火爆春节档的《流浪地球2》电影开场没多久，以550系列量子计算机为主导并在支持数字生命计划的潜入者帮助下共同制造了“太空电梯危机”，在这场危机中，难以计数的无人机以及不明目标将进攻的矛头对准了太空电梯与方舟号空间站，发射多枚吸附式导弹至太空电梯轿厢。
为保卫太空电梯我方派出多型新一代战机与之交战，其中包括具备垂直起降功能的J-20以及苏-57、阵风等著名机型，一改以往只有美军战机拯救人类的局面。
J-20大仰角爬升
在保卫太空电梯的战斗中，一架J-20与一架苏-57合作追击不明目标发射的用于攻击轿厢的导弹，而能攻击大气层外目标的导弹通常都属于反导导弹，以标准3型系列导弹为例，其速度可以达到8至13马赫，这说明经过技术不断迭代，J-20等机型已经拥有了更高的飞行速度，考虑到追击过程中导弹处于上升段飞行速度较慢，此刻J-20等机型应该拥有至少不低于3马赫的飞行速度，甚至是超过5马赫的高超音速。
苏-57
标准-3型导弹
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电影中，在追击导弹过程中苏-57双发停车，导弹还是吸附在了太空电梯轿厢上，这并不是因为苏-57不够先进，而是这项任务已经超出了传统航空器的能力范畴，当高度超越航空器最高升限，发动机会因为大气含氧量不足而停车。
此时就不得不说，这应该是电影情节设定中的一个漏洞，太空电梯危机的设定年份是2044年，而人类彼时彼刻已经可以建造高度超越珠穆朗玛峰的行星发动机，以及技术难度同样不小的太空电梯，难道就不能制造出自由穿梭大气层内外空间的“空天飞机”？
让我们从电影回到现实，究竟什么是空天飞机？
根据《现代汉语词典》解释，空天飞机是航空航天飞机的简称，能在机场跑道上水平起飞和降落，即可在大气层内飞行，也可在大气层外飞行的飞行器。
哥伦比亚号首飞
暴风雪号
历史上，哥伦比亚号、挑战者号、发现号、亚特兰蒂斯号、奋进号、暴风雪号，这些飞行器都属于航天飞机，甚至包括21世纪的X-37B也属于航天飞机。航天飞机的飞行完全依赖火箭动力，都是依托发射塔架设施垂直起飞，降落时则是水平滑翔降落。
X-37B
航天飞机与空天飞机相比，主要劣势是大气层内上升段飞行需要大量的自备氧化剂，空天飞机在大气层内上升段飞行则是依靠吸气式发动机，此飞行阶段无需自备氧化剂。同时，空天飞机在上升段相较于航天飞机也有着更强的机动飞行能力，因此复杂任务的适应能力也更强。
“空天飞机”是在“航天飞机”基础上发展而来，都属于“带翼航天器”，面对空天飞机如此美妙的运载工具，人类不可能无动于衷。
研制空天飞机的梦想正在照进现实，中国人有望后来居上
上世纪九十年代初，国内关于载人航天天地往返运输载具出现了机派与船派之争，参与竞标的5个方案中有4个都是带翼航天器，另外1个就是今天的神舟号载人飞船，4个带翼航天器中有3个是航天飞机方案与1个空天飞机方案。
当时的评分结果是带翼航天器优于载人飞船方案，最终之所以没有选择带翼航天器，是因为钱学森同志考虑到当时国家的综合国力，以及技术支持能力，从战略层面思考将关键一票投给了载人飞船方案。
五大方案被誉为“五朵金花”
如今，中国空间站笑傲苍穹的事实证明，当年选择载人飞船方案是对的。
同时也要看到，技术的发展与进步从来不是直线上升的，而是带有循环往复特征的螺旋式上升轨迹，曾经提出的先进方案，由于当时的各种客观因素阻碍而无法推进，并不代表未来就没有发展前途。
中国空间站
就在钱学森同志将关键一票投给载人飞船方案没几年，他就怀着“我国航天事业能后来居上，胜人一筹”的希冀，在给黄志澄先生的回信中明确指出，“航天事业的又一重大发展是空天飞机，尤其是把它作为用半小时即可横跨2万公里的民航工具，所以空天飞机应是21世纪的重大成就。21世纪的中国人一定要在空天飞机上显一显身手，一件国家大事。”。
作为人类现代航天事业的开局者之一，钱学森是中美两国的航天先驱，事实上早在上世纪中期，他就已经提出了火箭客机概念，回国后也始终没有放松带翼航天器的研究工作。
比如上世纪六十年代后期，由钱学森主导制定的《人造卫星、宇宙飞船十年发展规划（草案）》中就明确了“一星、一机、一站和四个航天器系列”，其中“一机”指的就是发射质量50吨级可胜任天地往返运输任务可重复使用的航天飞机。
摘自《钱学森的航天岁月》
如今SpaceX公司“超重-星舰”从广义上看，也属于空天飞机技术的分支，因为其二级星舰再入大气层也需要依靠带翼的气动布局进行滑翔飞行，该型运载工具将来除了要执行大质量载荷的入轨发射任务，也正在筹划跨洲际运输任务，这与钱学森同志提出的半小时2万公里民航载具需求是高度一致的。
超重-星舰组合体
除了“超重-星舰”，其它带翼航天器也有了新发展，波音公司的X-37B已经完成6次在轨飞行任务，我国可重复使用试验航天器也正在执行第二次在轨飞行任务，目前在轨飞行时间已突破178天，运载火箭技术研究院的亚轨道重复使用运载器也已经完成两次飞行试验。
第二次发射任务，入轨至今已有178天。
上述运载工具虽与货真价实的空天飞机相比还有不小的距离，但这些运载工具所需掌握的包括隔热、气动、飞控在内的诸多技术也都是空天飞机所需。基于新增长的技术条件，航天科技与航天科工两大集团都分别推出了各自的空天飞机项目：
航天科技集团提出了三步走发展思路：第一步，火箭动力部分重复使用；第二步，火箭动力完全重复使用；第三步，组合动力完全重复使用。（完成两次飞行试验的“亚轨道重复使用运载器”就属于第一步）
三步走发展思路
航天科工集团则基于航空领域的传统技术优势，提出了更为激进的技术路线，也就是腾云工程，该工程旨在研制两级组合动力空天飞机，早在5年前，该工程就实现了腾飞一号组合发动机模态转换飞行试验，计划至2025年完成关键技术攻关，到2030年实现两级入轨空天飞机首飞。
腾云工程
从计划上看，航天科工一步就要跨过航天科技的三步发展思路，保守与激进同步推进，不论哪条路线获得成功，都将是人类天地往返运输领域的一场变革。
空天飞机起飞时使用低速性能好的航空涡轮发动机，到达一定速度后转换至冲压发动机工作模式，以便进行更高速的飞行，到达一定高度后，也就是临近空间，再转换至火箭动力继续爬升，直至入轨。也就是说，需要整合涡轮+亚燃/超燃冲压+火箭三种动力模态。
组合动力
向理想目标迈进的过程中也可根据涡轮动力、亚燃/超燃冲压动力、火箭动力组合成不同形态的组合动力，比如火箭基组合循环发动机（RBCC，火箭+冲压）、空气涡轮火箭发动机（ATR，火箭+涡轮）、涡轮基组合循环发动机（TBCC，涡轮+冲压）等。
组合动力在历史上其实也并不鲜见，上世纪六十年代首飞的SR-71黑鸟侦察机所用的J-58发动机就是涡轮基组合循环发动机的原型，该发动机进气道设计有可移动的进气锥，当飞行速度达到1.6马赫及之后，进气锥逐渐向后移动，使得激波位置始终在进气口，而进入进气道的气流速度则保持在亚音速供发动机使用（显然这是一种“亚燃冲压+涡轮组合发动机”），其实质是冲压发动机内置涡轮发动机，在高速飞行时可长时间使用加力燃烧室，使其具有优异的高速性能，最大速度可以达到3.32马赫。
SR-71“黑鸟”
新世纪空天飞机的动力要求显然要高出黑鸟很多，比如超燃冲压要适应超音速进气，还要求亚燃/超燃冲压双模态转换等极端工况。
组合动力发动机的研制难点有很多，其中比较难的一点是各模态之间存在的推力鸿沟，比如腾云空天飞机的涡轮基组合循环发动机，涡轮发动机可以加速至2马赫，但是超燃冲压发动机则是5马赫以上，为了做好推力衔接，可以加入火箭引射，这样一来发动机就有了三种动力模态，也就是涡轮+火箭+冲压的TRRE组合动力发动机。
2025年将是国内空天飞机研制的一个重要时间节点，届时大部分关键技术攻关都需要完成，事实上我们已经有了很多突破，刘大响院士前不久就披露，我国航发已经迈上三个台阶，每个台阶并不代表某一款产品，而是多领域多产品，其中第三个台阶就是，突破第五代推重比12-15涡扇发动机与功重比11-12涡轴发动机关键技术，以及涡轮冲压组合动力关键技术。也就是说，涡轮冲压组合发动机已经有了实质性突破。
航发跨上“三个技术台阶”
以超燃冲压为例，在使用碳氢燃料条件下可以达到7马赫以上，在使用液氢燃料条件下则可以达到6至25马赫，在这种情况下进气道的空气流速会达到4马赫（这一指标是黑鸟侦察机J-58发动机的4倍以上），这就要求实现在超高速来流条件下的稳定点火。
早在3年多前，我国FD-21风洞就实现了时速10000公里（约8马赫）条件下的超燃冲压点火试验，这一指标是黑鸟侦察机J-58发动机的8倍。
FD-21风洞
高超音速点火试验
除了动力技术准备，我们在气动领域更是百花齐放，央视曾披露过一次高超音速飞行器自由飞空投试验，在这一次任务中就释放了3款飞行器模型，除此之外还有以JF-12激波高超声速复现风洞、JF-22超高速风洞等重大基础试验设施的支持。
临空投放宽域飞行器实验
高超音速风洞中的测试模型
爆轰驱动高超音速风洞
JF-12与JF-22两座风洞目前皆已投入运行
在隔热领域，新一代载人飞船试验船已经成功应用轻质碳基微烧蚀防热材料，此种材料可以胜任第二宇宙速度条件下再入地球大气层的热流烧蚀，就更不用说隔热压力相对更低的近地轨道带翼航天器的再入任务。
轻质碳基微烧蚀防热材料成功抵御第二宇宙速度再入热流烧蚀
所谓事半功倍，正是得益于一系列扎实的技术基础，所以我们才能时常在网络上看到各地网友们拍摄的各种壮美的人造天象。而这种“事半功倍”需要强大的国力支持，否则就只能停留在PPT的想象上。
空天飞机与重型运载火箭相比，在发展的初期阶段，前者的入轨运力大概率不如后者，然而空天飞机技术路线可以满足的不仅仅是入轨需求，还有吸气式高超音速导弹、高超音速运输机、高超音速亚轨道民航客机、高超音速侦察机、高超音速轰炸机……
WJ-8
人们将这种技术称为继螺旋桨、涡轮喷气推进之后的第三次变革，前两次我们是亦步亦趋地跟随别人发展，而这一次我们将勇立潮头。
