跨大气层飞行器 跨大气层飞行器——空天飞机

空天飞机是航空航天飞机的简称，是一种大部分国家在研究及处在发展阶段的新型航天运输系统。它既能够航空亦能够航天，集飞行器、太空运载工具及航天器于一身，亦可以作为载人航天器，并且可以重复使用。空天飞机上同时有飞机发动机和火箭发动机，起飞时也不使用火箭助推器，可以像飞行器一样从飞机场跑道上起飞，以超音速在大气层飞行，直接进入太空，成为航天器，降落时亦可以像飞机一样在飞机场跑道上降落。空天飞机会是21世纪世界各国争夺制空权和制天权的关键武器之一。目前，美国、俄罗斯、中国、日本及德国都在研究空天飞机，其中美国最先研制成功，并于2010年进行了飞行测试。

空天飞机里安装了空气涡轮发动机、冲压发动机和火箭发动机三类。气涡轮喷气发动机可以使空天飞机水平起飞。当时速超过2400公里时，就使用冲压发动机，它使空天飞机在离地面60公里的大气层内以每小时近3万公里的速度飞行。如果再用火箭发动机加速，空天飞机就冲出大气层，像航天飞机一样，直接进入太空当空天飞机以6倍于音速以上的速度在大气层中飞行时，空气阻力会急剧上升，所以其外形必须高度流线化。空天飞机需要多次出人大气层，每次都会由于与空气的剧烈摩擦而产生大量气动加热，特别是以高超音速返回再入大气层时，气动加热会使其表面达到极高的温度。机头处温度约为1800℃，机翼和尾翼前缘温度约为1460℃，机身下表面约为980℃，上表面约为760℃。因此，空天飞机必须有一个重量轻、性能好、能重复使用的防热系统。

1986年，美国提出研制代号为X-30的完全重复使用的单级水平起阵的“国家航空航天飞机”，其特点是采用组合式超音速燃烧冲压喷气发动机。英国提出了一种名叫“霍托尔”的单级水平起降空天飞机，其特点是采用一种全新的空气液化循环发动机。90年代，他们又提出了一个技术风险小，开发费用低的新方案。德国则提出两级水平起降空天飞机“桑格尔”，第一级实际上相当于一架超音速运输机，第二级是以火箭发动机为动力的有翼飞行器。两级都能分别水平着陆。法国和日本也提出过自己的空天飞机设想。80年代末，这股空天飞机热达到高潮，也激起了中国航空航天专家的很大兴趣。

2010年4月人类首架空天飞机X－37B搭乘“阿特拉斯－5”型运载火箭发射升空，按计划，X－37B最多可在太空持续飞行270天。2011年3月5日，在美国-226任务中，第二架“X－37B”轨道试验飞行器在佛罗里达州卡纳维拉尔角的美国航天局发射场发射到低地球轨道，试验飞行器在空间运行469天，于2012年6月16日在范登堡基地着陆。着陆之前一个月，美国空军空间司令部指挥官威廉-谢尔顿将军就宣布这次试验“取得了圆满成功”。

具备研制空天飞机技术、条件的国家，主要有美国、俄罗斯、欧盟和日本。美国的空天飞机研制计划大家知道的比较多比如X-24、X-33、X-34、X-43等，实际上欧盟也在紧锣密鼓地研究，欧洲航空航天局和英国政府在推行欧洲“云霄塔”空天飞机计划，并为它研制火箭基的吸气式组合循环发动机。俄罗斯是老牌的航空航天技术强国，在空天飞机使用的超燃冲压发动机方面技术积累尤为雄厚，对高超音速的空天飞行器进行预研。而日本在上世纪80年代已经研制过类似航天飞机的H--2轨道飞行器，对空天飞机的相关技术进行过研究验证，2002年更是决定终止以前研究多年的航天飞机计划，开始全力研制使用循环组合发动机的空天飞机。

我国当然也要大力发展空天飞机技术，重视该技术的发展方向。要打破航空航天的条块分割，形成航空航天技术的合力，来攻克空天飞机的技术难关。此外就要加快基础技术研究和工程技术预研的力度，攻克气动结构、耐热材料、超燃冲压发动机三大技术难点，为空天飞机研制打好基础。有媒体消息称，我国已经进行了两种空天飞机的自由飞行试验。