摘要：高超音速听起来可能很未来，但这项技术今天已经在使用了。然而，尽管各国竞相建造高超音速洲际弹道导弹（以及高超音速导弹拦截器），但我们距离以声速飞行的民用飞机还有很多年的距离。

“高超音速”不仅仅意味着比音速更快；这意味着至少达到5马赫。

高超音速听起来可能很未来，但这项技术今天已经在使用了。然而，尽管各国竞相建造高超音速洲际弹道导弹（以及高超音速导弹拦截器），但我们距离以声速飞行的民用飞机还有很多年的距离。

什么是高超音速？

高超音速是音速的五倍。科学家们用马赫数来测量这么快的速度，马赫数以奥地利物理学家恩斯特·马赫的名字命名。

声音的速度为1马赫，任何5马赫或以上的速度都被认为是高超音速。虽然声音的速度取决于温度和高度，但5马赫的速度约为每小时6116公里。

高超音速喷气式飞机

2004年11月16日，美国宇航局的实验太空飞机X-43A创造了喷气动力飞机的新速度记录。在无人驾驶的试飞中，这架飞机达到了10马赫- 10倍音速，即每小时约10600公里。

这次飞行打破了X-43A在2004年3月的一次早期试飞中创下的7马赫的速度记录。

X-43A与其他火箭动力飞机的区别在于，它是由超燃冲压发动机提供动力的。与使用机载氧气燃烧氢燃料不同，超燃冲压发动机在穿越大气层时吸收氧气。

通过消除机载氧气的需要和减少航天器的重量，X-43A可能会导致更便宜的地球到轨道的太空旅行。

靠空气生活

X-43A原型机看起来像一个飞行的冲浪板。它很薄，翼展1.5米，长3.7米，厚0.61米，重1270公斤。但X-43A最独特的特点是它的发动机。

了解X-43A吸气式发动机的最好方法是先看看传统的火箭发动机。典型的火箭发动机是通过液体氧化剂和氢燃料在燃烧室中燃烧时产生的燃烧来推进的。

这些气体产生了高压、高速的热气体流。这些气体流过一个喷嘴，进一步加速到每小时8000到16000公里，并提供推力。

传统火箭发动机的缺点是它需要大量的机载氧气。例如，航天飞机需要541314升的液氧，重616432公斤。没有液氧，航天飞机的重量仅为74,842公斤。

吸气式发动机不需要机载氧气。X-43A在大气层中飞行时吸收氧气。在地球到轨道的任务中，飞行器将储存额外的氧气，但比航天飞机所需的要少。

超燃冲压发动机设计简单，没有活动部件。X-43A飞行器本身被设计为发动机系统的一部分：飞行器的前部充当气流的入口，尾部充当加速排出空气的喷嘴。超燃冲压发动机设计简单，没有活动部件。X-43A飞行器本身被设计为发动机系统的一部分：飞行器的前部充当气流的入口，尾部充当加速排出空气的喷嘴。

发动机只有在超音速时才会燃烧，因为空气必须以很高的速度流动才能被压缩。

不像涡轮喷气发动机那样使用旋转的压气机，向前的速度和空气动力学将空气压缩到发动机中。然后将氢燃料注入气流中，燃烧产生的膨胀热气体加速排出的空气，产生巨大的推力。

飞行

如前所述，超燃冲压发动机驱动的飞机不携带氧气。这意味着它们不能像传统航天器那样升空。

X-43A需要一个助推火箭使其达到高超音速，在这一点上它被释放并自行飞行。这种火箭推力是超燃冲压发动机工作所必需的。

以下是X-43A试飞工作的概述：

1.X-43A安装在飞马助推火箭上。

2.X-43A和助推火箭由一架定制的B-52飞机携带到大约6000米的高度。

3.B-52释放运载火箭。

4.助推器火箭加速到大约5马赫的速度，飞到大约30500米的高度。

5.X-43A与助推火箭分离，在自己的动力和预编程控制下飞行。

6.X-43A在海洋上空飞行几分钟后溅落。

高超声速军事技术

虽然飞行速度超过声音的想法令人兴奋，但高超音速飞机还没有运送货物或人员。然而，它们已经成为一场军备竞赛的主题。

虽然常规弹道导弹可以达到高超音速，但高超音速导弹可以在较低的高度飞行，并且具有很高的机动性，使它们能够避开反弹道导弹（ABM）。

两种主要的高超音速武器是高超音速滑翔飞行器（HGV）和高超音速巡航导弹（HCM）。在火箭发射后，HGV滑翔向目标，就像游泳者在被墙强力踢开后在游泳池中滑行一样。HCM在整个飞行路径上由吸气式发动机提供动力。

2010年4月22日，美国国防高级研究计划局（DARPA）测试了一种高超声速滑翔飞行器——猎鹰高超声速技术飞行器2 （HTV-2）。HTV-2的最大速度达到了22马赫，但只完成了30分钟的计划飞行9分钟。

2023年2月，美国陆军成功测试了使用滑翔技术的远程高超音速武器（LRHW）。

来源：julie20098