第一宇宙速度（V1） 航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度，也叫环绕速度。按照力学理论可以计算出V1＝7．9公里／秒。航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行，地面对航天器引力比在地面时要小，故其速度也略小于V1。
空天飞机的全称应该是“航空航天飞机”，它是航空技术和航天技术的结合，既可以在飞机场水平起飞和降落，又可以在外层空间远距离地高速滑翔飞。如果让空天飞机运货载客，它只要个把钟头，就可把货物从欧洲运到澳洲，花2个小时，就可把乘客从华盛顿送到东京;如果让空天飞机飞出大气层，它也可以把几吨重的人造卫星送上近地轨道。
德国科学家设计的“森格尔”空天飞机，看上去像是一架大飞机背着一架小飞机，大飞机确实是装着航空发动机的巨型飞机，小飞机则是用火箭发动机推进的轨道飞行器。开始，大飞机背着小飞机沿着机场跑道水平起飞、爬高;当达到预定的飞行高度和飞行速度时，大小飞机互相分离，大飞机由驾驶员操纵着返回机场，小飞机就开动火箭发动机继续加速、升空，以高超音速进入外层空间，借助惯性远距离滑行;最后，小飞机返回大气层，滑翔降落到地面机场。
德国人在设计这种“森格尔”空天飞机的时候，英国人则在设计另一种称为“霍托尔”的空天飞机。这种空天飞机采用了航空发动机和火箭发动机两者兼有的新型混合发动机。在低空稠密大气层中飞行时，它像航空发动机那样，吸取大气中的氧气作为助燃剂，与它带的液氢燃料燃烧而产生推力;而在高空，在大气层以外飞行时，就改用机上自带的液氧和液氢，像火箭发动机那样独立地工作。
英国科学家设计的“霍托尔”空天飞机是从 1982年开始准备的，原计划1996年底进行飞行试验，2000年提供使用，用它来搭载宇航员、运送物资器材、施放回收人造卫星等。
但是，“霍托尔”空天飞机的研制并不一帆风顺，就像历史上许多其他的发明创造一样，它也遇到了许多困难和麻烦。就以它的发射方式来说，就已经作了多次变动。
“霍托尔”空天飞机开始采用地面火箭滑车助飞的方法来使它升空，由于它的起飞重量是着陆重量的5倍，如果用起落架滑行起飞，这个起落架必定又大又粗又笨重;而用火箭滑车起飞，单单起落架一项就可以减轻5吨左右的重量，如果加上其他重量，预计可减重70吨左右呢!
火箭滑车有轮式与轨道式之分，“霍托尔” 空天飞机原来打算采用结构相对较简单的轮式火箭滑车助飞升空，即采用火箭发动机为动力，沿着专设的轨道运行。但是，由于缺乏研制大型轮式火箭滑车的经验，要确保火箭滑车在500多千米的时速下不失控，车轮不离开地面，不产生飘移，能可靠地定向行驶，并能及时纠控，保持稳定，按遥控指令及时释放“霍托尔”空天飞机，所遇到的难度是很大的。因此，英国宇航公司转而考虑用大飞机驮着“霍托尔”空天飞机在空中发射，这样，“霍托尔”空天飞机或许也就像德国的“森格尔”空天飞机一样了。
使用哪一种大飞机来驮“霍托尔”空天飞机呢?有人建议用“波音747—500”型宽体喷气客机，因为这种飞机有较好的性能，美国宇航局也已用同类波音飞机成功地改装成空天飞机的运载母机。但是， “波音747—500”型宽体喷气客机只能装211.3吨物体，“霍托尔”空天飞机只有经过“减肥”，才有可能实现空中发射的目标。也有人建议用“安— 225”巨型喷气式运输机来驮“霍托尔”空天飞机，因为它可以装250吨物体。
如果“霍托尔”空天飞机直接从地面机场起飞，它会怎样呢?它开始会加速爬升，2分钟后飞行速度就超过了音速;9分钟时，飞行速度达到5倍的音速，高度迟26千米;从此，它由航空发动机转入火箭发动机工作，继续加速飞行;达到90千米高空时，飞行速度达到了7.9千米/秒的“第一宇宙速度”，这是任何物体若要摆脱地球引力必须具有的最小速度，这时，指令关闭火箭发动机，空天飞机沿着弹道轨迹依靠惯性飞行，在高度为300千米处进入近地空间轨道，继续高速滑行;飞行要结束时，使用机上的轨道机动系统控制飞机减速、下降，并改换姿态，准备返回;进入大气层的时候，“霍托尔”空天飞机抬头挺胸，就像一只斗胜了的大公鸡，迎着大气阻力从天而降;当下降到距离地面25千米高空时，改变飞行姿态，转入滑翔飞行，进行着陆准备;最后，它将以16°的进场角和88米/秒的着陆速度飞进机场跑道，减速滑行1800 米距离以后，便可以平稳地停住了。
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