战斗机的速度是由多种因素限制的，尤其是当速度接近或超过3马赫时，也就是超过音速的三倍。这种速度极限被称为“马赫3障碍”，其原因涉及空气动力学、热力学、材料科学、推进系统以及操作和战术可行性等多个领域。下面我们将详细分析为何战斗机超过3马赫的难度如此之大。

当速度接近声速时，飞行器周围的空气流动会发生剧烈变化。随着速度增加到超音速，飞行器前方会形成激波，而这些激波会导致巨大的空气动力学阻力。在超过3马赫后，这种阻力呈几何级数增加，需要更强大的引擎和更多的燃料来克服。

超音速飞行时，激波的形成和高速空气流经飞行器表面会产生大量摩擦热。随着速度达到3马赫及以上，飞行器的外表面可能会达到足以破坏或弱化多数传统航空材料的温度。因此，需要使用特殊的高温合金、陶瓷或复合材料等耐高温材料来制造机体，这些材料往往成本昂贵，且重量较重。

现代战斗机使用的涡轮喷气发动机在高马赫数下的效率会大幅下降。虽然有些特定的发动机，如冲压式和混合循环发动机，被设计用于高超音速飞行，但这些发动机复杂且难以维护，并且常常伴随着巨大的噪音和高燃料消耗，这限制了其在战斗机上的使用。

随着速度的增加，飞行器承受的热和压力也随之增加。这就要求飞行器的材料不仅要轻量、结构坚固，还要能够承受极端的温度和应力。目前，这些要求只能通过使用相对稀缺且昂贵的先进材料来实现。

除了技术挑战之外，超过3马赫的速度对飞行员的生理极限也是一个巨大的挑战，因为高速飞行增加了在高G力情况下进行机动的风险。此外，在这样的速度下，飞行器进行有效的空中战术操作也更加困难，因为响应时间和可行的机动空间都会大大减少。

虽然从理论上讲，没有绝对的速度限制可以阻止战斗机超过3马赫，但是在实际中，由于上述种种挑战和限制，现代战斗机很少设计去达到或超过这个速度。未来的技术进步可能会克服一些这些挑战，但目前，3马赫仍然是战斗机速度的一个实际上的上限。