato. La struttura fu rinforzata con ordinate supplementari nella fusoliera e nel castello motore, perché il V-1650-3 pesava 161 kg (355 lb) più dell'Allison; la cappottatura fu ridisegnata, poiché l'intercooler sulla carcassa del compressore rendeva il motore più alto di 130 mm (5 in) e il carburatore era del tipo ad aspirazione dal basso. Il motore azionava un'elica quadripala Hamilton Standard da 3,40 m (11 ft 2 in) con manicotti in gomma dura, e il nuovo condotto ventrale ospitava un radiatore più grande, con una sezione per il liquido di raffreddamento del compressore e il radiatore dell'olio davanti.

I primi motori diedero problemi: uno si surriscaldò nelle prove a terra e fu necessario far arrivare in volo un sostituto da Wright Field, giunto il 18 novembre. Il 30 novembre 1942 il pilota collaudatore Bob Chilton decollò con il 41-37352 da Inglewood, ma la temperatura dell'olio salì alle stelle e rientrò lasciando una scia di vapore di refrigerante e fumo, con il motore distrutto. Smontando l'impianto si scoprì che l'acqua della miscela di glicole del Merlin agiva da elettrolita tra le tubazioni di rame e il radiatore di alluminio, che si stava intasando; Schmued consultò il Bureau of Standards di Washington, che suggerì di rivestire i radiatori con una lacca per fusti di birra. Chilton volò di nuovo il 4 dicembre e nelle settimane seguenti raggiunse 710 km/h (441 mph) a quasi 9.100 m (29.800 ft). Le prove confermarono una tangenza superiore di 3.000 m e una velocità massima superiore di 80 km/h a 9.100 m rispetto al Mustang con motore Allison. Il secondo prototipo volò il 2 febbraio 1943, già dotato del radiatore Harrison definitivo, con sezioni separate per motore, olio e compressore.

Un XP-51B privato delle semiali esterne fu provato nella galleria del vento da 16 piedi del laboratorio Ames della NACA per eliminare il rombo della presa d'aria ventrale, allargando lo spazio tra il labbro della presa e il ventre dell'ala. In seguito il 41-37352 prestò servizio presso la scuola caccia di Bartow, in Florida, fino a un incidente in atterraggio il 13 aprile 1944, mentre il 41-37421 fu aereo di servizio a Eglin e a Wright Field e cellula didattica fino alla sua demolizione nell'agosto 1946.