極超音速機
マッハ数5.0以上で飛行する航空機が対象となる。スペースシャトルの再突入時なども広義には超音速に含まれるが、極めて特殊な現象が生じるため、取り扱う理論も違ってくる。静圧である高高度の大気圧と、(高マッハ数が示すように)非常に大きな運動エネルギーを合わせると、よどみ点圧力は大変高くなる。同様の理由でよどみ点温度も大変高くなる。さらに特筆すべき特徴として
衝撃波が物体表面に近づくことによって衝撃波層が生じること
物体表面付近の流れに関して、物体先端部での断熱圧縮および物体表面における粘性による減速によって極めて高温となることで、その組成が変化すること
流れに平行な薄板であっても強い衝撃波が生じること
などが挙げられる。
空力加熱から機体を守るためには特殊な熱防護システムが必要となり、再生冷却等、さまざまなタイプのものが考案され研究が行われている。エンジンは基礎研究の段階でスクラムジェットや空気液化サイクルエンジンや可変サイクルエンジンを使用する。燃料は水素のような火炎伝播速度の速い燃料の使用が不可欠になる。ただし水素は液体燃料として運ぶためには高コストな冷却システムが必要であるため、他の燃料を用いるための様々な研究が盛んに行われている。
実験には極超音速に対応した風洞が必要となる。様々な極超音速風洞が存在するが、実験に十分な流れの継続時間を確保し、実際の飛行中のような大変高いよどみ点温度とよどみ点圧力、流れの組成をすべて模擬できる風洞は存在しない。
各国ではミサイル防衛網の突破を狙い、ブースターで極超音速まで加速後、目標まで低空を滑空し突入する極超音速兵器の開発が行われている。
Falcon HTV2 - アメリカ
DF-ZF - 中国
アバンガルド - ロシア
Kh-47M2 キンジャール - ロシア
3M22 ツィルコン - ロシア