为了满足空天飞机的防热要求，目前正在研讨用快速固化粉末冶金工艺制造纯度很高、质量很轻的耐高温合金。美国已研制出高速固化钛硼合金，它在高温下的强度可达到目前利用的钛合金在室温下的强度，这类合金适合用来制造机身内层布局骨架。
空天飞机是既能航空又能航天的新型飞翔器。它像浅显飞机一样腾飞，以高超音速在大气层内飞翔，在30～100千米高空的飞翔速率为12～25倍音速，并直接加快进上天球轨道，成为航天飞翔器，返回大气层后，像飞机一样在机场着陆。在此之前，航空和航天是两个分歧的技术范畴，由飞机和航天飞翔器别离在大气层内、外活动，航空运输体系是反复利用的，航天运载系同普通是不能反复利用的。而空天飞机能够达到完整反复利用和大幅度降落航天运输用度的目标。
空天飞机飞翔速率很快，便于实现环球范围内的快速客运，地球上任何两个都会间的飞翔时候都用不了2个小时。美国设想的一种空天飞机，搭客305人，可在32千米高度和1.2万千米航程内巡航，其巡航速率高达5马赫数。固然航天飞机比起一次利用的运载火箭进步了一大步，但仍有诸如毛病频繁，用度高贵等很多不敷。而空天飞机与航天飞机分歧，它的空中设施简朴，保护利用便利，操纵用度低，在浅显的大型机场上就能程度腾飞和降落，具有普通航路班机的飞翔频次。这类飞机的外型与大型客机类似，更多地具有飞机的长处。它以液氢为燃料，在大气层飞翔时，充分操纵大气中的氧气。加上它能够上百次的反复利用，真正实现了高效能和低用度的长处。据预算，用它发射近地卫星用度只要航天飞机的1/5，而发射地球同步卫星用度则可减少一半。这使空天飞机期近将到来的空间商务合作中立于不败之地。
在一体化设想中，最庞大的是要使进气道与排气喷管的多少形状，能随飞翔速率的窜改而窜改，以便调度进宇量，使发动机在低速时能产生额定推力，而在高速时又可降落耗油量，还要包管进气道有充足的刚度和耐高温机能，以使它在返回再入大气层的过程中，能接受住高速气流和蔼动力热的感化，如许才不致产生较着变形，才可多次反复利用。
机头与机翼等温度最高的部位，要求采取碳复合质料，这类复合质料大要有碳化硅涂层，重量轻，耐高温机能好。别的，还需求研讨金属基复合质料，比方碳化硅纤维加强的钛复合质料等。这类质料应当兼有碳化硅的耐高温机能，又具有钛合金的高强度特性。
空天飞机技术难度大，所需投资多，研制周期长，以是将来进入全尺寸样机研制，必将也会象空间站那样采纳国际合作的体例。
空天飞机能自在来回于六合之间，凡是航天飞机无能的事，它几近都能胜任。它能够把大的卫星送上天球轨道，一次投放多颗卫星更是它的特长活儿；它能对在轨道上运转的卫星停止维修或回收，当然也能够对敌国的卫星实施粉碎，乃至收为己有；它能向空间站运送或接回宇航员和各种物质；更首要的是它还能履行各种诸如反对、窥伺和轰炸等军事任务，成为颇具能力的空天兵器。
空天飞机需求多次出人大气层，每次都会因为与氛围的狠恶摩擦而产生大量气动加热，特别是以高超音速返回再入大气层时，气动加热会使其大要达到极高的温度。机头处温度约为1800c，机翼和尾翼前缘温度约为1460c，机身下大要约为980c，上大要约为760c。是以，必须有一个重量轻、机能好、能反复利用的防热体系。