9.5 太空中的战斗机
2012年12月11日，美国空军的第三架“X-37B”空天飞机搭乘“宇宙神-5”火箭从卡纳维拉尔角空军基地发射升空。2014年2月10日，“X-37B”飞行在近地点378千米，远地点412千米，倾角43.50°，周期92.46分钟，平均每天环绕地球15.57圈。
什么是空天飞机呢？空天飞机是一种垂直起飞、水平着陆、可重复使用的太空飞机。垂直起飞是指利用运载火箭发射进入太空。水平着陆是指能像普通飞机一样在机场降落的飞机。空天飞机既是航空器，又是航天器，能在天地之间飞行的航空航天飞行器。
空天飞机的优越性能和功能使人类能够方便快捷地进出太空。在军事上，空天飞机可以像飞机一样盘旋在地球上空，随时发动攻击；可作为全球高超音速运输、洲际轰炸和战略侦察飞机；又可作为航天运载工具或太空武器，成为新一代的攻击、防御和威慑力量。
“X-37B”空天飞机长8.931米、高2.926米、翼展4.5米、重5.4吨，有效载荷2吨左右，轨道速度每小时28 200千米，轨道时间270天以上。“X-37B”只有美国航天飞机的四分之一大小。发射前，“X-37B”折叠在整流罩内，到达太空后打开机翼和太阳能帆板。
“X-37B”头部用更耐高温和坚固的钨合金。机身采用较轻的钛合金和铝合金复合结构，而不是传统的铝合金。它采用四氧化二氮/肼推进系统，有1台火箭发动机，动力29.341千牛。“X-37B”有2联6片砷化镓太阳能帆板，锂离子电池存储电能。
“X-37B”机翼前沿缘温度最高达到1 500℃。它的防热材料采用耐火纤维氧化耐陶瓷瓦，取代航天飞机上的碳瓦。机身防热使用钢化玻璃单向纤维绝缘的浸渍硅胶瓦。这些隔热材料明显比航天飞机使用的防热瓦耐用。先进的可重复使用的绝缘“毛毯”第一次用于“X-37B”飞机。
“X-37B”空天飞机
航空航天飞行器必须符合空气动力学和空间飞行动力学。“X-37B”没有舷窗，有一对能够折叠的机翼，一对V形尾翼方向升降舵，翼上的襟副翼控制飞行。机身下面的副翼和两个升降舵之间有一个减速板，控制下降、进场和着陆的速度。机身中间的货舱能自动开关闭合，装载有效载荷，包括各种试验设备。
“X-37B”的姿态控制包括姿态稳定和姿态机动。它装备了三轴稳定系统。按照一般空间飞行理论，侧航轴与轨道相切，仰航轴垂直于轨道平面，偏航轴正交于俯仰轴，向下指向地球中心。陀螺仪测量空天飞机角速度，通过姿态控制执行机构控制完成。姿态控制系统由敏感器、控制电路与计算机、驱动执行机构三大部分构成。“X-37B”机载多频段通信天线，两组太阳能帆板提供电能。不论飞机的方向、角度和轨道如何变化，太阳能帆板始终对准太阳，通信天线始终对准地球和通信卫星。
“X-37B”与一般军事卫星相比优势较多：机动性强、变轨速度快，可随时升空与降落，可多次重复使用。缺点是由于机动性强、变轨次数多，燃料消耗大，空间停留时间短。
美国空军一直在追寻二小时“全球打击平台”、一小时“全球快速打击平台”。“X-37B”具备全球打击平台的特征。如果它在轨道上停留的时间足够长，就可作为侦察平台、通信平台、武器平台。
在轨时间，是航天器的一项重要指标。航天飞机一般只有15天。“X-37B”的在轨巡航时间为270 天。航天器在轨时间越长，作为战略威慑，其威慑作用越大；作为战术攻击，巡航待命的时间越长，应急攻击的速度越快。
变轨能力，也是航天器的一项重要指标。根据波音公司的技术资料，“X-37B”能飞行在176～800千米的近地轨道，以第一宇宙速度每秒7.8千米、每小时2.8万千米的高速飞行，约90分钟围绕地球飞行一圈，重访时间为4天。“X-37B”能变轨。它的变轨能力、机动性比一般可变轨卫星更快更敏捷，具有多轨道能力。
轨道高度，对一般的航天器是一项技术，而对空天飞机还是一项功能。“X-37B”能飞升到800千米高度。“X-37B”能侦察、拦截、攻击低轨道上的卫星、航天器和洲际导弹。
176千米，意味着什么？176千米，意味着“X-37B”可以从800千米高度俯冲到176千米的极低地球轨道。按照空间动力学的原理，航天器的极限轨道低度为235千米，是航天器必须遵循的天条。如果低于极限轨道到120千米，航天器会因为地球引力和空间摩擦力，回不到原先轨道而进入死亡轨道，不是坠毁于地球就是抵不住摩擦力焚毁。“X-37B”不是一般的航天器，而是一架飞机，具有强大的动力、变轨能力和飞行能力。它能突破空间动力学理论，低于极限轨道近60多千米，仍能重返高度，确实令人十分震撼。
“X-37B”空天飞机的结构
176千米，还意味着“X-37B”能在极低地球轨道对地球、战场、舰船、潜艇、导弹基地、军事基地等敏感地区进行极近距离的观察。如果有效载荷中有导弹等攻击武器，就可以发起太空攻击。毫无疑问，“X-37B”是第一个飞行在176千米的航天器。对于这样的成就，美国波音公司也十分得意：我们做到了；其他人，没门儿！
隐形功能是个敏感的秘密。美军部分军事间谍卫星的隐形功能比较完美。一般光学、红外线和雷达探测器很难发现隐形飞机的行踪，在太空中要辨别一颗隐形卫星更是难上加难。太空隐形技术已经发展到极致。“X-37B”加强了隐形技术，让地面的雷达和空间的探测器更难发现它的行踪。
“X-37B”的主要特点是全球快速打击。2008年5月，美国情报部门已确定拉登的位置，在喀喇昆仑山脉主峰——乔戈里峰巴基斯坦一侧。一次，本·拉登正在一个基地开会。机不可失，时不再来。美军果断发射一枚导弹，时速800千米。导弹到达拉登开会的地点需要2个小时。当导弹飞到1小时，拉登开完会离开基地。这令美军十分恼火。
如果将来“X-37B”太空飞机从太空向地面发射导弹，只要6.5分钟。拉登也许刚说完开场白，就一命呜呼了。“X-37B”正在太空巡航，寻找机会，必定要进行一次实战演习。第一次太空攻击必定震撼世界，这个日子已越来越近了。
“X-37B”的科学目标是验证太空飞机的设计、材料、飞行、载人飞行和自主着陆等技术性能，为空天飞机做技术准备。战术目标是建立长期运行的太空轨道飞行器，作为太空应急飞机和反卫星武器。战略目标是战略威慑、执行特殊任务，占领太空制高点，掌握太空权。空天飞机能更自由地出入大气层，不是将太空发展为一个旅游观光区，而是开辟了一个新战场。
知识卡
空天飞机
空天飞机
空天飞机是一种垂直起飞、水平着陆、可重复使用的太空飞机。垂直起飞是指利用运载火箭发射进入太空。水平着陆是指能像普通飞机一样在机场降落的飞机。空天飞机既是航空器，又是航天器，能在天地之间飞行的航空航天飞行器。
空天飞机的优越性能和功能使人类能够方便快捷地进出太空。在军事上，空天飞机可以像飞机一样盘旋在地球上空，随时发动攻击；可作为全球高超音速运输、洲际轰炸和战略侦察飞机；又可作为航天运载工具或太空武器，成为新一代的攻击、防御和威慑力量。
整流罩内的“X-37B”空天飞机
美国空军两种“X-37C”载人空天飞机蓝图
2010年4月22日，美国空军第一架“X-37B”空天飞机升空，经过1.456亿千米，224天9小时24分钟飞行试验后，在美国范登堡空军基地第12号跑道自动着陆。第二架“X-37B”空天飞机太空飞行时间达468天13小时2分，非常完美，超出想象。它成为继苏联“暴风雪”号、第一架“X-37B”之后世界上第3架从轨道返回自动着陆的可重复飞行的飞机，也是世界上在轨飞行时间最长的太空飞机。美国“X-37B”空天飞机引起广泛关注。它是今天世界上唯一在太空飞行的飞机。美国空军宣布：“X-37B”将进化升级为载人空天飞机——“X-37C”。美国波音公司已经为下一代空天飞机“X-37C”描绘蓝图。“X-37C”空天飞机为最多载人6名宇航员的空天飞机，比目前的“X-37B”增大约165%～180%，有加压舱和货舱，自主驾驶飞行能力，运行在低地球轨道，可为国际空间站运送宇航员。
美国空军正在实行太空战机载人化、地球战机无人化的战略。空天飞机的未来前景十分光明。空天飞机将成为自由飞行的太空战斗机，从低轨道到中轨道，甚至到3.6万千米的地球静止轨道。战机，从地球到太空，航程并不遥远。