X-37飞机，也被称为轨道试验飞行器（Orbital Test Vehicle，OTV），是一种可重复使用的机器人航天飞机。它由火箭发射进入太空，然后再入地球大气层并降落为一架空间飞机。X-37飞机由美国空间部队（United States Space Force）运营，用于执行旨在展示可重复使用空间技术的轨道空间飞行任务。

X-37飞机是基于早期的波音X-40飞机的120%比例放大衍生物，长度超过29英尺（8.8米），并具有两个角形尾翼。X-37飞机可以在一个高的速度范围内操作，最高速度能达到马赫25。 X-37飞机可以搭载各种实验性或秘密的有效载荷，并在轨道上进行多种机动。X-37飞机还具有自主降落能力，可以在没有人工干预的情况下精确着陆在指定的跑道上。

NASA的X-37将由一台使用可储存推进剂的Aerojet AR2-3发动机提供动力，推力为6600磅力（29.4千牛）。额定功率的AR2-3发动机曾用于双动力NF-104A宇航员训练飞行器，并获得了用于X-37的过氧化氢/JP-8推进剂的新飞行认证。据报道，该发动机被改装成了四氧化二氮/肼的双炔化推进系统。

X-37飞机的外形与美国航天飞机相似，但尺寸只有其四分之一，长约8.9米，高约2.9米，翼展约4.5米，重约5000千克。X-37飞机的有效载荷舱尺寸为2.1米×1.2米，可搭载277千克的有效载荷，包括各种实验性或秘密的设备，如空间机械臂、大型天线、电推进发动机、新型材料等。

X-37飞机最初是由美国国家航空航天局（NASA）于1999年启动的项目，目的是开发一种能够在太空中与卫星会合和进行维修的航天器。该项目后来于2004年转交给美国国防部高级研究计划局（DARPA），并成为一个保密项目。2005年6月21日，X-37A从加利福尼亚州莫哈韦的莫哈韦航天发射场出发，在 "白骑士 "号下面完成了一次俘获携带飞行。 2005年下半年，X-37A进行了结构升级，包括加固机头轮支撑。X-37A计划于2006年3月10日首次自由飞行，但由于北极风暴而取消。

X-37飞机的第一次试验是在2006年进行的一次投放试验，其第一次轨道任务是在2010年4月由阿特拉斯V火箭发射，并于2010年12月返回地球。尽管美国空军几乎没有透露这次任务的轨道细节，但一个由业余天文学家组成的全球网络声称已经在轨道上发现了该航天器。2010年5月22日，该航天器的倾角为39.99°，每90分钟在249乘262英里（401乘422千米）的轨道上绕地球一圈。 据称OTV-1每四天经过地球上的同一地点，运行高度是军用监视卫星的典型高度。

此后，X-37飞机进行了多次轨道任务，逐渐延长了任务持续时间，第五次任务达到了780天，在轨时间最长的任务。 第五次任务也是第一次使用猎鹰9火箭发射的任务。最新的任务，即第六次任务，是在2020年5月17日由阿特拉斯V火箭发射，并于2022年11月12日结束，在轨时间达到了908天。

X-37B项目的大部分活动都是保密的。X-37B的主要目标有两个：可重复使用的航天器技术和可返回地球的操作实验。美国空军指出，这包括测试航空电子设备、飞行系统、制导和导航、热保护、绝缘、推进和重返大气层系统。

X-37飞机是美国空间部队为实现独立的空间政策而开发的重要工具之一。 X-37飞机可以在太空中执行各种实验和测试，以提高美国在太空领域的技术优势和战略优势。 X-37飞机也可以作为一种灵活和快速响应的平台，以应对太空中的威胁或挑战。 X-37飞机还可以为未来更先进和更复杂的可重复使用航天器提供宝贵的经验和数据。