超音速飞机是指飞行速度超过音速的飞行器。它的设计原理主要涉及气动特性、发动机推力和材料工艺三个方面。

首先是气动特性。超音速飞行时，空气的流动状态会发生巨大变化。当飞行器通过空气时，空气分子被压缩并加热，形成一个“冲击波”区域，这种反常的断裂现象叫做“激波”。而设计超音速飞机时，需要考虑如何控制这种激波现象，减小阻力的产生。流线型机身和翼面设计、特殊的机翼剖面是其中的关键。

其次是发动机推力。为了达到超音速的飞行速度，超音速飞机需要强大的动力支持。一般来说，超音速飞行器使用火箭发动机和涡轮喷气发动机。火箭发动机可以在短时间内提供巨大的推力，而涡轮喷气发动机则主要通过推力控制来维持超音速的飞行。

最后是材料工艺。超音速飞机需要使用能承受极高温度和压力变化的材料。目前，超音速飞机常用的材料有高温合金、陶瓷基复合材料和石墨复合材料等。这些材料具有优异的耐热性能和机械强度，可以保证飞机在高速飞行时不会受到损坏。