Скорость и дальность полета диктовали особые требования к силовой установке. Существовавший в то время ТРД Дженерал Электрик J47-GE-3 мог развивать тягу только 2360 кгс, что было явно недостаточно для нового перехватчика. Специалисты фирмы Рипаблик предложили фирме Дженерал Электрик установить на двигателе форсажную камеру, которая в то время была еще в диковинку. Но расчеты показали, что и с форсажем расчетная скорость не будет получена. Поэтому приняли оригинальное решение установить дополнительный жидкостный ракетный двигатель, который поможет разогнать самолет до сверхзвуковой скорости.
За разработкой ЖРД обратились к фирме Кэртисс-Райт. Для многих использование ЖРД на самолете казалось малореальным, прежде всего из-за его низкой надежности. Кроме этого, фирма Кэртисс-Райт не имела достаточного опыта в разработке ЖРД и поэтому так и не смогла довести свой проект до требуемых параметров.
На Рипаблике поняли, что нужный ЖРД не получить и поэтому было решено использовать меньший по размерам четырехкамерный ЖРД Риэкшн Моторс XLR-11 тягой 2720 кгс. Этот двигатель уже зарекомендовал себя в полетах на экспериментальном ракетном самолете Белл Х-1.
Пока шел выбор ЖРД разработка самолета ХР-91 продолжалась. В конце февраля 1949 г. на заводе фирмы Рипаблик в Фармингдейле состоялась выкатка из цеха первого экземпляра опытного перехватчика XF-91 "Тандерсеп-тор". Он стал первым для фирмы самолетом со стреловидным крылом. Впервые самолет поднялся в воздух 9 мая 1949 г. с авиабазы Эдварде в Калифорнии. До января 1950 г. "Тандерсептор" летал без ЖРД. Вместо него в хвостовой части перехватчика размещался балласт. Первые полеты с ЖРД выявили серьезные проблемы, связанные не только с управлением самолета, но и с управлением совместной работы форсажной системы реактивного двигателя и ЖРД. Пришлось приложить максимум усилий для преодоления трудностей. И только в декабре 1952 г. удалось в горизонтальном полете превысить скорость звука. Испытания показали, что число М=1,2 с существующим ЖРД превысить нельзя. А ведь Рипаблик задумала сделать перехватчик, способный летать со скоростью, в два раза превышающей скорость звука. Такую скорость можно было бы получить за счет установки ЖРД Кэртисс-Райт тягой 13600 кгс.
ЖРД XLR-11 показал не только приемлемую надежность, но и сыграл роль спасителя опытной машины. В одном из полетов произошел отказ ТРД и летчик никак не мог запустить его повторно. После нескольких попыток летчик принял решение включить ЖРД и с его помощью благополучно вернулся на базу.
