二段式宇宙輸送機
↑ “ロシア、再使用ロケットを開発へ - ソ連時代に生まれた技術が復活”. マイナビ (2018年6月12日). 2020年6月4日閲覧。
極超音速飛行機を開発し、下段とするものである。下段が大きな速度を獲得しているため、上段の加速は少なく済む。
この構成は、前述した単段式スペースプレーンの問題点である、複数エンジンを順次使用する不合理さを緩和するため、下段にスクラムジェットエンジン、上段にロケットエンジンを搭載したものと考えることができるため、「二段式スペースプレーン」とも呼ばれる。
西ドイツ時代のドイツで、ゼンガーIIという二段式スペースプレーンが構想されていた。この機体の下段に必要な技術を開発するため、スクラムジェットエンジンを搭載した極超音速飛行機の開発が行われたが、ドイツ統一による予算減少などの影響で中止された。ただし、もし継続されていたとしても、スクラムジェットエンジンが2009年現在においても実現していないため、20世紀中の試験機開発は不可能だった。