莱特兄弟发明飞机
乔治·凯利虽然制造出世界上第一架滑翔机，但是真正使人类实现像鸟儿那样飞翔的梦想，是美国的威尔伯·莱特（1867—1912年）和奥维尔·莱特（1871—1984年）兄弟俩，他们制造了世界上第一架有动力的飞机，并于1903年成功地飞行，从而开创了飞行新时代。
莱特兄弟的母亲是一位受过教育的妇女，对机械很感兴趣，从小就培养兄弟俩热衷于制造机器的习惯。他们的父亲是一位牧师，他总是鼓励小哥俩去做他们感兴趣的事情。他们的飞行理想来源于父亲所送的一件用橡皮筋作动力的飞行玩具，其基本结构是一个中国的竹蜻蜓，即今天直升机的雏形。竹蜻蜓用一些竹或木削成细长扭曲薄片，中间装上一主轴，用双手急搓便飞快旋转而上升。兄弟俩把玩具各部分拆开研究，他们仿制了几个飞行玩具，都成功了。但是在仿制大尺寸的飞行玩具时，均遭到失败。虽然如此，飞行原理却铭记在他们心中。他们还留心观察在天空中飞行的风筝，及鸟翅膀在高空飞行时的展开和滑翔动作。莱特兄弟长大后，继续进行飞行研究。为了筹集研究工作需要的经费，1895年，他们开了一间自行车车铺，修理和制造自行车。他们阅读人们最初试图飞行的历史及最新实验报道，并从一些飞行先驱者的飞行试验资料、著作中获取经验，同时还学习了大量数学知识，以弥补他们缺乏正规高等教育的缺陷。
莱特兄弟依靠非凡的技术天才、勤奋好学和创造热情进行飞机的研究及制造。1900年，他们首次在海滩边完成了能带一个人的滑翔飞行，然而这第一架双翼滑翔机只能像风筝一样，依靠风力飞行。到1902年莱特兄弟又先后制成两架双翼滑翔机，他们在自己设计的“风洞”中进行了上千次试验，测得大量的数据（现代飞机设计仍采用风洞实验，从中选出最佳结果进行设计）。他们改进滑翔机的操纵器，给机翼加上可动部分，随后还设计制造了一台12马力的4缸活塞式发动机装到飞机上，发动机借助链条带动两个自制的二叶推进式螺旋桨转动。这样，世界上第一架用动力驱动、比空气重的飞行器制造出来了，莱特兄弟把首架飞机取名为“飞行者1”号。
当时人们在飞行动力实验方面遭到许多代价昂贵的失败，有些人甚至牺牲了生命，科学界由此得出了“比空气重的机器飞行似乎是不可能的”结论。但是30多岁的莱特兄弟并不灰心，他们在无数次飞行实验中所得到的飞行基本理论，已大大超过了当时那些科学家所知道的范畴。“飞行者1”号是用帆布和又轻又结实的木材制成，机长6．5米，双翼，翼展12．3米，全机重量为280千克，靠带轮的小车在滑轨上起飞，靠滑橇在沙滩上着陆。这架飞机的操纵系统与众不同，这正是莱特兄弟对航空事业的最伟大贡献。驾驶员靠机械装置改变重心来操纵飞机飞行，飞机安装有方向舵和升降舵。第一架飞机尽管原始，但是现代飞机转弯和做机动动作的主要部件都可以从它身上找到。
1903年12月17日，莱特兄弟在美国东海岸的基蒂霍克，第一次成功地实现了动力飞机载人飞行。第一次飞行由32岁弟弟奥维尔驾驶，留空时间12秒，飞行距离36米。第二次飞行由36岁哥哥威尔伯驾驶，在59秒内飞行了260米。
莱特兄弟虽然制造了第一架飞机并飞行成功，但是人们不相信自行车铺的工人能造出飞机来，具有权威性的史密森飞行学会认为“兰利的飞机是世界上第一架飞机”。兰利（1834—1906年）是美国的科学家，1903年10月进行用内燃机作动力的飞机试飞失败，后经他人改进试飞成功。莱特兄弟进行诉讼、抗争，仍无法改变这种偏见和错误决定。在蒙受不公的日子里，兄弟俩并没有消沉，仍克服困难，坚持研究、改进和制造飞机。
1905年，莱特兄弟设计制造了第三代飞行者飞机，“飞行者3”号是世界上第一架完全实用的飞机，它能够做倾斜、转弯、圆圈和8字飞行，留空时间达38分钟，飞行距离达38．6千米。1908年威尔伯在法国进行公开飞行表演，在欧洲引起了轰动。表演的飞机自重363千克，飞行速度为56-64千米／小时。在5个月的100多次飞行中，约有60次是带乘客飞行，最长一次飞行时间达2小时20分。在法国表演后，法国人买下了莱特兄弟飞机的制造权。与此同时，奥维尔也在美国作了轰动一时的飞行表演，并为美国陆军制造了世界上第一架军用飞机。这样，莱特兄弟同时在欧洲和美国制造飞机。
为了实现飞行的梦想，莱特兄弟一直生活在一起，终生未婚，飞机就是他们的全部生活。不幸的是1912年45岁的威尔伯死于伤寒病，弟弟奥维尔1915年就退休，直到1948年去世。1942年新的史密森学会主席才改变错误的决定，公开向莱特兄弟道歉。1943年奥维尔同意将“飞行者1”号飞机赠给华盛顿的史密森学会，现在这架飞机存放在美国华盛顿史密森航空航天博物馆中。
莱特兄弟的功绩除了完成有动力的飞机飞行外，绕3个轴操纵飞机（即能向两侧倾斜，能升降，能向左右转弯）是他们对空气动力学和飞行方面的主要贡献。在他们的一生中，不管事业顺利还是遭遇挫折，都不能动摇他们进行飞机研究制作的决心，靠着对飞行事业的热爱，靠着恒心和毅力，莱特兄弟终于取得了成功。他们作为发明家、飞行家和制造商，实现了人类征服天空的梦想，他们进一步发展了飞机，并教会人们怎么飞行，开辟了航空科学的新纪元。
现代超音速飞机的出现
自从世界上诞生了第一架飞机以来，科学家们就着手研究怎样使飞机飞得更快和更高。要提高飞行速度，就要增大发动机功率，减轻飞机重量。早期的飞机采用活塞式发动机，最终靠螺旋桨转动带动飞机飞行。那么要飞机飞得快，就要使螺旋桨转动得快，但是这样飞机受到的阻力也就越大，因此它的效率就大大地降低，速度仍无法提高。再者增大活塞式发动机功率的主要方法，是增加汽缸容量，这样飞机重量将增加非常大，而无法起飞，由此产生了新型发动机——喷气发动机。
1928年，一名英国空军军官提出了涡轮喷气发动机的设计方案，但没有受到重视，直到1935年6月才开始研制，1937年4月试制完成。这种发动机从前端进气口吸入空气，经压缩升温送入燃烧室，与雾化燃料混合燃烧后产生高温高压气体，此气体从尾部以极高的速度喷出，同时产生很大的反作用力推动飞机前进。因此，喷气发动机的作用是直接产生反冲推力，把燃料的化学能转变为飞机前进的机械能，而不需要通过能量转变的中间环节——活塞、螺旋桨等等，这就减少了能量的损失，飞机重量也减轻，大大提高了飞机的飞行速度及飞行高度。1939年8月德国研制的世界上第一架喷气式飞机He-178升空，时速达640千米。
喷气发动机的出现，为提高飞行速度和高度创造了良好的条件，但是又出现了新问题：音障和热障。我们先看一下音障问题。
声音传播是一种振动传播过程，它的传播速度称为声速或音速。在标准大气压下，声波在15℃空气中的音速为340米／秒，即1224千米／小时。通常人们把飞行速度为0．1-0．8倍音速（即马赫数M=0．1-0．8）的飞行称为亚音速飞行，0．8-1．2倍音速称为跨音速飞行，1．2-5．0倍音速的称为超音速飞行，5．0倍音速以上的称为高超音速飞行。
当一个高速飞行物体的速度接近音速时，前方的空气因来不及散开而受到严重压缩，密度、温度和压力急剧增加，仿佛有一堵无形的铜墙铁壁阻止该物体向前飞去，这种现象就叫做音障。
活塞式战斗机虽然速度低，但当它时速为六七百千米时，如果再连续俯冲，飞机速度就会加大，在接近音速时，整架飞机会突然发生震颤，操纵机构失灵，阻力增大，并且由于发动机功率和机翼、尾翼等部件强度不够，飞机就像撞到一堵墙上一样，突然爆炸。第二次世界大战中，许多飞机就这样莫名其妙地失事了。飞行员们也意识到接近音速飞行的危险性，只是不知道这是音障在捣鬼。一名叫哈利逊的美国飞行员在飞机爆炸前的瞬间跳伞逃出飞机，他回忆说：“简直像在梦中，机翼咯嗒咯嗒剧烈颤抖起来，舵就像被卡死了一样，怎么也搬不动。突然，砰的一声，飞机就被一把无形的大锤打得粉碎。”
要使高速飞行的飞机冲破这堵无形的高压空气墙，克服音障飞行，首先要增大发动机功率，同时还要增加飞机各部件及连接处的强度，使飞机外表面尽可能光滑，改进飞机外部形状等等。早期的喷气式飞机虽然飞行速度有所提高，但还有许多问题没有解决，所以各国纷纷开始研究克服音障的办法。
