一、背景介绍
高超声速气体动力学，主要研究飞行器速度远超过声速时流动物理及相关现象，是流体力学的前沿分支。
当速度达到马赫数5以上, 会出现一些通常飞行器不会遇到的问题。例如强激波加热、壁面烧蚀、热化学非平衡等等。其中飞行器壁面粗糙度对非平衡效应及湍流转捩都有重要影响，慕工大航空与流体力学所的Stemmer教授课题组主要做这方面研究，相关内容可在学校公开页面找到。
圣诞节前的一天在Stemmer的办公室，谈关于2021的工作计划。最后聊了一些轻松的话题，问了一句，“高超声速技术会不会很快在军事上进入实用阶段？” 他看了我一下，答道：“中国导弹都造出来了，你不知道？”
说完就转身在电脑上谷歌“Dongfeng17”, 把维基百科条目打开给我看。
图 1: 东风-17飞行轨迹示意图（来源维基百科）
图1所示轨迹大部分在大气层外缘。因为物体所受流体阻力与密度和速度平方的乘积成正比，为减少高速飞行时的巨大阻力，长时间巡航目前只能在高空稀薄大气中进行。即要飞的更快，就要飞的更高。而对于稀薄大气，流体力学的连续假设失效，问题变得更加复杂。
NASA曾经试验了一款高超声速无人飞行器，X43，速度达到了马赫数9左右，但发动机只工作了大约10秒钟。若商用飞机实现了这个速度，是什么概念呢？
图2中估算了一下从柏林飞往巴塞罗那和直布罗陀海峡所需的时间，分别为8分钟和13分钟。
图 2: Ma=9巡航飞行的覆盖范围示意图
又问Stemmer了一句，若被用于军事目的，是不是不太道德？ 他说，“完全不用有心理负担，我们只研究科学问题。是否道德取决于使用的目的。” 还加了一句， “即使你只是造了个卡车，这车也可以被用到前线去拉炮弹啊。” 科研导师一大任务，就是解决青年人的思想问题。
二、高超声速的军用价值
导弹是一次性消耗品。一枚战斧导弹价格在100～200万美元之间，东风17的造价不详。总之非常烧钱。相比之下，高超声速无人机更有潜力。无人机携带的不一定要是弹头，且可重复利用，大大降低了成本。
所谓天下武功，唯快不破。高超声速技术可能的应用场景有：
- 对高价值目标，如敌方指挥部、机场、雷达站、导弹基地等，实施首轮打击；
- 对敌方特别顽固的重要领导人，予以“定点清除”；
- 突破防空封锁，进行空中侦察，传递情报；
- 拦截、击毁来犯的敌机和常规导弹。
在双方都拥有毁灭性武器的情形下，谁出手快谁占领先机。因此，高超声速装备具有与核弹同等的威慑作用。
三、临近空间的战略地位
临近空间，指距地面20～100公里的空域（见图3）。大多数高超声速飞行器的设计巡航高度在这个范围内。这片空域处于航空与航天的交叉地带，战略地位极其重要。
随着社会的进步，需要不断开拓新的生存空间。可以预见，航空航天在未来一定会有蓬勃的发展。通常所说的一个国家的“领空”，边界相当模糊。临近空间将会成为未来大国争夺和角力的地方。 美国在2019年率先成立了太空军(Space force)。有人说，美元、石油和美军构成了美国的霸权。这三者中，显然最关键的是美军的实力。实力带来了权力，权力代表着资源。
图 3: 临近空间的范围
需要指出的是，高超声速是相对声速而言，这在气体介质当中才有意义。所以，当做流体的人说“高超声速”，都是指再入大气层，或者临近空间巡航飞行的场景。若飞行器完全脱离了星球表面的大气，进入了深空或者星际空间，那就是另外一回事了。
四、未来战争的形态
战争总是跟流血牺牲联系在一起，但人类自有历史以来从未消除过战争。
当高端武器装备逐渐成为决定性因素，就不再需要大量的士兵靠血肉之躯来拼杀了。这也许是积极的影响。毕竟不论打架还是打仗，主要是让对方屈服而不是要至人于死地。
未来战争，是科技实力的最终较量。胜负可能早在实验室就已见分晓。例如哪一方率先开发出《球状闪电》里描述的那种技术，则几乎可以断定对方毫无招架之力。
今后，若两国之间出现不可调和的矛盾必须一战，比较好的方式，是双方各派一个首席科学家，带几个头秃博士，做个PPT报告介绍最新研究成果。然后互相评估一下，若技不如人就尽早认输。既公平又减少了不必要的伤亡。
