自20世纪60年代以来，航空航天工程师一直梦想着一艘能够像飞机一样发射、进入轨道并降落在跑道上的宇宙飞船。英国一家名为Reaction Engines Limited的公司希望实现这一梦想。雷尔的光滑，有翅膀的太空飞机，被称为Skylon，看起来像是旧杂志封面的复古未来远景的东西。

宇宙飞船的设计是像喷气式飞机一样飞行——起初，未加捻的宇宙飞船的设计是像喷气式飞机一样飞行，直到它以5倍于音速（3800英里/小时）的速度到达大约92000英尺的高度。然后火箭推进将把“天龙”号连同15公吨的货物一起送入轨道。返回时，它的设计是滑翔到等待机场，而不是像航天飞机。

根据REL最近的一项经济分析，但在独立咨询公司伦敦经济公司（londoneconomics）的支持下，Skylon可以以每磅686至1230美元的价格将一磅质量送入轨道，这取决于预测的乐观程度。这与SpaceX目前公布的“猎鹰9号”每磅2100美元和即将推出的“猎鹰重型”770美元的价格相当。

这将是一个巨大的节省比航天飞机，这是大约10000美元，根据美国宇航局(相对于SpaceX或Skylon，美国宇航局的估算如此之高的一个原因不仅仅是航天飞机价格昂贵，而且美国宇航局必须公布其总成本。SpaceX是一家私营公司，因此估算其实际成本（相对于价格）更为困难）。

然而，仍然有很大的障碍。以前还没有人做过喷气和火箭的联合设计，更不用说单级进入轨道了。设计一个能够做到这一点的推进系统一直是最大的障碍之一——纯火箭或喷气发动机是一回事，但将它们结合起来则是另一回事。然后建造一些能在最先进设计的条件下飞行的东西。与航天飞机相比，建造协和式飞机很容易。

呼吸空气

让他们的太空飞机升空的秘密是协同式吸气火箭发动机，或SABRE，一种喷气发动机和火箭的组合。最初它“呼吸”空气，就像喷气发动机那样工作：通过点燃氢气和大气中的氧气。一旦空气变得太稀薄，它就简单地改用船上的氧气罐。

通常，喷气式发动机不能以Skylon的速度运转通常喷气式发动机不能以Skylon的飞行速度运转。有史以来飞行最快的喷气式飞机是SR–71“黑鸟”，其撞击速度是音速的三倍。比这快得多，进入发动机的空气就会压缩和加热，发动机就会燃烧。解决方案是什么？给进来的空气降温。

“我们正在开发**引擎的关键技术，”雷尔的董事总经理马克·托马斯说最重要的是热交换器。”

当空气进入**时，它会被液氦冷却。氦本身通过使用液氢燃料的交换器冷却。一旦氦气对空气进行了预冷，氢气和氧气的燃烧会使空气再次受热，而这些能量会驱动发动机中的涡轮。组合式机械装置可减轻重量，并允许发动机从静止起动开始工作。

公司计划今年测试这些发动机；测试将在地面进行，基本上是发射它们，看它们是否按计划工作。

欧洲航天局推进工程负责人马克·福特说，**没有理由不起作用。“我们没有看到任何技术或工程上的阻碍，”福特说。欧空局2011年的一份报告说，这个想法是可行的。

虽然引擎是飞船最重要的部分，但其他挑战仍然让专家们踌躇不前。热就是其中之一。航天飞机必须用瓷砖覆盖，因为大多数金属无法承受重返大气层产生的热量。”“我们称之为陶器覆盖的航天器，”伊万贝基说，他曾是美国宇航局高级概念办公室主任，现在是一名私人设计顾问如果你的飞行速度是音速的25倍，那么对于航天飞机来说，热量也会成为升空的一个问题。”

“我们称之为陶器覆盖的航天器。”雷尔说，它计划在“天龙”号上有两层皮肤，由一个小空间隔开。外层将由陶瓷材料制成，这种材料已经开发了几十年，自航天飞机**以来已经很先进了，REL的技术总监Richard Varvill说。这将有助于隔离飞船，因为它通过高层大气缩放。

为了重返大气层，天龙号不会像航天飞机那样降落。Varvill说，Skylon将采取更温和的方式，而不是跳入大气层“它有一个更有效的空气动力学外形，”他说，“机翼前缘更锋利。虽然Skylon上的局部热点需要局部冷却系统，但总体加热比航天飞机要少很多，“加热温度不应该超过几百摄氏度，而航天飞机将经历1200摄氏度（约2300华氏度）。

最后一个问题是Skylon将在哪里着陆。航天飞机降落在长长的跑道上，但理论上它可以使用商业机场。19个东海岸机场被启用，如果航天飞机不得不中止，其中包括班戈，迈阿密和大西洋城。Skylon需要一个3.1英里长（约5公里）的。这么长的公共跑道并不常见：中国有两条，俄罗斯有两条，阿富汗有一条在建。另一条跑道位于法国的一个军事基地。在美国，那么长的跑道都在军事基地，铺好的跑道都在爱德华兹空军基地。

Dyna Soar，艺术家在Atlas II上的渲染（NASA/USAF）

（虚空）飞翔的梦想

航空航天领域到处都是失败和没有资金的项目的尸体。航天飞机的尝试可以追溯到20世纪50年代末的两级X–20 Dyna-Soar。这个项目在1963年被取消了。很明显，火箭的设计和**更简单、更便宜；Dyna-Soar最多要到20世纪60年代中期才准备好发射宇航员，而双子座项目已经做到了这一点。空军也没有明确的需要把人送上太空。

在20世纪80年代，航空航天领域到处都是失败的和没有资金支持的项目的尸体，X-30，也被称为国家航空航天飞机，它是在美国国防部高级研究计划署（Defense Advanced Research Projects Agency）的赞助下设计的，当时的里根总统在国情咨文中提到它是高超音速飞行器的一种可能性。X-30是一种水平发射设计，它将达到每小时18500英里的速度并实现轨道飞行。但经过近10年数十亿美元的投入，这个项目在1993年被取消，从来没有飞过任何东西。在20世纪90年代，曾有X-33 VentureStar，它本来是垂直发射的。那也被取消了。

只有航天飞机（还有正在进行试飞的苏联的“布兰”号）成功进入轨道，它们都需要多个阶段并垂直发射，因为垂直发射可以最大限度地减少航天器必须通过的大气层。航天飞机于2011年退役。

印度空间研究组织（ISRO）等其他航天机构也在研究航天飞机。也就是说，航天飞机的垂直发射设计受到青睐，不过ISRO计划在2025年推动单级入轨设计。下一次测试定于今年进行。

不过，福特表示，X-30的每个飞行阶段都必须安装单独的发动机有些发动机在某个时间不运转，实际上是死质量。“Skylon在这方面是不同的，因为它将发动机组合成一个单一的单元。

即便如此，SpaceX和Blue Origin都在研制可重复使用的火箭来进入轨道，作为传统的垂直运载火箭，它们不会遇到航天飞机那样的问题。蓝色起源已经软着陆火箭和太空X也。

艺术家对Skylon的渲染（REL）

供给与需求

REL还需要筹集更多的资金。据该公司自己估计，开发成本可能很容易达到120亿美元大关。这家公司已经从私人和**资金中筹集到了1.56亿美元的资金，还有很长的路要走。

Skylon本身的建造成本很高，对发射的需求可能是另一个问题。牛津太空系统公司的工程师阿什利·多夫·杰伊（Ashley Dove Jay）分析说，Skylon的问题在于，要想让它盈利，你需要的飞行次数太多。毕竟，只有这么多的卫星通信公司。目前还没有理由让旅行者进入轨道(维珍银河计划开拓太空旅游业务，而这些旅行将仅限于次轨道）。同时，SpaceX可以提供更便宜的太空通道和更大的有效载荷。类似的问题也困扰着航天飞机——每一次发射都要比现有的未加捻火箭贵得多，据估计每次飞行的成本高达12亿美元。美国航天局低估了发射的周转时间，挑战者号灾难发生后，航天飞机完全停止携带商业有效载荷。这限制了航天飞机发射市场的国际空间站，军事和科学任务，需要人类，发射市场的一小部分。

Skylon本身的建造成本也很高。一架Skylon的价格将接近隐形轰炸机的价格，而这并不是许多航空公司可能要付出的代价。

然而面对所有这些挑战，瑞尔充满信心。它认为它可以玩一个长期的游戏，而且这项技术将得到发展。”“我们已经取得了很多技术进步，”瓦维尔说我们正在与消耗性火箭竞争，这是一种只能使用一次的机器。”

“可重用性是下一个大的成本降低，”福特说。如果引擎能工作的话，可能会引发人们对进入太空的需求。从技术角度来看，他也很喜欢。”从工程的角度来看，这是一个明显的解决问题的办法，”他说。从这个意义上说，火箭是浪费和低效的。”我是说，如果有人说，‘我们送你去伦敦，只有你和座位能到那里？’