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高超声速飞行在广义上可泛指在大气层中马赫数大于5的飞行。在这个意义上，飞船、航天飞机（包括美国的X-37B）、导弹的再入段，都有一段是高超声速飞行，包括它们的上升段，也有一段是高超声速飞行，但它们都没有进行高超声速巡航，遇到的问题相对简单。在本文中我们着重讨论用吸气式发动机在大气层中进行高超声速巡航的飞行器，以及用火箭助推到高空然后滑翔的飞行器。由于它们的高超声速飞行时间较长，遇到的问题就要复杂得多。