超高速飛行器是指飛行馬赫數(shù)大于4以上的飛行器。高超聲速飛行技術(shù)具有前瞻性、戰(zhàn)略性和帶動性，是21世紀(jì)航空航天技術(shù)領(lǐng)域的制高點，并將為航空航天技術(shù)帶來突破性的革命，使人類繼20世紀(jì)突破聲速進(jìn)入超聲速飛行時代后，進(jìn)入到21世紀(jì)的高超聲速及空天飛行的新時代，具有劃時代的重大意義。動力裝置是能否實現(xiàn)高超聲速飛行的主要關(guān)鍵技術(shù)。在高空高速工況下，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)已經(jīng)失去了優(yōu)勢，必須依靠其他動力形式，如超燃沖壓發(fā)動機(jī)、火箭發(fā)動機(jī)、超聲速強(qiáng)預(yù)冷發(fā)動機(jī)等，或與其他動力形式形成組合動力。

超燃沖壓發(fā)動機(jī)是指燃料在超聲速氣流中進(jìn)行燃燒的沖壓噴氣發(fā)動機(jī)，采用液氫或碳?xì)淙剂?，可在馬赫數(shù)6-25、飛行高度30～60公里的范圍內(nèi)工作。與火箭發(fā)動機(jī)相比，這種發(fā)動機(jī)無需自帶氧化劑，使有效載荷大大增加，可作為高超聲速巡航導(dǎo)彈、高超聲速飛機(jī)、跨大氣層飛行器、可重復(fù)使用的空間發(fā)射器和單級入軌的空天飛機(jī)的動力裝置。

在超聲速飛行過程中，隨著飛行馬赫數(shù)提高，發(fā)動機(jī)進(jìn)氣滯止溫度不斷增大，在M數(shù)為5時，進(jìn)氣溫度高達(dá)1315K，這導(dǎo)致壓氣機(jī)難以正常工作，燃燒室加熱量降低，以及嚴(yán)峻的材料問題。以盡量小的發(fā)動機(jī)重量增加為代價，實現(xiàn)對來流氣流的預(yù)先冷卻，保證進(jìn)氣溫度降低到發(fā)動機(jī)能正常工作的溫度，是解決這些問題的有效途徑。英國最近發(fā)展了一種緊湊快速強(qiáng)換熱器，并成功進(jìn)行了地面試驗驗證。該換熱器可用于單級入軌航天器的“軍刀”（sabre）動力方案和用于高超聲速飛行器的“彎刀”（scimitar）動力方案，實際上就是超聲速強(qiáng)預(yù)冷發(fā)動機(jī)。

“彎刀”scimitar發(fā)動機(jī)示意圖