Орбитальный самолёт (ОС), воздушно-космический самолёт (ВКС) — крылатый летательный аппарат самолетной схемы, выходящий или выводимый на орбиту искусственного спутника Земли посредством вертикального или горизонтального старта и возвращающийся с неё после выполнения целевых задач, совершая горизонтальную посадку на аэродром, активно используя при снижении подъемную силу планера. Сочетает в себе свойства как самолета, так и космического корабля.

ОС (ВКС) является авиакосмической (аэрокосмической) системой (АКС) либо её частью. В зависимости от способа выхода на орбиту ОС (ВКС) подразделяются на космопланы и космолёты.

Космопланы и космолёты необязательно являются орбитальными - они могут быть также cуборбитальными, предназначенными лишь для превышения границы космоса в 100 км.

Космопланы

Космоплан — ОС (ВКС) как вторая ступень авиакосмической системы (АКС), выводимый на орбиту не за счёт собственных двигателей, а с помощью ракеты-носителя (РН) либо крылатой 1-ой ступенью АКС при вертикальном старте или самолётом-разгонщиком либо крылатой 1-ой ступенью АКС при горизонтальном старте. В системах с горизонтальным стартом для запуска космопланов используется технология воздушный старт.

Фактически первым в истории из реализованных космопланов, совершавших cуборбитальные пилотируемые космические полёты и на 20 лет единственной АКС, был гиперзвуковой самолёт-ракетоплан North American X-15 США 1960-х годов. В США 13 его полётов выше 80 км, а в мире (ФАИ) - 2 из них, в которых была превышена граница космоса в 100 км, признаны cуборбитальными пилотируемыми космическими полётами, а их участники - астронавтами.

В 1960-х и позже годах в США и СССР существовали, но не были реализованы проекты орбитальных самолётов-космопланов. Проекты X-20 Dyna Soar в США и Лапоток, ЛКС в СССР предусматривали вертикальный запуск космопланов на обычных РН. В нереализованном проекте АКС СССР Спираль ОС-космоплан совершал горизонтальный старт с помощью крылатой первой ступени (гиперзвукового самолёта-разгонщика).

В США в 1980-х—2000-х гг. была совершена обширная программа из более 100 полётов первого в истории МТКК Спейс Шаттл с орбитальным самолётом-космопланом. Аналогичный, но запускаемый на РН, космоплан СССР Буран совершил только один полёт на орбиту. Ему предшествовали испытательные суборбитальные и орбитальные полёты прототипов космопланов БОР-4 и БОР-5, также запускаемых на РН.

В 1990-х и 2000-х годах существовали, но были отменены до стадии практической реализации проекты ряда многоразовых транспортных АКС с космопланами: в России - запускаемый с обычного самолёта космоплан МАКС, во Франции и Евросоюзе - запускаемый на РН космоплан Гермес, в Японии - запускаемый на РН космоплан HOPE (полёт на орбиту совершил его прототип HIMES) и двухступенчатый ASSTS с горизонтальным стартом и посадкой, в Германии - двухступенчатый Зенгер-2 с горизонтальным стартом и посадкой, в Индии - запускаемый на РН космоплан Hyperplane и др.

В начале XXI века в России существовал, но был отменён проект частично-многоразового крылатого космического корабля Клипер, запускаемого на обычной РН.

В США продолжается с полётами на орбиту проект Boeing X-37 экспериментального космоплана, запускаемого на РН. Разрабатываются проекты: в Индии - запускаемый на РН космоплан-прототип одноступенчатой АКС-космолёта RLV/AVATAR, в Китае - запускаемый на РН космоплан и его прототип Шэньлонг и двухступенчатый МТКК с горизонтальным стартом и посадкой и др.

В начале XXI века начал развиваться частный космический туризм, в числе которого возникло и развивается несколько проектов частных cуборбитальных пилотируемых космических кораблей многоразового использования - космопланов. В 2004 году были совершены полёты первого из таких аппаратов испытательного SpaceShipOne компании «Virgin Galactic». Развитием программы стал SpaceShipTwo для штатных полётов. Следующими предполагаются не доходящие до космоса суборбитальные XCOR LYNX и другие частные аппараты-космопланы.

Космолёты

Космолёт — одноступенчатая АКС, выходящая на орбиту за счёт собственных двигателей при вертикальном или горизонтальном старте.

Ввиду необходимости при создании космолётов на порядок более сложных двигательных и конструкционных технологий ни один из проектов космолётов к настоящему времени реализован не был.

Одним из первых детальных проектов АКС и космолётов был нереализованный проект Зенгера по созданию частично-орбитального боевого космолёта-бомбардировщика «Зильберфогель» в Нацистской Германии.

В 1990-х и 2000-х годах существовали, но были отменены до практической реализации проекты ряда многоразовых транспортных АКС-космолётов: в России - РАКС, в США - VentureStar с вертикальным стартом и горизонтальной посадкой и NASP (Rockwell X-30) с горизонтальным стартом и посадкой, в Великобритании - HOTOL с горизонтальным стартом и посадкой, в Индии - RLV/AVATAR с вертикальным стартом и горизонтальной посадкой и др.

В настоящее время британской компанией Reaction Engines ведется разработка многоразовой одноступенчатой АКС-космолёта Skylon. Примечательным является то, что Скайлон будет способен подниматься в воздух как обычный самолет и, достигнув скорости в 5,5 М и высоты в 26 километров, переходить на питание кислородом из собственных баков, чтобы выйти на орбиту. Садиться он будет тоже как самолет. Таким образом, британский космолёт не только должен выходить в космос без применения разгонных ступеней, внешних ускорителей или сбрасываемых топливных баков, но и осуществлять весь этот полёт, используя одни и те же многорежимные двигатели (в количестве двух штук) на всех этапах, начиная с рулёжки по аэродрому и заканчивая орбитальным участком. Предварительная экспертиза этого проекта признала, что технических и конструктивных ошибок в нем нет. По оценкам, Скайлон снизит стоимость выведения грузов в 15-50 раз. Сейчас компания занимается поиском финансирования.

Для отработки возможностей создания двух- и одно- ступенчатых многоразовых транспортных АКС (космопланов и космолётов) следующих поколений создаются беспилотные гиперзвуковые летательные аппараты, которые сами по себе могут быть космопланами и космолётами или нет. Существовали доведённые до разных начальных степеней реализации проекты беспилотных гиперзвуковых летательных аппаратов в США Boeing X-43, в России «Холод» и «Игла», в Германии SHEFEX (прототип космоплана/космолёта), в Австралии AUSROCK и др.