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X-37试验机或称为轨道试验飞行器（英语：Orbital Test Vehicle，常缩写为OTV）是美国波音公司研制的无人太空飞机。

X-37在起飞时需要以火箭搭载升空或大型飞机高空投放，再依靠自身动力进入近地轨道，并且在近地轨道上连续飞行一年以上。在回程时，其钝型机首能使X-37较快减速，耐高温隔热瓦能抵受重返大气层时所产生的热力，然后像一般飞机一样，滑翔飞行至跑道降落，同时还能在结束任务时自动返回地面，有视其为未来“太空战斗机”的雏形。X-37的最高速度能达到音速的25倍以上。X-37试验机至今已发展出X-37A和X-37B两个版本，X-37B（OTV-3）于2014年10月17日完成连续飞行超过674天后，第四次航行任务（OTV-4）于2015年5月再次升空，于2017年5月降落于肯尼迪太空基地，打破自身纪录共飞行了718天。

项目发展至今，X-37B的存在价值一直备受争议，而且美国军方一直甚少透露它的任务与行踪，令外界一直对它有诸多猜测，其中不乏认为X-37实质是一个太空战斗机的意见。然而，美国空军副助理部长佩顿（Gary Payton）则解释，X-37B只是航天飞机的升级版，因为重返大气设计，结构重量偏高，燃料和负载重量偏低，有效载荷只有250公斤，且不适合多次变轨机动，否认是一种太空战斗机。

X-37B的存在，模糊了重返大气武器和太空武器的界限，因其既可以像洲际导弹一样，在战时向目标发射，又可以在和平时期即发射入近地轨道，触及了太空非军事化底限。重返大气武器如洲际导弹与太空武器的区别在于，重返大气武器可在战争爆发时向任意方向发射，半小内时即可到达地球任意目标；太空武器一旦入轨则只能向一个方向飞行，变轨只能有限修改飞行方向，如果战争爆发时正处于目标前方则反应时间极短，若战争爆发时刚错过目标则需再绕地球一圈，需约1小时才能再次抵达目标，实现“1小时打遍打击”。X-37B因其需重返大气多次使用设计，增加的结构重量使其变轨能力进一步降低。

发展

1996年，美国国家航空航天局（NASA）提出了Future-X计划，该计划分为了两个子计划，其中的“探险者”计划即成为了X-37计划。1999年，NASA与波音公司签署协议，进行一项为期4年的X-37验证机项目，总投资为1.73亿美元，其中波音公司投资了6700万美元与价值1600万美元的实物。其后，美国空军也加入进来，同时投资了1800万美元。

2000年，波音公司研制出了X-40A（X-37的85%缩比测试机），并交付给NASA。2001年3月至5月间，X-40A由CH-47直升机将其吊起在空中进行了七次高空投放无动力滑翔试验。2002年，美国空军停止了投资，而NASA与波音公司则继续签订了3.01亿美元的合同进行研制。

2004年，NASA认为此项目不再符合其长期目标，因此将它交给了美国国防部高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）进行开发，同时也成为了机密项目。

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