極音速飛機究竟有多快？從定義上來看，超音速載具的速度可超越音速（即1馬赫，相當於時速1235 公里或秒速343公尺）。要達到極音速等級，飛機的速度至少要達到5 馬赫（即時速6175 公里或秒速1715 公尺）。不過，極音速飛機的速度絕不會僅限於此，這只是剛起步而已。目前已打造出速度可達20 馬赫（秒速直逼7 公里）的飛機，此種飛機只要承受得住大氣壓力，便可不斷地加速。
過去30 餘年來， 協和式客機（Concorde）以超音速飛行，打破了音障，令空中飛行產生劃時代的改變。但當前的目標是「快，還要更快」，噴射機與商務客機都得要以更高速飛行。這項目標當然不易達成，但在萊特兄弟首度飛上青天的110 多年後，人們仍試圖打造出創新機種。而極音速科技帶來了新的可能，有望讓未來的空中飛行更具效率與便利性。想像一下，未來坐飛機繞過大半個地球，可能只需數小時；太空船不必搭載巨型火箭，便可能爬升至上層大氣。
不過，最令人興奮的部分在於，這些都不是天方夜譚；能以極音速飛行的載具現已出現，且研究人員正著手開發一般大眾也能乘坐的極音速飛機。更多和極音速飛機有關的介紹，詳見本專題。
空氣不僅會形成衝擊波，還會令機身表面升高至極高溫，足以熔化鋼材；引擎則會面臨巨大氣壓。
打造極音速載具
揭開航空工程界發展極音速飛行時的挑戰與成就超音速飛機（如協和式客機）與次音速（subsonic）飛機大不相同。超音速飛機的機翼設計經過調整，引擎亦更為先進。有鑑於上述改良，協和式客機的速度始能突破音障，而次音速商務噴射客機只能望塵莫及。
超音速飛機與極音速飛機的差異則更為驚人，因在極音速環境下，遊戲規則全然不同。以極音速飛行的飛機與空氣產生大量摩擦時，原本無害的空氣將成為一大問題，機身溫度會升高至足以熔化一般噴射機骨架的程度，因此極音速飛機須以堅固的耐熱材料（如陶瓷）打造。光是這樣仍然不夠，即便能耐高溫，極音速飛機也難以抵擋低空飛行時的沉重氣壓。極音速飛機須爬升至大氣上層，因該處的空氣相對稀薄許多，可降低飛機所承受的氣壓。
氣流條件對極音速飛機的最大影響為：無法和次音速飛機使用相同的引擎。超音速飛機飛行時，進入引擎的超音速氣流會受到引擎進氣口的調節，而減速成次音速；類似配置若用於極音速飛機，引擎可能會熔解甚至爆炸。但航空工程人員決定不仰賴火箭引擎（目前唯一經過驗證，可驅動極音速飛機的引擎），反倒給自己出了一道野心勃勃的習題：能否以現有的噴射引擎知識為基礎，設計出適用於尖端超音速飛機，甚至是極音速飛機的引擎？
這項提問促成了超音速燃燒衝壓引擎（scramjet）的發明。此引擎取法噴射引擎的設計原則，除去所有極音速飛機不需要的部件（如渦輪），讓空氣得以更快速地流進引擎。整具引擎的可動零件甚少，外型簡單，能產生足夠的推進力，以驚人的高速來推升飛機。有了這種技術，空中旅行的未來願景也開始逐步實現。
讓極音速飛機成真
波音公司的極音速技術首席科學家凱文．鮑克特博士（Dr Kevin Bowcutt）帶我們深入瞭解高速飛行的未來展望凱文．鮑克特博士為波音公司的資深技術研究員暨極音速技術首席科學家。他是美國航空太空學會（簡稱AIAA）與英國皇家航空學會的會員，亦為美國國家工程學院的成員。他擁有美國馬里蘭大學的航太工程學士、碩士與博士學位。
波音公司為何對極音速科技有興趣？
波音公司對極音速科技感興趣的理由在於，該技術於飛彈、航空和太空飛機等層面的應用。極音速飛機也許有一天會以疾速載運乘客與貨物，於一、兩個小時內來回各大洋，讓當日來回的國際旅行得以實現。而最令人期待的或許是可重複利用的極音速太空飛機，想到地球軌道上空可搭飛機，而不必乘坐火箭，因此成本也更低廉，價差可達100 倍。
目前你們正在開發哪些極音速科技？
讓極音速飛行得以成真的要素包含：使用較輕且更耐高溫的材料、增加極音速引擎的效能，及升級感測與資料分析科技等。在科技層面，我們正在開發先進的高溫陶瓷基質複合材料、結構體及熱防護系統。我們同時也在研發並應用以「多學科設計分析最佳化」（multidisciplinary design analysis and optimisation， 簡稱MDAO） 方法論為基礎的極音速載具設計方式。我們設計出飛彈、偵察機、客機及可重複利用的發射載具（太空飛機）等極音速概念載具，並會持續地進行相關研究。我們也打造出兩架搭載超音速燃燒衝壓引擎的實驗機並成功進行試飛，分別是NASA的X-43A，以及美國空軍與國防高等研究計畫署（簡稱DARPA）共有的X-51A。
你們目前面臨的主要挑戰是什麼？
儘管目前的開發進度很順利，但要找到能耐超高溫、輕量，且耐用的材料仍是一大難題。另外，超音速燃燒衝壓引擎的尺寸須加大，空氣流動率才能超過小型噴射引擎；速度也希望提升至逾7 馬赫，但因地面測試的條件限制，目前開發也面臨困難。此外，還得將低速與高速推進系統整合進複合式循環引擎，這樣極音速飛機才能從零加速至極音速，但這部分還有待進一步研發。其他挑戰則包含載具熱能管理、熱能結構健康監測等；且為了設計出整合度更高的極音速載具，對MDAO 概念的應用需求也會提高。資金亦是個老問題，但情況已有改善。
極音速技術計畫的最終目標是什麼？
儘管波音公司目前仍無開發極音速客機的打算，且短期內也看不出對此客機的需求，但我們仍繼續發展多種先進的極音速概念與相關科技，等市面上有需求時，便能派上用場。極音速飛機未來的發展潛力除需要幾個科技領域的持續進展外，還須考量市場需求。最終，我們希望能協助打造飛行的未來願景：極為迅速的全球交通運輸可望成為常態，太空旅行也能更為經濟實惠。
你們會如何描繪極音速飛行的未來？
雖然可能還要再等上數十年，但我能預見時速5 馬赫的飛機未來只須花數小時，便能載運乘客來往各大國際城市；太空飛機則會定期載客前往地球軌道上的航空中心，以便轉搭至月球或火星的飛機。最後，這些載具將會使用潔淨的高密度能源──有可能是某種形式的安
極音速飛機的未來
一窺未來有望取代噴射機的概念機種極音速飛機目前的發展障礙主要是高溫、重量及動力。若是太重，便無法達到理想的速度；溫度若太高，飛機在飛行中即會熔化解體；再來就是該如何將飛機加速至極音速，並維持速度。幸好，已有人對上述難題提出解決方案，並在解決問題的過程中，設計出一些極厲害的機種。
力圖創新的工程師如查爾斯．龐巴迪爾（Charles Bombardier）持續在最前線致力開發極音速飛機。他所構思的概念機種Skreemr 將利用電子發射系統（如磁軌砲）飛上天際，如此一來，飛機跑道便可能有功成身退的一天。磁軌砲是種電磁軌道，能透過電流將砲彈以驚人的速度射出；此方法也可用於發射Skreemr 概念機，這將能省下數以噸計起飛所需的火箭燃料，大幅降低飛機的重量。
龐巴迪爾設計的另一台概念機名為Antipode，它有望解決機身高溫與嚇人的音爆問題。藉由機身前方逆行而出的氣流，除能大幅降低氣動摩擦力所造成的高溫與衝擊波所產生的音爆外，還有助於Antipode 概念機達到24 馬赫的速度（相當於時速2 萬9500 公里）！雖然以上兩款概念機距離問世還需好一段時間，但空中巴士公司與反應引擎公司近期也發布了兩款概念機種，因此想以極音速遨遊藍天也許很快就能如願。
高速假期
白天時人在巴黎、日落時身處東京的極速之旅可能就快成真大多數人認為，至世界彼端旅行，一生一次足矣。長途旅行除了要耗費大把銀子外， 旅途本身更是漫長不已。每當長途飛行時，只能靠機上的娛樂系統來消磨時間，這也總讓人們覺得飛機飛得奇慢無比。
自協和式客機於2003 年除役後，人們就只能滿足於音速以下的飛行體驗。但若要解決長途旅行的枯燥乏味，就得突破音速，以快過目前所有客機的速度飛行。若飛機的速度能接近超音速上限，甚至達到極音速的範圍，旅遊時間便可能大幅縮減，遊歷世界的方式也將隨之改變。
極音速飛機的獨特設計現已成為飛航革新的主要挑戰。被束縛在火箭上並以疾速飛過高空，恐怕會令多數乘客感到不適。再者，將火箭應用於國際旅遊的成本太高、操作方式過於複雜且對環境有害，因此並不可行。理想中，極音速客機未來的運作方式應與今日的次音速客機類似：乘客將安坐於壓力艙中，而飛機不需外力協助，即能在傳統跑道上起降。
航空工程師認為，極音速科技若要順利發展，得利用到不同種類的引擎。一般噴射引擎用於起降；火箭引擎負責推進，以達到足夠的高度與速度；最後，則由超音速或極音速引擎接手。上述的飛行方式應該會令人相當血脈賁張；部分設計者表示，他們設計的飛機將以近乎與地面垂直的方式升空。對搭飛機會感到緊張的人而言，可能還是乘坐速度相對較慢的波音747 巨無霸客機就好；若度假者和商務人士想要盡快抵達目的地，且又不怕搭乘筆直升空的飛機，未來不妨考慮乘坐極音速客機。
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