X-37B空天戰鬥機（英文：X-37B Space Plane，又稱：X-37B Orbital Test Vehicle，縮寫：OTV，又譯為：軌道試驗飛行器），是美國波音公司研製的無人且可重複使用的太空飛機。該機由火箭發射進入太空，是第一架既能在地球衛星軌道上飛行、又能進入大氣層的航空器，同時結束任務後還能自動返回地面，被認為是未來太空戰鬥機的雛形。該機最高速度能達到音速的25倍以上，常規軍用雷達技術無法捕捉。
2014年10月17日，X-37B（OTV-3）已於完成連續飛行超過674天。
2020年5月17日，美軍X-37B太空飛行器在佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空。
美國東部時間2022年11月12日，美國軍方X-37B無人航天飛行器結束最新一次任務返回地球，在軌時間908天，再次打破自身紀錄。
X-37B於2023年12月28日晚上從佛羅里達州發射升空，執行第7次軌道飛行任務，代號為USSF-5。2。
基本介紹
- 中文名：X-37B空天戰鬥機
- 外文名：X-37BSpace Plane
- 生廠公司：波音公司
- 類型：無人太空飛機
- 主要用戶：美國太空軍
- 翼展：4.6米
- 全長：8.8米
- 機高：3米
- 全機空重：5000千克
- 武器配置：飛彈、雷射發射器
- 研發日期：1999年7月
發展沿革,歷史背景,初期研製,研製目標,研製試飛,研究團隊,套用領域,技術特點,總體設計,動力系統,電控系統,防護系統,軍事功能,空間威懾,性能數據,發射動態,發射記錄,飛行任務,發展前景,衍生型號,總體評價,
發展沿革
歷史背景
1999年美國宇航局選擇波音綜合國防系統集團軌道車輛的設計和開發，由波音公司加利福尼亞分公司的建立幻影工廠。在四年期間，總共有1億9200萬美元促成項目，NASA貢獻109美元的萬元，美國空軍16美元萬，和波音公司的67美元萬。在2002年底，一個新的3億100萬美元的契約授予波音公司作為美國國家航空航天局的部分太空發射計畫框架。
X-37B空天戰鬥機
X-37的氣動設計是來自大太空梭軌道器，因此X-37有類似的升阻比，和較低的交叉範圍在海拔較高的地區，Mach數相比於DARPA的高超音速技術飛行器。宇宙飛船被稱為一個早期的要求速度增量7000英里每小時（3.1千米/秒）來改變它的軌道。對該程式的早期目標是X-37交會衛星和修理。X-37的最初目的是進入軌道的太空梭的貨艙，但經歷了重新設計推出了三角洲IV或類似的火箭在確定了太空梭的飛行將是不經濟的。
X-37從NASA的國防高級研究計畫局（DARPA）在2004年9月13日立項。此後，該項目成為分類項目。DARPA晉升X-37作為獨立的空間項目。
初期研製
第一代空天飛機
1994～1996年，由美國空軍大學、空軍科學技術顧問委員會完成的一系列關於未來軍事裝備的研究報告均建議把空天飛機作為今後20～30年最重要的武器裝備之一。1996年7月，美國宇航局和洛馬公司簽訂了一項協定，由洛馬公司研製一種可重複使用的運載器技術驗證飛行器，並進行飛行試驗，以為研製和經營可完全重複使用的實用型運載器進行技術上的準備。該驗證機代號為X-33，而最終要研製的實用型飛行器被稱為“冒險星”。
X-33具備把11.35噸有效載荷送上國際空間站的能力，美國宇航局希望它能比老一代太空梭節省90%的發射費用。如果研製成功，X-33將是美國第一代真正意義上的空天飛機。像第一代太空梭一樣，X-33的發射和降落將分別採取垂直發射和水平降落的形式，但它支持單級火箭運輸，僅依靠自身發動機和內置燃料，無需任何外掛燃料的輔助燃燒動力就能進入軌道，不但能節省大量人力物力，同時還能縮短兩次任務之間的準備時間。為了達到這一目標，設計者們開發了一種新型的氣塞式火箭推動器，以使飛行器以18倍音速的速度飛行，同時，為減輕重量，X-33將採用新式的質量較輕的複合材料製造。但是，一些專家認為這些技術在當時並未成熟，將導致X-33的失敗。
NASA原計畫於1999年7月4日製造出樣機，1999年7月26日進行馬赫數為7的第一次飛行。但由於技術難度太大，X-33技術驗證機的研製任務未能如期完成。2001年，在經過5年的研究，耗資12.6億美元後，NASA和空軍相繼宣布取消X-33技術驗證機的研製計畫，但“冒險星”計畫並沒有被停止。洛馬公司當時準備成立一家公司，稱為“冒險星有限責任公司”，負責籌集製造和經營“冒險星”實用運載器所需的50億美元資金。
美國空軍雖未直接參與X-33項目，但卻一直對這種技術十分關注，美國宇航局取消X-33項目後，美國空軍太空司令部曾表示空軍想要評估形勢並有可能接管X-33計畫的後勤支持，但迄今未知有進一步訊息。
第二代空天飛機
1996年，NASA提出了Future-X計畫。這個計畫被拆成兩個子計畫，其中規模較小的“探險者”，就是X-37計畫。這是因為X-33計畫在1994年一度被凍結，影響到好幾個關鍵技術的研究進度。為了讓幾個致力於太空運輸方面的研究機構可以繼續把他們的實驗結果送上太空做高超音速的飛行驗證。
從1998年底直到1999年7月，波音與NASA簽署了4年合作協定，建造一系列驗證機中的第一架。依照計畫，X-37將成為第一架同時具備在地球衛星軌道上飛行和具備再入大氣層能力的飛行器，而機上的自動作業系統將在NASA所致力的“降低進入太空的負載成本”上扮演關鍵性的角色。在原計畫中，X-37可以由太空梭攜帶進入太空，但是在有報告指出使用太空梭攜帶X-37進入太空不合乎經濟效益後，就改由“三角洲4”或是相似的火箭負責這個任務了。在太空中，X-37可以經由本身配備的火箭引擎推動，得到25倍音速的飛行速度，直到重入大氣層前，X-37有21天的時間在太空中進行相關的實驗，然後重返地球，降落在傳統的跑道上。
研製目標
美國研製X-37B有多重目的：
X-37B空天戰鬥機
- 無人太空戰機
各國軍事專家普遍認為，X-37B未來能夠執行各類空天作戰任務，包括太空偵察、攻擊或抓捕敵國衛星、變軌及躲避反衛星武器等作戰行動。正是這些重要的軍事套用價值，人們將其定位為無人太空戰機。
X-37B太空梭之所以採用無人化設計，大致有三方面因素：首先是未來作戰的無人化，這是美軍大力增強作戰能力的重頭戲。從本世紀開始，美軍陸續推出了無人戰場裝備，如最早的無人駕駛車，到後來各類小型偵察運輸戰車，再到各種無人機。通過無人化作戰，不僅能夠節省大量人力物力，更重要的是能夠突破人體極限，進入各種人類難以承受的作戰環境及狀態，從而發揮出傳統人工模式難以達成的作戰效果。
其次是有人太空梭造價高、風險大、周期長。一架X-37B的造價不到太空梭的1/4，同時在相對成熟的火箭運載發射技術支持下，其成功率較大。最重要的一點是，X-37B可重複使用，這對於太空梭每次至少5億美元的發射成本來說，研製運用這一更加廉價的飛行運載器顯然是必然趨勢。
最後，從無人飛機的優勢角度看，X-37B將會發揮出與傳統太空梭相比更大的作用。無人機具有超隱身、長航時、超高速等一些現代戰機無法媲美的優點，而X-37B目前已經基本具備了這些優點，這次將近兩年的巡航時間，就足以表明X-37的超長“待機”能力，再加上最高達25馬赫的速度，更可令傳統雷達成為“睜眼瞎子”。
- 先進技術驗證機
為了達到以技術驗證的名義掩蓋不可告人軍事用途的目的，波音公司在X-37B身上集成了人類宇航和製造業的最先進技術，使其成為人類空間技術的集大成者。最典型的就是運用了超燃衝壓發動機。這種發動機，簡單地說就是在吸氣發動機中，使用超音速的氣流在極短時間內完成壓縮、燃燒和吸排氣任務，從而實現可重複使用。這一技術代表了四衝程發動機的最高水平。此外，X-37B還綜合運用了耐高溫複合材料技術、超音速燃燒技術、微秒級噴油點火技術等大量高精尖技術。
- 軌道飛行測試器
X-37B是X-37系列中的一種成熟型號。X-37是美國航天局(NASA)於1999年開始與波音公司聯手研發的，主要目的是為了取代太空梭。2004年，NASA退出該項目，將它移交給軍方。X-37項目共研製了3個型號試驗飛行器。其中X-37A主要是試驗型，X-37C是未來用於載人的型號，X-37B則是專門應美國空軍的要求而發展的型號。空軍負責X-37B項目後，輕描淡寫地將其描述為用於“可重複使用的無人太空測試飛行平台”，即軌道飛行測試器，似乎真的是進行科學試驗，以測試重複使用太空飛行器技術。
滑行試驗
2005年6月21日，在加利福尼亞White Knight莫哈韋航天發射場，X-37a完成載機攜帶試飛飛行。通過對2005下半年的X-37a進行結構升級，包括其加固前輪支持。進一步的載機攜帶試飛飛行測試和第一次自由飛試驗，初步預計在2006年2月中旬。X-37的公開亮相定於其月10日2006第一次自由飛行，但由於北極風暴取消。下一個航班的嘗試，在15月2006日，因大風取消。
月24日2006，X-37飛了，但一個鏈路故障無法自由飛行，和車輛返回仍然重視白騎士艦載飛機地面。7四月2006，X-37進行了首次自由滑翔飛行。在著陸過程中，車輛衝出跑道和持續的輕微損傷。以下車輛的延長停機檢修，計畫從Mojave搬到空軍42廠（kpmd）在帕姆代爾，加利福尼亞對於剩下的飛行試驗計畫。白騎士繼續設在莫哈韋沙漠，雖然它被運送到植物42時的飛行試驗計畫。五個額外的航班進行，兩導致X-37發布成功著陸。這兩個自由飛行發生在2006和九月2006月18日26。
測試驗證
2006年11月17日，美國空軍宣布將開發自己的NASA的X-37a改型。空軍版本被指定為X-37B軌道試驗飛行器（OTV）。OTV方案是建立在早期的工業和政府的努力，DARPA，NASA和空軍，並由美國空軍快速能力辦公室，與美國航天局合作和空軍研究實驗室。波音公司是主承包商為OTV方案。X-37B的目的是在軌道上停留在一個時間長達270天。這個美國空軍部長聲稱OTV項目將集中在“降低風險、實驗、開發和經營理念為可重複使用的太空飛行器技術，在長期的發展空間目標的支持。”
X-37B原定於在太空梭的有效載荷艙發射，但繼2003“哥倫比亞”號空難，它被轉移到一個德爾塔II 7920。X-37B隨後被轉移到一個被配置在宇宙神5火箭，以下的關注超過了半開式飛行器的空氣動力特性在發射過程中。以下任務，X-37B太空船降落在跑道范登堡空軍基地，加利福尼亞，與愛德華茲空軍基地作為一個備用的網站。2010、製造工作開始的第二X-37B，OTV-2，進行了首次發射在2011三月。
2014年10月8日，美國宇航局證實，X-37B飛行器將被安置在甘迺迪航天中心在軌道器處理設施（OPF）1和2，先前被太空梭機庫。波音公司曾表示，太空飛機將在一月2014 opf-1，和空軍此前曾表示，它正在考慮鞏固X-37B操作，安置在加利福尼亞范登堡空軍基地，靠近他們的發射場在卡納維拉爾角。美國宇航局還表示，計畫已經完成的測試來確定X-37B，四分之一的太空梭的大小，可以登入前太空梭跑道。美國宇航局同時表示，兩個機庫改造將於2014年底竣工；對opf-1主門上標著訊息“X-37B回家”這一點。
2012年1月，有指控稱X-37B被用來監視中國的天宮一號空間站模組。前美國空軍軌道分析師Brian Weeden隨後反駁了這種說法，強調兩太空飛行器不同軌道排除任何實際監控飛行計畫。
2014年10月，衛報報導安全專家聲稱，X-37B正在使用“測試偵察和監視感測器，特別是如何抵擋輻射、軌道等危害。”
2016年11月，國際商業時報表示，美國政府正在測試的版本Emdrive電磁微波推力器對X-37B的第四次飛行。2009、與波音Emdrive技術轉讓契約進行經國務院和英國市的出口許可證，批准英國國防部。波音公司已經表示，它不再是追求這一領域的研究。美國空軍表示，X-37B測試霍爾推力器系統洛克達因公司。
X-37B空天戰鬥機
研製試飛
X-37B軌道試驗飛行器（Orbital Test Vehicle，OTV）各型號研製概況。
OTV-1
OTV-1，第一型X-37B，推出它的第一個任務–usa-212，由宇宙神5火箭從卡納拉爾角空軍站佛羅里達州於2010年4月22日UTC 23:52發射升空。飛船進入低地球軌道測試。美國空軍沒有透露的使命軌道的細節，業餘天文學家聲稱已經確定軌道的太空飛行器和分享發現。2010年4月22日，飛船在39.99度傾斜，在地球每90分鐘軌道249~262英里（401~422千米）高度飛行。OTV-1據說過同一點每四天在地球，並在255英里的高空操作（410千米），是典型的軍事偵察衛星。
美國空軍2010年11月30日宣布，OTV-1返回計畫於12月3~6日的時間內著陸。按原定計畫，OTV-1脫離軌道，重返地球的氣氛，並成功降落在范登堡空軍基地，2010年12月3日在09:16UTC，於美國第一軌道降落到跑道；完成這一壯舉的第一個太空飛行器是蘇聯暴風雪穿梭在1988。總之，OTV-1總計飛行224天9小時。OTV-1降落時遭遇爆胎，持續的摩擦造成飛船底部輕微損傷。
OTV-2
OTV-2，第二型X-37B，於2011年3月5日用阿特拉斯V火箭從卡納維拉爾角發射升空。2011年11月29日，美國空軍宣布將延長代號usa-226的任務，持續時間超過270天的初始設計。美國空軍表示，OTV-2計畫在范登堡空軍基地著陸。2012年6月16日，OTV2飛船自主著陸，在太空中度過了468天14小時。
OTV-3
OTV-3，是首架X-37B飛船的第二次飛行，原定於2012年10月25日發射，但由於與阿特拉斯V火箭發動機問題發射推遲。隨後2012年12月11日，X-37B成功從卡納維拉爾角發射升空，並被定為美國-240任務。OTV-3任務飛行於2014年10月17日16:24在范登堡空軍基地X-37B成功著陸而結束，在軌飛行總計674天和22小時。
OTV-4
空軍推出四分之一X-37B任務，指定OTV-4和代號為afspc-5，登上阿特拉斯V火箭從卡納維拉爾角空軍基地20日2015 UTC15:05。發射被指定usa-261是第二X-37B車輛二飛行。該任務將測試Aerojet公司洛克達的xr-5a霍爾推力器在支持的先進極高頻通信衛星計畫，並在空間各種材料測試進行美國宇航局調查。任務預計將持續至少200天；截至2016十月11，車花了509天和軌道8小時。
研究團隊
X-37的研究工作本由美國航天局（NASA）主持，其最初設計目的只是充當太空梭的換代候選產品。2004年後，五角大樓高級計畫研究局突然從NASA手中接管了X-37的全部研製工作，此後X-37一直處於絕密狀態。除美國外俄羅斯、印度、德國、日本等國也在積極地研製空間作戰飛行器。
套用領域
美國空軍發展X-37B項目的主要目的之一仍然是尋找一種低成本入軌的平台，美軍希望能夠獲得從地面快速進入近地軌道的通道，而且還要具備低成本、可重複使用的特點。
美X-37B軌道飛行器想像圖
一直籠罩在神秘光環里的美國空天飛行器X-37B到底將用來乾什麼，外界說法不一。多名熟悉情況的西方專家表示，這種飛行器主要充當能快速回響需求的太空“眼睛”，而非外界猜測的那樣是空天武器。
美國空軍試圖輕描淡寫地宣稱，X-37B是“可靠的、能重複使用的無人太空測試飛行平台”，主要用於測試可重複使用太空飛行器技術，完成科學試驗。聽上去似乎與太空梭差不多，但不要忘記太空梭也是有軍事用途的。從1982年到1992年，美國太空梭完成了一系列軍事任務，曾多次攜帶秘密軍用間諜衛星升空。
除了偵察平台外，外界還猜測X-37B將成為一種跨時代的高超音速武器。但報導稱，美軍正式否認X-37B將成為武器平台，“X-37B並非是太空武器，它只是太空梭的升級版。”報導稱，X-37B採用的先進技術和昂貴造價注定它不可能成為一次性的消耗性武器，同樣由美空軍負責的X-51A“馭波者”和“獵鷹”高超音速飛行器才是測試美軍未來新概念武器的平台。
X-37B的具體飛行任務為軍事機密，歸屬美國空軍太空司令部控制。美國軍方採購了第二架性能更好的X-37B飛機，於2011年試飛。
美國一直堅稱科學研究是研製X-37B的主要目的。美空軍副助理部長佩頓（Gary Payton）在2010年4月22日解釋：“我不知這為何會被說成太空武器化，這只是太空梭的升級版。”一些航天業內人士認為X-37B實際上是一種先進的太空戰鬥機或太空作戰太空飛行器。X-37B很可能將是人類首架太空戰鬥機。另根據媒體推測，美國太空戰機大致在2015年定型，到2025年方能真正形成戰鬥力。
X－37B降落在范登堡空軍基地
而美國軍方公開的訊息是X-37B尚處於驗證機階段，且其研發進度一再拖延。太空戰機的概念和研究從上個世紀二戰前提出到如今近百年過去了，進展並不順利。
美國空軍女發言人布萊爾披露，X-37B由太空司令部第三太空實驗中隊指揮，它能夠支持一系列試驗。她說：“第一次飛行將著重驗證長期飛行、可重複使用的太空運載工具所必需的技術、即自動返回和著陸的能力。”
軍事專家認為，所謂的空天飛機分兩種類型，一種是在 2025年或其後部署的空天轟炸機，它能在2小時以內飛行1.6萬千米、攜帶約5.4噸炸彈或巡航飛彈，從美國本土出發轟炸全球任何一個地方的敵對目標。另一種是空天偵察—反偵察機，能在太空偵察敵情、攻擊敵方衛星及其他航天飛行器和維修本國衛星。普遍認為，空天飛機能否實現快速轟炸打擊能力仍有待觀察。其中，美軍空天飛機達到太空作戰的能力至少還需要10到20年時間。
X-37B空天戰鬥機
技術特點
總體設計
- 機體結構
X-37B在機體設計上，採用發動機和機身一體化布局，構成高度流線化的氣動外形；翼展內設有垂直穩定裝置，具有良好的穩定性；尾部採用V型的傾斜雙垂直尾翼布局，可確保高攻角飛行時自動改變整個機翼攻角；它設計有載荷艙，可搭載試驗載荷。
X-37BOTV太空飛行器發射結構
X-37軌道試驗飛行器是一種可重複使用的機器人太空梭。這是一個120%規模的衍生物波音X-40，測量超過29英尺（8.8米）長，並具有兩個角形尾翼。X-37發布會上阿特拉斯V 501版用火箭半人馬第二階段。X-37是設計在一個高的速度範圍內操作馬赫25再入。
技術證明在X-37包括改進熱防護系統，增強航空電子設備，自治制導系統和一個先進的機身。太空梭的熱防護系統是建立在前一代的再入大氣層太空飛行器，結合二氧化矽陶瓷瓦X-37的航電系統採用波音公司研製的CST-100載人飛船。在X - 37的發展是“幫助美國宇航局設計和開發軌道太空梭，旨在提供一個船員救援和人員運輸能力和從國際空間站“根據美國國家航空航天局的事實表。
NASA的X-37是由一個噴氣發動機使用可貯存推進劑ar2-3供電，提供6600磅力（29.4kN）。人類額定ar2-3引擎已套用於雙電源nf-104a太空人訓練車輛，並對過氧化氫X-37為使用新的飛行認證/JP-8推進劑。據報導，這是改變自燃四氧化二氮/聯氨的推進系統。
X-37的土地後自動返回軌道，和第二有這種能力的可重複使用的太空飛行器，後蘇聯暴風雪穿梭。X-37是最小最輕的軌道太空梭飛到日期；與發射質量約11000磅（5000千克），它大約是一季度的大小太空梭軌道器。2013，愛爾蘭啤酒世界紀錄認可X-37是世界上最小的軌道太空梭。
2015年4月13日，空間基礎授予與X-37團隊2015太空成就獎“大大推進國家的藝術和可重複使用太空飛行器在軌運行，具有設計，開發，超過三任務總計1367天空間試驗的X-37B空天飛行器的軌道運行。”
- 內置貨艙
X-37B的內置貨艙能夠轉載貨物、機械臂，那么X-37B在軌驗證太空飛行器的導航控制技術、熱防護材料、發動機技術、空間對接以及載人能力等就是“隱性”任務，美軍可以根據X-37B不同階段來制定各種分級任務。
X-37B的體積雖小，但功能齊全，有一個與太空梭相似的背部載荷艙，尺寸與皮卡車的後貨箱相當，這是X-37B的一個顯著的亮點，載荷能力為大約在2噸左右，內置貨艙可以搭載小型機械臂，抵達軌道後可展開軌道作業，如抓取敵方在軌衛星、破壞太空飛行器、釋放小型載荷等等。為了滿足X-37B的在軌能源需求，其還攜帶了太陽能電池板，可提供不間斷的電力供應。
動力系統
X-37A原先以高純度的過氧化氫和JP-8煤油作為推進劑。但X-37B則改為了甲基肼（MMH）和N2O4的雙組元自燃推進劑，雖然MMH有劇毒，然而技術上則更為成熟。X-37B的在軌機動能力是美軍測試的重點之一，由於X-37B需要對敵方太空飛行器進行偵察、攻擊，因此需要不斷變軌，具備不同高度的軌道機動能力是非常重要的，X-37B也需要不斷變軌進行防禦，因為軌道垃圾實在是太多了，稍不留神就有可能偷雞不成蝕把米，被空間碎片擊中而失效。
X-37B在動力系統設計上，採用“渦輪噴氣發動機+AR2-3超燃衝壓發動機+RD-18火箭發動機”的組合動力方式，最高速度達到25馬赫；尾部帶有26個俯仰和姿態控制助推器，使其具有大範圍機動變軌能力，能進行變軌和脫軌。
電控系統
X-37B還攜帶有太陽能電池板，便於長期執行任務。在操控系統上，X-37B採用人工智慧控制系統，自主能力很強。執行任務時，由地面操作人員進行監控和遠程遙控，機身上配有先進的自動化機載系統自檢裝置，確保隨時檢查飛行狀態。
防護系統
X-37B防護系統上，採用全新複合材料製成的耐熱保護套，並且在一些特殊部位採用新型冷卻裝置，可減輕再入大氣層時1800攝氏度高溫產生的燒蝕損害。在起降方式上，X-37B採用太空梭的起降方式：垂直發射入軌，在軌完成任務後啟動軌道機動引擎，進入自動駕駛模式再入大氣層，以滑翔方式在范登堡空軍基地或愛德華茲空軍基地自動著陸。
軍事功能
- 武器配置
儘管X-37B屬於低軌道太空飛行器，其直接的太空作戰能力有限，但軍事專家認為，X-37B可搭載飛彈、雷射發射器等先進武器實施遠程精確打擊，其作戰潛力不可低估。
X-37B升空後可迅速到達全球任何目標的“上空”，利用自身攜帶的武器對敵國衛星和其他太空飛行器採取控制、捕獵和摧毀等攻擊，甚至向敵國地面目標發起攻擊。由此可見，X-37B完全有可能成為“軌道轟炸機”。
- 偵察設備
X-37B能夠搭載多種偵察設備，在高空對海陸空目標及外太空目標進行偵察，並將偵察信息實時傳遞給作戰單位。如果這種無人空天飛機可靠的話，可以促使美軍快速大量部署低軌道偵察衛星。
- 多種功能
X-37B由“阿特拉斯”火箭送入軌道，並通過自身攜帶的太陽能電池板製造需要的電能。X-37B可承擔偵察、導航、控制、紅外探測，並且在完成任務後自動返回地面。
飛機減速離開太空，可以使用范登堡空軍基地長4600米、寬61米的跑道著陸。在軌道上，此太空梭可以從事情報收集、發射小衛星、測試太空設備等工作。X－37B不僅具有飛行速度快，滯空時間長，發射費用低等優點，還擁有強大的偵察和攻擊潛力，被軍事觀察家稱為“空天戰機的雛形”。
根據美國空軍公布的資料，可重複使用的X-37B的尺寸只有美國現役太空梭的四分之一。X-37B可以在軌道上運行270天。在戰時，該機有能力對敵國衛星和其他太空飛行器開展“軍事行動”，包括控制，捕獲和摧毀敵國太空飛行器，對敵國進行全方位軍事偵察等等。因此，X-37B很可能將是人類首架太空戰鬥機。
X-37B“軌道試驗飛行器”項目由美國空軍快速反應能力辦公室負責，美國飛機製造巨頭波音公司旗下的“幻影工廠”參與研發和製造。現已經製造出兩架X-37B飛行器。X-37B採用翼身組合體構型，長8.8米，高2.9米，起飛重量約5噸，翼展4.6米，尾部有兩扇豎尾翼。X-37B外形酷似小型無人太空梭，但大小只有太空梭的四分之一左右。X-37B有著驚人的速度，能在30-100千米的臨近空間以高超音速飛行，飛行速度最高可達25馬赫，飛行過程中所有功能自動運行，無需地面遙控。X-37B有一個與太空梭相似的背部載荷艙，搭載小型機械臂，可在抵達預定位置後進行軌道作業。X-37B利用太陽能提供動力，可在距地面203-926千米的低軌道上運行數百天。在軌期間，有效載荷艙門打開後，太陽能帆板也將展開，為在軌的X-37B電源充電。X-37B集航空器和太空飛行器優勢於一身，具有無人化、駐軌時間長、重複使用率高和可維修性強等特點。
X-37B延續了美軍提出的“先期概念技術演示驗證”的發展模式，旨在通過飛行試驗，驗證預研製階段的技術成果，以檢驗技術的可行性、作戰適用性和經濟可承受性。現階段，美國空軍快速反應能力辦公室主要負責X-37B項目的試驗和驗證。據美國空軍官方網站公布的訊息，X-37B將驗證包括長時間在軌運行能力、X波段雷達和機械臂等載荷的套用能力、密封技術、熱防護系統、太陽動力系統、環境建模系統性能等在內的一系列硬體設施和技術能力。X-37B分別於2010年、2011年、2012年和2014年執行了4次飛行任務。在第五次飛行試驗前夕，美軍方透露，此次X-37B將會搭載“先進結構嵌入式散熱器”（ASETS-11），這個由美國空軍實驗室設計的儀器可在太空環境中測試電子儀器和震盪型熱管。
X-37是一種由助推火箭發射或飛機投放、可進入地球衛星軌道高速飛行的無人駕駛空天飛機。由於它通過遙控導航，沒有駕駛艙，因此體積比太空飛船小很多，非常符合空天飛機輕便靈活的要求。它長約9米、翼展4.57米、可攜帶2噸左右的物品，照設計能在近地軌道上以每小時2.5萬千米的高速飛行。相比之下，傳統的太空飛船重90多噸，長37米。X-37計畫與X-33有一定關聯。X-33雖然失敗了，但它的重複發射設計在太空運輸方面具有極大的商業價值，
與常規戰鬥機相比，X-37B雖然塊頭小，卻裝有強大的動力裝置。藉助火箭發射升空時，它的速度可達到25倍音速。在這一速度下，地面雷達很難發現並跟蹤X-37B的軌跡。X-37B可憑藉自帶的太陽能電池和鋰電池提供動力，其飛行時間高達270天。
X-37B與其他太空飛行器的對比：從X-37B的軌道高度也可以看出這種空天平台能夠覆蓋大多數衛星的軌道，根據西方一些觀察家的評估，X-37B的軌道高度最多可以達到1000千米，能夠對當前的多種軌道衛星構成潛在的威脅，畢竟X-37B上天后具備捕捉衛星的能力，能夠在軌游弋，執行的任務也區域多樣化。
作為一種可重複使用的太空飛行器，X-37B還應該具備極強的再入與自主控制能力，由於X-37B能夠在亞軌道空間與近地軌道之間進行飛行模式的切換，而亞軌道空間的大氣密度又比較高，近地軌道的環境又與亞軌道空間截然不同，因此X-37B的熱防護能力要更強，美軍在這三架次的X-37B中都測試了不同等級的熱防護能力，能對X-37B的空氣動力特點進行了研究，使之成為一種能夠快速進入軌道、成本較低的智慧型“殺手鐧”。
空間威懾
X-37B空天戰鬥機是一種可衍生出多種作戰能力的通用武器平台，X-37B的設計功能和戰技性能很可能成為美軍未來爭奪太空控制權的主戰裝備。
一、能夠實施空天偵察、監控
X-37B的飛行軌道符合成像偵察載荷的特徵，運行規律與成像偵察衛星的運行規律極其接近。與傳統偵察衛星相比，X-37B的機動偵察性能更強。不僅能按既定的設計偵察相關區域，而且能夠根據需要改變飛行軌跡，靈活機動至傳統偵察衛星的覆蓋盲區，從而增大偵察和監視的面積。還可有針對性地飛臨目標上空，實現對敏感地區的及時、重點偵察和監視。這種靈活的變軌機動能力，將使敵方很難發現其軌跡行蹤，從而達到隱蔽生存的目的。同時，還能夠有效躲避各類反衛星飛彈或武器的攻擊，從而顯著增大了自我防衛能力，提高了自身的安全性。
二、具有戰場綜合信息節點功能
X-37B不僅可充當變軌型偵察衛星的角色，其自帶的各種電子設備還能夠完成大量信息處理功能，如飛行導航、通信指令傳輸、太空衛星監視和網路聯結等。因此，它不僅僅是一隻空天偵察之“眼”，而且是一個空間信息樞紐，可充當“太空預警機”的指揮角色。利用這一功能，X-37B能與地面和空中其他裝備互聯互通，成為未來作戰體系中極其重要的“神經中樞”。
三、具備太空客貨運輸能力
2014年上半年一份波音公司關於X-37B的建議報告，詳細描述了通過任務拓展，使其具備執行低軌道貨運和乘員運輸的能力。一旦X-37B的客運能力得到完善，就能有效充當太空巴士，將太空人及時送往空間站或其他在軌飛行器，執行各類控制、維修甚至破壞敵方航空器的任務。
四、可快速部署各類衛星
X-37B具有靈活的載荷結構，具備運載各類小型衛星的能力。在戰事緊急的情況下，X-37B可以短時間內多次往返天地之間，從而快速將衛星部署到作戰軌道上去。這就大大節省了衛星發射和部署時間，可有效解決美軍面臨的衛星資源短缺問題。
五、可執行各類空間反制行動
與“察打一體”無人機相比，X-37B藉助其空間機動能力，能夠進行天基反衛、天基反導任務。X-37B可接近敵國衛星，實施軟硬攻擊行動。在硬打擊方面，可以通過伸出機械臂或攔截網的方式，將衛星捕獲；在軟打擊方面，可使用雷射動能武器，將衛星的電子元件燒毀，使其徹底報廢。還可通過電子干擾或無線接入等方式，擾亂篡改敵方衛星程式，達到控制和利用敵衛星的目的，實現“你的衛星，為我所用”的攻擊效果。X-37B還可通過部署雷射武器執行空間反導任務，達到摧毀或破壞遠程彈道飛彈的目的。通過精確的偵察定位和軌道計算，X-37B能夠快速計算出最佳攔截點的位置，利用發射雷射的方式，直接摧毀或改變飛彈飛行軌跡。
六、可實現全球快速天對地打擊
2003年，美軍正式提出並宣布了一項新的作戰能力計畫——全球快速打擊計畫，X-37B正是其天基打擊平台的備選方案之一。專家們預測，美軍可在不久的未來，研製出天基投射飛彈，形成對高價值戰略目標的快速打擊能力。這種天基飛彈可在飛行過程中裝訂參數，而不需要事先進行目標定位參數的輸入。飛彈在飛行過程中，由其他目標指示單位控制飛彈飛行，使飛彈能夠靈活選取更加有用的目標進行打擊。按照這種構想，作戰時，X-37B先機部署，一旦危機發生，可快速機動至發射軌道，並發射天基投射飛彈，對全球任一重要目標實施打擊。由於這種飛彈飛行速度極快，可在不到1小時內攻擊預定目標，這樣，在不使用核武器的情況下，X-37B將成為取代核威懾的又一新型戰略威懾手段。
X-37B返回大氣層示意圖
性能數據
基本參數 | |
|---|---|
長度 | 8.9米 |
翼展 | 4.6米 |
機高 | 2.9米 |
空重 | 3.5噸 |
載重 | 4990千克 |
性能參數 | |
軌道速度 | 28200千米/小時 |
在軌飛行時間 | 最長270天（設計） |
飛行軌道高度 | 200~900千米 |
電子設備 | 多種大功率偵察和干擾設備，能夠使敵方雷達“失明” |
試驗艙 | 試驗艙長2.13米，直徑1.22米，可容納227千克設備 |
燃料艙 | 備有燃料和電池板，可在軌道停留270天 |
主發動機 | 1台火箭發動機，能以1126千米/小時的速度進行變速和脫軌機動 |
發射動態
發射記錄
任務 | 架次飛行 | 發射日期 | 降落日期 | 運載火箭 | 發射地點 | 降落地點 | 在軌時間 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
OTV-1 | 首架X-37B 首飛 | 2010年4月22日 | 2010年12月3日 | 阿特拉斯-5（宇宙神-Ⅴ） | 卡納維拉爾角甘迺迪航天中心 | 加利福尼亞州范登堡空軍基地 | 224天 |
OTV-2 | 第二架X-37B 首飛 | 2011年3月5日 | 2012年6月16日 | 469天 | |||
OTV-3 | 首架X-37B 第二次飛行 | 2012年12月11日 | 2014年10月17日 | 674天 | |||
OTV-4 | 第二架X-37B 第二次飛行 | 2015年5月20日 | 2017年5月7日 | 卡角甘迺迪航天中心 | 超過700天 | ||
OTV-5 | 第二架X-37B 第三次飛行 | 2017年9月7日 | 2019年10月27日 | 獵鷹9號火箭 | 780天 | ||
OTV-6 | 首架X-37B 第三次飛行 | 2020年5月17日 | 2022年11月12日 | 阿特拉斯-5（宇宙神Ⅴ） | 佛羅里達州甘迺迪航天中心 | 908天 | |
參考資料 | |||||||
飛行任務
截至2014年10月，X-37B共進行過3次成功的試飛。2010年4月至12月，首架X-37B成功完成為期224天的在軌飛行試驗；2011年3月至2012年6月，第二架X-37B完成了為期469天的在軌飛行試驗；第三次試飛是2012年12月11日到2014年10月17日，共674天，第三次試飛的X-37B與第一次試飛時的X-37B是同一架飛行器。
X-37B戰鬥機由“宇宙神-5”火箭發射升空
2010年
2010年4月22日，美國空軍花費10年研製的全新“空天戰機”X-37B首次試飛。這種外形和功能都酷似小型太空梭的戰機將通過火箭送入軌道環繞地球飛行，然後再以滑翔方式返回地面。據悉，該機將從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地升空，並且在加利福尼亞州著陸。
2010年4月23日7點52分（美國東部時間4月22日19點52分），美國研製的人類首架太空戰鬥機X-37B從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地SLC-41發射台成功發射升空，“宇宙神-5”火箭執行了此次發射任務。X-37B在戰時，有能力對敵國衛星和其他太空飛行器進行軍事行動，包括控制，捕獲和摧毀敵國太空飛行器，對敵國進行軍事偵察等等。
這架X-37B無人駕駛太空飛機在當地時間2010年12月3日凌晨1點16分降落在美國加州范登堡空軍基地。但是，美國空軍沒有透露飛機的具體用途，也沒有說明這次飛行所攜帶的物品。這次X-37B安全著陸是太空飛機首次自主重返大氣層，創下了新的紀錄。對美國太空計畫的發展具有重要意義。
2011年
2011年3月5日美國東部時間下午5時46分，美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地成功發射第二架由一枚“宇宙神-5”火箭運載火箭搭載的X-37B軌道試驗飛行器，計畫飛行時間9個月，期滿後延長6個月，於2012年6月16日成功返回地球。
X-37太空戰機在軌性能展示
X-37B長8.8米，實際上是一種“迷你太空梭”，往返太空和地面，可重複使用。不過，這種“迷你太空梭”並不搭載太空人。 美國2010年發射第一架X-37B，運行224天於2010年12月3日返回地面。按照美國空軍的說法，一旦投入使用，這種飛行器可以執行太空偵察、修復衛星等任務。
X-37B由波音公司研製，首架曾在軌道運行225日。據悉，X-37B所有運作在升空後“自動進行”，無需地面人員遙控。
2012年
2012年12月11日從卡納維拉爾角空軍基地成功發射。執行本次任務的X-37B與2010時發射的為同一架。這架X-37B的發射，使用的運載工具為阿特拉斯5型火箭，累計軌道飛行時間671天，打破了前一架次X-37B所保持的記錄。
2014年
2014年10月14日，X-37B（OTV-3）軌道飛行時間671天，美國空軍“絕密級”X-37B迷你太空梭可能返回，並降落在美國加州范登堡空軍基地，空軍的官員已經在范登堡空軍基地準備迎接X-37B的降落。
2014年10月17日，美國軍方宣布，2012年12月從佛羅里達州卡納維拉爾角發射升空的X-37B於當地時間當天上午9時24分（台北時間18日0時24分）在加利福尼亞州范登堡空軍基地著陸。這是該飛行器執行的第三次試飛測試任務，也是迄今耗時最長的一次“秘密任務”。
2015年
美國空軍X－37B“軌道試驗飛行器”將於2015年5月執行第四次在軌飛行任務。與此前3次任務高度保密、完全避談細節不同的是，美國空軍此次主動透露，將在飛行中測試一種可提高能效的新型推進器。美國聯合發射聯盟公司28日說，5月20日，一枚“宇宙神-5”火箭將從佛羅里達州卡納維拉爾角把X－37B送入太空。美國空軍快速反應能力辦公室主任蘭迪·沃爾登在一份聲明中表示，此前3次飛行任務主要是驗證飛行器，而此次任務的重點將轉為對試驗性載荷的測試。
2017年
當地時間2017年5月7日，美國空天無人機X-37B完成滯空718天的任務後，於美國佛羅里達州卡納維拉爾角順利著陸。
2020年
2020年5月17日，美軍X-37B太空飛行器在佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地發射升空。這是美軍首次向外界公布X-37B太空飛行器的飛行任務。
當地時間2022年7月10日，美國《空軍雜誌》網站報導，隸屬美國太空軍的一架X-37B空天飛機在太空中連續飛行超過780天，已經刷新了之前的最長在軌紀錄。
美國東部時間 2022年11月12日5時22分，美國軍方X-37B無人航天飛行器結束最新一次任務返回地球，在美國佛羅里達州甘迺迪航天中心著陸。在軌時間908天，再次打破自身紀錄。
2023年
2023年12月11日，據美國有線電視新聞網報導，美國太空探索技術公司（SpaceX）已將“獵鷹重型”運載火箭的下一次發射推遲到最早當地時間12日晚上，從而延遲了X-37B太空飛機的發射。12月16日訊息，SpaceX公司表示，將於12月28日發射美國軍方X-37B機器人太空飛機，執行其第七次軌道飛行任務。
美國太空軍作戰部長薩爾茨曼解釋說，這一名為OTV-7的飛行將進行“突破性”試驗，“為美國提供加強當前和未來太空作戰能力的知識”。美軍方稱，這架無人機預計將在太空進行的測試包括“未來太空領域感知技術”的試驗。專家推測，這可能意味著X-37B將密切關注敵國發射的衛星，掃描天空之外的潛在威脅。
當地時間2023年12月28日晚，美國太空探索技術公司（SpaceX）在佛羅里達州甘迺迪航天中心成功發射美國軍方X-37B“軌道實驗飛行器”。
發展前景
研發空天飛機需投入大量資金，需解決諸多技術難題，為何美等已開發國家對此還趨之若鶩。原因是不言而喻的。軍事專家普遍認為：空天飛機的出現及大量運用將對未來戰爭產生深刻的影響，未來戰爭將面貌一新。
拓展作戰空間
由於空天飛機具備現有航空飛行器所不可比擬的速度優勢，在有高超音速參戰的未來戰爭中，作戰地幅將大大縮小。例如，速度為6馬赫的高超音速飛行器，能在6小時內環繞地球一周，能夠在2小時內打擊地球表面任何一個目標。
更重要的是，專家預測21世紀作戰空間將延伸至太空，誰占據了太空，誰就占領了未來軍事的制高點。空天飛機可以跨大氣層飛行，進一步拓展傳統作戰空間。它不僅可以承擔高超音速飛機的所有任務，同時還可以對航天發射和空間作戰產生重大影響。例如，它可以作為天基監視和偵察、通信系統平台支援作戰，還可以作為反衛星武器平台，直接參與作戰，迅速擊毀敵方衛星或太空飛行器。可以作為戰時的空間指揮平台，空天飛機能像空間站那樣在軌道長期停留，它可配備先進的指揮控制系統，一旦戰時需要，可以直接承擔起空間作戰指揮控制任務。
在作戰保障方面，空天飛機可以較低的費用進行發射，快速部署小衛星群和回收衛星，並可對在軌太空飛行器進行維修。
不對稱發展
現代戰爭中，隱身飛機、精確制導武器的套用已使空中突防和地面防空呈現不對稱發展趨勢，對敵防空系統關節點實施點穴式精確打擊，短時間內就可使敵苦心經營的防空系統分崩離析，而空天飛機若套用於戰爭將使得這種不對稱性繼續加劇。高空天飛機的飛行速度將使得防空系統的攔截機率因反應時間太短而大幅度下降，並可有效地制約預警系統和地面防空武器系統整體功能的發揮。
提高作戰效能
空天飛機具有的速度優勢不僅能通過熱輻射和衝擊波造成毀傷，而且其直接命中目標後巨大動能釋放的能量可輕而易舉地破壞目標的內部結構。比如只有1．5千克重的高超音速炮彈，其威力足以使一座橋樑頃刻解體。
可以預言，隨著相關技術的進一步發展與突破，空天飛機時代不久將會到來。空天飛機在軍事上的廣泛套用，將譜寫未來戰爭的新篇章。
X-37B空天戰鬥機
衍生型號
2002年，美國航空航天局和波音公司簽訂了太空運載計畫契約，其目標是開展大氣層和軌道飛行測試，並驗證飛行器攜帶偵察設備和武器入軌長時間運行的能力，因而使X-37重獲新生，並衍生出X-37A、X-37B、X-37C3種型號。
X-37A
X-37A，全稱“迫近與降落測試飛行器”，已在2006年完成了一系列受控運載測試和自由飛行測試任務。它搭載私人公司的“白騎士”雙體航空器升空後自由滑翔著陸，測試了在大氣層內的重返軌跡。
X-37B
X-37B是X-37A的升級改進版，可以實現發射進入大氣層並長期在臨近空間及近軌道運行。和X-37A一樣， X-37B可返回大氣層空間實現自由著陸。
X-37C
2011年，波音公司宣布了一項擴放大版X-37B的改型計畫X-37C。據美國媒體透露，波音公司擬研製的能搭載6名航天員的X-37C，是一種比已退役的太空梭更靈活、更廉價的小型太空梭，既可以為國際空間站提供運輸服務，也可以長期停留在空間站上作為救生艇。
總體評價
由於是高科技戰爭時代，如果雙方之間有一方出現革命式的工業發展就會出現燒火棍對抗核子彈的情況。
X-37B組裝中
美國的《基督教科學箴言報》稱，X-37B的試飛“非常清楚地表明‘太空武器化’已經開始”。
亦有部分中國軍事專家認為X-37B不是真正的太空戰機，美國的太空戰機SMV計畫距離投入實用還遙遙無期，美國此時公開此項目更多的是出於戰略威懾和誘導的意義。
俄羅斯紐帶新聞網稱，美國秘密研製的X-37B可能是世界上首架“太空戰鬥機”。它有能力對敵國衛星和其他太空飛行器開展軍事行動。文章稱，除美國外，俄羅斯、印度、日本等國也在積極研製空間作戰飛行器。而俄羅斯《觀點報》則對美國是否真能試製成功空天戰機表示懷疑。
美國蘭德公司防務分析專家彼特·威爾遜認為，“X-37B被認為是能將少量的有效載荷送入軌道，執行一系列的軍事任務，然後再返回地球的飛行器的雛形。”他說，該計畫2004年由美國空軍“應急反應能力辦公室”接管，這個辦公室負責評估美國應付恐怖分子和一些國家襲擊的快反能力等。此前美國《連線》雜誌曾報導稱，美國國防部曾有過“兩小時內攻擊地球上任意一個目標的快速全球打擊”的戰略構想。
中國空軍指揮學院王明志大校對《環球時報》說：“美國一直有建立全球快速打擊部隊戰略意圖，而空天飛機不受大氣層影響，可用於全球快速打擊。”有專家稱，美空軍下達遠程轟炸任務時，前依靠基地和打擊目標的位置，來決定派遣B-2遠程隱形轟炸機還是B-52轟炸機，而這往往需要12到24個小時才能完成任務。空天飛機既能在外太空巡航，又能進入大氣層直接執行打擊任務，將使美國真正建成一個“兩小時全球打擊圈”。
聯合國裁軍研究所所長、美國國防信息中心太空安全計畫前主任特雷莎-希金斯說：“接下來的問題是，X-37B會成為一個全球打擊平台。國際上許多國家擔憂全球打擊概念。”希金斯表示，美國的競爭對手肯定不會降低對這一計畫被用於太空武器的警惕，相應地會以反衛星武器作為回應。希金斯認為，“如果它用於軍事用途，也就成為其他國家研製危險的反衛星武器的理由。”
瑞典斯德哥爾摩國際和平研究所美籍專家香農·凱利在接受《環球時報》記者採訪時表示，空天戰機在美軍的規劃里並不屬於新事物，早在里根政府時期推出的“星球大戰”計畫里，就包括發展空天飛機的構想。凱利稱，美軍宣布空天戰機首飛的時間點非常耐人尋味，此前美俄剛決定簽署削減進攻性戰略武器條約，不久後核安全峰會將在美國舉行。美軍開發空天戰機表明人類將進入“太空武器時代”，這比核武器可能更危險。凱利認為，其實無核世界只能是一個夢想，即使真的實現，對人類也未必是好事情，因為有核的情況下世界或許還可處在“危險的均衡”中。
X-37B的存在價值一直備受爭議，而且美國軍方一直甚少透露它的任務與行蹤，令外界一直對它有諸多猜測，其中不乏認為X-37實質是一個太空戰鬥機的意見。然而，美國空軍副助理部長佩頓（Gary Payton）則解釋，X-37B只是太空梭的升級版，否認是一種太空戰鬥機。（中國青年網 評）
隨著美國空天飛機製造技術的日益成熟，X-37B的武器化必將給空天飛行器和地面作戰武器系統帶來新的挑戰。由於空天飛機可以在大氣層內外自由飛行，其作戰區域將是整個地球、臨近空間乃至近地空間，可以在1小時內打擊任何地面防禦體系，對任何國家現有的防空能力來說都是挑戰。（人民網 評）
美國科學家聯盟曾發表過一份分析報告，認為X-37B所具備的每一種任務能力都存在著相應的替代手段，成本可能更為低廉。X-37B飛行器的主要問題是找不到一項非它莫屬的使命，無需返回地球的其他一些系統利用更加低廉的成本，同樣可以把有效載荷送入軌道、在太空改變軌道、與衛星對接以及釋放多個衛星或其他有效載荷。（美國科學家聯盟 評）
X-37B空天戰鬥機
