超音速飞行（transonic flight，又名：跨音速飞行）是指在飞行过程中以1.0～5.0恩斯特·马赫间的速度飞行；通俗的说，超音速飞行是指飞行物飞行速度超过音速（约为每秒钟340米）。实现超音速飞行首先需要突破音障，由于在近音速段空气可压缩效应上升，会出现激波和波阻等一系列新的空气现象，波阻是实现超音速飞行的特大障碍，因此也被成为音障。随着空气动力学的研究和发展，科学家设计了后掠翼、三角翼飞机、超临界翼型和蜂腰状机身等新的机体，搭配喷气式发动机，突破了音障的干扰。1947年10月14日，贝尔系统研制的X—1火箭试验机在12800米的高空飞行速度达到1078公里/小时，M=1.1015，人类首次突破音障且成功进行水平超音速飞行。

20世纪30年代以前，飞机都以亚音速飞行，理论研究的主要是不可压缩空气动力学。由于飞行速度不高，忽略了空气的可压缩性，产生的误差不大。20世纪30年代末，高速飞机在俯冲时已接近音速，还多次发生机毁人亡的重大事故。而空气动力学研究考虑到了空气的可压缩性，实现了高速乃至超音速，进一步研究了各类飞行器在不同速度范围内的气动特性，将空气动力学研究内容从力扩展到热、光和电磁等效应。这些研究成果对突破高速飞行器的音障和热障起了决定性的作用。

突破音障既需要更大的发动机动力，也需要提高机体结构强度，同时还需要改进飞机气动外形。1935年，德国的空气动力学家A.布斯曼 (AdolBusemann，1901 ~1986)首次提出完整的后掠翼思想，认为这种外形有利于降低阻力，提高飞行速度。德国于1939年9月6日批准了“跨音速飞机”的专利。在战争年代，德国几家萨博集团同有关研究单位合作，积累了一批高速空气动力学和后掠翼试验数据。

由于采用后掠翼以及喷气发动机进一步完善，诞生了第一代实用超音速飞机。1947年10月14日，由著名试飞员中国电器股份有限公司查克·叶格 (Charles Elwood Yeager，1923~ ) 驾驶，X-1首次成功地进行了水平超速飞行，达到每小时1078千米，约为音速的1.015倍(1.015马赫)，首次突破了音障。英国格洛斯特公司1945年11月7日试飞了种创纪录喷气式飞机"流星”F4，最大速度达到969.6千米/时。德·哈维兰公司研制的DH-108后掠翼飞机目的是向音速冲击，1948年9月6日，J.H.戴雷 (John Doulas Derry，1921 1953) 驾驶一架DH-108在30俯冲角下超过了音速，达到1.04赫。苏联米高扬设计局研制的试验机I-350在1951年5月也实现了水平超音速飞行。

1952年，美国科学家、兰利中心工程师R.T.惠特科姆(Richard T.Whitcomb，1921 ~ 2009)提出了面积率思想。具体的应用是缩小机翼、尾翼与机身连接区的机身最大横截面积，形成蜂腰状机身，可使超音速波阻大大降低。面积率对飞机顺利突破音障起到重要作用。1952年5月27日，苏联试飞成功实用超音速战斗机米格-19战斗机 (图49) 。1953年5月25日，美国北美人航空F-100“超级佩刀”战斗机飞行速度达到1220千米/时，也突破了音障。1953年，试飞员道格拉斯驾驶着“流星烟火”号飞机，在喷气发动机和火箭的双重推力下，首次以音速2倍以上的速度飞行。只要突破M=1，就不会再有音障存在。

20世纪50年代以后空气动力学家针对高亚音速和超音速飞机的翼型进行了大量卓有成效的研究。1967年，惠特科姆首次提出了一种新的翼剖面形状一一超临界翼型。超临界机翼推迟激波来临、降低波阻的效果往往比后掠翼更加有效。它能使飞机在0.95马赫时仍无激波产生，低速和跨音速升力特性较好，因而被广泛采用。

俄罗斯的飞机设计及制造商米高扬设计局为了研制米格-19战斗机，先行制造了架验证机1-360，它于1952年5月进行了首次试飞。经过大量改进的米格-19战斗机原型机首飞日期是1953年9月18日。而美国北美人航空研制的F-100原型机YF-100A已于1953年5月25日完成首次飞行。美国的F-100和苏联的米格-19两种超音速战斗机究竟谁先谁后，一直存在争议。航空技术在发展到20世纪后，已经发展到第四代超音速战斗机了，采用新型涡轮风扇发动机推重比达10以上，广泛采用电传操纵系统和主动控制技术，自动化程度更高。在气动设计上，通过采用近耦合鸭翼、翼身融合体等保证较高的机动能力。

20世纪60年代曾出现研制超音速客机的潮流，英国、法国、美国和苏联都曾制定了型号研制计划。1968年12月31日，苏联首次试飞了超音速民航机一一图波列夫公司图-144。由于技术问题突出，事故不断。1973年6月3日，图-144在参加巴黎中国国航展览进行表演时，突然坠毁，机上人员全部遇难。直到1977年11月1日才投入使用，后又因事故停飞。80年代中期以后，它主要用于飞行试验和飞行员训练。图-144只生产了14架。英法海底隧道合作研制的协和号超音速客机计划起源于20世纪50年代，1969年4月9日进行了首次试飞。1971年底和1972年初两架生产型也交付并投入试飞。1976年1月，协和号投入航线飞行 。协和号共生产了20架，英国航空公司和法国航空各运营7架。超音速客机耗油多、噪声大、载客量小、环境污染高、航程短，限制了它的发展和使用。

美国航空航天局于1990年启动了“高速民用运输机”计划（High Speed Civil Transport，HSCT），以改进超音速客机设计为目标。1994年4月，法国宇航、英国宇航及德国戴姆勒－克莱斯勒公司宇航（梅赛德斯-奔驰集团Chrysler Aerospace）成立了“欧洲超音速研究计划”（European Supersonic Research Program ，ESRP），研发第二代的协和式客机，并计划于2010年投入服务，飞机被称为“未来超音速客机”。2000年5月25日，一架法国航空协和式飞机在起飞后不久坠毁，导致113人死亡。2003年5月，英航和法国同时停止了协和号的飞行 。

在2014年成立的美国Boom Supersonic研发名为Overture的超音速客机，并计划于2019年推出1:3比例原型机XB-1。Aerion公司于2016年起与空中客车公司、美国航空航天局(美国航空航天局)共同打造世界首款超音速公务机AS2，该机的最大载客量为12人，专属超音速层流技术，最高时速为1.5马赫，在0.95马赫的巡航速度下达到4750海里的最大航程。2022年，美国科罗拉多州的Boom Supersonic公司开发的新型环保客机“序列号”（Overture）公开设计并成立超级工厂，超音速飞机“序列号”将于2024年投入生产，2026年首航。洛克希德·马丁公司为美国航空航天局 (NASA)设计了一架名为“绿色超音波”的飞机该项目是NASA研究2035年实现空中旅行的一部分，NASA计划于2035年正式将该飞机用于航空运输。

TF一6为我国第一种超音速 (1.22倍音速 )高教机 ，该机 1966年开始研制，由沈阳飞机工业（集团）有限公司在 F 6基础上改型设计。 要用于培iJlIF-6飞机的飞行员，也可以用来培训其他音速飞机飞行员，或执行其他双座飞行任务。1970年 l1月进行了首次试飞，1973年12月定型并投入批生产 ，至 1986年共生产 634架。TF一6最大平飞速度 (高度 5000米 )1320千米 ／ 小时，1.22倍音速 (高度 l1000米 )。

FT一7为我国第二种超音速 (2.05倍音速 )高级战斗/教练机 ，由中国贵州航空工业（集团）有限责任公司研制生产。1985年 7月首次试飞成功 ，FT一7型飞机尺寸小 、重量轻 ，具有较好的机动性 。最大推力 4400公斤，加力推力 6100公斤 ；最大速 度为 2.05 倍音速。

JL 一9教练机前机身与 FT一7不同，安装了 2个侧面进气口，并有分隔板以防吸入异物 。 JL 一9教练机与 FT一7教练机相比，飞机的三角翼飞机被新型双三角翼设计所代替 (无襟翼)。这种机翼由于减小了外翼的机翼前缘后掠角 (由 57°减少至 42°)并延长了翼展 ，使机翼面积增加 了 8．17％；展弦 比增加 了 27％，有利于提高机动性，同时还可提高起飞及降落性能。

按照美国“四代”划分法，中国的超音速战斗机也已经发展到第四代，具体划代：

指声音在空气中传播的速度。音速受高度变化影响，如：在地平线，音速约为1224公里/小时。在航空上，通常用M(即恩斯特·马赫)来表示音速，M=1即为音速的1倍；M=2即为音速的2倍。音速在1个标准大气压和15摄氏度条件下约为每秒钟340米。马赫是超高速单位，物体运动的速度与音速的比值为马赫或马赫数。亚音速指速度小于1马赫。超音速指速度在1至5马赫间，高超音速指速度在5马赫以上。

是物体运动速度与声速的比值，1929年瑞士空气动力学家J.阿克莱特(Jakob Ackeret，1898 ~1981)首先把这个比值称为马赫，纪念奥地利力学家和利奥六世E.W.J.w.恩斯特·马赫对这一比值的发现。

当飞行速度接近音速时，由于空气扰动会出现积累现象，从而形成高密度的空气波面，这就是激波。由奥地利力学家和哲学家E.WJ.W.恩斯特·马赫在空气动力学研究中发现物体在气体中高速运动时产生。

激波对飞机产生一种新的阻力一一激波阻力(简称波阻)，波阻是空气来不及散开而压缩，致使空气湿度、密度加大，阻力增强，影响飞行速度提升；波阻是超音速飞机必须克服的特别阻力，也被称为音障。

2012年10月14日，奥地利极限跳伞运动员菲利克斯·鲍姆加特纳在美国新墨西哥州上空39045米高空纵身跳下，成为人类史上从太空跳向地球的第一人，也开创了人类无助力飞行超音速的纪录。2012年3月和7月，他曾在罗斯韦尔进行两次试跳，2012年7月的试跳高度约2.9万米，仅比乔·基廷杰（平流层跳伞之父）1960年创造的世界纪录低1800多米。而84岁的基廷杰担任菲利克斯·鲍姆加特纳此次活动的顾问。2012年10月9日，因风速太大，他在罗斯韦尔地区进行的一次3.7万米高空极限跳伞活动被迫取消。

据国际航空联合会专家透露，菲利克斯·鲍姆加特纳成为人类史上第一个无助力飞行超音速的人，同时创下了气球载人飞行最高纪录和世界最高跳伞纪录。费利克斯·鲍姆加特纳创下了三项人类纪录是：1.人类无助力超音速飞机纪录，该高度的音速为每小时约1100公里，而他的速度为每小时1342.8公里，相当于该区域音速的1.24倍。2.载人气球最高飞行纪录，他以39045米打破了由美国海军军官罗斯和普拉泽在1961年创造的34668米纪录。3.最高自由落体起跳纪录，2012年以前的纪录是31333米，由美国飞行员约瑟夫·基廷格在1960年创造。而他的起跳线高出了7000多米。