簡介
跨大氣層飛行器隨著科學技術的發展，跨大氣層飛行器的類型還將增多。未來可能出現的能在地面水平起飛，加速進入地球軌道，完成任務後能夠安全再入並水平著陸的空天飛機就是一種新型跨大氣層飛行器。20世紀80年代後期，美國、日本、英國、法國和德國都曾進行跨大氣層飛行器過空天飛機等跨大氣層飛行的研究試驗工作，但由於技術難度很大，這些計畫先後都放棄了。美國和歐洲近年來把注意力放在簡單的空間返回飛行器的研究上。這是一種小型天地返回運輸系統，主要任務是負責將空間載荷或人員送回地面。這種跨大氣層飛行器個頭較小，一般沒有動力裝置，研製運行成本較低，可以適應從軌道上返回的需要，對於處理一些突發事件，特別是航天員生病需要返回地球治療時，這類飛行器顯得非常有用。當然，跨大氣層飛行器的最重要目標仍然是研製大型、可靈活使用、真正可重複使用的空天飛機。 跨大氣層飛行器。
歷史
跨大氣層飛行器是一種既能在大氣層內飛行，又能夠進入地球軌道的飛行器，太空梭就是一種跨大氣層飛行器。隨著科學技術的發展，跨大氣層飛行器的類型還將增多。未來可能出現的能在地面水平起飛，加速進入地球軌道，完成任務後能夠安全再入並水平著陸的空天飛機就是一種新型跨大氣層飛行器。
20世紀80年代後期，美國、日本、英國、法國和德國都曾進行過空天飛機等跨大氣層飛行的研究試驗工作，但由於技術難度很大，這些計畫先後都放棄了。美國和歐洲近年來把注意力放在簡單的空間返回飛行器的研究上。這是一種小型天地返回運輸系統，主要任務是負責將空間載荷或人員送回地面。這種跨大氣層飛行器個頭較小，一般沒有動力裝置，研製運行成本較低，可以適應從軌道上返回的需要，對於處理一些突發事件，特別是航天員生病需要返回地球治療時，這類飛行器顯得非常有用。當然，跨大氣層飛行器的最重要目標仍然是研製大型、可靈活使用、真正可重複使用的空天飛機。
軍事價值
美國預研中的新一代空天飛機航天技術發展過程中最基礎和最有力的動力，就是在軍事上的需求。航(空)天飛機的發展在一開始就具備非常明顯的軍事套用意圖，各國無論是發展亞軌道高速飛行器還是跨大氣層飛行器，首先關注的都是這類飛行器的軍事套用。國際上跨大氣層飛行器技術水平最高和軍事套用最明顯的是美國，其太空梭一直是整個空天一體戰裝備發展的組成部分，服役後確實也對美國軍事力量發展起到重要的作用。美國正在進行的x一30／33空天飛機計畫更是豪不掩飾其軌道轟炸／偵察機的使用定位。太空軍事化已經成為現代化軍事技術發展中不可迴避的問題，中國即使想要和平利用太空，也不得不面對軍事上存在的壓力。
太空梭目前在設計和技術方面已經達到比較成熟的標準，而世界航空，航天技術強國已全面展開新型空天飛機的發展，其中，作為空天飛機基礎的亞軌道飛行器已經在試驗中獲得了很多經驗。亞軌道飛行器在航天任務中可以用來發射衛星和小型空天飛機，也可以根據使用需要在50~90公里上進行高超音速洲際飛行。
亞軌道飛行器的飛行高度超過了目前絕大多數地空飛彈的作戰範圍，而且5-8馬赫的飛行速度也能夠規避現有防空戰鬥機的攔截。全程大氣層內飛行的亞軌道飛行器雖然無法具備空天飛機的太空運載能力，但是超高空高速飛行性能卻使其有著很強的軍事價值，國外開發的類似飛行器基本都以洲際轟炸機作為設計目標。
亞軌道飛行器之後就是可以取代太空梭的真正意義上的空天飛機。單級人軌空天飛機在燃料、載荷和飛行性能方面互相平衡和制約，各方面性能要求導致其必然是個龐然大物。國外現有單級入軌空天飛機的設計體積與重量都非常大，這又進一步加劇了材料和動力上的難度，最終導致x一30/33這類空天飛機設計走入了死胡同。單級入軌空天飛機無疑是現有可重複使用太空飛行器類型中技術水平最高的，不過其動力裝置實在是短時間內難以克服的瓶頸，採用大型飛機運載小型飛行器的兩級人軌方式則是對技術難度和使用需要之間的妥協。兩級人軌方式是利用常規飛機將空天飛機運載到必要的高空和速度，機載空天飛機脫離母機後加速完成跨大氣層飛行。但是，兩級入軌空天飛機不可避免的要受到載機性能和載荷的限制，能夠攜帶的有效載荷重量和規格都比較小。兩級人軌空天飛機比較適合攜帶小於3噸重量的有效載荷進行高靈活性發射，也可以用來改進為軌道轟炸機或者小型反衛星武器的發射平台。
中國航空和航天科研系統很早就開始發展自己的跨大氣層飛行器，限於國內技術儲備不足和材料技術方面存在的缺陷，目前衛星發射和載人航天使用的仍然是傳統運載火箭。航空航天飛行器的發展過程中需要對需求、技術和成本進行綜合考慮與平衡，看起來最先進、甚至是理論上最好的，卻未必是最適合的。以中國目前的基礎條件想要跳過太空梭階段直接發展空天飛機，其技術基礎和經驗積累可能完全無法保證研製要求，將導致研製周期較蚝。因此，採用大型飛機運載小型火箭動力飛機的兩級空天運載系統較為符合中國目前的技術條件和水平。
兩級空天飛機需要大型載機平台為其提供初始速度，但國內外在短時間裡都無法提供滿足這一要求的大載荷平台。運載火箭和太空梭的助推火箭都只能在發射時一次性使用，準備火箭和運載器所需要的時間和對氣象條件的要求相對較高，必須在具備特殊基礎設施的專用場地才可以發射升空。空天飛機在理論上可以使用常規機場作為起降設施，起飛準備和對氣象條件的要求也比太空梭寬鬆很多，但是使用上的良好前景目前卻難以抵消動力裝置技術上存在的困難，所以在其所需技術成熟前，太空梭仍然有其價值。中國現有的火箭技術和太空飛行器設計水平基本可以滿足發展太空梭的需要，快速發展的經濟和日益改善的基礎科研條件也為其提供了必要的基礎。由此筆者以為，中國在發展可重複使用太空飛行器的過程中不可能一步到位完成空天飛機，國內在技術、資料和人力儲備方面目前還比較薄弱，尤其先進吸氣式高超音速動力裝置的技術水平更是與國外差距明顯，所以，首先要在現有條件下確定適合實際情況的發展道路。國內已經具備大推力氫氧火箭和載人太空飛行器的技術條件，在運載火箭技術的基礎上發展小型太空梭是在現有相關技術基礎和資金保障條件下能夠做到的。國內現有大推力火箭和小型太空梭技術起步並不慢，已經利用縮比模型完成了多種地面和空中試驗，在大體掌握技術原理的情況下為實用型號發展積累了一定的套用經驗。
太空梭在大部分技術上與空天飛機基本相同，尤其是在材料、結構和氣動方面更有著明顯的繼承和借鑑價值。沒有太空梭的技術積累，就很難突破空天飛機的技術難關，中國也不可能在跨大氣層飛行器的關鍵技術方面從國外獲得支持，所以國內發展亞軌道或跨大氣層飛行器必須依靠國內自力更生。中國發展可重複使用太空飛行器應該按照先易後難的方式逐步完善，在突破技術難點的目標下分階段完善整體技術和積累使用經驗。中國在高超音速飛行器方面應首先跟蹤國外先進技術的發展，利用超燃衝壓動力技術完成以軍事偵察和戰略轟炸為主要目標、速度範圍在6—15馬赫的亞軌道高速飛行器。跨大氣層飛行器重點開發利用火箭助推升空的小型太空梭，首先利用太空梭解決近地軌道衛星發射和其他有價值的航空航天任務，然後依靠亞軌道飛行器和小型太空梭的技術，綜合發展兩級入軌空天飛機，逐步根據經濟和需求發展與相關技術的成熟程度推進實用型號的進步。
國內開發跨大氣層飛行器存在的技術難點主要在動力設計和材料兩方面，氣動和飛控設計也非常複雜。發展太空梭首先要獲得大推力火箭助推器，發展空天飛機則需要攻克高性能大推力綜合動力裝置這個難關，而且飛行器氣動外形與飛行控制系統的協調問題也需要長期的試驗和準備。國內發展的常規運載火箭因為在使用中與太空梭存在明顯區別，其技術和材料很難直接套用到太空梭上。航天材料技術的發展則直接關係到太空梭的整體技術水平，如果不能攻克這個難關，太空梭的設計就難以滿足達到實用化標準。國內太空飛行器發展目前存在技術底子薄、實踐經驗少的問題，在發展先進太空飛行器時必須進行長時間的準備和技術積累，尤其要在整個研製過程中投人足夠的資金來保障項目進展。照片中的飛行器模型在外形設計上明顯達到相當成熟的標準，也應該是具備火箭增速能力的有動力模型，可以認為國內在跨大氣層飛行器的技術套用方面較為紮實，在綜合技術條件上有可能已經接近工程發展所需要的標準。
航天技術和航天運載器本身在設計上都具備改進成軍事裝備的潛力，但是從該模型的特點來看，還屬於比較單純的航天運載器，在軍事上能夠起到的作用主要集中在發射衛星和套用其他載荷方面，本身並沒有體現出明顯的攜帶武器執行作戰任務特徵。中國在美國已經高調開始太空軍事部署的時候，必然也會有所反應，成功發展出太空梭將促進軍用亞軌道高超音速飛行器和空天飛機的發展，為即將出現的天軍和太空戰奠定基礎。
