飞机首次应用于实战就是作为侦察机，在一战的天空中，用照相机等设备拍摄对方的阵地，从而做出相应的部署，或者在对方阵地上投下一两枚炸弹。直到某天，两架敌对的侦察机飞行员用手枪互射，这也是实际上的第一场空战。之后飞机的性能越来越好，能够安装的武器或设备也越来越多，就慢慢形成了专门的战斗机、轰炸机、侦察机等。战略侦察机是为了战略决策而搜集地方战略情报的专用飞机。其特点是飞行高度高、航程远，能从高空深入敌方领土或者沿海飞行，装有复杂的航摄仪和电子侦察设备，可对敌方军事目标和工业区、核设施、导弹基地和试验场、防空设施等战略目标实施侦察，获取情报供高级军事和行政部门做决策参考。战略侦察机的特点是飞行高度高，航程远，载有复杂的航摄仪和电子侦察设备,能从高空深入对方国土,对军事和工业中心、核设施、导弹试验和发射基地、防空系统等战略目标实施侦察。
侦察机一般不携带武器，主要依靠其高速性能和加装电子对抗装备来提高其生存能力。通常装有航空照相机、前视或侧视雷达和电视、红外线侦察设备，有的还装有实时情报处理设备和传递装置和目前最先进的合成孔径雷达。侦察设备装在机舱内或外挂的吊舱内。侦察机可进行目视侦察、成相侦察和电子侦察（见电子对抗飞机）。成相侦察是侦察机实施侦察的重要方法，它包括可见光照相、红外照相与成相、雷达成相、微波成相、电视成相等。二战后的冷战时期，美苏两国在侦察机上的发展都是不遗余力的，特别是美国与六十年代服役的SR-71黑鸟。SR-71可以在25900米高度完成巡航任务，虽说有很多喷气机可以通过极限爬升超过此高度，但都无法像SR-71一样在这两倍于常规客机最高飞行高度的高度巡航。
由于采用升力体设计，SR-71不需要大翼展在空气稀薄的高空提供升力，整个机身得以全部隐藏在超音速后机头产生的激波内，进一步减少阻力，保证黑鸟能同时超高空超音速巡航。SR-71被设计为具有非常小的雷达反射截面，这是早期的隐形设计。然而，高温发动机会排气，即使燃料用了铯来干扰雷达，还有温度，于是即使采用了大量的隐身技术，黑鸟在高速飞行时候巨大的红外特征，还有声音，导致其完全不具备隐形功能。SR-71在自家联邦航空总署的长程雷达上都是最大的目标之一，在几百哩外就能追踪，莫说敌国了~~~在头顶上被收集情报对任何国家来说都是一种侮辱，尤其是俄罗斯和朝鲜。虽然美国的侦察行动是秘密开展的，但飞机许多部位的温度可以达到900度，源源不断地散发热量，明明知道美国飞机就在头顶上，下面的军队却完全无计可施。
在全世界头顶招摇过市，调戏敌国30多年的SR-71完全是凭其神一样的高速，和比当时商务班机的飞行高度高3倍的高度，成功摆脱了上千次针对它的阻截和攻击全身而退的，其中绝大部分都来自前苏联的飞机和对空导弹。如今我国已经开始了高超声速飞机技术的研究，但起步和美国相比较晚，而且还有许多基础性技术需要突破，比如高性能喷气发动机技术、机身材料等。如今，世界上进行超高声速飞行器研究的国家很多，预计未来的高超声速飞行器能够达到12-15马赫的飞行速度，可以快速到达任何地点，向后方传出最新的战场态势，从而取代远程高空侦察机。首先，研制高超音速飞行器可以大大提高打击反导系统的导弹武器能力。高超音速飞行器原则上现今就可以在大气层中以弹道导弹的速度飞行，但与后者不同的是它的飞行轨迹可以很复杂并难以预测。中国新型洲际弹道导弹上安装的新一代核弹头就属于高超音速飞行器。据推测，原则上它们可以让中国战略核力量免受美国反导系统的威胁。
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