更先進的航天飛機——空天飛機
1986年2月5日，正是“挑戰者”號航天飛機失事一星期之後，美國總統裏根在一次大會演說中宣布：美國將研製一種新型航天飛機——跨大氣層飛機。他明確表示支持這種航天計劃，還給這種飛機起了一個新的名字，叫“國家航空航天飛機”(NASP)(簡稱“空天飛機”)。其實，這是根據他的指令由國家航天委員會從1985年3月開始研究“美國今後50年空間計劃”，於1986年初的研究報告建議而發表的“實政綱領”。這份報告建議：“空天飛機研製與飛行試驗所需要的技術，應該列為國家最優先發展的項目”。此後，美國正式成立了“國家航空航天飛機計劃局”，由國防部、空軍、海軍、戰略防禦計劃局和NASA五個單位參加，正式開展整個計劃的實施工作。
就在這期間，又有英國提出的“霍托爾”(HOTOL)計劃，前西德提出的“森格爾”(Sanger)計劃，以及美國的X-30(31)”空天試驗機計劃和法國的“赫爾姆斯”計劃、日本的“希望”號計劃等。一時間，全球湧起了一股“空天飛機熱”的高潮，也引起了世人的普遍關注。美、英、法、德、日等國正進行著空天飛機的激烈競爭。專家們推斷，即使發展順利，真正投入正式使用，也是“21世紀太平洋上空的穿梭機”了。
專家們認為，把航天技術領域和航空技術領域的精華有機地結合起來，成為一個航-空航天一體化的最新高技術密集體，在航天飛機的基礎上加以改進提高，朝著一個更高級的航天器方麵發展，是極為誘人的前景。未來的空天飛機用途更廣泛，靈活性更高，維修使用更簡便，載運有效載荷入軌的費用要比現在的航天飛機低90%，自然受到人們的青睞。發展空天飛機，在軍事上、經濟上、外交上、政治上乃至科學技術上都有著極為重大深遠的戰略意義。這種空天飛機有可能成為21世紀最先進、最經濟、最有效的航天運載工具，它將代表著今後數十年內航天運載技術的發展方向。
何為空天飛機
所謂“空天飛機”(Aerospace Plane)，就是一種可以水平起飛，采用航空噴氣發動機和火箭發動機兩種推進係統，開始時以高超音速在大氣層內飛行，在30～100千米高空以12～25馬赫速度飛行，而後任意選用兩級或單級入軌方式，然後，再入大氣層，像普通飛機一樣在機場著陸。它可以自由方便地跨越大氣層往返於天地之間。這種以液氫為燃料的飛機集航空飛機與航天飛機的優長於一身，使“空”與“天”完美結合，它的異乎尋常的性能備受青睞：最高時速達3萬千米，這正是第一宇宙速度，可繞地飛行；飛行高度由零高度可直達200千米以上繞地軌道高度；起降方便，不受“發射窗口”、天氣和起降地點的限製；維修簡化，勿需像現在航天飛機要飛行一次需準備兩三個月，臨發射時還要出動7000人的勤務保障大軍來為之準備；飛行後檢查和準備也很容易；結構巧妙，徹底甩掉了外貯箱和助推器等外掛物，便於“輕裝上陣”，便捷迅速；一機多用，既可作為載人航天器直插太空，又可無人駕駛入軌與航天站對接；既可作為太空作業平台，又可從事太空和常規軍事活動。更重要的是它能夠比今天的航天飛機發射有效載荷入軌費用要便宜90%，且不需要規模龐大、設備複雜的航天發射場。至於在太空中要完成今天航天飛機能夠完成的發射、回收、維修衛星、飛船等航天器，更加簡便易行。
空天飛機是世界航天曆史上第一次把航空發動機引進航天領域，充分利用大氣層能源，從根本上改變了航天運載器隻采用火箭推進的模式，從而將導致航空航天技術領域的一場革命。
發展空天飛機的主要目的是想降低空天之間的運輸費用。其途徑歸納起來主要有三條：一是充分利用大氣層中的氧，以減少飛行器攜帶的氧化劑，從而減輕起飛重量；二是整個飛行器全部重複使用，除消耗推進劑外，不拋棄任何部件；三是水平起飛，水平降落，簡化起飛(發射)、降落(返回)所需的場地設施和操作程序，減少維修費用。
但是，經過前幾年的研究分析，科學家們發現，過去的估計過於樂觀。實際上，上述三條途徑知易而行難，需要解決的關鍵技術難度很大，非本世紀內所能突破。這些關鍵技術有：
1.新構思的吸氣式發動機：推進係統是一切飛行器的心髒，發展空天飛機首先要解決的就是它的推進係統。
飛機上用的推進係統的都是在飛行中吸入空氣，利用空氣中的氧來助燃的發動機，稱為“吸氣式發動機”。例如，渦輪噴氣發動機、衝壓噴氣發動機等。但是，這些吸氣式發動機隻能在飛行速度不太大的情況下有效地工作。
飛行速度的大小，常常用它與聲音在空氣中傳播速度的比值來表示，這個比值叫“馬赫數”，即M數。當馬赫數小於1時，稱亞音速飛行；馬赫數在1附近時，稱跨音速飛行；馬赫數大於1時，稱超音速飛行；馬赫數遠大於1時，稱高超音速飛行。
渦輪噴氣發動機適用的範圍為M＜3.5；衝壓噴氣發動機從M＝1.5～2時開始工作，到M＝6時，效率開始降低。這時需要用在超音速下燃燒的衝壓發動機或火箭發動機來接替工作。
用火箭發動機作推進係統的好處是：它的工作效率與飛行速度無關，也不依賴於空氣，它自己攜帶氧化劑。但氧化劑的重量約占空天飛機總重量的60%～70％，而其中的80%將在大氣層中飛行時燒掉。所以，為減輕空天飛機的起飛重量，在大氣層中飛行時，應當充分利用大氣層中的氧，也就是要用吸氣式發動機作為推進係統。
空天飛機飛行速度變化範圍很大，從起飛時的M＝0到入軌時的M＝25。任何一種單一類型的發動機都無法適應，需要開辟新的途徑。
美國的國家航空航天飛機打算使用的是超音速燃燒衝壓噴氣發動機。這種衝壓發動機的特點是不用把燃燒室進口的空氣流速從超音速降為亞音速。這樣燃燒室的溫度和壓力不至於太高，反應物在燃燒室內離解後在噴管內的膨脹過程中，便不會發生複合，從而可減少能量損失。同時也可減輕發動機結構的受力和重量。但是，其技術難度也較大，主要是發動機要通過計算機來控製，飛機的外形設計要能保證進入發動機的空氣流量能自行調節按需供應，防止高超音速的氣流產生激波，並保證燃燒穩定。