Идея авиации - одна из самых древних в истории человечества. В мифах, преданиях, исторических хрониках можно найти свидетельства о множестве предпринятых в разные века попытках человека осуществить свою давнюю мечту – подняться в небо и лететь подобно птице. Но всё это были делетанские предприятия, в которых видно больше энтузиазма, чем расчета, и поэтому они неизменно кончались неудачей. 

Только в последней четверти XIX века появились первые свидетельства того, что полёт на аппаратах тяжелее воздуха может когда-нибудь стать реальностью. Почему же это искусство так долго оставалось непостижимой мечтой? Дело в том, что в отличие от аэростата аэроплан не плывёт по воздуху, а опирается на него при полёте, подчиняясь сложным аэродинамическим законам.

Правильное объяснение феномена полёта было давно уже в XVIII-XIX веках, но наука об искусстве летать – аэродинамика – возникла только в первые десятилетия XX века. Отчего птицы, хотя они и тяжелее воздуха, не падают на землю? Дело в том, что в воздухе на нижнюю поверхность их крыльев оказывает так называемая подъёмная сила, которая превосходит силу тяжести, действующую в противоположном направлении. Откуда берётся эта сила; объяснил ещё в первой половине XVIII века известный математик и физик Бернулли. В 1738 году в своём труде “Гидродинамика” он вывел закон, носящий теперь его имя. Суть закона Бернулли (сформулированного им для жидкостей, но справедливого и для газов) заключается в том, что с увеличением скорости потока давление на стенки сосуда уменьшается. Действие закона Бернулли очень легко наблюдать на опыте. Возьмём, например, листок бумаги и начнём дуть на него - дальний край бумаги немедленно поднимется вверх, словно что-то толкает его снизу. Это “что-то” и есть подъёмная сила. Она возникла вследствие того, что воздух над поверхностью листка движется много быстрее того, что находится под ним. Следовательно, давление на лист сверху оказывается заметно меньше того атмосферного давления, что давит легко повторить на него снизу. Если подъёмная сила больше силы тяжести, листок поднимется.

Однако ситуацию нашего опыта не так в реальной обстановке. Чтобы приподнять край листка, мы намеренно обдували его так, как нам это было удобно. А как заставить подняться вверх какой-нибудь крылатый аппарат, который находится в реальном воздушном потоке?

Но взлететь мало – надо уметь удержать аэроплан в воздухе. Устойчивость – это главная проблема для любого летающего аппарата тяжелее воздуха.

К счастью, первые авиаторы имели хотя и смутное, но верное представление об ожидающих их опасностях и сумели до некоторой степени подготовиться к ним. Первый шаг в небо был сделан с помощью моделей. Прямыми предшественниками всех современных самолётов следует, видимо, считать игрушечные аэропланы Пено, которые он строил с1871 года и запускал с помощью резиновых моторчиков. При весе в несколько граммов они летали по несколько десятков секунд. Эти модели, можно сказать, были первым зримым доказательством, что аппараты тяжелее воздуха вообще могут летать. В1872 году Пено пришел к чрезвычайно важному выводу, что для устойчивого полёта аэроплана ему нужно хвостовое оперенье. Вскоре ему удалось придать своим аппаратам хорошую устойчивость относительно всех трех осей. Впрочем, это было только начало.

Прошло тридцать лет, прежде чем удалось создать самолет, способный поднять в небо человека.

Развитие авиации пошло по дороге, которую указал немецкий изобретатель Отто Лилиенталь. В то время, как другие безуспешно уделяли все свое внимание моторному полету, Лилиенталь поставил перед собой цель постигнуть прежде всего секрет безмоторного парящего полета. Он строил легкие планеры и упорно работал над их совершенствованием.

Первый его планер состоял из ивового, обтянутого материей каркаса, образующего округлые, вогнутые наподобие птичьих крылья в два яруса с небольшим хвостом сзади. Весь аппарат весил всего 20 кг. Первоначально полеты были очень короткими – метров на 15 и проводились с небольшого песчаного холма. Потом они стали более продолжительными, более 100 метров. Планер при этом находился в воздухе до 30 секунд.

Искусство полета в подлинном смысле освоили браться Райт. Они приступили к своим опытам в то время, когда в авиации установился период глухого затишья: гигантские моторные машины не смогли подняться в воздух, смелый планерист Лилиенталь разбился… в 1899 году они сделали свое самое замечательное открытие: для обеспечения поперечной устойчивости необходимо перекашивать концы крыльев.

Свой первый планер братья Райт (схема аэроплана) построили в 1900 году. Их планер в точности повторял своих предшественников, но превосходил их по размерам. Но были и некоторые отличия. Райт отказались от хвостового оперения, а также от регулирования устойчивости путем перемещения центра тяжести, и снабдили свой аппарат настоящими рулями. Вперед планера они поместили горизонтальную поверхность – так называемый руль высоты. Отклоняя его вверх или вниз можно было выравнивать колебания аппарата в направлении полета – продольная устойчивость. Поперечная устойчивость обеспечивалась за счет перекашивания крыльев. Это был первый в истории планер, уверенно слушавшийся руля. Он не только легко взмывал в воздух, но и поднимал человека. Пилот лежал как на салазках.

Но для того, чтобы стать аэропланом, планеру не хватало одного – мотора с пропеллером. К созданию аэроплана братья Райт приступили в начале 1903 года. Они рассчитали, что для полета им понадобится легкий и небольшой бензиновый двигатель мощностью не менее 8 лошадиных сил. Поскольку такого купить не удалось, то им пришлось изготовить его самостоятельно. Другая проблема состояла в изготовлении пропеллера. После долгих опытов они создали два деревянных винта из канадской сосны. Каждый из винтов имел по две лопасти и насаживался на железную ось. Вращались они навстречу друг другу и помещались позади каждого крыла, а не спереди, как это было принято позднее. Передача осуществлялась с помощью цепей.

Испытания первого аэроплана были проведены на берегу океана в Кити Хок. Здесь 14 декабря 1903 года Вильбур Райт совершил первый моторный полет, продолжавшийся 3,5 секунды. Пролетев 32 метра, аэроплан упал. После нескольких попыток он сумел пролететь 260 метров, продержавшись в воздухе 59 секунд. До братьев Райт еще ни один летательный аппарат тяжелее воздуха не только не мог пролететь сотню-другую метров, но и просто самостоятельно подняться в воздух!