高超音速導彈之所以可以達到5馬赫-10馬赫的高超音速，全靠“超然衝壓發動機”。

超然衝壓發動機的適用速度範圍是5馬赫—16馬赫，這也就意味著想要研製出高超音速導彈，超然衝壓發動機是必須邁過去一道坎。一般來說，高超音速導彈的發射模式是，先有火箭發動機將導彈加速到音速，緊接著超然衝壓發動機工作，將導彈加速到高超音速。

由於超然衝壓發動機的工作原理就是讓燃料在超音速條件下燃燒，所以就必須讓其先達到超音速狀態，超然衝壓發動機才可以進行工作。可以看到的是，現有的高超音速導彈都是組合型動力結構，第一級是火箭發動機，第二級是超然衝壓發動機。除了超然衝壓發動機之外，高超音速導彈還必須解決制導，耐高溫，空氣動力學等一系列問題。

俄羅斯“先鋒”高超音速導彈並沒有進入實戰部署，據俄羅斯國防部稱:先鋒高超音速導彈系統將於2019年年底進入戰備值班，也就是說在今年年底，先鋒高超音速導彈才可以進入實戰狀態。

其實僅僅依靠先鋒高超音速導彈是無法改變美俄戰略平衡的，更不能讓美國處於絕對的劣勢。“畫餅充飢”很適合現在的俄羅斯，寄希望於高超音速導彈打破美俄之間的戰略平衡，是根本不可能的。美俄之間的戰略平衡是由核武器來決定的，而不是由某型單一的武器決定的。況且論高超音速導彈的研究，美國並不比俄羅斯差，其技術積累程度還要比俄羅斯高的多。現在來說，中俄的高超音速導彈都已經公開展示了，而美國的高超音速導彈至今還未有訊息。

兔哥回答：“高超聲速”武器，包括飛機器的定義通常是指達成聲速5倍以上的飛行速度，“高超聲速”武器是目前已經有的武器裝備，例如，彈道導彈的速度就是一個高超聲速武器裝備，現在所說的高超聲速導彈飛行原理並不是彈道導彈的型別，而且全新的高機動導彈。“導彈飛的快，全靠動力帶”，導彈能不能實現高超聲速飛行，動力是重要條件之一，第二就是要符合高超聲速飛行的氣動造型，第三就是推重比，所以，高超聲速武器是一個綜合性能都具備高超聲速原理的高技術武器裝備。

先鋒導彈空氣動力學特徵圖

高超聲速武器實現高超聲速飛行的條件；（一）動力：高超聲速導彈採用助推—滑翔彈道，而且能夠在大氣層內實現高超聲速，這就必須使用衝壓發動機，衝壓發動機中的超燃衝壓發動機是最佳的動力。衝壓發動機和火箭發動機不同，火箭發動機需要依靠自身攜帶的燃料和氧化劑，衝壓發動機則是利用空氣和攜帶的燃料混合後，燃燒膨脹，利用高壓高溫氣流推動導彈飛行。衝壓發動機是一種氣動熱力涵道噴氣發動機，它的原理很簡單，函道里面沒有主要的旋轉部件，裡面有一個錐型激波效應內錐體，激波錐套的作用是對進入發動機函道里面的空氣進行減速，同時對空氣增壓，然後進行燃燒室，進入燃燒室的空氣流速並不是越快越好，快了壓力會變小，燃燒後的膨脹氣體壓力會變小，也就等於速度會降低，達不到高超聲速飛行速度。

衝壓發動機原理圖

高超聲速導彈使用的超燃發動機原理就是將空氣大量吸入，吸入後壓縮增壓，怎麼能使空氣壓力變大，就是減速，讓空氣堆積，因此，採用激波效應，而且是多層激波效應層層減速增壓，壓力達到最佳值時噴入燃料，通常是煤油，並點燃，這樣高壓油氣混合體就會發生爆燃現像，形成巨大的高溫高壓膨脹氣體，並透過發動機尾噴口排出去，噴氣氣流的速度比進口的空氣速度大得多，因而就造成反作用推力，推動導彈高速前進，氣流噴出速度愈大，推力也就愈大，高超聲速導彈就是利用這樣的超燃發動機實現高超聲速飛行的。 如果想要更高的速度，就加大進氣量和壓縮比，燃油注入量就能獲得解決。

先鋒導彈發動機原理圖

（二）結構造型，音障、熱障的突破技術也是保障高超聲速導彈實現高超聲速飛行的重要條件；光有超燃發動機還不行，還要具備適合高超聲速飛行時的空氣動力學要求，高超聲速導彈具備極強的機動能力，這是它不能被攔截的重要效能，要實現靈活機動就要擁有極佳的空氣動力學特徵，助力高超聲速飛行。要做到高超聲速飛行首先要突破音障，這個目前已經不是難事，但到達3馬赫以上速度時就面臨熱障的問題，因此，高超聲速導彈需要具備突破熱障效能，並保持整體結構不受影響，這對材料要求極高，不是普通材料能夠實現的。我們這裡說的容易，其實做起來很難，美國首先開始探討高超聲速飛行器的研究，美國的科技水平處於領先地位，但到現在都沒有成功，到是俄羅斯和另外一個大國最先突破技術瓶頸獲得成功，足見其難度有多大。

先鋒導彈圖片

俄羅斯在高超聲速導彈領域的突破；俄羅斯近些年在高超聲速導彈領域有了長足進步，聲稱已經研製出了數款高超聲速武器裝備，其中有“匕首”高超音速導彈，該導彈的速度據說達到了10倍音速，另外一個更是高超聲速導彈，這款導彈就是“先鋒”高超音速導彈系統，“先鋒”高超聲速導彈據俄羅斯方面報道已經完成了測試，準備服役，最近俄羅斯向美國觀察組展示了這款“先鋒導彈”，可以說是已經研製成功了。“先鋒”導彈是俄羅斯戰略導彈的一個部分，屬於戰略級別的武器，擁有洲際飛行的能力，據說“先鋒”高超聲速導彈的速度可達到27馬赫。做為一款戰略導彈這個速度並不能代表什麼，戰略導彈基本都是這樣的速度，沒什麼可奇怪的。真正具備威懾力的是其高機動能力，“先鋒”採用助推—滑翔彈道，能夠躲避武器攔截，這才是這款武器的價值所在。

俄羅斯對外展示的先鋒導彈

關於目前“先鋒”高超聲速導彈是否部署，目前來說按照俄羅斯方面的報道研製已經完成，稍後必將要部署，其實，做為一款戰略級別的導彈，部署時間早一點或者是晚一點意義不大，而真正有意義的是戰術級別的常規高超聲速導彈更具有部署價值，也更有現實意義。俄羅斯由於經濟原因，走的是戰略威懾策略，重視戰略武器的發展，目前，俄羅斯戰術級別的“匕首”高超聲速導彈也已經獲得成功，“伊斯坎德爾短程”彈道導彈更具有威脅性，對俄羅斯的重要性更符合當前形式需要。

在初中物理課中說到，聲音在空氣中的傳播速度為340m/s，換算成小時的話就是1225km/h，空軍的飛行器當中一馬赫的速度就是340m/s。

而高超音速指的是物體的速度超過5倍音速的速度飛行，所以也就是1700m/s，約6000多公里每小時。而飛行器是如何做到如此高的飛行速度的呢？答案當然是導彈的發動機，這一類武器使用的發動機和航天火箭用的火箭發動機是類似的，但是和航天火箭用的火箭發動機又不一樣，效能又更好，現在叫它"超燃衝壓發動機"。首先發動機馬力夠大，飛到大氣層外還能繼續加速，在大氣層外空氣阻力較小，所以速度可以飛得更快，最後達到5倍音速的速度在根據彈道進行自由落體。這就是傳說中的高超聲速導彈。

在11月26日，俄羅斯衛星通訊社援引俄羅斯世界武器貿易分析中心主任伊戈爾·科羅琴科的話稱"高超聲速導彈系統正式進入戰鬥執勤"，和俄羅斯國防部在此前的也釋出新聞訊息說"今年12月先鋒導彈正式進入戰鬥執勤"。那它的部署是真的打破了俄美之間的戰略平衡，使美國第一次在俄美戰略平衡上處於劣勢嗎？高超聲速導彈的亮點在於突防速度快，不容易攔截。但是就算它裝的是核武器的話這也未必能打破美俄之間的戰略平衡，你看看它的大小，能打多遠，能裝多大的核彈頭？如果裝的不是彈頭那如何談打破俄美之間的戰略平衡？

這玩意主要是為了突破美國構建的空天防禦體系，所以才會往高速突防的方向發展，但都打末日核戰爭了還會差這麼一個高超聲速導彈嗎？洲際彈道導彈和海基戰略核導彈的威脅要遠遠大於擁有核彈的高超聲速導彈，所以並不能打破戰略平衡。而裝常規彈頭的話是易於突防，但是美軍難攔截你的高超聲速導彈，，你俄軍為未必能攔截美軍的戰略轟炸機啊，雙方都有克敵制勝的招數，這玩意的技術還沒達到打破兩者戰略平衡的地步。

目前世界上的高超音速武器主要採用助推滑翔和超燃衝壓兩種模式。助推滑翔飛行器主要利用彈道導彈的固體火箭發動機將高超音速導彈送入太空，然後彈頭開始以滑翔水漂的方式做不規則機動，幾乎不可能被攔截。比如中國的東風17和俄羅斯的先鋒導彈都是這一類武器的代表。另外，還有一類高超音速武器採用的是超燃衝壓發動機，利用超燃衝壓發動機點火後強大的速度來實現高超音速。這類飛行器部署靈活，可以從陸上、軍艦、飛機等多種平臺發射，使用更加廣泛，但超燃衝壓發動機技術難度很大。俄羅斯的鋯石導彈就是這類武器的代表。“先鋒”是俄羅斯研發的一款高超音速滑翔彈頭，其最大飛行速度可達到27馬赫，具有相當強大的戰略威懾力。這款導彈目前即將實戰部署，按照俄方計劃，今年12月首批“先鋒”導彈就將進入戰鬥值班。前不久，俄羅斯主動向美國展示這款導彈，這說明了該導彈已經走向成熟，同時也說明了俄羅斯在高超音速領域的自信。相比中俄兩國在高超音速武器領域的快速發展，最早提出這一概念理論的美國卻進展緩慢，這也使得美國軍方倍感壓力。

高超音速武器實現民，主要條件，一個是在氣動設計上有的，另一個就是在動力系統方面有了新的進步，有足夠的強大的動力來支撐，這屬於現代技術進步的一個成果。

現在已經可以技術做到，多國已經在高音超音速武器方面取得了，所謂的俄羅斯的先鋒導彈已經進入服役狀態了，至少俄軍已經向美軍公開展示了這一武器系統，關於這款導彈是否真的達到了高超音速自然有許多人懷疑，只是懷疑是一種外界猜測，至少從俄方公佈的訊息來說，已經證明這款武器已經服役了，到目前來說，美國也未敢說這款武器是一個虛的，可見它不是一個假貨，沒有必要過於的質疑這個東西，誰敢保證他就是個假貨呢？猜測只能是滿足於某些人的心態，不解決實際問題了。

高超音速飛行是指飛行器在大氣層中以大於或等於5馬赫的速度飛行，同時由於飛行器的高速飛行，飛行器周邊的大氣分子開始解離或者電離，變成類似於流體的狀態。高超音速飛行狀態下的飛行器，相比超音速飛行器更加難以攔截，因此高超音速武器是現在各國廣泛研究的物件。

目前國際上對超音速飛行的定義都還有爭議，而一種較為模糊的定義為，衝壓發動機無法產生淨推力的速度。因為還存在有一些改裝的提議，這使得噴氣發動機在這樣的速度範圍仍可操作，例如超音速燃燒衝壓發動機。這樣的例外讓超音速燃燒衝壓發動機成為了讓武器達到超高音速飛行狀態的唯一選擇，國內外的超高音速飛行器專案無一例外，都是採用的超高音速燃燒衝壓發動機。

超音速燃燒衝壓發動機設計用於在超高音速飛行狀態下執行，因為在此狀態下，渦輪噴氣發動機已無法達到正常的功率輸出效果。 渦輪噴氣發動機雖然在亞音速飛行時非常高效，但在跨音速飛行，以及超音速飛行或超高音速飛行時卻變得越來越低效，因為渦輪噴氣發動機中的壓縮機轉子需要以亞音速運轉。雖然從跨音速到低超音速的氣流可以將轉子減速到亞音速運轉，但在超音速下使用氣流減速會導致轉子溫度急劇升高，以至於自燃，並降低氣流的總壓力。因此在3-4馬赫附近，渦輪噴氣發動機已不再有用，衝壓式發動機成為首選。

衝壓式發動機可以利用高速氣流的特性，讓氣流透過進氣擴散器壓縮，然後在燃燒室中快速擴散，之後的情況就類似於渦輪噴氣發動機了，但是在噴管上和渦輪噴氣發動機又有不同，衝壓發動機採用漸縮漸闊噴管。這是是一箇中間收縮、不對稱沙漏狀的管子。藉由將流體的熱能轉化為動能，可將透過它的熱壓縮氣體加速到超音速。氣體在截面積最小處恰好達到音速。面對轉子溫度升高的問題，衝壓發動機可以應對將超音速氣流減速至亞音速，進而避免。

超音速燃燒衝壓發動機的工作原理與衝壓噴氣發動機相同，但不會將進入轉子的氣流減速至亞音速。相反，超音速燃燒衝壓發動機轉子處的氣流是超音速的：進口將氣流減速至較低的馬赫數進行燃燒，然後透過噴嘴將其加速至更高的馬赫數。透過限制速度，從材料和燃燒的角度來看，發動機內的溫度都保持在可接受的水平。即便如此，當前的超音速燃燒衝壓技術要求使用高能燃料和主動冷卻方案來維持其持續執行，這方面通常使用氫和再生冷卻技術。有了超音速燃燒衝壓發動機，再將飛行器外形進行空氣動力學最佳化，以及採用耐受高溫的表面塗層等，使得高超音速武器可以在高超音速的條件下飛行。

俄羅斯的“先鋒”導彈，是俄羅斯研發的一款高超音速武器。它和中國的東風17導彈屬於同一種武器，在大氣層外可以進行機動變軌，讓敵方無法預測其飛行軌跡和彈道，在下降階段加速到高超音速，使得現有的常規反導系統幾乎不可能對其進行攔截。

根據目前俄媒給出的報道，“先鋒”導彈的研發，測試工作已經完成，量產已經開始。而在去年12月，俄羅斯衛星通訊社的新聞已經表明，俄軍將會在今年列裝第一批“先鋒”導彈，如果不出意外，現在應該已經列裝完成，用於實戰部署只是看近期俄美博弈的情況了。

“先鋒”導彈的出現，雖然可以說是暫時打破了俄美戰略平衡，但是要明白，波音公司的X-51“乘波者”高超音速飛行器試驗計劃雖然已經結束，但是不代表其沒有在研發改進新的高超音速飛行器。且美國今年不僅受到俄羅斯“先鋒”高超音速導彈的刺激，在中國70週年大閱兵上亮相的東風-17高超音速導彈，也讓美華人大為震撼，這也必將讓美華人加速高超音速武器和應對高超音速武器的反導系統的研發。而且我們仔細看新聞可以發現一個問題，宣稱這些高超音速武器無法攔截的美華人，有幾個是真正的美國空軍等軍方人士？

即使是這方面的研究者，研究的深度也不可能比天天實際操控反導系統的美國空軍，美國海軍等更瞭解手中武器的效能吧，那些所謂非軍方發言人的話，究竟是真的無法攔截，還是靠著宣稱無法攔截來讓對手掉以輕心，這值得我們思考。

先說俄羅斯的先鋒導彈。

這本身就是一枚在大氣層內部飛行的彈道導彈。由米格-31戰鬥機攜帶到高空，在空氣稀薄的高度發射的匕首導彈基本上都是一樣的原理，當然了，和我們的東風-17也是類似的。

實際上先鋒導彈等高超音速武器大部分都是火箭發動機提供動力的，這類發動機在工作的時候可以爆發出大幾百千牛的推力。刺破高空稀薄的空氣就完全不在話下了。

而目前對於激波升力體（乘波體）的研究也更佳日趨成熟，這就使得高超音速武器並不需要再走高拋物線彈道進行飛行。

同時類似於先鋒導彈這類噸飛行器，在飛行末端還會依舊使用燃油進行飛行。

從結構上來看這時先鋒導彈本身就是一個大型的衝壓發動機，前端開口攝入大量氣流壓縮後經過後端燃燒室燃燒後噴出。

但是，基本上我們都可以認為，不論高超音速飛行器有什麼樣的設計，首先是需要一個相對更大持續時間更長的推進系統的。