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不过，由于这类飞行器的研制难度很大，需要攻关的技术难点颇多，因此目前也只有少数几个国家具备研制能力。
首先要解决的就是动力难题。高超音速技术主要选用超燃冲压发动机作为推进系统，但就目前而言，就算是对基础科研能力强大的美军来讲，超燃冲压发动机技术也距离实用化有不小的距离。其次要解决的就是气动加热难题。如何解决好飞行器在真实飞行环境下的气动加热而不被烧毁至关重要。第三要解决的就是新材料难题。耐高温、抗腐蚀、高强度、低密度的结构材料对于研制高超音速飞行器是必须突破的关口。第四要解决的是控制问题。高超音速飞行器在如此高速飞行状态下，无论是姿态控制还是弹道导引控制都将变得十分困难，如果需要精确的目标锁定其控制难度将进一步增大。若控制不好，动力系统再强劲，也无法实现机动飞行和精确打击的多重任务。
美军目的是实现全球快速打击
高超音速飞行器其实种类比较多，除了上述的“弹道式巡航导弹”类型的高超音速飞行器，还有比较典型的两大类，一是类似于美军正在研发的X-51A“乘波者”，一类是美军正在试验的X-37B“太空战斗机”。
X-51A其本质就是美军今后替代“战斧”的新型高超音速的巡航导弹，可由包括B-52、B-1B、B-2A战略轰炸机在高空发射的“乘波者”验证飞行器，其设计速度可达6倍音速，即时速6400公里。一旦实现，该飞行器从加利福尼亚范登堡空军基地发射升空后，可在60分钟内攻击地球上任何目标。美军有关人士透露，他们计划在2015年左右利用X-51A飞行器试飞后论证的技术，开发出一种快速打击导弹，而这种导弹对其他国家的威慑力将等同于核武器的威慑力。除此之外，美军期待利用这一技术开发的各型飞机在性能方面也会有很大提升，如侦察机将能在短时间完成作战区域的侦察，战斗机将能快速部署到指定的作战区域，运输机将能及时把物资运输到目标地域。就目前来看，美军的X-51A试验计划并不圆满，多次试验未取得理想效果，主要还是动力系统问题，这也是制约该计划发展的关键技术瓶颈。