高超音速是指物体超过5倍音速（音速为每小时1224公里）以上的运动速度。高超音速技术被称为航空航天科技的下一个制高点，尤其在军事领域的运用，更是关乎国家生死存亡的大事，引起了各国的高度关注。目前，从事高超音速飞行技术研究的国家主要有：美国、俄罗斯、中国、法国、澳大利亚、德国、英国、日本、印度等十多个国家，其中，中美俄3国在这一领域投入较大，成果明显。

中美俄3国高超音速飞行技术研究主要沿两种技术路线发展：一类是高超音速吸气式飞行器（或有自主动力的高超音速飞行器），采用超燃冲压发动机或组合式超燃冲压发动机为动力，主要应用于巡航导弹、高超音速飞机、空天飞机等；二是高超音速助推滑翔式飞行器（或无自主动力滑翔器），主要应用于搭载杀伤武器部分，如导弹弹头。高超音速飞行器由于飞行速度快，打击难度大，被认为是现代导弹防御系统的克星。其中，高超音速滑翔式飞行器技术相对简单，运载工具多样，飞行速度可达9～10马赫，不仅飞行速度快，且具有高机动性和飞行轨迹难以预测的特点，更是被人们作为攻克导弹防御系统的首选利器。

一、美国是最早开展高超音速技术研发的国家

美国涉足研制高超音速飞行技术的公司主要有：洛克希德·马丁、波音、雷神、诺斯罗普·格鲁曼等。而主持研制高超音速武器的，则往往由军方牵头出资。国际社会普遍认为，美军在高超音速技术方面已是世界领先者，距离实战化最近。从目前来看，美国高超音速技术研究成果主要表现在以下三个方面：：

一是采用超燃冲压发动机技术、乘波体外形设计的高超音速巡航导弹-X-51A

美国自1996年开始试飞采用超燃冲压发动机技术的X-43A/B/C/D四种飞行器，其中在2004年11月16日进行的X-43A试飞中，发动机持续工作12 秒，最大速度突破 了9.8 马赫。此后又进行了3次试验，因无法解决燃料持久燃烧问题，最终放弃。之后，由美国空军研究实验室（AFRL）与国防高级研究计划局（DARPA））主持研制了新一代超燃冲压发动机验证机--X-51A（又称“驭波者”）飞行试验。该飞行器搭载在B-52轰炸机上，达到高亚音速后再由火箭助推器推进到超音速，超燃发动机启动。2010年5月26日，X-51A首次飞行试验取得成功，速度达到4.88马赫，超燃冲压发动机工作时间140秒。但接下来2011年6月和2012年8月的两次飞行测试都失败了。2013年5月1日，X-51A第四次飞行试验取得成功，最大速度达到5.1马赫，飞行高度18.3 km，超燃冲压发动机工作时间达到210秒，飞行距离426 km，创造了以超燃冲压发动机为动力的高超声速飞行器飞行距离纪录，也是最接近成功的高超音速飞行器项目。

二是弹道滑翔型高超音速飞行器-HTV-2

典型代表就是美国空军的HTV-2“猎鹰”助推-滑翔型高超音速飞行器，及陆军的AHW。HTV-2由洛克希德·马丁公司具体研制，搭载在牛头怪4型运载火箭上，在滑行阶段达到20马赫、横向机动距离超过5000公里，2010年和2011年的先后进行过两次实验，均因失控坠毁了。AHW是美国陆军的航天与导弹防御司令部和战略司令部联合发起的"一小时全球打击"项目的组成部分。AHW高超音速滑翔体在外形设计上是普通的圆锥体+小翼面，重返大气层时的速度为8倍音速。2011年11月17日11时30分，飞行器从夏威夷考爱岛的太平洋导弹试射场发射，成功击中2500英里外马绍尔群岛夸贾林环礁上的里根试验场，但在2014年8月25日在阿拉斯加州测试时，升空仅四秒后爆炸并坠落在测试基地内。之后停止了实验。

目前，美军已重新确定了新的高超音速武器方案，而且是海陆空三军各自都有的优先项目。2016年9月，美国国防部高级研究计划局（DARPA）授予洛克希德·马丁公司1.47亿美元的合同，用于研发战术级高超声速助推滑翔式导弹的演示验证样机。

三是空天飞机 -X-37B

从上世纪60年代始，美国就致力于空天飞机的研究。从早期的X-15、X-23等，到90年代初洛克希德 .马丁公司的X-33，虽均未获成功，但却为后来研制空天飞机奠定了基础。上世纪90年代末，由美国国家航空航天局、空军和波音公司联合研制新一代可重复利用的太空无人机或迷你航天飞机，编号为X-37B，耗时10年多，于2014年研制成功。该机长约8.8米，翼展约4.6米，起飞重量超过5吨，由火箭发射送入轨道环绕地球飞行，然后再以滑翔方式自主返回地面。2010年4月23日，X-37B空天飞机进行第一次太空飞行，从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地由“阿特拉斯5号”火箭成功送入地球轨道，在执行了224天的在轨试验后，于12月3日在美国加州范登堡空军基地成功着陆。之后，2011年3月5日-2012年6月16日、2012年12月11日-2014年10月17日、2015年5月20日，X-37B执行了3个架次不同的在轨研究任务。据称，X-37B实际是一种轨道飞行器，最高速度可达22马赫以上，常规军用雷达技术无法捕捉，被认为是未来太空战斗机的雏形。该机一旦投入使用，可执行修复卫星、清除太空垃圾和高空侦察任务等。战时，能够对敌国卫星和其他航天器进行军事行动，包括控制，捕获和摧毁等。

二、前苏联及俄罗斯的高超音速飞行器技术

前苏联高度重视高超音速技术研究，先后实施了“冷”计划、“彩虹”-D2计划、GLL计划、GLL-31计划等，高超音速技术一直处于世界领先地位。苏联解体后，许多项目因缺乏经费而下马，一些高超音速技术成果则为俄罗斯继承，并取得一定发展。但近几年因经费短缺，一些高超音速试验项目受到限制，有的则采取与国外公司联合研制，如澳大利亚和欧盟合作开展HEXAFLY高超声速飞行试验项目，旨在成熟多项在民用高速运输领域具有前景的航空结构技术。就军事领域来看，比较著名的有YU-71滑翔器、“冷”飞行器 、GLL-AP-02超燃冲压发动机试验飞行器等。

YU-71高超音速滑翔器研究始于1983年。为应对美国战略导弹防御系统计划（SDI），苏联著名导弹设计局——机械制造科研生产联合体提出发展一种可以携带“滑翔有翼再入飞行器”的洲际弹道导弹项目，该项目被称作信天翁项目，其滑翔飞行器被称为Yu-70（也被称为102E或15Yu70）。该项目于1990年2月进行了首次飞行试验，但试验中飞行器并未与助推系统分离而失败。苏联解体后，该项目一度被搁置。2001年12月，随着美国正式退出《反弹道导弹条约》，大力发展反导系统，信天翁项目作为可有效突破美国反导系统的潜在手段之一，再一次引起俄罗斯官方的关注，并开始了新一轮的研试工作。2007年之后，俄罗斯对YU-70滑翔器及其相关系统进行了升级改进，新的滑翔飞行器被称作Yu-71。自2011年12月进行第1次实验至2015年，YU-71共进行了4次试验，未获成功，但积累了丰富的高超音速武器的研发技术。2016年4月27日，俄罗斯进行了第5次实验，该次实验由RS－18B洲际弹道导弹搭载，Yu－71飞行速度达每小时1万公里以上，可任意变换轨迹，核常兼备，取得了成功。

Yu－71

"冷"高超音速飞行器（采用超燃冲压发动机为动力）的研制始于20世纪80年代，由俄罗斯中央航空发动机研究院该与中央空气流体动力研究所等单位合作研制。1991年11月27日，“冷”飞行器首次试飞成功。该飞行器由SA-5地空导弹发射，其发动机工作时间达27.5秒，飞行高度35公里，速度达5.6马赫，成功地实现了冲压发动机从亚燃到超燃的转换，在超燃冲压发动机研究上具有划时代的意义。其后，俄罗斯又进行了多次试验，其中1998年2月12日的试验达到发动机工作77秒、速度6.5马赫。GLL—31、GLL-VK高超音速导弹，由俄罗斯中央航空发动机研究院与格罗莫夫试飞院共同研制。该飞行器搭载在米格—31战机上，当飞机达到超音速后点燃火箭，火箭助推器推进到8倍音速后，超燃发动机启动，使其速度达到10至12倍音速左右。

“俄罗斯版的X-51”--GLL-AP-02火箭助推式高超音速飞行器，这是在前苏联和俄罗斯已经进行的“冷”飞行器、GLL-31、GLL-VK等试验成果的基础上，新近推出的高超音速飞行器项目，主要目的是为进一步验证和完善超燃冲压发动机技术，飞行速度在6马赫左右。俄罗斯格罗莫夫试飞院(LII)官员2015年曾透露，计划在未来3-4年内完成全部GLL-AP-02超燃冲压发动机试验飞行器的飞行试验。

三、中国高超音速飞行器技术

中国高超音速飞行技术也是沿着两条路线发展。一是超燃冲压发动机。我国超燃冲压发动机预研工作起步于上世纪90年代，中国空气动力研究与发展中心、航天科技11院、中科院动力研究所、航天科工集团3院等参与了有关项目的研发。进入21世纪，高超声速飞行器科技工程列入国家重大科技专项，并成立了“国家高超声速技术工程中心”，挂靠在航天科工集团3院。2011年6月，航天科工集团3院成功进行了超燃冲压发动机演示验证飞行器试飞；2012年，首次成功进行了轴对称式高超音速飞行器试飞，飞行高度高于20千米，速度超过5马赫，初步验证了吸气式超燃冲压发动机及轴对称式飞行器的制导与控制技术。2014年，中国防科技大学王振国教授带领团队研制的航空煤油再生冷却超燃冲压发动机，由载机投放，使用火箭\冲压串联组合发动机加速的高超声速飞行器，飞行速度至少在5马赫以上，已经完成飞行试验。

二是高超音速滑翔飞行器。中国的东风-ZF（美五角大楼将其命名为WU-14）就是一种高超音速、乘波体滑翔飞行器，或称高超音速导弹弹头，以弹道导弹改造的火箭助推器为运载工具，被带入高空后即与火箭助推器分离，沿大气层边缘做惯性任意飞行，然后再入大气层进行无动力高速滑翔飞行，飞行速度达5-10马赫，在导引系统引导下精确击中数地面目标。中国的东风系列弹道导弹，均可作为搭载的运载工具。据称，中国2016年4月在山西成功进行了高超音速滑翔飞行器（HGV）的武器试验，这是代号DF-ZF的高超音速武器的第七次试验，飞行器发射升空后，穿过大气层边缘，以10倍以上音速，在8~10万米的高度滑翔飞行，准确命中数千公里外中国西部地区的靶场。引起了美国的高度关注。

星空二号

但是同美国比，中国高超音速飞行器的技术还比较落后。按照《国家中长期科技规划（2006~2020年）》，中国高超声速技术的发展将分为三个阶段： 1、在2020年前研制出两种高速武器，一是高超声速滑翔战斗部，速度超过10马赫，射程数千至上万公里，由弹道导弹发射，以跳跃-滑翔弹道在大气层边缘飞行。二是大气层内飞行的高超声速巡航导弹，最大速度超过6马赫，射程1000~2000公里，可由多平台装载。 2、在2020~2030年，研制出组合循环式发动机的高超声速飞机，巡航速度超过5马赫，航程1万公里以上，可实现1~2小时全球到达。 3、到本世纪中叶，研制出可重复使用的空天飞机，跨大气层飞行，高空速度可达12~25马赫，能直接进入地球轨道，完成任务后再入大气层滑翔、水平降落。