4、防热布局与质料
处理氛围动力学题目的根基手腕是风洞。目前，就连美国也不具有马赫数能够超越如许大范围的实验风洞。即便有了风洞还需求作上百万小时的实验，那意味着就是日夜不断地实验，也需求破钞100多年的时候。因而，只能乞助于计算机，用计算体例来处理，而对那维尔斯托克斯方程的求解目前尚存在很多实际上和计算速率上的题目。
60年代初空天飞机(17张)，就有人对空天飞机作过一些摸干脆实验，当时它被称为“跨大气层飞翔器”。因为当时的技术、经济前提相差太远，且利用需求不明白，因此半途短命；80年代中期，在美国的“阿尔法”号永久性空间站打算的刺激下，一些国度对生长载人航天奇迹的热忱遍及高涨，主动插手“阿尔法”号空间站的制作。据估计，空间站建成后，为了开辟和操纵太空资本。向空间站运送职员、物质和东西等任务每年将达到数千次之多。这些任务如果用一次性运载火箭、载人飞船或航天飞机来完成，那么一年的运输用度将达到上百亿美圆。为了寻求一种经济的六合来回运或体系，美、英、德、法、日等国纷繁推出了可反复利用的六合来回运输体系计划。
美国空军的x－37b空天飞机原型机“轨道实验飞翔器1号”将于2010年4月上演处女航。
1、新构思的吸气式发动机
3、发动机和机身一体化设想
空天飞机的布局质料要求很高。在飞翔时，它头部和机翼前缘的大要温度可达2760c。如许，像航天飞机上的防热瓦块式外套，就不再合用了。科学家们研制了一种新型复合质料来代替，并且在一些特别部位采取新型冷却装配，制止了高温的伤害。
航天飞机返回再入大气层的氛围动力学题目，曾经破钞了科学家们多年的心血，作了约10万小时的风洞实验。空天飞机的氛围动力学题目比航天飞机庞大很多。因为飞机速率窜改大，马赫数从0窜改到25；飞翔高度窜改大，从空中到几百千米高的外层空间；返回再入大气层时下行时候长，航天飞机只要十几分钟，空天飞机则为l～2小时。
机头与机翼等温度最高的部位，要求采取碳复合质料，这类复合质料大要有碳化硅涂层，重量轻，耐高温机能好。别的，还需求研讨金属基复合质料，比方碳化硅纤维加强的钛复合质料等。这类质料应当兼有碳化硅的耐高温机能，又具有钛合金的高强度特性。
1986年，美国提出研制代号为x－30的完整反复利用的单级程度起阵的“国度航空航天飞机”，其特性是采取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”（或译“霍托克”，意为“程度起落航空航天飞机”）的单级程度起降空天飞机，其特性是采取一种全新的氛围液化循环发动机。90年代，他们又提出了一个技术风险小，开辟用度低的新计划。德国则提出两级程度起降空天飞机“桑格尔”，第一级实际上相称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翔器。两级都能别离程度着陆。法国和日本也提出过本身的空天飞机假想。
空天飞机飞翔速率很快，便于实现环球范围内的快速客运，地球上任何两个都会间的飞翔时候都用不了2个小时。美国设想的一种空天飞机，搭客305人，可在32千米高度和1.2万千米航程内巡航，其巡航速率高达5马赫数。固然航天飞机比起一次利用的运载火箭进步了一大步，但仍有诸如毛病频繁，用度高贵等很多不敷。而空天飞机与航天飞机分歧，它的空中设施简朴，保护利用便利，操纵用度低，在浅显的大型机场上就能程度腾飞和降落，具有普通航路班机的飞翔频次。这类飞机的外型与大型客机类似，更多地具有飞机的长处。它以液氢为燃料，在大气层飞翔时，充分操纵大气中的氧气。加上它能够上百次的反复利用，真正实现了高效能和低用度的长处。据预算，用它发射近地卫星用度只要航天飞机的1/5，而发射地球同步卫星用度则可减少一半。这使空天飞机期近将到来的空间商务合作中立于不败之地。