在6月6-8日於北京召開的2017年全球航天探索大會（GLEX2017）上，中國航天科工集團公司公開了一種全新概念的組合式空天往返飛行器，也就是俗稱的“空天飛機”。從公開的模型看，組合式空天往返飛行器由兩級組成，第一級類似於翼身融合體、傾斜雙垂尾設計的大型無人機，第二級則形似一架小型無人航天飛機，由第一級揹負。據中國航天科工集團公司副總經理劉石泉介紹，空天往返飛行器可在地面機場水平起飛，在大氣層中加速爬升；到達30至40公里高度時一二級分離，一級水平著陸返回；二級繼續爬升進入近地軌道，完成運輸任務後再入返回。劉石泉稱，空天往返飛行器可以執行航天發射任務，並且能夠多次重複使用，具有廉價、安全、便捷、機動等優勢。
根據資料，這種空天往返飛行器是航天科工集團“騰雲工程”的全部，旨在突破以組合動力、機體/推進一體化技術為代表的核心技術，完善試驗設施建設，建成空天飛行器技術綜合研究體系。而據中國航天科工三院科技發展部部長助理戴江勇介紹，“騰雲工程”涵蓋多項關鍵技術，包括結構和熱防護、氣動外形設計、組合動力系統等。其中組合動力是一種新型動力，其基本原理是集成火箭發動機、衝壓發動機、航空發動機等不同動力模式，取長補短——飛行器起飛時，使用低速性能最高的航空渦輪發動機；達到一定速度後改用適應在大氣層內高速飛行的衝壓發動機；到達臨近空間，再用火箭發動機進入太空。
這種組合動力用技術名詞來講就是渦輪-火箭-衝壓組合循環發動機（TRRE），屬於世界上最高端的空天動力技術。之前，外界總是說中國在各方面的動力技術上都落後於發達國家，但是現在情況已經開發發生重大變化。據本屆大會消息，TRRE目前已經完成了地面試驗，今年年底前將開始飛行試驗。這意味著我國在組合循環動力上已經達到世界領先水平，為高超音速飛行器的發展奠定了堅實基礎。本屆大會還公佈了“騰雲工程”的計劃進度——在2025年完成關鍵技術攻關，2030年完成兩級入軌空天飛行器技術驗證試飛。
不少媒體將我國提出的空天往返飛行器概念與美國的X-37B軌道試驗飛行器進行對比。實際上，這兩者之間並無多少可比性，因為X-37B的發射方式和航天飛機一樣，是由火箭垂直髮射，所以X-37B嚴格來說是一種小型無人航天飛機，並非空天飛機。而我國的空天往返飛行器則是真正的空天飛機，因為它可以像普通飛機一樣在地面起降。外界分析，中國通過發展空天往返飛行器，不僅將大大提高航天發射能力，而且還可能以此發展出臨近空間偵打一體平臺，從而使中國的偵察和打擊能力逐步與美國相媲美。
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