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长期以来，美国国防部一直大力推动高超音速武器的研究，只是由于一些关键技术进展相对缓慢，这些研究一直处于低速发展状态。2007年伊始，美国“全球敏捷打击”计划呈现出逐步加速的态势，一系列用于满足远程、敏捷打击需求的方案公之于众，各项飞行试验正在紧锣密鼓地准备着。其中，波音公司与普惠公司联合研制的X-51验证机已经初露端倪，主要用于验证高超音速巡航导弹所需的关键技术，引起世界各国的极大关注。
全新作战需求
X-51验证机的问世首先是作战需求的直接牵引。自20世纪末以来，美国国防部就着手研究未来远程攻击武器平台的各种候选方案，以便尽早地用于新型攻击武器上，在数分钟内攻击全球的任何一个高价值目标。随着作战需求的不断明确，五角大楼将其命名为“全球敏捷打击”（Prompt Global Strike）计划，并先后提出了两种主要候选方案：潜射的“三叉戟”Ⅱ常规型弹道导弹和高超音速巡航导弹。
从技术角度看，前者是美国海军正在考虑的一种过渡方案，只需要几亿美元的研制经费，经过改装的第一艘“俄亥俄”级核动力潜艇就可以在两年内承担“全球敏捷打击”任务。美国海军认为，“俄亥俄”级一旦接到总统下达的攻击命令，就能迅速发射“三叉戟”Ⅱ弹道导弹，装填有破片式钨棒的常规弹头所产生的“金属风暴”将可以摧毁任何一个目标。
如果五角大楼战略家们设想的计划顺利实施，地球上没有任何地方可以躲过这种毁灭性的打击。考虑到常规型“三叉戟”Ⅱ弹道导弹的外观和飞行过程都与携带核弹头的“三叉戟”Ⅱ D5型弹道导弹极为相似，因此，这种有引发第三次世界大战危险的方案在美国国会尚存争议。于是，积极发展高超音速巡航导弹就成为了一个比较现实的选择。其中，X-51验证机在关键技术方面不断成熟，引起美国空军的极大关注。
早在20世纪90年代末，DARPA就在“先进快速反应导弹验证机”（ARRMD）计划中开始初步从事有关乘波机的军事应用研究。作为这项工作的延续，美国空军研究实验室（AFRL）在2003年初制订出一项“吸热式碳氢燃料超燃冲压发动机飞行验证机”（EFSEFD）计划，后来改称为“超燃冲压发动机验证机－乘波者”（SED-WR）。2004年1月，AFRL选择了波音公司（负责机体）和普惠公司（负责发动机）的联合研制队伍，要求制造一架SED-WR飞行试验平台。2005年9月27日，美国空军正式批准将SED-WR命名为X-51A。
超燃冲压技术
X-51验证机动力装置充分利用了美国在X-43项目中的一些预研成果。根据高超音速技术（HyTECH）计划，普惠公司为计划中的X-43C验证机研制出世界上第一台实用型碳氢燃料超燃冲压发动机的地面验证发动机GDE-1，其重量只有68千克，采用了标准的JP-7燃油。
2002年9月至2003年6月，GDE-1先后实施了数十次M4.5和M6.5的地面试验，并产生了净推力，证明该发动机具备了在这些速度下高效燃烧燃料和加速飞行器的能力，同时验证了在这两种速度下的热力特性和结构耐久性。
尽管由于经费的原因，NASA停止了X-43C的研制工作，但这些成功的地面试验为发展高超音速巡航导弹提供了可能。基于这一技术的发展前景，美国空军在2004年1月将一项价值1.4亿美元的合同授予了普惠公司领导的一支研制队伍，用于试飞SED-WR平台。
根据这项合同，普惠公司继续发展GDE-2验证发动机，采用了同样的碳氢燃料，并具有一样的飞行重量。但是，GDE-2采用了完全一体化的燃油系统，能使发动机作为一个完整的闭环系统工作，由一个全权数字电子发动机控制系统实现复杂的燃料控制和转换。
2006年4月，GDE-2发动机完成了M5.0条件下的地面验证机风洞试验。这使得X-51朝着飞行试验又迈进了一步。7月27日，普惠公司宣布GDE-2在NASA兰利研究中心完成了试验。这是闭环碳氢燃料超燃冲压推进系统在超音速条件下首次成功完成试验。在数次M5.0试验期间，GDE-2获得了重要的超音速数据。GDE-2试验的成功完成标志着超音速技术获得了重要的里程碑。
据美国空军研究实验室喷气推进部的负责人鲍勃·默凯尔介绍，GDE-2原计划作为X-43C验证机的核心发动机，是第一种经过验证的碳氢燃料超燃冲压发动机，已经显著地减少了作为X-51验证机动力装置的风险。
作为X-51验证机的动力装置，SJX61/1发动机的首台样机在2006年10月开始地面试验，预计将分别在较低、中等和较高的马赫数下进行试验，以便验证在M4.5～6.5范围内的加速和稳定工作。按照计划，普惠公司将在生产出4台SJY61/2发动机后，在2007年开始进行SJX61/2飞行试验发动机的地面试车。
乘波构型设计
随着超燃冲压发动机技术日益成熟，X-51验证机开始逐渐步入人们的视野。据美国媒体报道，在位于五角大楼E区一间宽敞的办公室内，美国空军首席科学家马克·刘易斯的咖啡桌上放着一个X-51全尺寸模型。在回答有关高超音速巡航导弹的发展前景时，刘易斯表示对于这个研制项目充满信心，并强调X-51验证机不只是实验研究，其设计直接着眼于应用。
X-51采用楔形头部、升力体机身、后部控制面和腹部进气道，外观介于航天飞机和未来风格的巡航导弹之间。验证机长4.26米，采用标准的镍合金制造，并非稀有材料，空重约635千克，
X-51验证机采用了将高超音速飞行中极度恶劣的某些不利因素转化为有利因素的方法。例如，飞行器在大气中以高超音速穿过空气时，将相继产生一系列的激波，会带来极大的波阻。为此，X-51采用了一种乘波构型，采用专门设计的尖锐头部，可以按精确角度组织和分布所需的激波系，使激波系产生的所有压力直接作用在机体下方，从而提供升力。
X-51采用扁平的尖锐头部，将高超音速下气流产生的激波聚集在腹部的矩形进气口。这些激波可以压缩空气，无需通常情况下实现这种作用的机械部件。利用一个隔离段的高压气流调节到适合于燃烧室工作需要的稳定压力，将气流减速会增加飞行器的阻力，但是可以满足更加完全的燃烧。随后，压缩空气和雾化的JP-7喷气燃料混合点火燃烧，产生推力。因为高超音速飞行持续产生的温度高达4 500度，燃料还作为冷却剂，以避免发动机壁面被熔化。
高超音速飞行时，由于压力、阻力和高温等因素的影响，X-51不得不在机身后部采用了4个控制面。尽管由于想像图中的角度有所差异，但可以肯定的是，下方的2个控制面主要起俯仰控制作用，上方的2个控制面主要起方向控制的作用。
X-51预计在2008年首飞。与X-43A的试飞类似，X-51将挂载在B-52轰炸机的翼下，在13 716米高空投放。其后部装有美国陆军“先进战术导弹系统”（ATACMS）的火箭发动机作为助推器，点火后将其推进到M4.5，并达到30 480米的高空。然后，X-51将抛掉助推器，起动超燃冲压发动机，加速到M6.0～M7.0以上。
高超音速巡航导弹雏形
美国空军正以极大的兴趣关注X-51的研制工作，期望能为第一种高超音速巡航导弹的问世铺平道路。据称，一旦2008年的试飞达到预期目标，X-51的气动外形和动力装置将会很快成为高超音速巡航导弹的设计构型。
这里需要提及的是，X-51作为一种试验平台，主要任务是验证超燃冲压发动机是否成熟，但AFRL已经开始考虑下一步利用这种平台试验一种组合循环发动机，将超燃冲压发动机与高马赫数涡轮喷气发动机有机组合，以便进一步扩大试飞包线。
据美国空军的初步估计，以X-51的最大飞行重量1 050千克为参考，未来以其为基础发展的巡航导弹可以携带110千克载荷，射程达到1 100千米以上，依靠高超音速撞进目标，获得杀伤效果。这种新型巡航导弹与AGM-158“联合防区外空地导弹”具有相近的尺寸，可以利用B-52和其它喷气式战斗机发射。同时，由于它使用JP-7喷气燃料，而不是火箭燃料，因此能较好地适合于现有的后勤保障体系。
X-51的成功与否很大程度上决定着美国“全球敏捷打击”计划的进展。然而从目前来看，美国还需要花费更多的时间和经费才能进一步使高超音速技术成熟并实用化。或许，在携带常规弹头的“三叉戟”Ⅱ弹道导弹服役多年后，X-51“乘波者”的研制工作仍然还需要十余年、甚至更长的时间，因此，高超音速巡航导弹最快也要等到2025年左右才有可能装备。尽管如此，稍瞬即至的高超音速武器一旦发起迅雷不及掩耳的攻击，所具有的威力和震撼绝对不亚于核武器，将给未来战场带来了新的威慑，绝对不容小视。
[编辑/秦蓁]
全新作战需求
X-51验证机的问世首先是作战需求的直接牵引。自20世纪末以来，美国国防部就着手研究未来远程攻击武器平台的各种候选方案，以便尽早地用于新型攻击武器上，在数分钟内攻击全球的任何一个高价值目标。随着作战需求的不断明确，五角大楼将其命名为“全球敏捷打击”（Prompt Global Strike）计划，并先后提出了两种主要候选方案：潜射的“三叉戟”Ⅱ常规型弹道导弹和高超音速巡航导弹。
从技术角度看，前者是美国海军正在考虑的一种过渡方案，只需要几亿美元的研制经费，经过改装的第一艘“俄亥俄”级核动力潜艇就可以在两年内承担“全球敏捷打击”任务。美国海军认为，“俄亥俄”级一旦接到总统下达的攻击命令，就能迅速发射“三叉戟”Ⅱ弹道导弹，装填有破片式钨棒的常规弹头所产生的“金属风暴”将可以摧毁任何一个目标。
如果五角大楼战略家们设想的计划顺利实施，地球上没有任何地方可以躲过这种毁灭性的打击。考虑到常规型“三叉戟”Ⅱ弹道导弹的外观和飞行过程都与携带核弹头的“三叉戟”Ⅱ D5型弹道导弹极为相似，因此，这种有引发第三次世界大战危险的方案在美国国会尚存争议。于是，积极发展高超音速巡航导弹就成为了一个比较现实的选择。其中，X-51验证机在关键技术方面不断成熟，引起美国空军的极大关注。
早在20世纪90年代末，DARPA就在“先进快速反应导弹验证机”（ARRMD）计划中开始初步从事有关乘波机的军事应用研究。作为这项工作的延续，美国空军研究实验室（AFRL）在2003年初制订出一项“吸热式碳氢燃料超燃冲压发动机飞行验证机”（EFSEFD）计划，后来改称为“超燃冲压发动机验证机－乘波者”（SED-WR）。2004年1月，AFRL选择了波音公司（负责机体）和普惠公司（负责发动机）的联合研制队伍，要求制造一架SED-WR飞行试验平台。2005年9月27日，美国空军正式批准将SED-WR命名为X-51A。
超燃冲压技术
X-51验证机动力装置充分利用了美国在X-43项目中的一些预研成果。根据高超音速技术（HyTECH）计划，普惠公司为计划中的X-43C验证机研制出世界上第一台实用型碳氢燃料超燃冲压发动机的地面验证发动机GDE-1，其重量只有68千克，采用了标准的JP-7燃油。
2002年9月至2003年6月，GDE-1先后实施了数十次M4.5和M6.5的地面试验，并产生了净推力，证明该发动机具备了在这些速度下高效燃烧燃料和加速飞行器的能力，同时验证了在这两种速度下的热力特性和结构耐久性。
尽管由于经费的原因，NASA停止了X-43C的研制工作，但这些成功的地面试验为发展高超音速巡航导弹提供了可能。基于这一技术的发展前景，美国空军在2004年1月将一项价值1.4亿美元的合同授予了普惠公司领导的一支研制队伍，用于试飞SED-WR平台。
根据这项合同，普惠公司继续发展GDE-2验证发动机，采用了同样的碳氢燃料，并具有一样的飞行重量。但是，GDE-2采用了完全一体化的燃油系统，能使发动机作为一个完整的闭环系统工作，由一个全权数字电子发动机控制系统实现复杂的燃料控制和转换。
2006年4月，GDE-2发动机完成了M5.0条件下的地面验证机风洞试验。这使得X-51朝着飞行试验又迈进了一步。7月27日，普惠公司宣布GDE-2在NASA兰利研究中心完成了试验。这是闭环碳氢燃料超燃冲压推进系统在超音速条件下首次成功完成试验。在数次M5.0试验期间，GDE-2获得了重要的超音速数据。GDE-2试验的成功完成标志着超音速技术获得了重要的里程碑。
据美国空军研究实验室喷气推进部的负责人鲍勃·默凯尔介绍，GDE-2原计划作为X-43C验证机的核心发动机，是第一种经过验证的碳氢燃料超燃冲压发动机，已经显著地减少了作为X-51验证机动力装置的风险。
作为X-51验证机的动力装置，SJX61/1发动机的首台样机在2006年10月开始地面试验，预计将分别在较低、中等和较高的马赫数下进行试验，以便验证在M4.5～6.5范围内的加速和稳定工作。按照计划，普惠公司将在生产出4台SJY61/2发动机后，在2007年开始进行SJX61/2飞行试验发动机的地面试车。
乘波构型设计
随着超燃冲压发动机技术日益成熟，X-51验证机开始逐渐步入人们的视野。据美国媒体报道，在位于五角大楼E区一间宽敞的办公室内，美国空军首席科学家马克·刘易斯的咖啡桌上放着一个X-51全尺寸模型。在回答有关高超音速巡航导弹的发展前景时，刘易斯表示对于这个研制项目充满信心，并强调X-51验证机不只是实验研究，其设计直接着眼于应用。
X-51采用楔形头部、升力体机身、后部控制面和腹部进气道，外观介于航天飞机和未来风格的巡航导弹之间。验证机长4.26米，采用标准的镍合金制造，并非稀有材料，空重约635千克，
X-51验证机采用了将高超音速飞行中极度恶劣的某些不利因素转化为有利因素的方法。例如，飞行器在大气中以高超音速穿过空气时，将相继产生一系列的激波，会带来极大的波阻。为此，X-51采用了一种乘波构型，采用专门设计的尖锐头部，可以按精确角度组织和分布所需的激波系，使激波系产生的所有压力直接作用在机体下方，从而提供升力。
X-51采用扁平的尖锐头部，将高超音速下气流产生的激波聚集在腹部的矩形进气口。这些激波可以压缩空气，无需通常情况下实现这种作用的机械部件。利用一个隔离段的高压气流调节到适合于燃烧室工作需要的稳定压力，将气流减速会增加飞行器的阻力，但是可以满足更加完全的燃烧。随后，压缩空气和雾化的JP-7喷气燃料混合点火燃烧，产生推力。因为高超音速飞行持续产生的温度高达4 500度，燃料还作为冷却剂，以避免发动机壁面被熔化。
高超音速飞行时，由于压力、阻力和高温等因素的影响，X-51不得不在机身后部采用了4个控制面。尽管由于想像图中的角度有所差异，但可以肯定的是，下方的2个控制面主要起俯仰控制作用，上方的2个控制面主要起方向控制的作用。
X-51预计在2008年首飞。与X-43A的试飞类似，X-51将挂载在B-52轰炸机的翼下，在13 716米高空投放。其后部装有美国陆军“先进战术导弹系统”（ATACMS）的火箭发动机作为助推器，点火后将其推进到M4.5，并达到30 480米的高空。然后，X-51将抛掉助推器，起动超燃冲压发动机，加速到M6.0～M7.0以上。
高超音速巡航导弹雏形
美国空军正以极大的兴趣关注X-51的研制工作，期望能为第一种高超音速巡航导弹的问世铺平道路。据称，一旦2008年的试飞达到预期目标，X-51的气动外形和动力装置将会很快成为高超音速巡航导弹的设计构型。
这里需要提及的是，X-51作为一种试验平台，主要任务是验证超燃冲压发动机是否成熟，但AFRL已经开始考虑下一步利用这种平台试验一种组合循环发动机，将超燃冲压发动机与高马赫数涡轮喷气发动机有机组合，以便进一步扩大试飞包线。
据美国空军的初步估计，以X-51的最大飞行重量1 050千克为参考，未来以其为基础发展的巡航导弹可以携带110千克载荷，射程达到1 100千米以上，依靠高超音速撞进目标，获得杀伤效果。这种新型巡航导弹与AGM-158“联合防区外空地导弹”具有相近的尺寸，可以利用B-52和其它喷气式战斗机发射。同时，由于它使用JP-7喷气燃料，而不是火箭燃料，因此能较好地适合于现有的后勤保障体系。
X-51的成功与否很大程度上决定着美国“全球敏捷打击”计划的进展。然而从目前来看，美国还需要花费更多的时间和经费才能进一步使高超音速技术成熟并实用化。或许，在携带常规弹头的“三叉戟”Ⅱ弹道导弹服役多年后，X-51“乘波者”的研制工作仍然还需要十余年、甚至更长的时间，因此，高超音速巡航导弹最快也要等到2025年左右才有可能装备。尽管如此，稍瞬即至的高超音速武器一旦发起迅雷不及掩耳的攻击，所具有的威力和震撼绝对不亚于核武器，将给未来战场带来了新的威慑，绝对不容小视。
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