第一架飛機的問世
1903年，威爾伯·萊特和奧維爾·萊特兄弟發明了第一架以內燃機為動力的可操縱的有人駕駛飛機。
萊特兄弟是自行車技師，在美國俄亥俄州德頓城開了一個自行車小作坊。他們沒有上過大學，隻有中學文化程度。他們的外祖父和母親都是技術很高的手藝人，因此他們從小受過很好的製造手藝的教育。
萊特兄弟少年時代就對飛機很感興趣。小時候，父親送給他一個用橡皮筋作動力可飛行的小玩具，他們照這個玩具仿製了幾個都能飛起來，們在製造一個尺寸大得多的玩具時，卻失敗了。成年以後，他們從報紙、雜誌上看到德國人奧托·李林塔爾從小山頂往下做滑翔飛行試驗和幾個月後滑翔時摔死的消息，少年時代對飛行的興趣又萌發出來。於是，他們開始搜集有關飛行的書籍，不斷思考著：既然鳥能不費力地用兩個翅膀在空中翱翔，那麽人為什麽不能用同樣的手段在空中飛行?
1895年5月30日，威爾伯·萊特寫信給斯密森學會，詢問有關飛行方麵的書籍，幾天後收到了由學會副理事長R．臘斯本簽署的回信和一些航空書籍。通過仔細閱讀他們找到的各種書籍，如法國人馬雷著的《動物機理》、德國飛行家李林塔爾著的《飛行器的進步》等，他們不僅掌握了一定的航空知識，而且了解了前人飛行的經驗和教訓。
1901年9月，萊特兄弟搞了一個小型風洞，在裏麵做了多項測量工作。他們通過風洞出來的氣流吹到薄板上產生壓力，從而得到表麵升力的精確數據，同時，他們還設計和製造了另一種測量升力和阻力比例的設備，用這兩種設備對升力及升力和阻力的比例做了上千次的測量。
1902年，萊特兄弟設計出較大的帶動力裝置的新飛機。
為了給新飛機弄到一台發動機，他們寫信給幾家最有名的汽車製造商，但是沒有得到滿意的答複。於是他們開始自己設計。在自行車技師泰勒的幫助下，他們花了6個星期的時間製造出一台12馬力、重77公斤的活塞式發動機，鏈式傳動，帶動兩葉螺旋槳。
1903年12月17日，萊特1號飛機開始試飛。這架飛機長6．5米，翼展12．3米，全架飛機重280公斤。第一次飛行由奧維爾·萊特駕駛，飛行距離為36米，留空時間為12秒鍾。在第4次飛行中，威爾伯·萊特駕駛飛機在59秒鍾內飛行了260米，這是後來得到世界公認的第一次自由飛行的記錄。此後，萊特兄弟又不斷對飛機進行改進和研究，並多次到世界各地進行飛行表演。後來，萊特兄弟被譽為航空奠基人。
現代飛機的大家族
多才多藝的水上飛機亨利·費勃1882年生於法國的一個船舶世家，從小他就目睹了風暴、海嘯的凶猛以及在海洋中航行的艱辛，因此自飛機發明以後，他便立誌製造一種能在水上起飛降落的飛機，以防備海上航行時遭遇不測。1910年3月28日上午，在法國南部最大的商港馬賽港附近，亨利·費勃駕駛著自己設計製造的飛機，從海上起飛，以每小時60公裏的速度飛行了500米，並安全降落。下午，他又做了公開飛行表演，飛行距離6000米。第一架水上飛機從此誕生了。亨利·費勃被人們譽為水上飛機之父。
我國旅美華僑譚根在1910年也設計製造出水上飛機，並在當年舉行的萬國飛機製造大會上參加比賽，獲得水上飛機比賽第一名j
早期人們對水上飛機十分重視。1913年，在地中海沿岸的摩納哥公園舉行了第一次水上飛機的國際比賽，規定飛機繞一定的回路飛行。在比賽中，法國駕駛員姆·普雷伏斯特創造了每小時204公裏的直線飛行速度紀錄。
此後，水上飛機不斷發展。30年代初投入使用的德國“多尼DO—10”水上飛機，用12台美國冠蒂斯發動機作動力，總功率7800馬力。螺旋槳前後排列，前拉後推，起飛重量達56噸。機內設備豪華舒適，首次飛行運載169名旅客，環繞地球一周，在航空史上寫下了壯麗的一頁。
現在，隨著陸上飛機性能的不斷完善，以及直升機和航空母艦的發展，水上飛機在航空事業中的作用遠不及20年代了。但是，由於它具有水上起落的特點，因此仍具實用價值。目前，世界上許多國家仍在發展水上飛機。
快如閃電的火箭飛機世界上的飛機，根據它們所選用動力裝置的不同，可以分為活塞螺旋槳飛機、渦輪螺旋槳飛機、渦輪噴氣飛機。渦輪風扇飛機、衝壓式噴氣飛機和火箭飛機等。火箭飛機是用火箭發動機提供動力的有翼飛行器。它的特點是速度快、飛得高，因此主要應用於航空和宇航事業進行的研究試驗中。
世界上第一架以火箭為動力的飛機是德國海因克爾公司的HE-0178，它的設計師就是後來成為美國“火箭之父”的但當時還不出名的工程師馮·布勞恩。HE-178火箭飛機於1939年6月20日首次試飛，該飛機裝有一台推力為5880多牛頓的HWK—RI一203火箭發動機，用過氧化氫和甲醇作推進劑。在同年7月3日的一次試飛時，速度達每小時850公裏，可算是當時的最高紀錄。但由於飛行持續時間太短、不久又爆發了第二次世界大戰，因此中斷了研製工作。
兩年後，德國的梅塞施米特公司設計製造出世界上第一架能作戰使用的ME-163火箭飛機。ME-163機體很小，翼展10米，機長7米，無尾翼。後掠機翼采用了普通的翼型，但厚度與翼弦比很大，目的是為了把燃燒箱裝在機翼裏。在1941年10月2日的試飛中，ME-163的速度達每小時1003．77公裏，首次突破時速1000公裏的大關。
靈活機動的直升機20世紀內燃機的問世，推動了工業革命的發展，也使直升機的研究，進入載人試飛階段，並逐步獲得成功。
1907年，法國人保羅·科爾尼製造了曆史上最早飛行的直升機。這架直升機機身前後各裝有一副飛輪式的旋翼，每副旋翼有兩片槳葉，靠24馬力的發動機驅動。11月13日，保羅的直升機首次飛離地麵，在20秒的時間內，上升了約30厘米的高度。
早期的直升機在發展過程中，除遇到動力問題外，還有操作性和穩定性差的難題。在攻克這個技術難題上，西班牙人馬科斯·佩斯克拉做出了巨大貢獻。他早在1919年便開始從事共軸式直升機的研究。1923年，他在第3個型號上，安裝了現代直升機必不可少的有鉸槳葉、總矩操作和周期交矩操縱係統，初步解決了直升機穩定性的操作性問題，並實現了側飛、自轉下降和瞬間增矩著陸等具有重大實用價值的機動飛行。
1942年1月，在美國陸軍航空隊某基地，誕生了人類第一架具有實用價值的XR-4直升機。XR-4的原型是被譽為“近代直升機之父”的伊格爾·西科斯設計的VS-300，它於1940年5月13日首次自由飛行試飛成功，成為世界上第一架單旋翼實用型直升機。
這架外形奇特的新式飛行器，骨架是由10根鋼管焊接而成，裝有一台75馬力的四缸氣冷活塞式發動機，發動機主軸經齒輪箱減速同時帶動直徑
8．5米的三葉旋翼和呈水平狀態的可操縱的兩葉尾槳。XR-4為英美政界要人們作了在6米見方的地麵上垂直起降、懸停、前飛、側飛、垂直上升到150米的高度、關機自轉下滑、近地懸停等飛行表演。最令人拍手叫絕的是吊一網籃生雞蛋著陸而無一破碎。至此，直升機首次向人們展示出它奇特的飛行特性和技術上的初步成功。
1982年8月1日，美國人羅斯·帕羅特和詹伊·高波恩駕駛貝爾206Ｌ“遠程突擊隊”直升機從得克薩斯州出發，向西繞地球一周，9月30日返回原起飛點，完成了直升機的首次環球飛行。此後，澳大利亞人戴伊克、史密斯駕駛貝爾206B“噴氣突擊隊員”直升機進行了單人環球飛行，從而再次證明了直升機進行遠程飛行的可靠性。
應用廣泛的旋翼機旋翼機是介於定翼機和直升機之間的一種飛行器。在曆史上，旋翼機無論在技術方麵還是在應用方麵，都曾比直升機要成熟得多，應用也更廣泛。
早在1923年1月9日，西班牙人拉·西瓦親自駕駛改良後的C8L型旋翼機，載著一名乘客，從倫敦起飛，首次成功飛越英吉利海峽直抵巴黎。這一創舉還獨創性地采用了旋翼有動力預轉起飛的方法，從而縮短了起飛滑跑距離。
此後，人們一直不斷研製各種旋翼機。
VX—15是美國貝爾直升機公司根據軍事部門、國家航空與宇航局的要求研製的旋翼機。這種飛機在機翼兩端各裝有一部可以轉動的短艙，內部安裝有三葉螺旋槳式發動機。當短艙垂直上升時，它能像直升機一樣垂直起飛，然後在空中轉動發動機短艙，使其對準飛行方向，此時，飛機像普通飛機一樣平飛。VX-15的最大起飛重量為5．9噸，飛行高度達9000米。在5000米的高度上，速度可達每小時550公裏。
這種旋翼機實際上是直升機與普通飛機相結合的產物，其飛行速度、高度和經濟效益都大大超過了現代直升機。各國軍事專家普遍對研製這種具有直升機和普通飛機雙重功能的旋翼機尤為感興趣。
“空中自行車”——人力飛機在近代人力飛機的發展過程中，英國的克，萊默獎起了很大的促進作用。
1960年1月，英國皇家航空學會宣布，微電池公司主席兼經理、工業家克萊默提供了一筆5000英鎊的獎金，授予能實現8字飛行的人力飛機。條件規定人力飛行必須完全依靠人力從地麵起飛，繞相距800米的兩根立柱飛出一條8字形航線，飛行高度要超過3米。
1967年，僅英國就製造了十幾架人力飛機，但沒有一架能完成8字航線的飛行。克萊默在失望之際決定將獎金由5000英鎊提高到10000英鎊，並宣布此項獎金不再局限於本國。而是麵向全世界。1973年，世界上的人力飛機超過30架，但仍沒有人能夠完成此項飛行。於是克萊默又將獎金提高到50000英鎊。這樣克萊默獎一舉超過諾貝爾獎，成為航空史上金額最大的一筆獎金。
麵對克萊默獎的巨額**和飛行難題的挑戰，英、日、法、美等國積極進行研製工作，展開激烈競爭。
1961年11月，由英國騷桑普敦大學的學生們製造的第一架由人力從地麵自行起飛的人力飛機試飛成功。這架人力飛機具有自行車式驅動的推進螺旋槳，翼展24．4米，重58公斤，最遠飛行了600米的距離，離地約1．5米。
此後不久，英國霍克·西德利宇航公司的職工製造一架更精致的人力飛機——“海鴨號”，並在1962年創造了直線飛行908米的紀錄。這個紀錄一直保持了10年，直到1972年，才被英國空軍研製小組的“木星”號人力飛機所打破。
“木星”號人力飛機長9米，翼展24．38米，重66公斤。1972年6月，它創造了人力飛機直線飛行距離1070米的新紀錄，留空時間為1分47秒。
它的特點是把螺旋槳由機尾移至機身中部的槳架上，從而簡化了傳動機構，提高了螺旋槳的效率。
日本從60年代開始研究人力飛機，日本的大學生用3年時間製造了“紅雀”號人力飛機。後來又在“木星”號的啟發下，研製成功“白鶴”號人力飛機。“白鶴”號飛行距離多次超過500米，並完成了1800轉彎。1976年11月，還創造了2093米的飛行成績，成為克萊默獎的有力爭奪者。
1976年，美國加利福尼亞州的航空工程師麥克裏迪製造了一架奇特的人力飛機——“飄忽禿鷹”號。麥克裏迪曾經是一名優秀的滑翔運動員，還是傘翼滑翔的愛好者，他在設計中打破了最流行的人力飛機的設計方案，而應用了傘翼滑翔的原理。
“飄忽禿鷹”號翼展長30米，重32公斤，翼表麵蒙著一塊極薄的薄膜，大機翼下方有一個駕駛座，座前擋了一塊流線型擋板。駕駛座下方是一對腳蹬，它用傳動鏈條帶動飛機後方的雙葉螺旋槳。機身前方伸出一根細長的鋁管，管的前端安裝了一隻鴨式前翼，用來操縱飛機的飛行。飛行員是24歲的運動員布魯安·艾倫，他在短時間內可蹬出1．2馬力。
1977年8月23日， “飄忽禿鷹”號人力飛機飛行了7分28秒，航程2173米，不僅作了直線飛行，而且順利完成了8字航線的飛行，從起飛到著陸，飛越指定標誌線時，離地距離超過了3米。麥克裏迪因此獲得了舉世矚目的克萊默獎。
在8字航線被征服之後，1978年，英國皇家航空學會宣布了新的克萊默獎，即以10萬英鎊獎給第一架飛越英吉利海峽的人力飛機。
消息傳出後，人們議論紛紛，飛越英吉利海峽是人力飛機所能完成的嗎?人力飛機的研究者們無不苦心鑽研、躍躍欲試，展開激烈的角逐。
1979年6月12日，在英國南部小鎮福克斯通的碼頭上停放著一架古怪的飛機，這就是麥克裏迪設計的又一架人力飛機“飄忽信天翁”號。它有一對細長的機翼，沒有尾翼。翼展長30米左右。機翼正下方的座艙中安裝了兩隻小小的塑料輪子。飛機不帶發動機，隻有一套用塑料鏈條傳動的腳踏機構，帶動機翼後麵的塑料螺旋槳。飛行時，飛行員的腳踏動力使螺旋槳旋轉，產生升力。
飛行員艾倫整裝待發了。他的目的地是海峽對岸的法國加來地區。這是曆史上首次乘坐人力飛機飛越海峽的嚐試。
5點51分，飛機順利起飛。原計劃“飄忽信天翁”號可以在2小時之內飛完全程，但是1小時15分鍾之後，海上波濤洶湧，引起海峽上空空氣的擾動，這給飛行帶來很大困難，艾倫頂風前進，速度減慢下來。由於悶熱和脫水，艾倫的腿部發生了**，他已經精疲力竭了，但仍然堅持著。
8點40分， “飄忽信天翁”號終於順利抵達了法國的格裏內角海灘。
此次飛行曆時2小時49分，航程37公裏，不愧為當代航空史上的又一奇跡、人力飛機發展道路上的又一裏程碑。設計師麥克裏迪因經再次摘取了克萊默獎。
此後，麥克裏迪和助手們把“飄忽信天翁”號修複一新，送往當時尚未閉幕的巴黎航空博覽會上公開展出。
以後，實業家亨利·克萊默再次向英國皇家航空學會捐贈10萬英鎊。作為人力飛機的速度競賽的獎金。這個速度競賽被稱為克萊默世界速度競賽。競賽要求人力飛機在3分鍾內沿三角形航線飛行1500米。獎金中2萬英鎊獎給第一個完成這種飛行的人，以後每打破一次速度紀錄獎給5000英鎊，直到10萬鎊發完為止。
1983年9月25日和27日，在美國加利福尼亞州薩夫特機場上，一架名為“仿蝙蝠”的人力飛機以每小時41公裏的平均速度兩次飛完了一個1600米長的銳角三角形的航線，平均每次飛行時間為2分38秒。
“仿蝙蝠”人力飛機是在麥克裏迪指導下，用石墨、Kevlar、聚苯乙烯和聚酯樹脂製造的，重36．3公斤，翼展長14．6米。它帶有電儲能係統，在飛行前10分鍾，飛行員踏動腳蹬帶動發電機給電池充電。電池是與帶動變矩推進式螺旋槳的發動機接通的，這樣電動機可幫助飛行員驅動螺旋槳。
這次飛行由麥克裏迪的兒子完成，使麥克裏迪再度獲得了克萊默速度競賽獎。
翩翩翱翔的太陽能飛機太陽能飛機是以太陽能為動力飛行的飛機。世界上第一架太陽能飛機是由美國航空工程師麥克裏迪設計的。
麥克裏迪設計了“飄忽企鵝”號人力飛機，在機翼上安裝了16000塊光電池。光電池又叫太陽能電池，它是一種夾有光敏層的矽片，可見光通過矽片時，光粒子與光敏層的化學物質作用，釋放出電子，產生的電流經過導線傳遞給發動機，發動機帶動螺旋槳轉動，使飛機飛行。
1980年8月， “飄忽企鵝”號由女駕駛員珍尼絲·布朗操縱，飛行了3．2公裏，飛行時間為14分32秒。在初次飛行中，飛行的高度僅為30米，雖然在這一高度上不能保證獲得足夠的陽光，但初次飛行的成功，足以證明了麥克裏迪的設計思想是可行的。
隨後，麥克裏迪決定進一步改進他的太陽能飛機，他得到了著名的杜邦公司的支持。杜邦公司為他提供了一係列航空和宇航用的新型材料——工程塑料，以及經費、工程師和攝影組等。
1980年12月，新設計的“太陽挑戰者”號太陽能飛機試飛成功。它的主翼和尾翼上裝有16128塊太陽能電池，飛機全長9．1米，翼展14．3米，機體重量僅為90公斤。在8小時的時間裏，飛機飛行了370公裏，高度達到4360米。即使在雲彩遮住陽光的時候，飛機下降的速度也僅有30米／分，能確保飛行安全。
“太陽挑戰者”號太陽能飛機幾乎是一架全塑飛機。首先，在機翼的主支撐結構，以及操縱、著陸裝置等部位，使用了強度是鋼鐵5倍的聚芳族纖維，在整個機體的增強部位，也都使用了這種材料。其次，在機休和機翼的蒙皮上采用了聚脂薄膜。最後，在主翼的夾層結構中，還使用了聚芳纖維紙蜂窩。此外，用得較多的材料是具有優異耐氣候性和不易變色的丙烯酸薄膜和氟塑料薄膜。正是由於采用了這些性能優異的工程塑料， “太陽挑戰者”號才既牢固又輕便，成功地完成了飛行。
1981年春天， “太陽挑戰者”號即將飛越英吉利海峽的飛行。飛行員是28歲的普達塞克，他既進行過滑翔機的飛行，又駕駛過噴氣式飛機，經驗十分豐富。1981年6月，太陽能飛機由一艘航空母艦運往法國。7月7日，晴空萬裏，太陽能飛機就要起程了。普達塞克依次接通5組太陽能電池，開始駕駛“太陽挑戰者”號滑跑起飛，經過7次試飛，飛機終於離開地麵，以大約每分鍾70米的速度迅速上升，幾分鍾後達到600米的高度，然後昂首飛向英吉利海峽。
普達塞克穩穩地爬升，同時不斷調整航向和轉動可調螺旋槳，以便進入最佳飛行狀態。突然，平靜的空氣中出現了一股紊流， “太陽挑戰者”號劇烈地俯仰、扭擺起來，原來附近出現了兩架飛機，上麵滿載著新聞記者和攝影師。雖然距離相當遠，但那強烈的尾流足以令輕盈的“太陽挑戰者”號麵臨滅頂之災。幸虧法國空中交通管製部門及時解圍，才把熱心的采訪者打發走了。
此後，普達塞克耐心地斜飛Z字航線，避開雲朵，捕捉更多的陽光。不久，英國的多佛爾海灘終於映入眼簾，太陽能飛機飛臨英國領空。在連續飛行5．5小時、行程260公裏以後， “太陽挑戰者”號終於安全降落在蒙斯頓皇家空軍基地。
這次具有曆史意義的飛行，標誌著太陽能作為一種嶄新的能源進入了人類航空領域。