A hiperszonikus repüléssel kapcsolatos kutatások közel 40 évvel ezelőtt kezdődtek. Az elmúlt évtizedek során nyilvánvalóvá vált, hogy a hiperszonikus repülések gyakorlati megvalósításához olyan széleskörű, bonyolult elméleti és technológiai kutatások és fejlesztések szükségesek, melyek önálló végrehajtása meghaladja az egyes országok gazdasági lehetőségeit és kutatási kapacitását. Éppen ezért aligha meglepő, hogy felgyorsult az országok közötti nemzetközi együttműködés és partnerség kialakítása elsősorban a hiperszonikus tesztelés és fejlesztés területén. A hiperszonikus repülés hatalmas technikai kihívásai, a korlátozott költségvetési lehetőségek és a még korlátozottabb tesztelési kapacitások kikényszerítik az országok közötti együttműködést.
Ausztrália és az U.S. egyengeti az utat az új kollaboratív megközelítés számára a Hycause és Hifire projekteken keresztül, míg Európa Lapcat II és ATLLAS kutatási projektjei egyesítik az országok erőfeszítéseit a kontinensen. Nemzeti projektek végrehajtása is folyamatban van Kínában, Franciaországban, Németországban, Indiában, Olaszországban, Japánban, Oroszországban és az Egyesült Királyságban, akik közül egyesek esetenként más országokat is felkérnek a nemzeti projektek végrehajtásában való együttműködésre.
Hosszú út van még hátra azonban ahhoz, hogy a hiperszonikus, levegőbeszívást alkalmazó technológia gyakorlati megvalósításra kerüljön.
Az U.S. - ausztráliai hiperszonikus nemzetközi repüléskutatási kísérleti (Hypersonic international flight research experiment - Hifire) projekt keretében jelenleg készülnek a Hifire eszköz első repülésére, melyet a Woomera tesztelő poligonon fognak végrehajtani. A következő 5 évben összesen 10 átfogó repülési tesztelési program kerül végrehajtásra, melyek során adatokat fognak gyűjteni a Mach 5 feletti - eddig még feltáratlan - hiperszonikus repülési tartománnyal kapcsolatban.
Az ötéves, 56 millió USD értékű Hifire projekt végrehajtását az U.S. Légierő Kutató Laboratóriuma (AFRL) és Ausztrália Védelmi Tudományos és Technológiai Szervezete irányítja.
Mind a gázturbinás, mind pedig a rakétahajtómű alapú vegyes hajtómű működési ciklusok értékelés alatt állnak az Európai Unió Lapcat (Long Term Advanced Propulsion Concepts and Technologies - hosszú-távú fejlett propulziós koncepciók és technológiák) projektje alapján, amely ez év októberében lép a végrehajtás második fázisába. Miután ez egy összeurópai projekt, az erőfeszítés a világ legnagyobb mértékben nemzetközileg - kollaboratív hiperszonikus vonatkozású programjának tekinthető, amely 12 ipari és akadémiai partnert fog össze hat országból. A programot az Európai Űrkutatási és Technológiai Központ (European Space Research and Technology Center - ESA-ESTEC) koordinálja Hollandiában. A Lapcat II az eredeti projekt újonnan finanszírozott továbbfolytatása, amely három évvel ezelőtt lett beindítva azzal a céllal, hogy értékelje a kulcsfontosságú technológiákat egy hiperszonikus kereskedelmi szállító repülőgép kialakítása számára. Az elképzelt célkitűzés egy olyan légi-jármű létrehozása, amely képes Brüsszelből (Belgium) Sydney-be (Ausztrália) repülni 2-4 óra alatt.
A Lapcat I fázisban azonosításra kerültek olyan levegőbeszívást alkalmazó, hidrogén tüzelőanyagot felhasználó Mach 4, 5 - Mach 8 koncepciók, melyeket a Lapcat II fázis során alaposabban meg fognak vizsgálni. Johan Steelant projektmenedzser szerint ez az első alkalom, hogy az EU támogatást nyújt a hiperszonikus szállítással kapcsolatos kutatásokhoz. Az előzetes tanulmányok eddig azt mutatják, hogy mind a Mach 4, 5 mind pedig a Mach 8 nagy hatótávolsággal rendelkező, hidrogénbázisú tüzelőanyagot felhasználó szállító légijárművek megvalósíthatók. A tanulmányok azt is jelzik, hogy egy hidrogénbázisú tüzelőanyagot felhasználó Mach 4, 5 légijármű a rövidebb távolságokra történő repülések számára is érdekes potenciális lehetőségeket biztosít.
Néhány Lapcat konstrukció felületesen hasonlít a Lockheed Martin cég Mach 6, 200 utast befogadó utasszállító repülőgépéhez, melyet a Hiperszonikus Utazó Repülőgép elnevezésű technológiai program alapján tanulmányoztak a 70-es évek végén. Johan Steeland szerint ez nem meglepő, mivel az EU Lapcat projektjének Mach 6 repülőeszközével kapcsolatban a propulziós rendszer és a sárkányszerkezet integrációjára vonatkozó tanulmányok végrehajtása előtt a Hycat anyagot is áttekintették. A tanulmányok az ATLLAS projekt részeként kerültek végrehajtásra. Az ATLLAS a Lapcat hároméves kiegészítő projektje. Az ATLLAS egy rövidítés, melynek kibontása a következő: Aerodynamic and Thermal Load Interactions with Lightweight Advanced Materials for High-Speed Flights (Aerodinamikai és Hő-terhelések Kölcsönhatásai a nagysebességű repülések számára alkalmazott könnyűsúlyú fejlett szerkezeti anyagokkal). Az ATLLAS projekttel kapcsolatos tanulmány végrehajtása 2006 őszén kezdődött. A tanulmány a hosszantartó hiperszonikus repülés lehetőségét biztosító hőálló szerkezeti anyagok kutatására összpontosul. Ez magába foglalja a sárkány konstrukció külső felületének szerkezeti anyagait, valamint a propulziós rendszer olyan kritikus elemeinek szerkezeti anyagait, mint pl. az égőtér. A Lapcat-hoz hasonlóan az ATLLAS projekt végrehajtását is az ESA - ESTEC koordinálja, s magába foglal egy 13 partnerből álló konzorciumot az ipar, a kutatóintézetek és egyetemek területéről.
E kutatás specifikus célját az alábbiak képezik:
A kutatások első - egyik legfontosabb - területét annak vizsgálata képezte, hogy a különböző éles belépő élek, levegő bevezetőnyílások és a sárkányszerkezetek külső borításának anyagai hogyan képesek ellenállni a különböző aerotermikus terhelések hatásainak. E célból vizsgálatra kerültek mind az oxidált keramikus anyagok (keramikus mátrix kompozitok), mind pedig a nem-oxidált keramikus anyagok (szilícium-karbid). Johan Steelant szerint a kutatások eredményeinek köszönhetően jelenleg olyan modelleket terveznek, melyek konstrukciója a gyárthatóság szempontjából reálisabb szerkezeti anyagokat tartalmaz, s melyek alkalmasabbak a szélcsatorna kísérletek végrehajtására. Egy későbbi tanulmány az égőtér belső bélésanyagait is vizsgálta.
E kutatásokkal párhuzamosan az ATLLAS projekt az új film- és effuziós hűtési technikákat is vizsgálja, melyek párolgási és elektro aerodinamikai elveken alapul.
Az összeurópai Lapcat/ATLLAS hiperszonikus projektek mellett egyéni nemzeti projektek is folyamatban vannak Franciaországban, Németországban és Olaszországban. Franciaország Onera Kutató ügynöksége az ún. LEA projekt végrehajtásának felénél tart. A LEA projekt egy olyan kísérleti hiperszonikus légijárművel kapcsolatos, melynek fejlesztését jelenleg végzi az európai MBDA rakétagyártó konzorcium. A korábbi közös erőfeszítésekkel végrehajtott olyan projekteket követően, mint a Promethee változtatható geometriájú vegyes rakéta/torlósugárhajtómű (ramjet), a Prepha szuperszonikus égést alkalmazó torlósugárhajtómű (scramjet) és a Japhar torlósugárhajtómű, a LEA projekt célját egy Mach 4 - Mach 8 tartományban üzemelő kettős üzemmódú torlósugárhajtómű létrehozása képezi. A LEA program vezetője Francois Falempin szerint egy olyan 4 méter hosszú jármű tesztelését kívánják végrehajtani, amely méreteit tekintve közel áll az X-43A járműhöz. Költségvetés csökkentések miatt az eredetileg tervezett hat tesztelés helyett csak négy kerül végrehajtásra. A LEA járműveket rakéta fogja felgyorsítani a torlósugárhajtómű működésbelépését biztosító sebességre, s a tervezett 30 másodpercig a Mach 4 - Mach 8 tartományban fognak repülni 2011 és 2013 között.
A változtatható geometriájú égőtér működési elveinek a repülés tényleges dinamikai változtatásai nélkül történő demonstrálására mindenegyes tesztrepülési feladat egymástól eltérő Mach számmal és rögzített hajtómű geometriával kerül végrehajtásra. A LEA konfiguráció egy mozgó láng stabilizátort és burkolatot, valamint egy égőteret foglal magába, amely a levegőbevezető csatornán belül előre és hátra mozdítható, hogy biztosítsa a változtatható-geometriájú szerkezet különböző helyzeteit a szubszonikus és szuperszonikus égés számára.
A LEA kutatócsoport jelenleg a törzs mellsőrész- és a levegőbevezető rendszer tesztelések második fázisának felénél tart. E tesztelések egy része alternatív levegőbevezető ajtókat fog értékelni, hogy biztosítsák a 2004-ben és 2005-ben végrehajtott kezdeti tesztelések során tapasztalt nagy homlokellenállás leküzdését. A Moszkvai Repülő Intézetnél (MAI) egy kétharmad méretű vízhűtéses üzemanyag befecskendező tartórúd korábban végrehajtott teszteléseiből nyert jó eredmények szintén egyengették az utat egy teljes méretű konstrukció ez év végén lehetséges teszteléséhez. Egy rézötvözetből készült hőelnyelő struktúrával kialakított csökkentett méretű égőtérrel szintén megkezdik első alkalommal a tesztelést ez év nyarán az Onera kutató ügynökség Párizshoz közeli Palaiseau-ban települő ATD5 tesztelő állomásán. Folytatódnak a síkfelületekkel kialakított törzs hátsórésszel és a kiterjeszthető rámpával kapcsolatos tesztelések az ügynökség Mendon közelében lévő S3 transzonikus szélcsatornájában. Az Onera ügynökség S4 szélcsatornája 2010 elején fog felhasználásra kerülni a Mach 6-nál történő szabadsugár szélcsatorna tesztelések végrehajtására, míg a Mach 7,5 tesztelések 2011 harmadik negyedévére vannak betervezve.
Várható, hogy a további francia - orosz hiperszonikus együttműködés ez évben később kerül megerősítésre valószínűleg egy kormányközi megállapodás keretében, aminek alapján lehetővé válik az orosz intézmények és tesztelő objektumok közös felhasználása a közelgő teljes körű kutatási munka végrehajtásához. A LEA kísérleti repülések például egy módosított Tupolev Tu-22 szuperszonikus bombázóról történő légi-indításra vannak alapozva.
Az alapvető hiperszonikus kutatási munka Oroszországban szintén folytatódik. Lassú, de folyamatos az előrehaladás az elektromágneses módszerrel gerjesztett plazma áramlás-vezérlésre történő felhasználása terén. Az elektromágneses erő felhasználását a lökéshullám (következésképpen az aerodinamikai ellenállás) erejének csökkentésére, a "virtuális" áramlás vezérlő felületek kialakítására, sőt az égési folyamat javítására már 40 év óta tanulmányozzák, s ezen időszak utolsó 20 évében pedig az erőfeszítéseket a korábbi szovjet Ajax hiperszonikus légi jármű projektre összpontosították.
Egy magneto hidrodinamikai (MHD) plazmagenerátor szimulált Mach 5,15 viszonyok közötti tesztelései a közelmúltban kerültek végrehajtásra Moszkvában az Orosz Tudományos Akadémia részéről. A tesztelések magukba foglalták egy plazma "vezérlő elem" feletti áramlások egymásmelletti vizsgálatát. A plazmavezérlő elemet páronként beépített elektródák gerjesztették, melyek négyszögletes és hengeres állandó keresztmetszetű modellek éles belépő élein és levegőbevezető nyílásaiban kerültek elhelyezésre. Az Orosz Tudományos Akadémia hivatalos képviselői szerint a tesztelések azt bizonyították, hogy a plazmamező "virtuális hiperszonikus belépő él sávvá és virtuális változtatható keresztmetszetű hiperszonikus belépő burkolattá válik". Bár a technológia továbbra is ígéretes marad különböző alkalmazások számára (egy kétáramú torlósugár hajtómű koncepciójának realizálását is beleértve), az orosz MHD generátorral történő plazmagerjesztés orosz proponensei elismerik, hogy további vizsgálatok szükségesek, s a kutatási tevékenységeket összpontosítani kell az alapvető és egyszerűbb aerodinamikai - elektromágneses kölcsönhatás jelenségre.
Németország űrrepülési központja (DLR) a Mach 11 kategóriába tartozó Shefex II (Sharp Edge Flight Experiment - Shefex) járművel készül a hiperszonikus kísérleti repülések végrehajtására. A járművet azzal a céllal tervezték, hogy demonstrálja a speciális hővédő (hőpajzs) rendszerekkel felszerelt újrafelhasználható űrjárművek alkalmazhatóságát. A gyorsító rakétával ellátott 12,5 m (41 ft) hosszú vegyes indító és tesztelő járművet a tervek szerint 2010 márciusában fogják indítani az Észak-Norvégiában lévő Andoya rakétabázisról. A megfelelő magasság elérése után a 5,5 m (18 ft) hosszú tesztelő jármű tovább folytatja a repülést 1207 km (750 mi) távolságon a Norvég Tenger fölött, s végül ejtőernyővel fog leereszkedni az Északi-sarki Spitzbergen szigetére. A teljes repülési idő várhatóan 11,6 perc körül lesz, s közben a tesztelő jármű 277 km (172 mi) magasságot fog elérni. A teljes repülési időn belül a kísérleti tesztelési idő mintegy 45 másodperc lesz, s ezen idő alatt a jármű a Mach 9,3-tól Mach 11,1-ig terjedő hiperszonikus tartományban fog repülni.
A DLR a Shefex II járművet egy repülő hiperszonikus laboratóriumnak tekinti, mivel különböző kísérletek végrehajtásának lehetőségét fogja biztosítani. Az aktív repülés vezérlőrendszer például szénszálas - erősítő aktív töltőanyagos szerkezeti anyagból készült irányítható függőleges vezérsíkokkal lesz ellátva, melyek hővédelmét hőfelvevő (hő pajzs) rendszerek (Thermal Protection Systems - TPS) fogják biztosítani. A kísérletek végrehajtására kijelölt egyéb szerkezeti részek és berendezések magukba foglalnak egy aktív hűtésű hővédő elemet, valamint különböző fejlett szenzorberendezéseket.
Olaszország Űrrepülési kutató központja (CIRA) jelenleg készül a Prora- USV-1 (pilóta nélküli űrjármű-1) sorozatba tartozó második hiperszonikus tesztelő repülő próbapad (Flying Testbed-2 - FTB-2) ledobására. A sztratoszférikus léggömbről ledobásra kerülő FTB-2 várhatóan ez év októberében fog repülni és a süllyedés során Mach 1,2-t kell elérnie. Az első repülő próbapad (FTB-1) 2007 februárjában Mach 1,01-t ért el, azonban a leszálló ejtőernyőrendszer meghibásodása miatt megsemmisült. Az FTB-2 várhatóan 25 km magasságról kerül ledobásra, míg egy harmadik jármű Mach 1,8-at fog elérni 35 km magasságból történő ledobás után. E kísérletek a tervek szerint a 2009-2010-ig terjedő időszakban kerülnek végrehajtásra. Az USV-1 sorozatba tartozó FTB-1, FTB-2 és FTB-3 tesztelő repülő próbapadok előkészítik a kutatási program következő fázisának az USV-X sorozatba tartozó szuborbitális és a légkörbe visszatérő FTB-X elnevezésű hiperszonikus tesztelő járművekkel történő végrehajtását.
Közben egy USV-Tech elnevezésű projekt keretében kifejlesztésre kerülnek az FTB-X járműveket a feladatok végrehajtására képessé tevő technológiák. Az USV-Tech projekt biztosítja az atmoszférikus és szuborbitális programok közötti rés áthidalását. Az első USV-X teszt egy szuborbitális és a légkörbe visszatérő FTB-X járművel lesz kapcsolatos, amely közel Mach 10 sebességet fog elérni miután rakétával felgyorsításra került mintegy 80 km magasságig.
Egy későbbi FTB-X az alacsony földkörüli orbitális pályáról (Low Earth Orbit - LEO) a légkörbe való visszatérést fogja demonstrálni mintegy 120 km magasságig történő felgyorsítás után.
A CIRA űrprogramjainak vezetője, Genaro Russo szerint az USV-X projekt menetrendje lassítva van, mivel közben tanulmányozzák a lehetséges szinergiákat (egymást kiegészítő együtthatásokat) e projekt és más európai programok között. E programok magukba foglalják az ESA jövőbeni indítórendszerek előkészítésével kapcsolatos programját (Future launchers preparatory program - FLPP) és közbenső kísérleti járművét (Intermediate experimental vehicle - IXV), amely az Ariane V, Szojuz vagy Vega indítórakétákra szerelve a hiperszonikus kutatások végrehajtásának alapvető eszközét fogja képezni. A IXV előzetes tervezési felülvizsgálata 2008 harmadik negyedévére, kritikai tervezési felülvizsgálata 2009 végére, s első repülése pedig 2012-re van beütemezve.
Az Egyesült Királyság a hosszantartó hiperszonikus repüléssel kapcsolatos kísérlet (Sustained Hypersonic Flight Experiment - Shyfe) végrehajtásának előkészítésén dolgozik. A Shyfe a Védelmi Minisztérium és a Qinetiq konszern közös projektje a torlósugárhajtóművel felszerelt hiperszonikus eszköz teljesítőképességének Mach 6-val történő vizsgálatára.
Kína több hiperszonikus rakéta- és jármű projekt végrehajtása terén előrehaladást ért el. A legújabb projektek egyikét egy "kis ellenállással" rendelkező kísérleti scramjet (Supersonic Combustion Ramjet - Szuperszonikus égést alkalmazó torlósugárhajtómű) fejlesztése képezi. A fejlesztés egy simafalú égőtér Mach 6 értékig terjedő tartományban elvégzett sikeres tesztelését követi, amely a Pekingben lévő tesztelő bázison került végrehajtásra. A Kínai Űrrepülési és Aerodinamikai Akadémia (CAAA) kutatói szerint az áttörés egy olyan konstrukción alapul, amely lehetővé teszi a tüzelőanyag és levegő rétegek jobb összekeveredését az égőtér belső fala mentén.
A kutatócsoport szerint nincs szükség láng stabilizátorokra, kompressziót és expenziót biztosító felületek kialakítására, s a kísérletek azt mutatják, hogy a keverék gyújtása automatikusan elérhető mesterséges gyújtó, vagy lángstabilizáló berendezések nélkül és tartós stabil égés fenntartása biztosítható. A tesztelések azt is jelzik, hogy a tolóerő nagyobb a simafalú égőtérrel rendelkező konstrukciónál. A CAAA munkája várhatóan értékelésre kerül a Xian-ban lévő Észak-nyugati Politechnikai Egyetem kutatói részéről, ahol több hiperszonikus konstrukcióval kapcsolatban folyamatban vannak a tervezési munkák.
Japán Űrkutatási Ügynökségének (Japanese Aerospace Exploration Agency - JAXA) hiperszonikus kutatásokkal kapcsolatos munkája jelenleg egy előhűtést alkalmazó Mach 2 - plusz kategóriájú "S - Engine" (S - Hajtómű) elnevezésű gázturbinás sugárhajtómű küszöbön álló földi teszteléseire összpontosul. Az S - Hajtómű egy korábbi Atrex elnevezésű, előhűtést alkalmazó, expanziós ciklusú tesztelő hajtómű légi üzemelésre képes változata. Az S - Hajtómű tesztelésével az a szándék, hogy bizonyítást nyerjen azon koncepció hiperszonikus potenciálja, amely részét képezhetné egy vegyes ciklusú rendszernek. A 2007-ben először működtetett S - Hajtómű egy folyékony hidrogén rendszert foglal magába, amely a hajtóműbe belépő levegő hőcserélőn keresztül történő hűtésére szolgál. A kutatók szerint az S - Hajtómű továbbfejlesztett változata képes lehet a Mach 5 - plusz repülési sebességeken történő üzemelésre és a Hytex-hez hasonlóan (Hytex - Hypersonic turbojet experiment - Hiperszonikus gázturbinás sugárhajtómű kísérlet) úgy fogják fejleszteni, hogy a terv szerinti kísérleti repülések végrehajtásra kerüljenek 2015-ben.
A Hoklaidó-ban (Japán) elvégzett teszteléseket követően az S - hajtóművet beépítik egy kis szárnyakkal ellátott járműbe, melynek repülési tesztelését 2009 májusában fogják elvégezni.
Egy sztratoszférikus léggömbről mintegy 40 km magasságból történő ledobása után a jármű süllyedés közben kb. 1 perc alatt fogja elérni a Mach 2 hajtómű üzemelési feltételeket. A jármű újra felhasználhatóságának lehetőségét szuperszonikus és szubszonikus ejtőernyők fogják biztosítani.
A JAXA végső célját egy olyan Mach 5 kategóriájú szállító repülőgép kialakítását biztosító technológia demonstrálása képezi, amely a Csendes óceánon keresztül 2 óra alatt Japánból az U.S.-be repülhet. Matasaka Maita, a JAXA képviselője szerint vizsgálják annak lehetőségét, hogy 2025-ben rendelkezésre álljon egy kísérleti X - jármű bizonyos fajtája, azonban szükség van a levegőbeszívást alkalmazó jármű jövőbeni fejlesztési útjának világosabb meghatározására és a nagyobb nemzetközi együttműködésre.