尽管人类为了实现飞翔之梦、征服太空而努力了数千年，并发明了热气球、飞艇等主要依靠空气浮力升空的飞行器。但是这些飞行器无论是在安全性还是在操纵性等方面都存在许多缺陷。这不但限制了这些飞行器的发展前景，也使得人类必须另辟蹊径，在征服太空之路上继续探索。
1903年12月17日，美国著名科学家莱特兄弟制造的飞机首次试飞成功，从而完成了人类历史上第一架有动力、可载人、并且持续稳定的飞行器。飞机的成功升空是20世纪中人类最伟大的创举之一，它是人类征服太空之路上的一座里程碑，标志着飞行时代的到来。从此之后，飞机工业开始飞速发展，各种飞机如雨后春笋，层出不穷，人类离征服太空之梦的实现也越来越近了。
莱特兄弟开创了飞行时代
真正的飞机应该是可以依靠自身的力量起飞，并且由飞行员随意地操纵，上升、转弯、向下俯冲的，就像一只大鸟，天空是它自由快活的世界。
尽管很早人们就模仿鸟类制造出了各式各样千奇百怪的飞行器，如滑翔机、扑翼机等，但它们都不是真正的飞机，它们只能像风筝一样，靠风的力量起步，在天空飞行。如果天空中无一丝的风，它们就无法上天，更谈不上在天空翱翔了。
翻开人类的航空史，就会发现世界上第一架真正的飞机是由美国的莱特兄弟发明和制造的，至今已100多年了。
在20世纪初的1900年，美国俄亥俄州的代顿市，有一对开自行车商店的兄弟，他们当时30多岁，兄长叫威尔伯·莱特，弟弟名叫奥维尔·莱特。他们经营自行车的制造和销售已有多年，有了一些钱并积累了一些制造方面的经验。于是，他俩便开始将注意力转向制造飞行器，以满足和了却兄弟俩从少年时代起就萌发的在天空飞行的夙愿。
飞机引领人类进入飞行时代当时，人们制造的飞行器只是一些类似风筝一样的滑翔机，和一些不能飞起来的扑翼机，没有任何真正有用的经验。图书馆里少有的几本书也是错误百出。但这时人们的确发现了一个真理：拱形的物体可以在流动的空气里获得升起来的力量。莱特兄弟一开始就注意到了这一点。
他们首先制造了一架双翼风筝式的滑翔机，像放风筝一样被放到了空中。不过，这架滑翔机是无人驾驶的，依靠绳子来操纵，可以转弯和依靠风的力量爬升。莱特兄弟将这架飞机的机翼做得弯弯的，就像展开了的老鹰的翅膀。为了产生更大的升力，机翼做成了上下两层。当时，他们不知道，并不是多层机翼就一定会产生更大的升力，即使是升力大了，因为多层机翼制造需更多材料，而增加的重量也可能将这部分增加的升力抵消掉。
为了进一步掌握操纵飞机的道理，他们造出了另一架靠人操纵的滑翔飞机。不过，这种飞机的样子很怪，它的升降舵不像现代飞机那样装在飞机的尾巴上，而是装在双层机翼的前面，也没有什么驾驶舱，驾驶员趴在机翼上，依靠移动身体的位置来操纵滑翔机飞行。起飞的方法也十分可笑：一人抓住一个机翼，迎着狂风向前猛跑，就像放风筝一样。时常在飞行中稍不小心，就从空中栽下来，不过好在升降舵装在飞机的前面，飞机坠地时，可以起到缓冲的作用，使莱特兄弟不受伤害。他们进行了上千次的滑翔飞行，也不知从空中摔下了多少次，从这些飞行和失败中积累了许多宝贵的经验。
1903年夏天，莱特兄弟在对200多个机翼剖面进行反复的实验比较后，制造出了一架机翼长达10米、面积有29平方米的飞机，并第一次将一台可以产生8820瓦动力的内燃机装在飞机上，用来带动一个直径2.55米的木头做的螺旋桨，从而产生向前飞行的拉力。8820瓦就好比12匹马在拉着飞机向前跑。
这第一架飞机在1903年的冬天作了第一次飞行。飞机没有装起飞着陆的轮子，莱特兄弟发明了一个奇特的起飞装置，使飞机弹射起飞。他们将飞机放在20米长的滑槽上，用绳子拴住飞机，绳子的另一头系在木制塔楼上的一个重物上，比如一块大石头或者一大麻袋的泥土。当重物从高高的塔楼上落下时，就牵引着飞机高速地从滑槽上飞起来，颇有点像我们今天看到的在航空母舰上飞机的弹射起飞。
人类第一次真正飞机的飞行是具有特别意义的，即使是莱特兄弟这样两个亲密无间的人，都因为究竟该谁第一个操纵它而争执不下，兄弟俩只好以掷硬币的方式决定谁先飞。结果是兄长威尔伯赢了，但他却未能成为这架飞机的第一个飞行员，因为在起飞时，他操纵失误，飞机刚起飞便一头栽到了沙滩上。
这架名叫“飞鸟”的飞机在轮到弟弟奥维尔试飞时，却表现得十分出色。1903年12月17日早晨，奥维尔·莱特成为第一个驾机实现连续操纵飞行的人。这次具有历史意义的飞行总共只有12秒的时间，飞行的距离也不过36米远，但这毕竟是当时人类的首个飞行纪录，是人类的第一次随心所欲的自由飞行。同一天，接着的第三次飞行，持续了59秒，飞行了255米远。人类从此进入飞行时代。
此后，莱特兄弟又对飞机进行了无数次的改进。1905年，他们制造的飞机，不仅能任意地倾斜、转弯，还可以毫不费劲地在空中做划圆圈和“8”字飞行。1908年，莱特兄弟驾驶着他们新制造的装有一台功率为22050瓦的发动机、两副螺旋桨的飞机，在法国进行了一次公开表演，飞行速度为每小时60多千米，比当时的火车速度快2倍，引起了全世界的轰动。
莱特兄弟的飞机进入欧洲以后，欧洲的飞行先驱将它进行了巨大的改进，将升降舵移到了飞机机翼的后面，也就是尾巴上，这就是今天飞机的雏形。最后一架改进型的莱特飞机出现在1915年，它装有一台51450瓦的发动机，能用于军事侦察飞行，这大概是第一架军用侦察飞机。
知识点内燃机
内燃机是将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入机器内部燃烧产生热能再转化为机械能的一种热机。内燃机具有体积小、质量小、便于移动、热效率高、启动性能好的特点。内燃机的构想在17世纪中叶出现，并于19世纪末发展完善。
内燃机，特别是汽油机和柴油机的出现，是第二次工业革命的重要成果，它们为交通运输业开辟了广阔的前景。1886年装置汽油机的汽车诞生，开始了汽车工业的新时代；1887年汽油机驱动的轮船开始在江河湖海中出没往返，开辟了水上运输的新纪元；1903年装上汽油机的飞机开始翱翔长空，揭开了人类航运的新篇章。
冯如和中国航空事业的起步
1909年9月21日，中国旅美华侨冯如，在美国奥克兰州派得蒙特山附近的平坦空地上，驾驶一架有动力的飞机试飞成功，取得了飞行高度4.57米、飞行距离804米的成绩。9月23日，美国《旧金山观察者报》曾以《东方的莱特在飞翔》为题，报道了“天才的中国人冯如自己制造飞机并装上自制的发动机进行试飞”的经过，并作出了“在航空领域中，中国人把白人抛在后面”的高度评价。冯如集研制飞机和驾驶飞机于一身，因而我国的航空史学界称他为中国第一个飞行家。
冯如，字九如，1883年12月15日生于广东省恩平县。12岁时赴美国当童工，夜间学习英文，后在一家工厂当工人。白天他在工厂从事繁重的劳动，夜间努力攻读有关机械学方面的书籍。经过几年的潜心研究，他在机器制造方面已积累了不少知识和经验。1906年，冯如在旧金山与当地华侨和亲友集资创办飞机制造公司。1907年，在冯如主持下，广东机器制造厂在奥克兰市成立，开创了中国人前所未有的事业——研制飞机。经过2年的艰辛努力，终于在1909年9月制成一架可以载人的动力飞机。尽管这架飞机在第一次试飞时坠毁，但这并没有使冯如灰心，反而促使他继续探索改进之法，经历了6次失败后，终于在第7次制成了一架性能良好的双翼机，并于1911年1月~2月间，在奥克兰市多次做飞行表演。表演中，创造了时速为105千米的新纪录，并在100米高度上飞行了35千米。孙中山先生当时也在美国，在参观了冯如的飞行表演后，在冯如的飞机旁对着冯如和广大侨胞发表谈话时，第一句就是：“我们中国有杰出的人才”，对冯如的飞行成就大加赞许，并鼓励他回国为祖国同胞服务。
1911年3月，冯如回到祖国。不久，辛亥革命爆发，冯如即投身革命，参加广东革命军，被任命为陆军飞机队队长。这支飞机队虽因筹备不及，未能参加北上作战，但却增强了革命军的声势。
1912年8月25日上午，冯如在广州燕塘大操场做飞行表演时，因飞机坠地失事而受重伤，经医院抢救无效而不幸牺牲。
冯如牺牲后，广东军政府陆军司下令表彰其开创中国航空事业的功绩，说“冯如以聪慧之姿，习飞行之术，殚精竭智，极深研几，不期初次试验，遽遭伤死，当从优抚恤，以慰前烈，俾旌来者。”并经临时大总统批准，按少将级军官阵亡例，拨款银元1000元抚恤其家属，并将其事迹宣付国史馆。
冯如死时29岁，葬于广州黄花岗72烈士墓陵园内，碑文正面镌字为：中国始创飞行大家冯如之墓。
飞机升空与气流的奥秘
我们知道热气球上天是因为气球内的气体比空气轻，产生了向上的浮力。那么飞机在空中不掉下来，是与飞艇一样依靠浮力吗？不是。它靠的是空气流动时产生的作用力。
最初试造飞机的人并不了解这种作用力，只是从风筝上天得到了启发，知道比空气重的东西依靠风的力量可以升空。为了揭开升空的秘密，了解这种空气的作用力，人们不断地做滑翔机的飞行试验，利用山坡迎风一面的上升气流进行滑翔飞行。那时飞行原理和气动力方面的知识虽然积累得很少，但实践者却凭经验造出了能够飞行的飞机。他们将机翼做成薄薄的拱形，这样就可以利用机翼产生的升力飞行了。
最初的飞机很不完善，机翼是模仿风筝造的，在骨架上蒙一层薄布或薄板，这种飞机常常会突然倒栽下来。随着人们试验的深入和经验的积累，人们弄清楚了，要飞机不出事故，机翼的剖面形状应该是圆头尖尾的。
现代飞机的机身和发动机等都是用金属做成的，不是铝合金就是合金钢。飞机还要载货或载人，重量很大，要使飞机升空，就得利用空气流动时产生的气动力。
为了更好地了解飞机升空的秘密，就先得了解低速飞机的机翼是怎样产生升力的。
低速飞机的机翼，不管它的平面形状（从上往下看）如何，从顺着来流的方向（即纵向）竖切一刀的话，其剖面形状总是：圆头、尖尾、弓背。
机翼剖面由于机翼的存在，气流被分成两路绕机翼而过，由于机翼上下翼面的形状不同，则绕流的气流也将有不同的变化，气流沿着上翼面到A点，速度这时变化最大，超过了飞机的速度，后来逐渐减小。气流流到后缘处，速度差不多降到和远前方来流未经扰动时的速度一样大小，速度就是这样先快后慢地变化。科学家们经过分析知道：流过翼面的空气速度越快，它受到的压力就越低。因此，上翼面受到的气流压力也必先下降，到某一点压力达到了最小值，然后逐渐回升，到了后缘附近，上翼面的气流压力基本上和远前方气流的压力差不多了。
沿上翼面流动的气体，过了前缘不远，直到后缘为止，流速都大于远前方气流的速度，因此气流作用在上翼面的空气作用力是吸力。吸力可以看成是一个向上提升飞机的力。
沿着下表面走的气流，在机翼前缘附近某一点流速降到零，过此点之后，气流速度逐渐回升，到后缘气流速度还是没有超过远前方来流的速度，只是和原来差不多。因而作用于下翼面的空气作用力是向上的压力，所以整个下翼面受到的是一个向上托的力，这就是飞机的升力。
上翼面的吸力和下翼面上托的力，合起来将整个飞机机翼向上举起，这就是作用在机翼上总的空气作用力。机翼产生向上升力必须具备的条件是：空气一定要流动（如风吹起来）或者飞机一定要滑动，如在跑道上滑跑，才能产生向上的升力；否则，飞机是不会升起来的。
翼面上受到的压力都是和各部分表面相垂直的。由于翼剖面的形状相当扁平，而且飞行时整个机翼和迎面风之间的倾角（一般叫冲角或攻角）也不大，所以这个总的空气作用力的指向几乎总是垂直于远前方来流的方向（即飞行的方向）的。这个力量有两个作用：一个是产生向上并垂直于远前方的气流（即飞行）方向的力，将飞机升起来；另一个则是产生平行于来流方向的力，将飞机的速度减慢下来，阻止它向前飞行。飞机为什么要装上发动机？其作用就是为了克服使飞机停下来的阻力，让飞机跑起来，产生升力。
当飞机平飞时，远前方流来的气流是水平的，飞机的重量是垂直向下的，而升力是竖直向上的，当升力不小于飞机的重量时，就托住飞机，使飞机保持在空中不掉下来。
飞机的升力主要是由机翼产生的。对于正常布局的飞机，后面的尾翼产生的力是向下的，不利于飞机，而新式的鸭式布局就对飞机增加升力很有利。
