空天飞机(The space plane)是航空航天飞机的简称。顾名思义，它集飞机、运载器、航天器等多重功能于一身，既能在大气层内作高超音速飞行，又能进入轨道运行，将是21世纪控制空间、争夺制天权的关键武器装备之一。与航天飞机相比，空天飞机多了一个在大气层中航空的功能，而且它起飞时也不使用火箭助推器。
空天飞机的奥妙之处在于它的动力装置。这种动力装置既不同于飞机发动机，也不同于火箭发动机，这是一种混合配置的动力装置。空天飞机中安装有涡轮喷气发动机、冲压发动机和火箭发动机。涡轮喷气发动机可以使空天飞机水平起飞，当速度超过2400公里／小时时，就使用冲压发动机，使空天飞机在离地面6万米的大气层内以3万公里／小时的速度飞行；如果再用火箭发动机加速，空天飞机就会冲出大气层，像航天飞机一样，直接进入轨道。返回大气层后，它又能像普通飞机一样在机场着陆，成为自由往返天地间的输送工具。
空天飞机可以在一般的大型飞机场上起落。起飞时空气喷气发动机先工作，这样可以充分利用大气中的氧，节省大量的氧化剂。飞到高空后，空气喷气发动机熄火，火箭喷气发动机开始工作，燃烧自身携带的燃烧剂和氧化剂。降落时，两个发动机的工作顺序同起飞时相反。
空天飞机飞行速度快。在大气层内的飞行马赫数可为12~25，是现代高技术作战飞机飞行速度的6~12倍。它可以在个把钟头内，把货物从欧洲运到澳洲。
空天飞机在跑道起落，出入太空自由，可以像普通飞机一样在地面机场水平起飞升空，返回大气层后像普通飞机一样自由选择机场水平降落，可以像普通飞机一样在大气层内飞行，也可进入外层空间自由飞行或按一定的轨道运行。
空天飞机的发射费用低。航天飞机的运输费用十分昂贵，运送一公斤有效载荷到轨道的费用高达一万美元。而空天飞机的发射费用仅是航天飞机或一次性使用火箭的几十分之一。其维护简便，一个星期后就可再次起飞。
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