النقل الأسرع من الصوت

خلال خمسينيات القرن الماضي، بدا تطوير طائرة أسرع من الصوت ممكنًا من الناحية التقنية، لكن لم يكن واضحًا ما إذا كان من الممكن جعلها مجدية اقتصاديًا. نظرًا لاختلاف توليد قوة الرفع ، فإن الطائرات التي تعمل بسرعات تفوق سرعة الصوت تمتلك نسبة رفع إلى سحب تبلغ نصف نسبة الطائرات التي تعمل بسرعات أقل من سرعة الصوت. هذا يعني أنه للحصول على أي مقدار مطلوب من قوة الرفع، سيتعين على الطائرة توفير ضعف قوة الدفع تقريبًا، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في استهلاك الوقود. يبرز هذا التأثير بشكل واضح عند السرعات القريبة من سرعة الصوت، حيث تستخدم الطائرة ضعف قوة الدفع للسفر بنفس السرعة تقريبًا. ويقل هذا التأثير النسبي مع تسارع الطائرة إلى سرعات أعلى. في المقابل، كان من الممكن زيادة معدلات طلعات الطائرة بشكل كبير، على الأقل في الرحلات المتوسطة والطويلة المدى حيث تقضي الطائرة وقتًا طويلًا في التحليق. كان من الممكن تصميم طائرات أسرع من الصوت تطير بسرعة تفوق سرعة الطائرات التي تعمل بسرعات أقل من سرعة الصوت بثلاث مرات على الأقل، وبالتالي ستكون قادرة على استبدال ما يصل إلى ثلاث طائرات في الخدمة، مما يقلل التكاليف المتعلقة بالقوى العاملة والصيانة.

بدأ العمل الجاد على تصميمات الطائرات الأسرع من الصوت في منتصف خمسينيات القرن الماضي، مع دخول الجيل الأول من الطائرات المقاتلة الأسرع من الصوت الخدمة. في بريطانيا وفرنسا، استقرت برامج الطائرات الأسرع من الصوت المدعومة حكوميًا على الجناح المثلثي في ​​معظم الدراسات، بما في ذلك طائرتي سود أفياسيون سوبر كارافيل وبريستول تايب 223 ، على الرغم من أن شركة أرمسترونغ-ويتورث اقترحت تصميمًا أكثر جذرية، وهو الجناح M بسرعة 1.2 ماخ . وقدّمت شركة أفرو كندا عدة تصاميم لشركة TWA تضمنت جناحًا مزدوجًا منحنيًا بسرعة 1.6 ماخ وجناحًا مثلثيًا بسرعة 1.2 ماخ مع ذيل منفصل وأربعة محركات أسفل الجناح. انتقل فريق أفرو إلى المملكة المتحدة حيث شكّل تصميمه أساسًا لتصاميم شركة هوكر سيدلي . ^{[ 2 ]} بحلول أوائل الستينيات، كانت التصاميم قد تقدمت إلى النقطة التي تم فيها إعطاء الضوء الأخضر للإنتاج، ولكن التكاليف كانت مرتفعة للغاية لدرجة أن شركة بريستول للطائرات وشركة سود أفياسيون دمجتا جهودهما في النهاية في عام 1962 لإنتاج طائرة الكونكورد.

في أوائل الستينيات، صرّح العديد من المديرين التنفيذيين في شركات الطيران الأمريكية للجمهور الأمريكي والكونغرس بأنه لا توجد أي عوائق تقنية تحول دون إنتاج طائرة أسرع من الصوت. في أبريل 1960، صرّح بيرت سي مونسميث، نائب رئيس شركة لوكهيد ، لمجلات مختلفة بأنه يمكن تطوير طائرة أسرع من الصوت مصنوعة من الفولاذ تزن 110,000 كيلوغرام (250,000 رطل) بتكلفة 160 مليون دولار، وأن تُباع دفعات إنتاجية تضم 200 طائرة أو أكثر بحوالي 9 ملايين دولار. ^{[ 3 ]} إلا أن تطوير طائرة الكونكورد الأنجلو-فرنسية هو ما أثار الذعر في صناعة الطيران الأمريكية، حيث ساد الاعتقاد بأن الكونكورد ستحل قريبًا محل جميع تصاميم الطائرات طويلة المدى الأخرى، لا سيما بعد أن حصلت شركة بان أم على خيارات شراء الكونكورد. وسرعان ما موّل الكونغرس جهود تصميم طائرة أسرع من الصوت، واختار تصميمي لوكهيد L-2000 وبوينغ 2707 الموجودين ، لإنتاج تصميم أكثر تطورًا وأكبر حجمًا وأسرع وأطول مدى. وقع الاختيار في نهاية المطاف على تصميم طائرة بوينغ 2707 لمواصلة العمل عليها، وكان الهدف من تصميمها نقل حوالي 300 راكب والوصول إلى سرعة طيران تقارب 3 ماخ . وشرع الاتحاد السوفيتي في إنتاج تصميمه الخاص، طائرة Tu-144 ، التي أطلقت عليها الصحافة الغربية لقب "كونكوردسكي". ^{[ 4 ]} 

اعتُبرت الطائرات الأسرع من الصوت (SST) مثيرةً للجدل بشكل خاص بسبب دويها الصوتي واحتمالية تسبب عادم محركاتها في إلحاق الضرر بطبقة الأوزون . وقد أثرت هاتان المشكلتان على تفكير المشرعين، وفي نهاية المطاف، أوقف الكونغرس تمويل برنامج الطائرات الأسرع من الصوت الأمريكي في مارس 1971، ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} وحُظرت جميع رحلات الطيران التجارية الأسرع من الصوت فوق الولايات المتحدة. ^{[ 10 ]} وحذر المستشار الرئاسي راسل ترين من أن أسطولًا من 500 طائرة أسرع من الصوت تحلق على ارتفاع 20 كيلومترًا (65000 قدم ) لعدة سنوات قد يرفع نسبة الماء في طبقة الستراتوسفير بنسبة تتراوح بين 50% و100%. ووفقًا لترين، قد يؤدي ذلك إلى زيادة الحرارة على مستوى سطح الأرض ويعيق تكوين الأوزون . ^{[ 11 ]}  

لاحقًا، طُرحت فرضيةٌ تُشير إلى تهديدٍ إضافي للأوزون نتيجةً لأكاسيد النيتروجين المنبعثة من عوادم الطائرات ، وهو تهديدٌ بدا أنه قد تم تأكيده عام 1974 من قِبل فريقٍ من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بتكليفٍ من وزارة النقل الأمريكية . ^{[ 12 ]} ومع ذلك، فبينما أشارت العديد من النماذج النظرية البحتة إلى احتمالية حدوث خسائر كبيرة في الأوزون بسبب أكاسيد النيتروجين ( NOx ) المنبعثة من الطائرات في طبقة الستراتوسفير، لجأ علماء آخرون في ورقة بحثية بعنوان " أكاسيد النيتروجين، واختبارات الأسلحة النووية ، وطائرة الكونكورد، وأوزون الستراتوسفير " إلى رصد الأوزون التاريخي والاختبارات النووية الجوية كدليلٍ ووسيلةٍ للمقارنة، مُلاحظين أنه لم يكن هناك أي فقدانٍ ملحوظٍ للأوزون من حوالي 213 ميغا طن من الطاقة المتفجرة التي تم إطلاقها عام 1962، وبالتالي فإن الكمية المُكافئة من أكاسيد النيتروجين الناتجة عن 1047 طائرة كونكورد تُحلّق "10 ساعات يوميًا" لن تكون سابقةً من نوعها. ^{[ 13 ]} وفي عام 1981، كانت النماذج والملاحظات لا تزال غير قابلةٍ للتوفيق. ^{[ 14 ]} تشير نماذج حاسوبية أحدث، وضعها ديفيد دبليو فاهي، عالم الغلاف الجوي في الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي ، وآخرون عام 1995، إلى أن انخفاض الأوزون لن يتجاوز 1 إلى 2% في أقصى الأحوال، في حال تشغيل أسطول من 500 طائرة أسرع من الصوت. ^{[ 15 ] [ 16 ]} وأوضح فاهي أن هذا لن يشكل عائقًا كبيرًا أمام تطوير طائرات أسرع من الصوت، فبينما يُعدّ "مؤشرًا خطيرًا... إلا أنه لا ينبغي أن يُوقف تطويرها تمامًا" لأن " إزالة الكبريت من وقود الكونكورد" من شأنه أن يقضي فعليًا على مسار التفاعل المفترض لتدمير الأوزون بنسبة 1-2%. ^{[ 17 ]}

على الرغم من التباين بين النموذج والملاحظة فيما يتعلق بمخاوف الأوزون، في منتصف سبعينيات القرن الماضي، وبعد ست سنوات من أول رحلة تجريبية أسرع من الصوت، ^{[ 18 ]} أصبحت طائرة الكونكورد جاهزة للخدمة. بلغ الاستياء السياسي في الولايات المتحدة ذروته لدرجة أن ولاية نيويورك حظرت الطائرة. هدد هذا الحظر آفاق الطائرة الاقتصادية، إذ صُممت خصيصًا لخط لندن-نيويورك. سُمح للطائرة بالهبوط في واشنطن العاصمة (في مطار دالاس بولاية فرجينيا )، ولاقت الخدمة رواجًا كبيرًا لدرجة أن سكان نيويورك سرعان ما اشتكوا لعدم توفرها لديهم. لم يمضِ وقت طويل حتى بدأت الكونكورد بالتحليق إلى مطار جون إف كينيدي .

إلى جانب تغير الاعتبارات السياسية، استمر اهتمام المسافرين جواً بالرحلات الجوية فائقة السرعة عبر المحيطات. وقد أدى ذلك إلى بدء دراسات تصميم إضافية في الولايات المتحدة، تحت اسم "AST" (النقل الأسرع من الصوت المتقدم). وكانت طائرة SCV من لوكهيد مارتن تصميمًا جديدًا لهذه الفئة، بينما واصلت بوينغ دراساتها باستخدام طائرة 2707 كأساس.

بحلول ذلك الوقت، لم تعد جدوى مفاهيم الطائرات الأسرع من الصوت السابقة مجدية اقتصادياً. عند تصميمها لأول مرة، كان يُنظر إلى هذه الطائرات على أنها منافسة للطائرات طويلة المدى التي تتسع لـ 80 إلى 100 راكب، مثل طائرة بوينغ 707 ، ولكن مع ظهور طائرات أحدث مثل بوينغ 747 التي تحمل أربعة أضعاف هذا العدد، تلاشت مزايا السرعة واستهلاك الوقود التي كانت تتمتع بها الطائرات الأسرع من الصوت بسبب حجمها الهائل.

تمثلت مشكلة أخرى في أن نطاق السرعات الواسع الذي تعمل فيه الطائرات الأسرع من الصوت يجعل من الصعب تحسين محركاتها. فبينما حققت المحركات دون الصوتية تقدماً كبيراً في زيادة الكفاءة خلال ستينيات القرن الماضي مع ظهور محرك التوربوفان ذي نسب الالتفاف المتزايدة باستمرار ، يصعب استخدام مفهوم المروحة عند السرعات فوق الصوتية حيث تبلغ نسبة الالتفاف "المناسبة" حوالي 0.45، ^{[ 19 ]} مقارنةً بـ 2.0 أو أعلى في التصاميم دون الصوتية. ولهذين السببين، حُكم على تصاميم الطائرات الأسرع من الصوت بالفشل بسبب ارتفاع تكاليف التشغيل، واختفت برامج الطائرات الأسرع من الصوت بحلول أوائل ثمانينيات القرن الماضي.

كانت شركة كونكورد تبيع طائراتها حصرياً لشركتي الخطوط الجوية البريطانية والخطوط الجوية الفرنسية، ضمن صفقات مدعومة كان من المفترض أن تعود 80% من الأرباح إلى الحكومة. عملياً، لم يكن هناك أي ربح يُشارك خلال معظم فترة الاتفاقية. بعد خصخصة كونكورد، أدت إجراءات خفض التكاليف (ولا سيما إغلاق موقع اختبار الأجنحة المعدنية الذي خضع لعدد كافٍ من دورات درجات الحرارة للتحقق من صلاحية الطائرة حتى عام 2010) ورفع أسعار التذاكر إلى تحقيق أرباح طائلة.

منذ توقف طائرة الكونكورد عن الطيران، تبين أنها حققت أرباحًا خلال فترة خدمتها، على الأقل بالنسبة للخطوط الجوية البريطانية. بلغت تكاليف تشغيل الكونكورد على مدى 28 عامًا تقريبًا من التشغيل حوالي مليار جنيه إسترليني، بينما بلغت إيراداتها 1.75 مليار جنيه إسترليني. ^{[ 20 ]}

في 25 يوليو/تموز 2000، تحطمت رحلة الخطوط الجوية الفرنسية رقم 4590 بعد وقت قصير من إقلاعها، ما أسفر عن مقتل جميع ركابها البالغ عددهم 109 أشخاص، بالإضافة إلى أربعة أشخاص على الأرض؛ وهي الحادثة المميتة الوحيدة التي شهدتها طائرة الكونكورد . تم تعليق الخدمة التجارية حتى نوفمبر/تشرين الثاني 2001، وأُخرجت طائرات الكونكورد من الخدمة في عام 2003 بعد 27 عامًا من العمليات التجارية.

هبطت آخر رحلات الركاب المنتظمة في مطار لندن هيثرو في 24 أكتوبر 2003، قادمة من نيويورك ، ورحلة ثانية من إدنبرة ، ورحلة ثالثة أقلعت من هيثرو في رحلة دائرية فوق خليج بسكاي . ^{[ 21 ]}

بحلول نهاية القرن العشرين، لم تكن مشاريع مثل توبوليف تو-244 ، وتوبوليف تو-344 ، وطائرة النقل الأسرع من الصوت الهادئة من طراز SAI ، وسوخوي-جلف ستريم إس-21 ، والنقل المدني عالي السرعة ، وما إلى ذلك، قد تحققت.

بالنسبة لجميع المركبات التي تتحرك في الهواء، تتناسب قوة السحب طرديًا مع معامل السحب ( Cd ₎ ، ومربع سرعة الهواء، وكثافة الهواء. ولأن السحب يزداد بسرعة مع السرعة، فإن إحدى الأولويات الرئيسية في تصميم الطائرات الأسرع من الصوت هي تقليل هذه القوة عن طريق خفض معامل السحب. وهذا ما يُفسر الأشكال الانسيابية للغاية للطائرات الأسرع من الصوت. وإلى حد ما، تُقلل الطائرات الأسرع من الصوت أيضًا من السحب عن طريق التحليق على ارتفاعات أعلى من الطائرات الأسرع من الصوت، حيث تكون كثافة الهواء أقل.

مع اقتراب السرعات من سرعة الصوت، تظهر ظاهرة إضافية تُعرف بمقاومة الأمواج . تُعدّ هذه المقاومة شكلاً قوياً من أشكال المقاومة، وتبدأ عند السرعات فوق الصوتية (حوالي 0.88 ماخ ). عند حوالي ماخ 1، يبلغ معامل المقاومة ذروته، أي أربعة أضعاف مقاومة السرعات دون الصوتية. وفوق نطاق السرعات فوق الصوتية، ينخفض ​​المعامل بشكل حاد مرة أخرى، مع أنه يبقى أعلى بنسبة 20% عند ماخ 2.5 مقارنةً بالسرعات دون الصوتية. تحتاج الطائرات الأسرع من الصوت إلى طاقة أكبر بكثير من تلك التي تحتاجها الطائرات الأبطأ من الصوت للتغلب على مقاومة الأمواج هذه، وعلى الرغم من أن أداء الطيران فوق السرعات فوق الصوتية يكون أكثر كفاءة، إلا أنه يبقى أقل كفاءة من الطيران دون الصوتي.

تُعدّ نسبة الرفع إلى السحب (نسبة L/D) للأجنحة من المشكلات الأخرى في الطيران الأسرع من الصوت . ففي السرعات الأسرع من الصوت، تُولّد الأجنحة قوة الرفع بطريقة مختلفة تمامًا عن السرعات دون الصوتية، وتكون أقل كفاءةً بلا شك. ولهذا السبب، بُذلت جهود بحثية كبيرة في تصميم أشكال الأجنحة لتحقيق طيران أسرع من الصوت بشكل مستدام. عند سرعة تقارب ضعف سرعة الصوت (ماخ 2)، يُخفّض تصميم الجناح النموذجي نسبة L/D إلى النصف (على سبيل المثال، حققت طائرة الكونكورد نسبة 7.14، بينما تبلغ نسبة L/D في طائرة بوينغ 747 دون الصوتية 17). ^{[ 22 ]} ولأن تصميم الطائرة يجب أن يُوفّر قوة رفع كافية للتغلب على وزنها، فإنّ خفض نسبة L/D عند السرعات الأسرع من الصوت يتطلب قوة دفع إضافية للحفاظ على سرعة الطائرة وارتفاعها.

يختلف تصميم محركات الطائرات النفاثة اختلافًا كبيرًا بين الطائرات الأسرع من الصوت والطائرات دون سرعة الصوت. تتميز محركات الطائرات النفاثة، كفئة، بقدرتها على توفير كفاءة أعلى في استهلاك الوقود عند السرعات الأسرع من الصوت، على الرغم من أن استهلاكها النوعي للوقود يزداد عند السرعات العالية. ولأن سرعتها فوق سطح الأرض أكبر، فإن هذا الانخفاض في الكفاءة يكون أقل تناسبًا مع السرعة حتى تتجاوز سرعة ماخ 2 بكثير، ويكون استهلاك الوقود لكل وحدة مسافة أقل.

عندما كانت شركة إيروسباسيال - باك تُصمّم طائرة الكونكورد ، لم تكن محركات الدفع النفاث ذات نسبة الالتفافية العالية ( المحركات التوربينية المروحية ) قد استُخدمت بعد في الطائرات دون الصوتية. لو دخلت الكونكورد الخدمة في مواجهة تصاميم سابقة مثل بوينغ 707 أو دي هافيلاند كوميت ، لكانت أكثر قدرة على المنافسة، على الرغم من أن 707 ودي سي-8 كانتا لا تزالان تحملان عددًا أكبر من الركاب. عندما دخلت هذه المحركات النفاثة ذات نسبة الالتفافية العالية الخدمة التجارية في ستينيات القرن الماضي، أصبحت المحركات النفاثة دون الصوتية أكثر كفاءة بشكل ملحوظ، أقرب إلى كفاءة المحركات التوربينية النفاثة عند السرعات فوق الصوتية. وهكذا، اختفت إحدى المزايا الرئيسية للطائرات الأسرع من الصوت.

تُحسّن محركات التوربوفان الكفاءة عن طريق زيادة كمية الهواء البارد منخفض الضغط الذي تُسرّعه، مستخدمةً جزءًا من الطاقة المُستخدمة عادةً لتسريع الهواء الساخن في محركات التوربوثجيت التقليدية غير المُزوّدة بنظام تجاوز. ويُعدّ التوربين المروحي (Turboprop) التعبير الأمثل عن هذا التصميم ، حيث يُستخدم كامل قوة دفع المحرك النفاث تقريبًا لتشغيل مروحة كبيرة جدًا - المروحة الدافعة . ويعني منحنى كفاءة تصميم المروحة أن مقدار التجاوز الذي يُعظّم كفاءة المحرك الإجمالية هو دالة للسرعة الأمامية، حيث يتناقص من المراوح الدافعة، إلى المراوح العادية، وصولًا إلى انعدام التجاوز تمامًا مع ازدياد السرعة. إضافةً إلى ذلك، فإن المساحة الأمامية الكبيرة التي تشغلها مروحة الضغط المنخفض في مقدمة المحرك تزيد من مقاومة الهواء، خاصةً عند السرعات فوق الصوتية، مما يعني أن نسب التجاوز محدودة أكثر بكثير مما هي عليه في الطائرات دون الصوتية. ^{[ 23 ]}

على سبيل المثال، زُوِّدت طائرة Tu-144S الأولى بمحرك توربيني مروحي ذي نسبة تجاوز منخفضة، وكان أقل كفاءة بكثير من محركات كونكورد النفاثة في الطيران الأسرع من الصوت. أما طائرة TU-144D اللاحقة، فكانت مزودة بمحركات نفاثة ذات كفاءة مماثلة. هذه القيود حالت دون استفادة تصاميم الطائرات الأسرع من الصوت من التحسينات الكبيرة في كفاءة استهلاك الوقود التي أحدثتها المحركات ذات نسبة التجاوز العالية في سوق الطائرات دون سرعة الصوت، إلا أنها كانت بالفعل أكثر كفاءة من نظيراتها من الطائرات التوربينية المروحية دون سرعة الصوت.

تتطلب سرعات المركبات الأسرع من الصوت تصميمات أضيق للأجنحة والهياكل، وتتعرض لإجهادات ودرجات حرارة أعلى. يؤدي ذلك إلى مشاكل في المرونة الهوائية ، مما يستلزم هياكل أثقل لتقليل الانثناء غير المرغوب فيه. كما تتطلب هذه المركبات هيكلاً أقوى بكثير (وبالتالي أثقل) لأن هيكلها يجب أن يكون مضغوطًا بفرق ضغط أكبر من الطائرات الأسرع من الصوت، التي لا تعمل على الارتفاعات العالية اللازمة للطيران الأسرع من الصوت. هذه العوامل مجتمعة تعني أن وزن المقعد الواحد في طائرة الكونكورد فارغة يزيد عن ثلاثة أضعاف وزن مقعد طائرة بوينغ 747.

صُنعت كل من طائرة الكونكورد وطائرة توبوليف تو-144 من الألومنيوم التقليدي: الكونكورد من هيدرولومينيوم ، وتو-144 من دورالومين . ولم تكن المواد الحديثة والمتطورة قد خرجت من مرحلة التطوير إلا بعد عقود. تتميز هذه المواد، مثل ألياف الكربون والكيفلار ، بقوة أكبر بكثير مقارنة بوزنها (وهو أمر بالغ الأهمية لتحمل الإجهادات)، فضلاً عن صلابتها العالية. وبما أن وزن المقعد الواحد في تصميم الطائرات الأسرع من الصوت أعلى بكثير، فإن التحسينات الهيكلية كانت ستؤدي إلى تحسين نسبي أكبر من نفس التغييرات في الطائرات الأسرع من الصوت.

ارتفاع تكاليف الوقود وانخفاض سعة الركاب نتيجةً لمتطلبات الديناميكا الهوائية التي تتطلب هيكلاً ضيقاً، يجعلان الطائرات الأسرع من الصوت وسيلة نقل مدنية تجارية مكلفة مقارنةً بالطائرات الأسرع من الصوت. فعلى سبيل المثال، تستطيع طائرة بوينغ 747 نقل أكثر من ثلاثة أضعاف عدد ركاب طائرة الكونكورد مع استهلاك كمية وقود مماثلة تقريباً.

مع ذلك، لا تُشكّل تكاليف الوقود الجزء الأكبر من سعر معظم تذاكر ركاب الطائرات الأسرع من الصوت. ^{[ 26 ]} في سوق الأعمال عبر الأطلسي، الذي استُخدمت فيه طائرات الأسرع من الصوت، حققت طائرة الكونكورد نجاحًا باهرًا، وتمكنت من الحفاظ على سعر تذكرة مرتفع. والآن، بعد توقف طائرات الأسرع من الصوت التجارية عن الطيران، بات من الواضح أن الكونكورد حققت أرباحًا طائلة للخطوط الجوية البريطانية. ^{[ 20 ]}

تسببت السرعات العالية للغاية للطائرات النفاثة المستخدمة أثناء الإقلاع في إصدار طائرات الكونكورد وتو-144 ضوضاءً عاليةً عند الإقلاع. وتأثرت المجتمعات المجاورة للمطار بمستويات الضوضاء المرتفعة للمحركات، مما دفع بعض الجهات التنظيمية إلى معارضة هذه الممارسة. تحتاج محركات الطائرات الأسرع من الصوت إلى قوة دفع نوعية عالية نسبيًا (قوة الدفع الصافية/تدفق الهواء) أثناء التحليق الأسرع من الصوت، وذلك لتقليل مساحة المقطع العرضي للمحرك، وبالتالي تقليل مقاومة غلاف المحرك . لسوء الحظ، يتطلب هذا سرعة عالية للطائرة النفاثة، مما يجعل المحركات صاخبة، لا سيما عند السرعات/الارتفاعات المنخفضة وعند الإقلاع. ^{[ 27 ]}

لذا، قد تستفيد طائرة أسرع من الصوت مستقبلاً من محرك ذي دورة متغيرة ، حيث يكون الدفع النوعي (وبالتالي سرعة النفث والضوضاء) منخفضاً عند الإقلاع، ولكنه يرتفع أثناء التحليق فوق الصوتي. ويحدث الانتقال بين الوضعين في مرحلة ما أثناء الصعود، ثم يعود إلى الوضع السابق أثناء الهبوط (لتقليل ضوضاء النفث عند الاقتراب). وتكمن الصعوبة في تصميم محرك ذي دورة متغيرة يلبي متطلبات صغر مساحة المقطع العرضي أثناء التحليق فوق الصوتي.

لم يُعتبر دويّ الصوت مشكلةً خطيرةً في البداية نظرًا للارتفاعات الشاهقة التي كانت تحلق فيها الطائرات، إلا أن تجارب منتصف الستينيات، مثل اختبارات دويّ الصوت المثيرة للجدل في مدينة أوكلاهوما ودراسات طائرة نورث أمريكان إكس بي-70 فالكيري التابعة لسلاح الجو الأمريكي، أثبتت عكس ذلك (انظر دويّ الصوت § التخفيف ). وبحلول عام 1964، لم يكن من الواضح ما إذا كان سيتم ترخيص الطائرات المدنية الأسرع من الصوت، بسبب هذه المشكلة. ^{[ 28 ]}

يمكن تجنب إزعاج دويّ اختراق حاجز الصوت بالانتظار حتى تصل الطائرة إلى ارتفاعات عالية فوق الماء قبل بلوغ سرعات تفوق سرعة الصوت؛ وهذه هي التقنية التي استخدمتها طائرة الكونكورد. مع ذلك، فإن هذه التقنية تحول دون الطيران فوق المناطق المأهولة بالسكان. تتميز الطائرات الأسرع من الصوت بانخفاض نسبة الرفع إلى السحب عند السرعات دون سرعة الصوت مقارنةً بالطائرات دون سرعة الصوت (إلا في حال استخدام تقنيات مثل الأجنحة ذات زاوية الانحناء المتغيرة )، وبالتالي تستهلك وقودًا أكثر، مما يجعل استخدامها غير مجدٍ اقتصاديًا على هذه المسارات الجوية.

كان الضغط الزائد في طائرة الكونكورد 1.94 رطل/قدم ^مربع (93 باسكال) (133 ديسيبل). غالباً ما تتسبب الضغوط الزائدة التي تتجاوز 1.5 رطل/قدم ^مربع (72 باسكال) (131 ديسيبل) في شكاوى. ^{[ 29 ]}    

إذا أمكن تقليل شدة دويّ الصوت، فقد يجعل ذلك حتى التصاميم الكبيرة جدًا للطائرات الأسرع من الصوت مقبولة للتحليق فوق اليابسة. تشير الأبحاث إلى أن إجراء تغييرات على مقدمة الطائرة وذيلها يمكن أن يقلل من شدة دويّ الصوت إلى ما دون المستوى الذي يُثير الشكاوى. خلال الجهود الأولية لتطوير طائرات أسرع من الصوت في ستينيات القرن الماضي، اقتُرح أن التشكيل الدقيق لجسم الطائرة يمكن أن يقلل من شدة موجات الصدمة الناتجة عن دويّ الصوت والتي تصل إلى الأرض. تسبب أحد التصاميم في تداخل موجات الصدمة ، مما قلل بشكل كبير من دويّ الصوت. كان من الصعب اختبار ذلك في ذلك الوقت، ولكن التطور المتزايد في التصميم بمساعدة الحاسوب سهّل هذه العملية بشكل كبير منذ ذلك الحين. في عام 2003، تم تحليق طائرة تجريبية ذات تصميم خاص لدوييّ الصوت ، مما أثبت سلامة التصميم وأظهر القدرة على تقليل الدويّ إلى النصف تقريبًا. حتى زيادة طول الطائرة (دون زيادة الوزن بشكل ملحوظ) من شأنه أن يقلل من شدة الدويّ (انظر قسم تخفيف دويّ الصوت ).

فعلى سبيل المثال، فيما يتعلق بالسياسة العامة، تحظر إدارة الطيران الفيدرالية على الطائرات التجارية التحليق بسرعات تفوق سرعة الصوت فوق الأراضي السيادية التي تحكمها الولايات المتحدة، وذلك بسبب التأثير السلبي الذي يُحدثه دوي اختراق حاجز الصوت على البشر والحيوانات في الأسفل. ^{[ 30 ]}

يتطلب التصميم الديناميكي الهوائي للطائرات الأسرع من الصوت تغييرًا يتناسب مع سرعتها لتحقيق الأداء الأمثل. لذا، من الناحية المثالية، ينبغي أن يتغير شكل الطائرة الأسرع من الصوت أثناء الطيران للحفاظ على الأداء الأمثل عند السرعات دون الصوتية وفوق الصوتية. إلا أن هذا التصميم يُضيف تعقيدًا يزيد من متطلبات الصيانة وتكاليف التشغيل ومخاوف السلامة.

عمليًا، استخدمت جميع الطائرات الأسرع من الصوت نفس الشكل تقريبًا للرحلات دون الصوتية والأسرع من الصوت، وتم اختيار حل وسط في الأداء، غالبًا على حساب الأداء عند السرعات المنخفضة. على سبيل المثال، كانت طائرة الكونكورد تعاني من مقاومة هواء عالية جدًا ( نسبة الرفع إلى السحب حوالي 4) عند السرعات المنخفضة، لكنها كانت تسير بسرعة عالية في معظم مراحل الرحلة. وقد أمضى مصممو الكونكورد 5000 ساعة في تحسين شكل الطائرة في اختبارات نفق الرياح لزيادة الأداء العام إلى أقصى حد طوال مسار الرحلة.

كانت طائرة بوينغ 2707 تتميز بأجنحة متأرجحة لتحقيق كفاءة أعلى عند السرعات المنخفضة، ولكن المساحة المتزايدة المطلوبة لمثل هذه الميزة أدت إلى مشاكل في السعة أثبتت في النهاية أنها لا يمكن التغلب عليها.

اتبعت شركة نورث أمريكان للطيران نهجًا غير مألوف لحل هذه المشكلة مع طائرة إكس بي-70 فالكيري . فمن خلال خفض الألواح الخارجية للأجنحة عند سرعات ماخ عالية، تمكنت من الاستفادة من قوة الرفع الناتجة عن الضغط على الجانب السفلي من الطائرة، مما أدى إلى تحسين نسبة الرفع إلى السحب بنحو 30%.

تُحاط الطائرات بطبقة هوائية ترتفع درجة حرارتها مع ازدياد سرعة الطائرة. ونتيجةً لذلك، ترتفع درجة حرارة سطح الطائرة مع ازدياد السرعات فوق الصوتية (التسخين الحركي الناتج عن الطبقة الحدية عالية السرعة ^{[ 31 ]} ). كما تُساهم حرارة الشمس في رفع درجة حرارة السطح. وتنتقل الحرارة إلى هيكل الطائرة الذي يرتفع حرارته أيضًا. وبحلول أوائل الستينيات، أظهرت العديد من الدراسات في الولايات المتحدة وبريطانيا وفرنسا أن درجات حرارة سطح الطائرة عند التوازن تتراوح بين 130 درجة مئوية عند سرعة 2.2 ماخ و330 درجة مئوية عند سرعة 3 ماخ. ^{[ 32 ]}

غالبًا ما تُصنع الطائرات دون سرعة الصوت من سبائك الألومنيوم . ومع ذلك، فرغم خفة وزن هذه السبائك وقوتها، إلا أنها لا تتحمل درجات حرارة تتجاوز 127  درجة مئوية؛ ففوق هذه  الدرجة، يفقد الألومنيوم تدريجيًا خصائصه التي اكتسبها بفعل التصلب بالتقادم. ^{[ 33 ]} أما بالنسبة للطائرات التي حلقت بسرعة ماخ 3، فقد استُخدمت مواد مثل الفولاذ المقاوم للصدأ ( مثل XB-70 فالكيري وميغ -25 ) أو التيتانيوم ( مثل SR-71 وسوخوي T-4 ).

يعتمد مدى الطائرة على ثلاث كفاءات تظهر في معادلة بريغيه للمدى. وهي الكفاءة الديناميكية الهوائية، التي تحدد مقدار الرفع المطلوب الذي يمكن توليده دون وجود مقاومة غير مرغوب فيها، وكفاءة المحرك، التي تحدد كمية الوقود التي يتم تحويلها لتحريك الطائرة في مواجهة مقاومة السحب، والكفاءة الهيكلية، التي تحدد وزن الهيكل مقارنة بالوقود والركاب الذين يمكنه حملهم.

قد تُقدّر شركات الطيران الطائرات فائقة السرعة، لأنها تُمكّنها من القيام برحلات أكثر يوميًا، مما يُحقق عائدًا أعلى على الاستثمار. كما يُفضّل المسافرون عمومًا الرحلات الأسرع والأقصر مدةً على الرحلات الأبطأ والأطول مدةً، لذا فإن تشغيل طائرات أسرع يُمكن أن يمنح شركة الطيران ميزة تنافسية، حتى أن العديد من العملاء على استعداد لدفع أسعار أعلى مقابل توفير الوقت أو الوصول مبكرًا. ^{[ 34 ]} مع ذلك، فإن مستويات الضوضاء العالية لطائرة الكونكورد حول المطارات، ومشاكل المناطق الزمنية، وسرعتها غير الكافية، تعني أنه لا يُمكن القيام إلا برحلة ذهاب وعودة واحدة يوميًا، لذا لم تكن السرعة الإضافية ميزة لشركة الطيران إلا كميزة تسويقية لعملائها. ^{[ 35 ]} كان من المُفترض أن تُحلّق الطائرات الأمريكية الأسرع من الصوت بسرعة 3 ماخ، جزئيًا لهذا السبب. مع ذلك، مع الأخذ في الاعتبار وقت التسارع والتباطؤ، فإن الرحلة عبر المحيط الأطلسي على متن طائرة أسرع من الصوت بسرعة 3 ماخ ستكون أسرع من ثلاثة أضعاف الرحلة بسرعة 1 ماخ.

نظراً لأن الطائرات الأسرع من الصوت تُصدر دويّاً صوتياً عند السرعات فوق الصوتية، فنادراً ما يُسمح لها بالتحليق فوق اليابسة، بل يجب عليها التحليق فوق البحر. ولأنها أقل كفاءة عند السرعات دون الصوتية مقارنةً بالطائرات الأسرع من الصوت، فإن مداها يتراجع، ويقل عدد المسارات التي يمكنها الطيران فيها دون توقف. وهذا بدوره يقلل من جاذبية هذه الطائرات لمعظم شركات الطيران.

تستهلك الطائرات الأسرع من الصوت وقودًا أكثر لكل راكب مقارنةً بالطائرات الأبطأ من الصوت؛ مما يجعل سعر التذكرة أعلى بالضرورة، مع ثبات العوامل الأخرى، كما يجعل هذا السعر أكثر تأثرًا بأسعار النفط. (ويجعل هذا أيضًا الرحلات الأسرع من الصوت أقل ملاءمةً للبيئة والاستدامة، وهما هاجسان متزايدان لدى عامة الناس، بمن فيهم المسافرون جوًا).

يمكن اعتبار الاستثمار في أعمال البحث والتطوير لتصميم طائرة أسرع من الصوت محاولةً لرفع الحد الأقصى لسرعة النقل الجوي. عمومًا، وبغض النظر عن الرغبة في تحقيق إنجازات تكنولوجية جديدة، فإن الدافع الرئيسي لمثل هذه الجهود هو الضغط التنافسي من وسائل النقل الأخرى. فالمنافسة بين مختلف مزودي الخدمات ضمن وسيلة نقل واحدة لا تؤدي عادةً إلى استثمارات تكنولوجية لزيادة السرعة، بل يفضلون التنافس على جودة الخدمة والتكلفة. ومن الأمثلة على هذه الظاهرة السكك الحديدية فائقة السرعة ، حيث تم رفع الحد الأقصى لسرعة النقل بالسكك الحديدية بشكل كبير لتمكينها من منافسة النقل البري والجوي بفعالية. لكن هذا الإنجاز لم يكن بهدف تنافس شركات تشغيل السكك الحديدية فيما بينها. كما تقلل هذه الظاهرة من جاذبية الطائرات الأسرع من الصوت لشركات الطيران، لأنه في النقل لمسافات طويلة جدًا (بضعة آلاف من الكيلومترات)، تكون المنافسة بين وسائل النقل المختلفة أشبه بسباق فردي: فالنقل الجوي لا يواجه منافسة تُذكر، بل المنافسة الوحيدة هي بين شركات الطيران، التي تفضل دفع مبالغ معقولة لخفض التكلفة ورفع جودة الخدمة بدلًا من دفع مبالغ طائلة لزيادة السرعة. كذلك، تفضل الشركات الربحية عموماً خطط الأعمال منخفضة المخاطر ذات احتمالات الربح الكبير، لكن برنامج البحث والتطوير التكنولوجي المتطور والمكلف هو مشروع عالي المخاطر، حيث من الممكن أن يفشل البرنامج لأسباب فنية غير متوقعة أو أن يواجه تجاوزات في التكاليف كبيرة لدرجة تجبر الشركة، بسبب محدودية الموارد المالية، على التخلي عن الجهد قبل أن ينتج عنه أي تقنية SST قابلة للتسويق، مما قد يؤدي إلى ضياع جميع الاستثمارات.

يُقدّر المجلس الدولي للنقل النظيف (ICCT) أن الطائرة الأسرع من الصوت ستستهلك من 5 إلى 7 أضعاف كمية الوقود لكل راكب. ^{[ 36 ]} ويُبيّن المجلس أن رحلة أسرع من الصوت من نيويورك إلى لندن ستستهلك أكثر من ضعف كمية الوقود لكل راكب مقارنةً برحلة درجة رجال الأعمال دون سرعة الصوت ، وستة أضعاف مقارنةً بالدرجة السياحية ، وثلاثة أضعاف مقارنةً برحلة درجة رجال الأعمال دون سرعة الصوت من لوس أنجلوس إلى سيدني. ^{[ 37 ]} ويمكن للمصممين إما تلبية المعايير البيئية الحالية باستخدام التكنولوجيا المتقدمة أو الضغط على صانعي السياسات لوضع معايير جديدة للطائرات الأسرع من الصوت. ^{[ 38 ]}

إذا بلغ عدد الطائرات الأسرع من الصوت 2000 طائرة في عام 2035، فسيبلغ عدد الرحلات الجوية 5000 رحلة يوميًا في 160 مطارًا، وسيُصدر أسطول هذه الطائرات ما يقارب 96 مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون _سنويًا (مثل انبعاثات شركات أمريكان ، ودلتا ، وساوث ويست مجتمعة في عام 2017)، أي ما بين 1.6 و2.4 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون _على مدار عمرها التشغيلي البالغ 25 عامًا: أي ما يعادل خُمس ميزانية الكربون للطيران الدولي إذا حافظ قطاع الطيران على حصته من الانبعاثات للبقاء دون مستوى 1.5 درجة  مئوية . وقد تتضاعف مساحة المناطق المعرضة للضوضاء حول المطارات مقارنةً بالطائرات الأسرع من الصوت الحالية من نفس الحجم، مع أكثر من 300 عملية تشغيل يوميًا في دبي ولندن هيثرو ، وأكثر من 100 عملية في لوس أنجلوس ، وسنغافورة ، وسان فرانسيسكو ، ونيويورك (مطار جون إف كينيدي الدولي) ، وفرانكفورت ، وبانكوك . كان من الممكن سماع دوي اختراق حاجز الصوت بشكل متكرر في كندا وألمانيا والعراق وأيرلندا وإسرائيل ورومانيا وتركيا وأجزاء من الولايات المتحدة، بمعدل يصل إلى 150-200 مرة في اليوم أو مرة كل خمس دقائق. ^{[ 39 ]}

في نوفمبر 2003، أعلنت شركة إيرباص ( EADS) ، الشركة الأم لشركة إيرباص ، أنها تدرس التعاون مع شركات يابانية لتطوير طائرة أكبر وأسرع بديلة لطائرة الكونكورد. ^{[ 46 ] [ 47 ]} وفي أكتوبر 2005، أجرت وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA ) اختبارات ديناميكية هوائية لنموذج مصغر لطائرة ركاب مصممة لنقل 300 راكب بسرعة ماخ 2 ( الجيل القادم من النقل الأسرع من الصوت ، NEXST ، ثم النقل فائق السرعة عديم الانبعاثات ). وفي حال اعتمادها تجاريًا، كان من المتوقع أن تدخل الخدمة في الفترة ما بين 2020 و2025. ^{[ 48 ]}

في مايو 2008، أفادت التقارير أن شركة إيريون  كوربوريشن حققت مبيعات طلبات مسبقة بقيمة 3 مليارات دولار أمريكي لطائرتها النفاثة الأسرع من الصوت إيريون إس بي جيه . ^{[ 49 ]} وفي أواخر عام 2010، استمر المشروع برحلة تجريبية لجزء من الجناح. ^{[ 50 ]} واقتُرح طراز إيريون إيه إس 2 كطائرة ثلاثية المحركات تتسع لـ 12 راكبًا، بمدى يصل إلى 4750 ميلًا بحريًا (8800 كيلومتر؛ 5470 ميلًا) بسرعة 1.4 ماخ فوق الماء، أو 5300 ميلًا بحريًا (9800 كيلومتر؛ 6100 ميلًا) بسرعة 0.95 ماخ فوق اليابسة، مع ادعاء إمكانية الطيران بسرعة 1.1 ماخ دون استخدام نظام تضخيم الصوت. وبدعم من إيرباص، ومع 20 طلبًا لإطلاق الطائرة من فليكس جيت، تأجلت أولى عمليات التسليم من عام 2023 لمدة عامين، وذلك بعد اختيار شركة جي إي للطيران في مايو 2017 لإجراء دراسة مشتركة للمحرك. في مايو 2021، أعلنت الشركة أنها ستتوقف عن العمل بسبب عدم قدرتها على جمع رأس المال. ^{[ 51 ]}      

طائرة النقل الأسرع من الصوت الهادئة SAI هي تصميم من شركة لوكهيد مارتن يتسع لـ 12 راكباً ، ومن المقرر أن تحلق بسرعة 1.6 ماخ، وأن تُحدث دويًا صوتيًا لا يتجاوز 1% من قوة الدوي الذي تُحدثه طائرة الكونكورد. ^{[ 52 ]}

كما تم اقتراح طائرتي توبوليف تو-444 أو جلف ستريم إكس-54 الأسرع من الصوت.

في مارس 2016، كشفت شركة بوم تكنولوجي أنها في مراحل تطوير طائرة أسرع من الصوت تتسع لـ 40 راكبًا، قادرة على الطيران بسرعة 1.7 ماخ، مدعيةً أن محاكاة التصميم تُظهر أنها ستكون أكثر هدوءًا وكفاءة بنسبة 30% من طائرة الكونكورد، وستكون قادرة على قطع المسافة بين لوس أنجلوس وسيدني في 6 ساعات. ومن المقرر أن تدخل الخدمة في عام 2029. ^{[ 53 ]}

ركزت أبحاث ناسا منذ عام 2006، حرصًا على الجدوى الاقتصادية، على تقليل دويّ اختراق حاجز الصوت للسماح بالتحليق الأسرع من الصوت فوق اليابسة. ^{[ 54 ]} وفي عام 2016، أعلنت ناسا عن توقيعها عقدًا لتصميم نموذج أولي حديث منخفض الضوضاء لطائرة أسرع من الصوت . ^{[ 55 ]} ويقود فريق التصميم شركة لوكهيد مارتن للطيران . ^{[ 55 ]} ومن المقرر أن تُجري ناسا تجربة طيران لنموذج تجريبي منخفض الدويّ في عام 2019، حيث سيتم تقليله من دويّ مزدوج إلى دويّ خفيف من خلال تعديل شكل هيكل الطائرة، وذلك لاستطلاع آراء المجتمع، دعمًا لرفع الحظر المحتمل من قِبل إدارة الطيران الفيدرالية ومنظمة الطيران المدني الدولي في أوائل العقد الثالث من القرن الحادي والعشرين. وستحاكي طائرة لوكهيد مارتن X-59 QueSST التجريبية بصمة الموجة الصدمية لطائرة ركاب تتسع من 80 إلى 100 راكب بسرعة تتراوح بين 1.6 و1.8 ماخ، بمستوى ضوضاء يبلغ 75 ديسيبل، مقارنةً بـ 105 ديسيبل لطائرة الكونكورد. ^{[ 54 ]}

عرض معهد تساغجي في معرض ماكس الجوي 2017 في موسكو نموذجًا مصغرًا لطائرته النفاثة التجارية/طائرة رجال الأعمال الأسرع من الصوت، والتي من المفترض أن تُصدر دويًا صوتيًا منخفضًا يسمح بالتحليق الأسرع من الصوت فوق اليابسة، وهي مُحسّنة للتحليق بسرعة 2100 كم/ساعة (1300 ميل/ساعة) ومدى يتراوح بين 7400 و8600 كم (4600-5300 ميل) . يهدف البحث العلمي إلى تحسين الطائرة لكل من السرعات الانتقالية (ماخ 0.8-0.9) والسرعات فوق الصوتية (ماخ 1.5-2.0)، ويجري اختبار تصميم مماثل في نفق هوائي، بينما يجري وضع التصورات الأولية للمحركات في المعهد المركزي لمحركات الطيران، وتتم دراسة التصاميم من قبل شركتي أفيادفيغاتيل و إن بي أو ساتورن . ^{[ 56 ]}    

في مؤتمر الرابطة الوطنية للطيران التجاري الذي عقد في أكتوبر 2017 في لاس فيغاس، والذي دعمته ناسا فقط للأبحاث، واجهت شركات مختلفة تحديات هندسية لاقتراح طائرات بدون محرك متاح، وسرعات قصوى متغيرة ونماذج تشغيل: ^{[ 57 ]}

• طائرة Boom XB-1 Baby Boom ، وهي نموذج تجريبي مصغر من الجيل الثالث، أُجريت أول رحلة تجريبية لها في 22 مارس 2024، وهي مزودة بثلاثة محركات نفاثة توربينية من طراز General Electric J- 85-15. ^{[ 58 ]} في 28 يناير 2025، وصلت الطائرة إلى سرعة 1.122 ماخ، لتصبح بذلك أول رحلة مدنية أسرع من الصوت يقودها طيار بشري باستخدام محرك يعمل بالهواء منذ إيقاف طائرة الكونكورد عن الخدمة. ^{[ 59 ] [ 60 ]}
• طائرة سبايك إس-512 هي طائرة نفاثة ثنائية المحرك، ممولة ذاتيًا، مصممة للتحليق بسرعة 1.6 ماخ فوق الماء لمسافة 6200 ميل بحري (11500 كيلومتر؛ 7100 ميل) مع 22 راكبًا في مقصورة بدون نوافذ، بمحركات غير محددة القوة تبلغ 20000 رطل (89 كيلو نيوتن) . كان من المتوقع أن يقوم نموذج مصغر بحجم SX-1.2 برحلته التجريبية الأولى في سبتمبر 2017، قبل إطلاق طائرة اختبار مأهولة في 2019، والنموذج الأولي في 2021، على أن تكون متاحة في السوق عام 2023. ولكن حتى الآن، لا يزال هيكل الطائرة قيد التطوير، ولم تُصدر الشركة أي معلومات إضافية بشأن نوع المحرك الذي تخطط لاستخدامه.     

من بين أربعة مليارات مسافر جواً في عام 2017، سافر أكثر من 650 مليون مسافر على رحلات طويلة تتراوح مسافتها بين 2000 و7000 ميل (3200 و11300 كيلومتر) ، بما في ذلك 72 مليون مسافر على درجة رجال الأعمال والدرجة الأولى ، ليصل العدد إلى 128 مليون مسافر بحلول عام 2025؛ وتتوقع شركة سبايك أن 13 مليون مسافر سيكونون مهتمين بالنقل الأسرع من الصوت حينها. ^{[ 62 ]} 

في أكتوبر 2018، أعادت إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) اعتماد معايير الضوضاء المخطط لها للطائرات الأسرع من الصوت، مما منح المطورين ضمانًا تنظيميًا لتصاميمهم، وخاصةً فيما يتعلق باختيار المحرك. ومن المقرر أن تقترح إدارة الطيران الفيدرالية قواعد ترخيص اختبارات الطيران الأسرع من الصوت في الولايات المتحدة وشهادات الضوضاء بحلول أوائل عام 2019. ^{[ 63 ]} وينبغي أن تقدم إدارة الطيران الفيدرالية مقترحًا بشأن ضوضاء الهبوط والإقلاع قبل 31 مارس 2020، على أن يُصدر قانونًا بعد عام 2022؛ وبشأن دوي اختراق حاجز الصوت فوق اليابسة بدءًا من نهاية عام 2020، بينما تخطط وكالة ناسا لتشغيل طائرة لوكهيد مارتن X-59 QueSST التجريبية منخفضة دوي اختراق حاجز الصوت بدءًا من عام 2021 للحصول على معايير منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO) في عام 2025. ^{[ 64 ]}

في يونيو 2019، واستلهامًا من مبادرة ناسا للطائرات الأسرع من الصوت الهادئة وطائرة X-59 QueSST ، كشفت شركة لوكهيد مارتن النقاب عن طائرة الركاب ذات تقنية الطيران الأسرع من الصوت الهادئة ، ^{[ 65 ]} وهي طائرة ركاب عابرة للمحيط الهادئ تبلغ سرعتها 1.8 ماخ وتتسع لـ 40 راكبًا. يُعزى انخفاض مستوى الضوضاء في المطارات ومستوى دويّ اختراق حاجز الصوت إلى تصميم ذي شكل خاص لدوّ اختراق حاجز الصوت، ونظام دفع متكامل منخفض الضوضاء، وجناح ذي تدفق هوائي طبيعي فوق صوتي فائق السرعة، ونظام الرؤية الخارجية لقمرة القيادة (XVS). يبلغ طول الطائرة 69 مترًا (225 قدمًا )، وهو أطول بكثير من طائرة الكونكورد ، حيث يبلغ طول مقدمتها حوالي 21 مترًا (70 قدمًا) ومقصورتها 24 مترًا (78 قدمًا) . يبلغ طول جناحها المثلثي ذي الانحناء الحاد 22 مترًا (73 قدمًا) ، وهو أضيق قليلًا من جناح الكونكورد. ^{[ 66 ]}        

تهدف التصاميم إلى تحقيق مدى طيران يتراوح بين 4200 و5300 ميل بحري (7800-9800 كيلومتر) ، وطول مدرج إقلاع يتراوح بين 9500 و10500 قدم (2900-3200 متر) ، ومستوى دوي صوتي يتراوح بين 75 و80 ديسيبل، وسرعة طيران تتراوح بين 1.6 و1.7 ماخ فوق اليابسة، وبين 1.7 و1.8 ماخ فوق الماء. يقع محركان مزدوجان غير مزودين بحارق لاحق، بقوة دفع 40000 رطل (180 كيلو نيوتن) ، مثبتان على الذيل بين ذيلين على شكل حرف V. وتشمل أنظمة الدفع المتكاملة منخفضة الضوضاء تصاميم متطورة لفوهات الاحتراق ، وتقنيات عزل الضوضاء ، وشفرات مروحة مقاومة للتشوه . ^{[ 66 ]}      

تأسست شركة إكسوسونيك عام ٢٠١٩ بهدف تطوير طائرة أسرع من الصوت تتسع لـ ٧٠ راكبًا، قادرة على الطيران بسرعة ١.٨ ماخ، وبمدى يصل إلى ٥٠٠٠ ميل بحري (٩٣٠٠ كيلومتر؛ ٥٨٠٠ ميل) . وكانت الشركة تطمح إلى طرح الطائرة تجاريًا في ثلاثينيات القرن الحالي. ^{[ ٦٧ ] [ ٦٨ ]} وفي أبريل ٢٠٢١، فازت إكسوسونيك بعقد لتطوير طائرة أسرع من الصوت كان من الممكن استخدامها كطائرة الرئاسة الأمريكية "إير فورس ون". ^{[ ٦٩ ]}   

في أغسطس 2020، كشفت شركة فيرجن غالاكتيك بالتعاون مع رولز رويس عن نموذج أولي لطائرة نفاثة ثنائية المحرك ذات جناح دلتا قادرة على التحليق بسرعة 3 ماخ ، ويمكنها حمل ما يصل إلى 19 راكباً. ^{[ 70 ] [ 71 ]}

تعمل وكالة ناسا مع فريقين بقيادة شركتي بوينغ ونورثروب غرومان على تطوير مفاهيم لطائرة ركاب بسرعة ماخ 4. ^{[ 72 ]}

في أبريل 2024، حصلت شركة Boom على ترخيص من إدارة الطيران الفيدرالية لإجراء اختبارات بسرعة ماخ 1 وما فوق لطائرتها XB-1 في ممر بلاك ماونتن فوق الصوتي، في موهافي، كاليفورنيا. ^{[ 73 ]}

في يونيو 2025، وقّع الرئيس الأمريكي دونالد ترامب أمراً تنفيذياً يتضمن توجيه "مدير إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) لإلغاء الحظر المفروض على الطيران الأسرع من الصوت فوق اليابسة". ^{[ 74 ]}

بينما تحافظ محركات التوربو التقليدية ومحركات الدفع النفاث على كفاءتها بشكل معقول حتى سرعة 5.5 ماخ، تُناقش أحيانًا بعض الأفكار للطيران بسرعات فائقة تتجاوز 6 ماخ، بهدف تقليص زمن الرحلة إلى ساعة أو ساعتين في أي مكان في العالم. وتستخدم هذه المقترحات عادةً محركات الصواريخ أو محركات الدفع النفاث الأسرع من الصوت ؛ كما طُرحت أيضًا محركات التفجير النبضي . وتواجه هذه الرحلات صعوبات عديدة، فنية واقتصادية على حد سواء.

على الرغم من أن المركبات التي تعمل بمحركات صاروخية عملية من الناحية التقنية (سواء كمركبات نقل باليستية أو شبه باليستية باستخدام الأجنحة)، إلا أنها تستهلك كميات هائلة من الوقود وتعمل بكفاءة عالية عند سرعات تتراوح بين 8 ماخ والسرعات المدارية. وتتفوق الصواريخ على محركات الطائرات النفاثة من حيث التكلفة في المدى البعيد جدًا؛ ومع ذلك، حتى في حالة السفر بين قطبين متقابلين، فإن التكاليف ستكون أقل بقليل فقط من تكاليف الإطلاق المداري.

في معرض باريس الجوي في يونيو 2011 ، كشفت شركة إيرباص للدفاع والفضاء (EADS) عن نموذجها الأولي ZEHST ، الذي كان يحلق بسرعة 4 ماخ (4400 كم/ساعة؛ 2400 عقدة) على ارتفاع 105000 قدم (32000 متر) ، مما أثار اهتمام اليابان. ^{[ 75 ]} أما مشروع المركبة الفضائية الألمانية SpaceLiner فهو مشروع طائرة فضائية مجنحة لنقل الركاب بسرعة تفوق سرعة الصوت، وهو قيد التطوير الأولي.     

محركات الطائرات النفاثة المبردة مسبقًا هي محركات نفاثة مزودة بمبادل حراري عند مدخل الهواء لتبريده عند السرعات العالية جدًا. قد تكون هذه المحركات عملية وفعالة حتى سرعة 5.5 ماخ تقريبًا، وهذا مجال بحثي في ​​أوروبا واليابان. شاركت شركة "رياكشن إنجنز ليمتد" البريطانية، بتمويل من الاتحاد الأوروبي بنسبة 50%، في برنامج بحثي يُسمى "لابكات" ، والذي درس تصميم طائرة تعمل بوقود الهيدروجين تحمل 300 راكب، تُسمى "إيه 2" ، وقادرة على الطيران بسرعة تزيد عن 5 ماخ دون توقف من بروكسل إلى سيدني في 4.6 ساعات. ^{[ 76 ]} بدأ مشروع البحث اللاحق، "لابكات 2" ، في عام 2008 واستمر لمدة أربع سنوات. ^{[ 77 ]}

برنامج STRATOFLY MR3 هو برنامج بحثي تابع للاتحاد الأوروبي ( المركز الألماني لأبحاث الفضاء ، ووكالة أبحاث الطيران الوطنية الألمانية ONERA ، والجامعات) يهدف إلى تطوير طائرة ركاب تعمل بالوقود المبرد تتسع لـ 300 راكب، وقادرة على الطيران بسرعة تقارب 10000 كم/ساعة (ماخ 8) على ارتفاع  يزيد عن 30 كم. ^{[ 78 ] [ 79 ]} 

تقوم شركات ديستينوس وهيرميوس وفينوس إيروسبيس بتطوير طائرات ركاب تفوق سرعتها سرعة الصوت. ^{[ 80 ] [ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]}

كشفت بوينغ في مؤتمر AIAA 2018 عن طائرة ركاب تبلغ سرعتها 6 ماخ (6500 كم/ساعة؛ 3500 عقدة) . سيُمكّن عبور المحيط الأطلسي في ساعتين أو المحيط الهادئ في ثلاث ساعات على ارتفاع 30 كم من تسيير رحلات ذهاب وعودة في نفس اليوم، مما يزيد من كفاءة استخدام أصول شركات الطيران . باستخدام هيكل من التيتانيوم ، ستكون سعتها أقل من طائرة بوينغ 737 ولكنها أكبر من طائرة رجال الأعمال طويلة المدى . يمكن تجربة نموذج أولي قابل لإعادة الاستخدام في وقت مبكر من عام 2023 أو 2024، تمهيدًا لدخولها الخدمة في أواخر ثلاثينيات القرن الحالي. ستستفيد الديناميكا الهوائية من تجربة طائرة بوينغ X-51 Waverider ، حيث ستستفيد من موجة الصدمة الأمامية لتقليل السحب المستحث . سيعزز التحكم في التدفق قوة الرفع عند السرعات المنخفضة، كما أن تجنب استخدام الحارق اللاحق عند الإقلاع سيقلل من الضوضاء . ^{[ 84 ]} ستُزوَّد طائرة بوينغ الأسرع من الصوت بمحرك توربيني نفاث تضاغطي ، وهو محرك توربيني مروحي يتحول إلى محرك نفاث تضاغطي عند سرعة ماخ 6 ، مما يُغني عن الحاجة إلى محرك نفاث تضاغطي فرطي، على غرار محرك برات آند ويتني J58 في طائرة SR-71 بلاك بيرد ، ولكن مع إيقاف تشغيل التوربين عند السرعات العالية. سيتم دمجه في تصميم حلقي متناظر محوريًا مع مدخل وفوهة واحدة ، وقناة جانبية حول المحرك التوربيني إلى غرفة احتراق لاحق /محرك نفاث تضاغطي مُدمجة في الخلف. سيحتاج إلى تقنية تبريد متقدمة مثل المبادل الحراري الذي طورته شركة رياكشن إنجنز ، ربما باستخدام الميثان السائل و/أو وقود الطائرات . ^{[ 84 ]} التحليق على ارتفاع 90,000-100,000 قدم (27,000-30,000 متر) يزيد من خطر انخفاض الضغط . تم اختيار سرعة ماخ 6 كحد أقصى يمكن تحقيقه بالتقنية المتاحة . سيكون لها قدرة عالية على استخدام الطاقة ، حيث ستكون قادرة على عبور المحيط الأطلسي أربع أو خمس مرات في اليوم، مقارنة بمرتين محتملتين في اليوم مع طائرة الكونكورد . ^{[ 85 ]}