在6月6-8日于北京召开的2017年全球航天探索大会（GLEX2017）上，中国航天科工集团公司公开了一种全新概念的组合式空天往返飞行器，也就是俗称的“空天飞机”。从公开的模型看，组合式空天往返飞行器由两级组成，第一级类似于翼身融合体、倾斜双垂尾设计的大型无人机，第二级则形似一架小型无人航天飞机，由第一级背负。据中国航天科工集团公司副总经理刘石泉介绍，空天往返飞行器可在地面机场水平起飞，在大气层中加速爬升；到达30至40公里高度时一二级分离，一级水平着陆返回；二级继续爬升进入近地轨道，完成运输任务后再入返回。刘石泉称，空天往返飞行器可以执行航天发射任务，并且能够多次重复使用，具有廉价、安全、便捷、机动等优势。
根据资料，这种空天往返飞行器是航天科工集团“腾云工程”的全部，旨在突破以组合动力、机体/推进一体化技术为代表的核心技术，完善试验设施建设，建成空天飞行器技术综合研究体系。而据中国航天科工三院科技发展部部长助理戴江勇介绍，“腾云工程”涵盖多项关键技术，包括结构和热防护、气动外形设计、组合动力系统等。其中组合动力是一种新型动力，其基本原理是集成火箭发动机、冲压发动机、航空发动机等不同动力模式，取长补短——飞行器起飞时，使用低速性能最高的航空涡轮发动机；达到一定速度后改用适应在大气层内高速飞行的冲压发动机；到达临近空间，再用火箭发动机进入太空。


这种组合动力用技术名词来讲就是涡轮-火箭-冲压组合循环发动机（TRRE），属于世界上最高端的空天动力技术。之前，外界总是说中国在各方面的动力技术上都落后于发达国家，但是现在情况已经开发发生重大变化。据本届大会消息，TRRE目前已经完成了地面试验，今年年底前将开始飞行试验。这意味着我国在组合循环动力上已经达到世界领先水平，为高超音速飞行器的发展奠定了坚实基础。本届大会还公布了“腾云工程”的计划进度——在2025年完成关键技术攻关，2030年完成两级入轨空天飞行器技术验证试飞。


不少媒体将我国提出的空天往返飞行器概念与美国的X-37B轨道试验飞行器进行对比。实际上，这两者之间并无多少可比性，因为X-37B的发射方式和航天飞机一样，是由火箭垂直发射，所以X-37B严格来说是一种小型无人航天飞机，并非空天飞机。而我国的空天往返飞行器则是真正的空天飞机，因为它可以像普通飞机一样在地面起降。外界分析，中国通过发展空天往返飞行器，不仅将大大提高航天发射能力，而且还可能以此发展出临近空间侦打一体平台，从而使中国的侦察和打击能力逐步与美国相媲美。