航空の歴史

航空の歴史は、凧やタワージャンプの大胆な試みなどの初期の革新から、動力付きの空気より重いジェット機による超音速飛行や極超音速飛行まで、2000年以上にわたります。紀元前数百年前に遡る中国の凧揚げは、人間が作った飛行の最も古い例と考えられています。レオナルド・ダ・ヴィンチの15世紀の飛行の夢は、現代科学の限界によって妨げられながらも、いくつかの合理的な設計で表現されました。^[要出典]

18世紀後半、モンゴルフィエ兄弟が熱気球を発明し、有人飛行を開始した。ほぼ同時期に、水素ガスの発見により水素気球が発明された。^{[1]同時期に物理学者が提唱した}流体力学やニュートンの運動法則などのさまざまな力学理論は、ジョージ・ケイリー卿による現代の空気力学の基礎となった。自由飛行型と係留型の両方の気球は、18世紀末から軍事目的で使用され始め、フランス革命中にフランス政府が気球会社を設立した。^[2]

グライダーの実験は、空気より重い航空機の力学を研究するための基礎となり、特にケイリー、オットー・リリエンタール、オクターブ・シャヌートらによって行われた。20世紀初頭までに、エンジン技術と空気力学の進歩により、制御された動力飛行が初めて可能になった。1903年、ライト兄弟は翼の設計と航空機の制御に関する先駆的な研究と実験を経て、最初の飛行機を製作し飛行させるために必要な要素をすべて取り入れることに成功した。^[3]特徴的な尾翼を備えた基本構成は1909年までに確立され、その後、より強力なエンジンの開発に支えられて設計と性能が急速に向上した。

最初の偉大な空の船は、フェルディナント・フォン・ツェッペリンが開発した硬式飛行船で、すぐに飛行船の代名詞となり、1930年代に大型飛行艇が普及するまで長距離飛行を支配しました。第二次世界大戦後、飛行艇は今度は陸上飛行機に取って代わられ、新しく非常に強力なジェットエンジンが航空旅行と軍用航空の両方に革命をもたらしました。

20 世紀後半には、デジタル エレクトロニクスの発展により、飛行計器と「フライ​​ バイ ワイヤ」システムが大きく進歩しました。21 世紀には、軍事、民間、娯楽の目的で無人ドローンが広く使用されるようになりました。デジタル制御により、飛行翼などの本質的に不安定な航空機の設計も実現可能になりました。

航空という用語は、ラテン語のavis「鳥」の語幹に、動作や進歩を意味する接尾辞-ationが付いた動作の名詞で、1863年にフランスの開拓者ギヨーム・ジョセフ・ガブリエル・ド・ラ・ランデル（1812年 - 1886年）が「気球のない航空または航行」で作った造語である。^{[4] [5]}

古代から、鳥のような翼や硬いマント、その他の装置を体に巻き付けて、塔から飛び降りて空を飛ぼうとする人々の話はありました。ギリシャのダイダロスとイカロスの伝説は、最も古いものとして知られています。^[6]他の伝説は、古代アジア^[7]とヨーロッパ中世に由来しています。この初期の時代には、揚力、安定性、制御の概念は十分に理解されておらず、ほとんどの試みは重傷または死亡につながりました。

アンダルシアの科学者アッバース・イブン・フィルナス（810年 - 887年）は、スペインのコルドバで、ハゲワシの羽で体を覆い、両腕に2つの翼を付けて飛ぼうとした。 ^{[8] [9]} 17世紀のアルジェリアの歴史家アハメド・モハメッド・アル・マッカリは、コルドバのムハンマド1世の9世紀の宮廷詩人ムミン・イブン・サイードの詩を引用し、フィルナスが尾がなかったため（鳥は尾を使って着陸する）怪我を負って着陸するまでにかなりの距離を飛んだと述べている。^{[8] [10]} 12世紀、ウィリアム・オブ・マームズベリは、11世紀のベネディクト会修道士であるエイルマー・オブ・マームズベリが手足に翼を付けて短距離を飛んだが、^[8]着地時に両足を骨折し、尾をつけるのを怠ったと書いている。^[10]

その後の数世紀に、多くの人が記録に残るジャンプをしました。1811年には、アルブレヒト・ベルブリンガーが羽ばたき飛行機を製作し、ウルムのドナウ川に飛び込みました。^{[11] [ページが必要]}

凧は、おそらく人類が作った最初の飛行機だ。^[1]凧は、紀元前5世紀に墨子と魯班によって中国で発明された。^[12]その後のデザインは、空飛ぶ昆虫、鳥、その他の実在または架空の動物を模倣したものが多かった。中には、飛んでいるときに音を出すために紐や笛が取り付けられたものもあった。^{[13] [14] [15]}古代および中世の中国の文献には、凧が距離の測定、風のテスト、人の持ち上げ、信号、通信、メッセージの送信に使用されていたことが記されている。^[16]

凧は中国から世界中に広まりました。インドに伝わった後、凧は他の凧を切るために使用する研磨糸を備えた 戦闘凧へとさらに進化しました。

人を乗せる凧は古代中国で民間や軍事の目的で広く使われ、時には罰として強制されたと考えられている。記録に残る初期の凧揚げは、6世紀に捕虜となった中国の王子、袁皇頭の凧揚げである。 ^[17]人を乗せる凧の話は日本でも登場し、7世紀頃に中国から凧が伝わった後に登場している。かつて日本には人を乗せる凧を禁じる法律があった。^[18]

垂直飛行のためのローターの使用は、古代中国の玩具である竹コプターの形で紀元前400年から存在していました。 ^{[19] [20]}同様の「moulinet à noix」（ナット上のローター）は、西暦14世紀にヨーロッパで登場しました。^[21]

古代から中国人は、熱い空気は上昇することを理解しており、その原理をスカイランタンと呼ばれる小型熱気球に応用してきた。スカイランタンは、紙風船の下またはすぐ内側に小さなランプを配置したものでできている。スカイランタンは伝統的に娯楽や祭りの際に打ち上げられる。ジョセフ・ニーダムによると、このようなランタンは紀元前3世紀から中国で知られていた。その軍事的使用は、将軍諸葛亮（紀元180年-234年、尊称は孔明）に帰せられ、敵軍を脅かすために使用したと言われている。^[22]

中国人も18世紀より数百年前に気球を使って「航空航行の問題を解決した」という証拠がある。^[23]

結局、イブン・フィルナスの建造後、何人かの研究者が合理的な航空機設計の基本を発見し、定義し始めた。その中で最も有名なのはレオナルド・ダ・ヴィンチだが、彼の作品は1797年まで知られていなかったため、その後300年間の発展には影響を与えなかった。彼の設計は合理的だが、科学的ではない。^[24]彼は特に飛行物体を推進するために必要な動力量を過小評価しており、^[25]エンジン駆動のプロペラではなく、鳥の羽ばたきに基づいて設計した。^[26]

レオナルドは鳥とコウモリの飛行を研究し、^[25]後者の翼に穴があいていないことからコウモリの飛行の方が優れていると主張した。^[27]彼はこれらを分析し、空気力学の多くの原理を予見した。彼は「物体が空気に対して示す抵抗は、空気が物体に対して示す抵抗と同じである」ことを理解していた。^[28] アイザック・ニュートンは1687年まで 運動の第三法則を発表しなかった。

15世紀末から1505年まで^[25] 、レオナルドは飛行機械や機構に関する多くの設計について書き記し、スケッチを描いた。その中には、羽ばたき飛行機、固定翼グライダー、回転翼航空機（おそらくかざぐるまのおもちゃからヒントを得たもの）、パラシュート（木枠のピラミッド型テントの形）、風速計などがある。^[25]彼の初期の設計は人力で、羽ばたき飛行機や回転翼航空機が含まれていたが、彼はこれが非実用的であることに気づき、後に制御された滑空飛行に目を向け、バネで動く設計もいくつかスケッチした。^[29]

レオナルドは「飛行について」と題する随筆で、糊付けした麻布、革の継ぎ目、生の絹のひもで作った「鳥」と呼ばれる飛行機械について述べている。アトランティコ手稿では「明日の朝、1496年1月2日に、ひもを作り、飛行を試みる」と記している。^{[26]よく語られる、おそらくは架空の話によると、1505年にレオナルドかその弟子の1人が}チェチェリ山の頂上から飛行を試みたという。^[25]

フランチェスコ・ラナ・デ・テルツィは『プロドロモ・デッラルテ・マエストラ』 （1670年）で、真空の原理を応用して大型船を大気中に浮かべることができると提案した。ラナは、乗員のバスケット、尾翼、舵を支えるために接続した4つの巨大な銅箔球を備えた飛行船を設計した。批評家は薄い銅球では周囲の気圧に耐えられないと主張し、さらに実験を重ねた結果、彼のアイデアは不可能であることが証明された。^[30]

真空を利用して揚力を生み出す技術は真空飛行船と呼ばれますが、現在入手可能な材料で建造することはまだ不可能です。

1709年、バルトロメウ・デ・グスマンはポルトガル国王ジョアン5世に接近し、空を飛ぶ方法を発見したと主張した。

国王の病気のため、グスマンの実験は当初の1709年6月24日から8月8日に延期された。実験は国王と他の貴族の前でカサ・ダ・インディアの庭で行われたが、紙の船または装置は飛行する前に燃えてしまった。^[31]

フランスでは、1783 年 6 月 4 日から 12 月 1 日の間に 5 つの航空史上初の偉業が達成されました。

• 6月4日、フランスのアノネーに群衆が集まり、モンゴルフィエ兄弟による無人熱気球の飛行を観賞した。500ポンドの熱気球は高度3,000フィート近くまで上昇し、1.5マイル以上飛行した。熱気球は10分間空中に留まった後、転倒して炎上した。^{[32] [33]}
• 8月27日、ジャック・シャルルとロバート兄弟はパリのシャン・ド・マルスから初の無人水素気球を公開した。気球はほぼ1時間後にゴネスに着陸したが、恐怖に陥った農民たちは気球を怪物と勘違いして破壊した。^[34]
• 10月19日、2,000人の観客の前で、ジャン＝フランソワ・ピラトル・ド・ロジエとアルランド侯爵が最初の乗客としてモンゴルフィエ機に搭乗した。その日遅く、もう一人のパイロット、ジルー・ド・ヴィレットがさらに高い空へと飛び立った。^[35]
• 11月21日、モンゴルフィエ夫妻は人間を乗せた初の自由飛行に成功した。ルイ16世は当初、死刑囚を最初のパイロットにするよう命じていたが、ジャン＝フランソワ・ピラトル・ド・ロジエとフランソワ・ダルランド侯爵が請願し、その栄誉を勝ち取った。彼らは薪の火で動く気球に乗って8km（5.0マイル）を漂った。^[33]
• 12月1日、ジャック・シャルルとニコラ・ルイ・ロベールは、 40万人の観衆が見守る中、パリのチュイルリー公園から有人水素気球を打ち上げた。彼らは高度約1,800フィート（550メートル）[15]まで上昇し、2時間5分、36kmの飛行の後、日没時にネル・ラ・ヴァレに着陸した。ロベールが降りた後、シャルルは単独で上昇することを決意した。今度は高度約9,800フィート（3,000メートル）まで急速に上昇し、そこで再び太陽を見たが、耳に極度の痛みを感じ、二度と飛ぶことはなかった。

気球飛行は 18 世紀後半にヨーロッパで大流行し、高度と大気の関係についての詳細な理解が初めてもたらされました。

操縦不能気球は、アメリカ南北戦争中に北軍気球隊によって使用されました。若きフェルディナント・フォン・ツェッペリンは、 1863 年に 北軍ポトマック軍の気球搭乗員として初めて飛行しました。

1900年代初頭、イギリスでは気球が人気のスポーツでした。これらの個人所有の気球は、通常、浮上ガスとして石炭ガスを使用していました。これは水素の半分の浮上力しかないため、気球はより大きくなければなりませんでしたが、石炭ガスははるかに入手しやすく、地元のガス工場は気球競技用の特別な軽量フォーミュラを提供することもありました。^[36]

飛行船はもともと「飛行気球」と呼ばれていましたが、現在でも飛行船と呼ばれることがあります。

操縦可能な（または飛行可能な）気球の開発作業は、19 世紀を通じて断続的に続けられました。動力と制御を備えた持続的な軽気球による最初の飛行は、1852 年にアンリ ジファールが蒸気エンジン駆動の飛行機でフランスを 15 マイル（24 km）飛行したときに行われたと考えられています。

1884年には、シャルル・ルナールとアーサー・クレブスがフランス陸軍の電気飛行船「ラ・フランス」で初めて完全に制御可能な自由飛行に成功し、さらなる進歩を遂げた。全長170フィート（52メートル）、容積66,000立方フィート（1,900m ³）のこの飛行船は、8.5馬力の電気モーターの力を借りて、23分で8キロメートル（5マイル）を飛行した。

しかし、これらの航空機は一般的に寿命が短く、非常に壊れやすいものでした。内燃機関が登場するまで、制御された定期飛行は行われませんでした (下記参照)。

最初に定期的に制御飛行を行った航空機は、非硬式飛行船（「ブリンプ」と呼ばれることもある）であった。このタイプの航空機の初期の先駆者として最も成功したパイロットは、気球と内燃機関を効果的に組み合わせたブラジルのアルベルト・サントス＝デュモンであった。1901 年 10 月 19 日、彼は飛行船6 号でパリ上空を飛行し、サンクルー公園からエッフェル塔を回り、30 分以内にパリに戻ってきて、ドイチュ・ド・ラ・ムルト賞を受賞した。サントス＝デュモンはその後、いくつかの航空機を設計し、製造した。その後、航空機に関する彼と他の人々の競合する主張をめぐる論争が、飛行船の開発に対する彼の多大な貢献に影を落とした。

非硬式飛行船が成功を収め始めたのと同時期に、初の硬式飛行船も開発されつつありました。これらの飛行船は、純粋な貨物輸送能力という点では、何十年にもわたり固定翼航空機よりもはるかに優れた性能を発揮しました。硬式飛行船の設計と開発は、ドイツのフェルディナント・フォン・ツェッペリン伯爵によって開拓されました。

最初のツェッペリン飛行船の建造は、1899年にフリードリヒスハーフェンのマンツェル湾のボーデン湖に浮かぶ組立工場で始まりました。この工場は、工場を風に容易に合わせることができるため、始動手順を容易にすることが目的でした。プロトタイプの飛行船LZ 1（LZは「Luftschiff Zeppelin」の略）は、長さ128メートル（420フィート）で、2つの10.6kW（14.2馬力）のダイムラー製エンジンで駆動され、2つのナセル間で重りを動かすことでバランスをとっていました。

1900 年 7 月 2 日の初飛行は、バランスウェイトの巻き上げ機構が壊れたために LZ 1 が湖に着陸せざるを得なかったため、わずか 18 分間しか続きませんでした。修理後、この技術はその後の飛行でその可能性を証明し、フランスの飛行船ラ フランスが達成した 6 m/ s より 3 m/s 速い速度を達成しましたが、投資家を納得させるには至りませんでした。伯爵が再度の挑戦に十分な資金を調達できるまでには数年かかりました。

DELAG (Deutsche-Luftschiffaarts AG)として知られるドイツの飛行船旅客サービスは1910 年に設立されました。

飛行船は第一次世界大戦と第二次世界大戦の両方で使用され、今日まで限定的に継続されているが、その開発は空気より重い航空機によって大きく影を潜めてきた。

旅行者のエヴリヤ・チェレビは、1633年にオスマン帝国の科学者で技術者のラガリ・ハサン・チェレビが、 50オッカ（140ポンド）の火薬で推進する7枚羽根のロケットでサライブルヌ（イスタンブールのトプカプ宮殿の下の岬）から打ち上げられたと報告している。この飛行は、スルタン・ムラト4世の娘の誕生時に行われたと言われている。エヴリヤ・チェレビが書いているように、ラガリはロケットを打ち上げる前に「ああ、スルタンよ！祝福がありますように。イエス様と話をします！」と宣言し、ロケットで上昇した後、海に着水し、岸まで泳いで「ああ、スルタンよ！イエス様があなたによろしくお伝えします！」と冗談を言った。スルタンはラガリに銀貨とオスマン帝国軍のシパーヒーの階級を褒美として与えた。^{[37] [38]エヴリヤ・チェレビは、ラガリの弟、}ヘツァルフェン・アーメド・チェレビが1年前に グライダーで飛行したことについても書いている。

イタリアの発明家ティト・リヴィオ・ブラッティーニは、ポーランド王ヴワディスワフ4世にワルシャワの宮廷に招かれ、 1647年に4つの固定グライダー翼を備えた模型飛行機を製作した。^[39] 「精巧な『ドラゴン』に取り付けられた4対の翼」と表現されたこの飛行機は、1648年に猫を持ち上げることに成功したと言われているが、ブラッティーニ自身は成功しなかった。^[40]彼は、飛行機を着陸させた場合、「ごく軽微な怪我」しか生じないと約束した。^[41]彼の「ドラゴン・ヴォラント」は、「19世紀以前に製作された最も精巧で洗練された飛行機」と考えられている。^[42]

航空に関する最初の論文は、1716年に出版されたエマヌエル・スウェーデンボルグの「空を飛ぶ機械のスケッチ」である。 ^[43]この飛行機械は、丈夫なキャンバスで覆われた軽いフレームと、水平軸上で動く2つの大きなオールまたは翼で構成されており、上昇ストロークでは抵抗がなく、下降ストロークで揚力が得られるように配置されていた。スウェーデンボルグは、この機械が飛ばないことはわかっていたが、手始めとしてこれを提案し、問題は解決されると確信していた。彼は次のように書いている。「このような機械について話すのは、実際に動かすよりも簡単なようだ。なぜなら、人間の体よりも大きな力と、より軽い重量を必要とするからだ。機械工学の科学は、おそらく強力ならせんばねという手段を提案するかもしれない。これらの利点と要件が観察されれば、おそらく将来、誰かが私たちのスケッチをより良く利用し、私たちが提案することしかできないことを実現するために何か追加を行う方法を知るかもしれない。しかし、そのような飛行が危険なしに実行できることの十分な証拠と自然界の例がある。ただし、最初の試験が行われるときは、腕や脚を気にせず経験のために代価を払わなければならないかもしれない」。スウェーデンボルグは、航空機の動力供給方法が克服すべき重大な問題の 1 つであるという観察において先見の明があることを証明した。

1793年5月16日、スペインの発明家ディエゴ・マリン・アギレラは、飛行機械を使ってカスティーリャ州コルーニャ・デル・コンデのアランディリャ川を300～400メートル飛行して渡ることに成功した。 ^[44]

気球ジャンプが塔ジャンプに取って代わり、これもまた、人力と羽ばたきでは飛行には役に立たないことを典型的な致命的な結果で実証した。同時に、空気より重い飛行の科学的研究が本格的に始まった。1801年、フランス人将校アンドレ・ギヨーム・レニエ・ド・グエは、アングレームの城壁の頂上から出発して300メートルの滑空を達成し、到着時に片足を骨折しただけだった。^[45] 1837年、フランスの数学者で准将のイシドール・ディディオンは、「支える装置の重量に対する比率が現在の蒸気機関や、人間やほとんどの動物が発揮する力よりも大きいエンジンが見つかった場合にのみ、航空は成功するだろう」と述べた。^[46]

ジョージ・ケイリー卿は1846年に初めて「飛行機の父」と呼ばれました。^[47]前世紀の最後の数年間、彼は飛行の物理学に関する最初の厳密な研究を開始し、後に最初の現代的な空気より重い航空機を設計しました。彼の多くの業績の中で、航空学への最も重要な貢献は次のとおりです。

• 私たちの考えを明確にし、空気より重い飛行の原理を定めます。
• 鳥の飛行原理を科学的に理解する。
• 抗力と流線型化、圧力中心の移動、翼面の湾曲による揚力の増加を実証する科学的な空気力学実験を実施します。
• 固定翼、胴体、尾翼アセンブリで構成される現代の航空機の構成を定義します。
• 有人滑空飛行のデモンストレーション。
• 飛行を継続するためのパワーウェイトレシオの原則を説明します。

ケイリーの最初の革新は、完全な設計のモデルを飛ばそうとするのではなく、航空機研究用の旋回アーム試験装置を採用し、アームに単純な空気力学モデルを使用して揚力の基礎科学を研究したことであった。

1799年に彼は、揚力、推進力、制御のための別々のシステムを備えた固定翼飛行機として現代の飛行機の概念を打ち立てた。 ^{[48] [49]}

1804年、ケイリーは、前部に傾斜した翼と、尾翼と水平尾翼を備えた後部の調整可能な尾部を備えた、最初の現代的な空気より重い飛行機械である模型グライダーを製作しました。可動式の重りにより、模型の重心を調整できました。^[50]

1809年、同時代の人々の滑稽な行動（上記参照）に刺激されて、彼は「航空航行について」と題する画期的な3部構成の論文（1809-1810年）の出版を開始した。^[51]その中で、彼は「問題全体は、空気抵抗に力を適用して、表面に所定の重量を支えるという制限内に限定される」という問題に関する最初の科学的見解を記した。彼は、航空機に影響を与える4つのベクトル力、すなわち推力、揚力、抗力、重量を特定し、設計において安定性と制御性を際立たせた。また、反り翼、上反り、対角支柱、抗力低減の重要性を特定して説明し、羽ばたき 飛行機とパラシュートの理解と設計に貢献した。

1848年、彼は子供を乗せられるほど大きく安全な三葉機のグライダーを製作できるまでに進歩した。地元の少年が選ばれたが、その名前は知られていない。 ^{[52] [53]}

彼は1852年に、気球から発射される実物大の有人グライダー、つまり「操縦可能なパラシュート」の設計を発表し、その後、丘の頂上から発射できるバージョンを製作し、1853年に初めて成人飛行士を乗せてブロンプトン・デールを横断した。

小さな発明としては、ゴム動力モーター^{[要出典]があり、}研究用模型に信頼性の高い動力源を提供しました。1808年までに、彼は車輪を再発明し、すべての圧縮荷重がリムで支えられ、軽量の下部構造を可能にする張力スポーク車輪を考案しました。 ^[54]

ヘンソンはケイリーの研究成果を直接参考にして、1842 年に蒸気航空車両を設計し、新境地を開きました。これは単なる設計ではありましたが、プロペラ駆動の固定翼航空機としては史上初のものでした。

1866年に英国航空協会が設立され、2年後には世界初の航空博覧会がロンドンのクリスタル・パレスで開催され、^[55]ジョン・ストリングフェローは最高の出力重量比の蒸気エンジンに対して100ポンドの賞金を受賞した。^{[56] [57] [58]} 1848年、ストリングフェローはサマセット州チャードの廃れたレース工場で製造された翼幅10フィート (3.0 m)の無人蒸気動力単葉機で初の動力飛行を達成した。屋内で行われた最初の試みでは2つの二重反転プロペラを使用し、機体は10フィート飛行した後不安定になり機体を損傷した。2回目の試みはより成功し、機体はガイドワイヤーを離れて自由に飛行し、30ヤードの直線水平動力飛行を達成した。^{[59] [60] [61]} フランシス・ハーバート・ウェンハムは、新設された航空協会（後の王立航空協会）に最初の論文「空中移動について」を提出した。彼はケイリーの反り翼に関する研究を発展させ、重要な発見をした。自分のアイデアをテストするために、1858年から彼は有人・無人のグライダーを数機製作し、最大5枚の翼を積み重ねた。彼は、長くて薄い翼の方がコウモリのような翼よりも面積に対して前縁が大きいため優れていることに気付いた。今日、この関係は翼の アスペクト比として知られている。

19世紀後半は、20世紀までほとんどの研究活動を代表した「紳士科学者」によって特徴づけられる、熱心な研究の時代となった。その中には、横方向の飛行制御を研究し、 1868年に初めてエルロン制御システムの特許を取得した英国の科学者、哲学者、発明家であるマシュー・ピアーズ・ワット・ボールトンがいた。 ^{[62] [63] [64] [65]}

1871年、ウェンハムは蒸気機関で駆動するファンを使用して、12フィート（3.7メートル）の管を通って空気を模型まで送り込む最初の風洞を製作しました。 ^[66]

一方、イギリスの進歩はフランスの研究者を刺激した。1857年、フェリックス・デュ・タンプルは尾翼と引き込み式の着陸装置を備えた単葉機を提案した。最初はゼンマイ動力、後に蒸気動力の模型でアイデアを発展させ、1874年にフルサイズの有人機で短距離飛行に成功した。この機は傾斜路から発射された後、自力で離陸し、短時間滑空した後、無事に地上に帰還し、史上初の動力滑空飛行に成功した。

1865年、ルイ・ピエール・ムイヤールは影響力のある著書『空の帝国』( l'Empire de l'Air )を出版しました。

1856年、フランス人のジャン＝マリー・ル・ブリは、海岸で馬に引かせたグライダー「ラルバトロス・アーティフィシエル」で、出発地点より高い高度への最初の飛行を成し遂げました。伝えられるところによると、彼は200メートルの距離を、100メートルの高さまで飛行しました。

フランス人のアルフォンス・ペノーは、翼の輪郭と空気力学の理論を発展させ、飛行機、ヘリコプター、羽ばたき飛行機の模型を製作した。1871年、彼は初めて空気力学的に安定した固定翼飛行機、彼が「プラノフォア」と名付けた単葉機の模型を40メートル（130フィート）飛行させた。ペノーの模型には、尾翼の使用、固有安定性のための翼上反り、ゴム動力など、ケイリーの発見のいくつかが組み込まれていた。プラノフォアには縦方向の安定性もあり、尾翼が翼よりも小さな迎え角になるように調整されており、これは航空学の理論に対する独創的で重要な貢献であった。^[67] ペノーの後の水陸両用飛行機のプロジェクトは、結局実現されなかったが、他の現代的な特徴を組み込んでいた。この機体は、単一の垂直尾翼と双頭の牽引プロペラを備えた無尾翼単葉機で、ヒンジ式の後方昇降舵と方向舵面、引き込み式の着陸装置、および完全に密閉された計器付きコックピットも備えていました。

理論家として同等の権威があったのは、ペノーの同郷人、ヴィクトール・タタンである。1879年、彼はペノーの計画と同様に双胴型プロペラを備えた単葉機で、独立した水平尾翼も備えた模型を飛行させた。この機体は圧縮空気で駆動し、柱に繋がれて飛行し、自力で離陸した最初の模型となった。

1884年、アレクサンドル・グーピルは著書『La Locomotion Aérienne ( Aerial Locomotion )』を出版したが、後に彼が製作した飛行機械は飛行に失敗した。

1890年、フランスの技術者クレマン・アデルは、 3機の蒸気駆動飛行機のうち最初の機体であるエオールを完成させた。1890年10月9日、アデルは制御不能な状態で約50メートル（160フィート）の飛行を成功させた。これは自力で離陸した最初の有人飛行機だった。^[68] 1897年の彼のアビオンIIIは、双発の蒸気エンジンを搭載していたことだけが注目されたが、飛行には失敗した。^[69]アデルは後に成功したと主張したが、1910年にフランス軍が彼の試みに関する報告書を公表するまで、その主張は誤りであったと証明されなかった。

ヒラム・マキシム卿は、イギリスに移住したアメリカ人技術者でした。彼は独自の旋回アーム装置と風洞を建設し、翼幅 105 フィート (32 m)、全長 145 フィート (44 m)、前後に水平面があり、乗員 3 名を乗せた大型の機械を製作しました。2 つのプロペラは、それぞれ 180 馬力 (130 kW) の軽量複合蒸気エンジン2 基で駆動されました。総重量は 8,000 ポンド (3,600 kg) でした。この機械は、空気力学的揚力を調べるための試験装置として設計されました。飛行制御装置がないため、レール上を走行し、車輪の上に 2 つ目のレールが取り付けられて拘束されていました。1894 年に完成しましたが、3 回目の走行でレールから外れ、高度 2 ～ 3 フィートで約 200 ヤード空中に浮かび上がり^{[70] 、地面に落下したときに大きな損傷を受けました。その後修理されましたが、マキシムはその後すぐに実験を中止しました[71]}。

19 世紀最後の 10 年間、何人かの重要人物が現代の飛行機を改良し、定義づけていました。適切なエンジンがなかったため、飛行機の研究は滑空飛行における安定性と制御に重点が置かれました。1879 年、ビオはマシアの協力を得て鳥のようなグライダーを製作し、短時間飛行しました。このグライダーはフランスの航空博物館に保存されており、現存する最古の有人飛行機械と言われています。

イギリス人のホレイショ・フィリップスは、航空力学に重要な貢献をしました。彼は、翼断面に関する風洞実験を徹底的に行い、ケイリーとウェナムが予見した揚力の原理を証明しました。彼の研究結果は、現代のすべての翼設計の基礎となっています。1883年から1886年にかけて、アメリカ人のジョン・ジョセフ・モンゴメリーは、航空力学と揚力の循環に関する独自の研究を行う前に、一連の3機の有人グライダーを開発しました。

オットー・リリエンタールはドイツの「グライダー王」または「空飛ぶ男」として知られるようになった。彼は1884年にウェナムの研究を模倣して大幅に拡張し、1889年に研究を航空学の基礎としての鳥の飛行（Der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst）として出版した。これは航空史上最も重要な研究の1つと見なされている。^[72]彼はまた、コウモリ翼、単葉、複葉の形態を含む一連のハンググライダーを製造した。その中には、 Derwitzer GliderやNormal soaring equipmentがあり、これらは量産された最初の飛行機であると考えられており、Maschinenfabrik Otto Lilienthalは世界初の飛行機製造会社となった。^[73]

1891年以降、リリエンタールは、制御された無拘束滑空を日常的に行う最初の人物となり、空気より重い機械を飛ばしているところを初めて写真に撮られた人物となり、世界中の関心を刺激した。リリエンタールの研究は、現代の翼の概念の開発につながった。^{[74] [75]} 1891年の彼の飛行は、人類の飛行の始まりと見なされており^{[76] 、そのため彼は「航空の父」 [77] [78] [79]}または「飛行の父」と呼ばれることが多い。^[80]

彼は写真を含む自分の仕事を厳密に記録したため、初期の先駆者の中でも最もよく知られている人物の一人です。リリエンタールは、グライダーの墜落事故で負傷し、1896 年に亡くなるまで、2,000 回以上のグライダー飛行を行いました。

オクターブ・シャヌートは、リリエンタールが残した仕事を再開し、早期退職後に航空機の設計に着手し、数機のグライダーの開発に資金を提供しました。1896 年の夏、彼のチームは数機の設計機を飛行させ、最終的に複葉機の設計が最適であると結論付けました。リリエンタールと同様、彼も自分の仕事を記録し、写真を撮りました。

イギリスでは、マキシム社で働いていたパーシー・ピルチャーが、 1890年代半ばから後半にかけて 数機のグライダーを製作し、飛行に成功しました。

この時期にオーストラリア人のローレンス・ハーグレイヴが箱凧を発明したことが、実用的な複葉機の開発につながった。1894年、ハーグレイヴは凧を4つつなげて吊り下げ式の座席を追加し、空気より重い航空機で初めて揚力を得て、16フィート（4.9メートル）まで上昇した。その後の有人凧揚げの先駆者には、イギリスのサミュエル・フランクリン・コーディやフランスのジェニー・サコニー大尉がいる。

ウェールズのペンブルックシャー出身のウィリアム・フロストは1880年にプロジェクトを開始し、16年後に飛行機械を設計し、1894年に「フロスト航空機グライダー」の特許を取得した。目撃者の証言によると、この航空機は1896年にサンダースフットで飛行し、500ヤードを飛行した後、木に衝突して野原に落下したという。^[81]

サミュエル・ピアポント・ラングレーは、天文学で輝かしい経歴を積み、スミソニアン協会の事務局長になる直前に、現在のピッツバーグ大学で本格的な航空力学の研究を始めた。1891年、彼は研究の詳細を記した「航空力学の実験」を出版し、その後は設計の製作に取り掛かった。彼は自動的な航空力学的安定性の実現を望み、飛行中の制御についてはほとんど考慮しなかった。^[82] 1896年5月6日、ラングレーの第5飛行場は、無人、エンジン駆動の大型航空機として初めて持続飛行に成功した。この航空機は、バージニア州クアンティコ近郊のポトマック川に浮かぶハウスボートの上に設置されたバネ式カタパルトから発射された。その日の午後、高度 1,005 メートル (3,297 フィート) と 700 メートル (2,300 フィート) の 2 回の飛行が行われた。速度は時速約 25 マイル (40 km/h) であった。どちらの場合も、第 5 飛行場は予定どおり着水した。これは、重量を軽くするため着陸装置が装備されていなかったためである。1896 年 11 月 28 日、第 6 飛行場による別の飛行が成功した。高度 1,460 メートル (4,790 フィート) のこの飛行は、アレクサンダー グラハム ベルによって目撃され、写真に撮られている。第 6 飛行場は、実際には第 4 飛行場を大幅に改造したものであった。元の航空機はほとんど残っていなかったため、新しい名称が与えられた。

エアロドローム5と6の成功を受けて、ラングレーは自身の設計の実物大の有人機を建造するための資金集めを始めた。米西戦争に刺激され、米国政府は空中偵察用の有人飛行機械を開発するために5万ドルを彼に与えた。ラングレーはエアロドロームAと呼ばれる拡大版の建造を計画し、まずは小型のクォータースケールのエアロドロームから始め、1901年6月18日に2回飛行し、1903年にはより新しく強力なエンジンを搭載して再飛行した。

基本設計のテストは成功したようで、ラングレーは次に適切なエンジンの問題に取り組んだ。ラングレーはスティーブン・バルツァーにエンジンの製造を依頼したが、予想していた12馬力（8.9kW）ではなく、8馬力（6.0kW）しか出ずがっかりした。その後、ラングレーの助手チャールズ・M・マンリーが設計を改良し、950rpmで52馬力（39kW）を出す5気筒水冷星型エンジンを開発したが、この偉業を再現するには何年もかかった。これでパワーと設計の両方を手に入れたラングレーは、大きな希望を抱いてこの2つを組み合わせようとした。

残念なことに、完成した飛行機はあまりにも壊れやすいことが判明した。元の小さなモデルを単純に拡大しただけで、設計が弱すぎて、自立できない状態になった。1903年後半の2回の打ち上げは、どちらもエアロドロームがすぐに海に墜落して終わった。パイロットのマンリーは毎回救助された。また、飛行機の制御システムはパイロットの素早い反応を可能にするには不十分で、横方向の制御方法がなく、エアロドロームの空中安定性は限界だった。^[82]

ラングレーのさらなる資金獲得の試みは失敗し、彼の努力は終わった。12月8日の2度目の失敗に終わった打ち上げから9日後、ライト兄弟はフライヤーの飛行に成功した。グレン・カーティスはエアロドロームに93の改造を加え、1914年にこの非常に異なる航空機を飛行させた。^[82]スミソニアン協会は改造を認めずに、ラングレーのエアロドロームが「飛行可能な」最初の機械であると主張した。^[83]

グスタフ・ヴァイスコップは、米国に移住したドイツ人で、すぐに名前をホワイトヘッドに改めました。1897年から1915年にかけて、彼は初期の飛行機とエンジンを設計し、製造しました。1901年8月14日、ライト兄弟の飛行の2年半前に、彼はコネチカット州フェアフィールドでNo.21単葉機で制御された動力飛行を行ったと主張しました。この飛行はブリッジポートの地元紙サンデー・ヘラルドで報道されました。約30年後、研究者に質問された数人が、この飛行またはホワイトヘッドの他の飛行を見たことがあると主張しました。^[要出典]

2013年3月、現代航空の権威ある情報源であるジェーンズ・オール・ザ・ワールド・エアクラフト誌^{は、ホワイトヘッドの飛行を空気より重い航空機による初の有人・動力・制御飛行と認める論説を掲載した。 [84]}スミソニアン協会（オリジナルのライトフライヤーの保管機関）と多くの航空歴史家は、ホワイトヘッドは提唱されたような飛行はしなかったと主張し続けている。^{[85] [86]}王立航空協会の歴史家は、「入手可能なすべての証拠は、グスタフ・ホワイトヘッドがライト兄弟よりも前に持続的な動力・制御飛行を行ったという主張を裏付けることができない」と指摘した。^[87]サイエンティフィック・アメリカンの編集者もこれに同意し、「データは、ホワイトヘッドが初の飛行をしたのではなく、いかなる時期でも制御された動力飛行を行ったことがなかった可能性があることを示している」と述べた。^[88]

リチャード・ピアースはニュージーランドの農夫で発明家で、航空実験の先駆者だった。何年も後にインタビューを受けた目撃者は、ピアースが動力付きの空気より重い機械で飛行し、着陸させたのはライト兄弟が飛行する9か月前の1903年3月31日だと主張した。  ^{[89] : 21–30}これらの主張を裏付ける文書証拠は解釈と論争の余地があり、ピアース自身もそのような主張をしたことはない。1909年の新聞のインタビューで、彼は「1904年まで実用的なことは何も試みなかった」と語っている。^[90]彼が1903年に飛行したとしても、その飛行はライト兄弟の飛行と比較すると制御が不十分だったようだ。

体系的なアプローチを採用し、航空機の制御性に集中して、兄弟は1898年から1902年にかけて一連の凧型およびグライダーの設計を製作し、テストした後、動力付き設計の製作を試みた。グライダーは機能したが、ライト兄弟が先人の実験や文献に基づいて期待したほどには機能しなかった。1900年に打ち上げられた最初のフルサイズグライダーの揚力は、予想の半分程度しかなかった。翌年に製作された2番目のグライダーの性能はさらに悪かった。ライト兄弟は諦めるのではなく、独自の風洞を建設し、テストした200の翼の設計の揚力と抗力を測定するための高度な装置を多数作成した。^[91]その結果、ライト兄弟は抗力と揚力に関する計算における以前の誤りを修正した。彼らのテストと計算により、より高いアスペクト比と真の3軸制御を備えた3番目のグライダーが完成した。彼らは1902年にこのグライダーを何百回も飛行させ、以前のモデルよりもはるかに優れた性能を発揮した。ライト兄弟は、翼の風洞試験や実物大の試作品の飛行試験など、厳格な実験システムを用いて、翌年、実用的な航空機「ライトフライヤー号」を製作しただけでなく、航空工学の科学の進歩にも貢献しました。

ライト兄弟は、出力と制御の問題を同時に解決しようと真剣に研究した最初の人たちのようだ。どちらの問題も難しいことがわかったが、彼らは決して興味を失うことはなかった。彼らは、ロール制御のための翼のワーピングと、操舵可能な後部舵による同時ヨー制御を発明することで、制御の問題を解決した。ほとんど後付けのように、彼らは低出力の内燃機関を設計し、製作した。彼らはまた、それまでのどのプロペラよりも効率が良く、低いエンジン出力で十分な性能を得られる木製のプロペラも設計し、彫り込んだ。翼のワーピングを横方向の制御手段として使用したのは航空史の初期にほんの短い間だけだったが、横方向の制御と舵を組み合わせるという原理は、航空機の制御における重要な進歩だった。多くの航空の先駆者たちが安全性をほとんど偶然に任せていたように見える一方で、ライト兄弟の設計は、墜落を生き延びることで、生命や身体に不当なリスクを負わずに飛ぶことを自ら学ぶ必要性に大きく影響されていた。この重点とエンジン出力の低さが、飛行速度が低く、向かい風の中で離陸する原因でした。安全性よりも性能を重視して後方重視の設計にした理由は、カナードに高い荷重をかけることができなかったためです。下反角翼は横風の影響を受けにくく、ヨー安定性も低かったのです。

スミソニアン協会と国際航空連盟（FAI）によると、^{[94] [95]}ライト兄弟は1903年12月17日にノースカロライナ州キティホークから南に4マイル（8km）のキルデビルヒルズで、空気より重い飛行機による初の持続的で制御された動力飛行を行った。^[96]

オーヴィル・ライトによる最初の飛行は、12秒間で120フィート（37メートル）を飛行し、有名な写真に記録されている。同日の4回目の飛行では、ウィルバー・ライトが59秒間で852フィート（260メートル）を飛行した。この飛行は沿岸救命隊員3人、地元のビジネスマン、村の少年によって目撃されており、これが最初の公開飛行であり、また最初の十分に記録された飛行となった。^[96]

オービルは、その日の最後の飛行について次のように述べている。「最初の数百フィートは、以前と同じように上下動していたが、300フィートを飛行したころには、機体ははるかに制御しやすくなっていた。次の400フィートから500フィートのコースはほとんどうねりがなかった。しかし、800フィートほど進んだところで機体は再びピッチングし始め、急降下した際に地面に激突した。地上からの距離は852フィート (260 m) と測定され、飛行時間は59秒だった。前舵を支えるフレームはひどく破損していたが、機体の主要部分にはまったく損傷がなかった。機体は1、2日で再び飛行できる状態になると見積もった」^[97] 。安全対策として、機体の高さはわずか10フィートしかなかったため、操縦する余地はほとんどなく、突風の中での4回の飛行はすべて、不安定で意図しない「着陸」に終わった。フレッド・EC・カリック教授とヘンリー・R・レックス教授（1985年）による最新の分析では、1903年のライトフライヤー号は非常に不安定で、1902年のグライダーで訓練したライト兄弟以外にはほとんど操縦不可能だったことが実証されています。^[98]

ライト兄弟は、1904年から1905年にかけて、オハイオ州デイトン近郊のハフマン プレーリーで飛行を続けた。1904年5月、彼らはオリジナルのフライヤーの重量を増やして改良したバージョンであるフライヤー IIを発表した。1905年6月23日、彼らは3番目の機体であるフライヤー III を初めて飛行させた。1905年7月14日の大墜落の後、彼らはフライヤー III を再構築し、重要な設計変更を行った。彼らは昇降舵と方向舵をほぼ2倍の大きさにし、翼からの距離を約2倍にした。彼らは昇降舵の間に2つの固定垂直ベーン（「ブリンカー」と呼ばれる）を追加し、翼に非常にわずかな上反りを与えた。彼らは方向舵を翼の反り制御から切り離し、将来のすべての航空機と同様に、それを別の制御ハンドルに置いた。飛行が再開されると、結果はすぐに現れた。フライヤー I と II を妨げていた深刻なピッチ不安定性が大幅に軽減されたため、繰り返し起こる小さな墜落がなくなった。再設計されたフライヤーIIIの飛行時間は10分を超え、その後20分、30分と長くなりました。フライヤーIIIは、車輪がなく発射装置が必要ではあるものの、完全な制御下で安定して飛行し、パイロットを安全に出発地点に戻し、損傷なく着陸する初の実用的な航空機となりました。1905年10月5日、ウィルバーは39分23秒で24マイル（39 km）を飛行しました。^[99]

1907年4月のサイエンティフィック・アメリカン誌によると、^[100]ライト兄弟は当時、空気より重い航空機の航行に関する最も進んだ知識を持っていたようだ。しかし、同誌は1907年4月号以前には米国で公的な飛行は行われていなかったとも主張していた。そこで彼らは、空気より重い航空機の開発を奨励するために、サイエンティフィック・アメリカン航空トロフィーを考案した。グレン・H・カーティスは1908年に、ジューン・バグの飛行を初めて予告し公式に記録したことでトロフィーを獲得した。^[101]

この時期には実用的な飛行機や飛行船が開発され、気球や凧とともに、個人、スポーツ、軍事用途で早期に応用されました。

ライト兄弟の飛行制御システムの詳細は1906年1月にl'Aerophile誌に掲載されていたが、この進歩の重要性は認識されず、ヨーロッパの実験者たちは一般的に本質的に安定した機械を製作しようとすることに集中した。

1906年3月18日と8月19日には、ルーマニアの技術者トライアン・ヴイアがフランスで短距離の動力飛行を行い、自ら設計した完全自走式固定翼機でそれぞれ12メートルと24メートルを飛行した。この機体は車輪付きの着陸装置を備えていた。 ^{[102] [103]}続いてヤコブ・エレハマーが単葉機を製作し、1906年9月12日にデンマークでテザーを使ってテストし、42メートルを飛行した。^[104]

1906 年 9 月 13 日、ブラジル人のアルベルト・サントス＝デュモンはパリで14-bis（フランス語で「猛禽類」の意）による公開飛行を行った。これは顕著な上反角翼を持つカナード形状で、パリのブローニュの森にあるバガテル城の敷地内で、大勢の観客の前で 60 メートル（200 フィート）の距離を飛行した。このよく記録された出来事は、フランス航空クラブによって検証されたヨーロッパで動力付きの空気より重い機械による最初の飛行であり、公式に観測された最初の 25 メートル（82 フィート）を超える飛行に対してドイツ＝アーチディーコン賞を受賞した。 1906年11月12日、サントス・デュモンは220メートル（720フィート）を21.5秒で飛行し、国際航空連盟が認定した最初の世界記録を樹立した。^{[105] [106]} 1907年3月に14-bisによる短い飛行が1回だけ行われたが、その後は放棄された。^[107]

1907年3月、ガブリエル・ヴォワザンはヴォワザン複葉機の最初の機体を飛行させた。1908年1月13日、この型の2機目はアンリ・ファルマンによって飛行され、1キロメートル以上の距離を飛行して離陸地点に着陸した飛行でドイツ・アークデアコン航空大賞を受賞した。飛行時間は1分28秒であった。^[108]

サントス＝デュモンは後に、横方向の安定性を高めるため、翼の間に補助翼を追加した。彼の最終的な設計は、1907年に初飛行した一連のドゥモワゼル単葉機（No. 19から22）であった。ドゥモワゼルNo. 19はわずか15日で建造することができ、世界初の量産型航空機となった。ドゥモワゼルは時速120キロメートルを達成した。^{[109]胴体は特別に強化された3つの竹製ブームで構成され、パイロットは}従来の着陸装置 の主輪の間に座った。主輪の一対のワイヤースポークは機体の前部下部にあり、テールスキッドは後部胴体構造の下半分後方にあった。デモワゼルは飛行中、胴体構造の後端にあるユニバーサルジョイントにヒンジで取り付けられた十字形の尾部ユニットによって制御され、昇降舵と方向舵として機能し、ロール制御は翼の反り (No. 20) によって行われ、翼は「下」方向にのみ反りました。

1908年、ウィルバー・ライトはヨーロッパを旅し、8月からフランスのル・マンで一連の飛行デモンストレーションを行った。8月8日に行われた最初のデモンストレーションには、フランスの大手航空実験者のほとんどを含む聴衆が集まり、彼らはライト兄弟の航空機の明らかな優位性、特に制御された急旋回能力に驚嘆した。^[110]旋回時にロール制御を使用することの重要性は、ほぼすべてのヨーロッパの実験者に認識されていた。アンリ・ファルマンは、彼のヴォワザン複葉機にエルロンを取り付け、その後まもなく独自の航空機製造会社を設立し、その最初の製品が影響力の大きいファルマンIII複葉機であった。

翌年、動力飛行は夢想家や変人だけのものではないと広く認識されるようになった。1909年7月25日、ルイ・ブレリオはイギリスの新聞『デイリー・メール』がイギリス海峡横断飛行に提供した1,000ポンドの賞金を獲得して世界的な名声を獲得し、8月にはフランス大統領アルマン・ファリエールやデビッド・ロイド・ジョージを含む約50万人が、ランスで行われた最初の航空会議の一つであるグラン・セマン・ダビエーションに出席した。

1914年、先駆的な飛行士トニー・ヤヌスは、世界初の商業旅客航空会社であるセントピーターズバーグ・タンパ・エアボート・ラインの初飛行の機長を務めました。

ライト兄弟の特許戦争が、ヨーロッパと比較して米国の航空産業の発展を妨げたかどうかについては、歴史家の間でも意見が分かれている。特許戦争は、政府が航空産業に特許プールを形成するよう圧力をかけ、主要な訴訟当事者が航空産業から撤退した第一次世界大戦中に終結した。

1877年、イタリアの技術者、発明家、航空学の先駆者であるエンリコ・フォルラニーニは、蒸気エンジンで動く無人ヘリコプターを開発した。このヘリコプターはミラノの公園から垂直離陸し、高度13メートル（43フィート）まで上昇し、20秒間その高度に留まった。^{[111]ミラノは、市内の空港（}リナーテ空港とも呼ばれる）と近くの公園（フォルラニーニ公園）をエンリコ・フォルラニーニに捧げている。^[ 112 ^]ミラノには、彼の名にちなんで名付けられた大通り、エンリコ・フォルラニーニ通りもある。

有人ヘリコプターが初めて地面から離れたことは、1907年にブレゲ・リシェ・ジャイロプレーンが係留飛行した際に記録されている。同年後半には、同じくフランスのコルニュ・ヘリコプターがフランスのリジューで初の回転翼自由飛行を行った。しかし、これらは実用的な設計ではなかった。

飛行機は発明されるやいなや、軍事目的で使われるようになった。最初に飛行機を軍事目的で使った国はイタリアで、イタリア・トルコ戦争（1911年9月～1912年10月）の際、イタリアの飛行機はリビアで偵察、爆撃、砲撃修正飛行を行った。この戦争では、オスマン帝国の兵士が史上初めて軍用機を撃墜した。1911年10月23日、イタリア空軍のカルロ・ピアッツァ大尉が軍用機による初の偵察飛行を行い、1911年11月1日にはイタリアのジョリオ・ガヴォッティ少尉が初の爆撃飛行を行った。^{[114] [115]ブルガリアも後にこの例に倣い、} 1912～1913年の第一次バルカン戦争では、ブルガリアの飛行機がオスマン帝国の陣地を攻撃・偵察した。攻撃、防御、偵察に飛行機が本格的に使用された最初の戦争は第一次世界大戦でした。連合国と中央同盟国はともに飛行機と飛行船を広範に使用しました。

第一次世界大戦以前は、飛行機を攻撃兵器として使用するという考えは一般的に軽視されていたが、^[116]写真撮影に飛行機を使用するという考えは、どの主要部隊でも無視されなかった。ヨーロッパの主要部隊はすべて、偵察部門に所属する軽飛行機（典型的には戦前のスポーツ設計から派生したもの）を保有していた。パイロットと地上指揮官の間の通信がますます重要になるにつれて、 SCR-68に代表される無線電話も飛行機で検討されていた。

間もなく航空機同士が撃ち合うようになったが、銃を構える安定した場所がないことが問題だった。フランス軍は、1914年後半にローラン・ギャロスが機体の前部に固定機関銃を取り付けてこの問題を解決したが、アドルフ・ペグーが5機の撃墜を記録し、戦闘中に命を落とした最初のエースとなったことで最初の「エース」として知られるようになる一方、1915年7月1日、同期機関銃を搭載した専用戦闘機で初の空中戦勝利を収めたのは、ドイツ空軍 中尉 クルト・ヴィントゲンスであった。

飛行士は現代の騎士のような風格があり、敵と個別に戦闘を繰り広げました。空対空戦闘で有名になったパイロットは数人いますが、最も有名なのは「赤い男爵」として知られるマンフレート・フォン・リヒトホーフェンです。彼は数種類の異なる航空機との空対空戦闘で 80 機の航空機を撃墜しましたが、その中で最も有名なのはフォッカー Dr.Iでした。連合国側では、後の戦争を考慮しても、ルネ・ポール・フォンクが75 機の勝利という史上最多の勝利を挙げたとされています。

フランス、イギリス、ドイツ、イタリアは、戦争中に活躍した戦闘機の主要製造国であり、^[要出典] 、ドイツの航空技術者フーゴ・ユンカースは、1915年後半から全金属製の航空機を先駆的に使用することで未来への道を示しました。

第一次世界大戦から第二次世界大戦までの数年間は、航空機技術の大きな進歩が見られた。飛行機は、木材と布で作られた低出力の複葉機から、主に第一次世界大戦中のヒューゴ・ユンカースの創始研究と、アメリカ人設計者ウィリアム・ブッシュネル・スタウトとソ連の設計者アンドレイ・ツポレフによる採用に基づいて、アルミニウムで作られた洗練された高出力の単葉機へと進化した。^[117]

第一次世界大戦後、熟練した戦闘機パイロットは自分の技術を披露することに熱心だった。多くのアメリカ人パイロットがバーンストーマーとなり、国中の小さな町に飛んで自分の飛行技術を披露したり、お金を出して乗客を乗せて同乗させたりした。最終的に、バーンストーマーはより組織化された展示を行うグループに分かれた。全国各地で航空ショーが勃興し、エアレース、アクロバットなスタント、制空権の偉業などが披露された。^[118]エアレースはエンジンと機体の発展を促した。例えば、シュナイダートロフィーは、さらに高速で洗練された一連の単葉機の設計につながり、最終的にはスーパーマリンS.6Bとなった。^[119]パイロットが賞金を競い合うことで、より速く飛行する動機が生まれた。アメリア・イアハートは、バーンストーミング/航空ショーのサーキットで最も有名だったかもしれない。彼女はまた、大西洋と太平洋の横断などの記録を達成した最初の女性パイロットでもあった。

距離と速度の記録に対する賞も開発を前進させた。1919年6月14日、ジョン・アルコック大尉とアーサー・ブラウン中尉は、ニューファンドランドのセントジョンズからアイルランドのクリフデンまでヴィッカース ヴィミーの副操縦士としてノンストップ飛行し、賞金13,000ポンド（65,000ドル）を獲得した。^[120]ノースクリフ賞。南大西洋を横断する最初の飛行、および天文航法を使用した最初の空中横断は、1922年に海軍飛行士のガゴ・コウチーニョとサカドゥーラ・カブラルによって、航空用の人工水平線を装備した航空機を使用して、ポルトガルのリスボンからブラジルのリオデジャネイロまで達成された。 ^{[121] 1924年、}メイソン・パトリック少将はアメリカ陸軍航空隊の隊員のグループを率いて、世界初の空中周回を達成した。この世界一周飛行には多くの物流上の課題があり、175日間で26,343マイルを飛行した。この飛行は商業協力の促進による対外関係の改善と航空に対する国民の関心の高まりにつながり、政府は航空部隊の開発により多くの資源を投入するようになった。^[122] 1927年5月21日、チャールズ・リンドバーグは大西洋の初の単独無着陸横断に対して25,000ドルのオルタイグ賞を受賞した。これは当時の航空業界で「リンドバーグブーム」と呼ばれたものを引き起こし、航空に対する国民の関心を高めた。^[123]

オーストラリア人のサー・チャールズ・キングスフォード・スミスは、サザンクロス号で初めて太平洋を横断した飛行士となった。彼の乗組員は、オーストラリアへの初の太平洋横断飛行を行うため、カリフォルニア州オークランドを出発し、旅程を完了するまでに3回の立ち寄りを行った。キングスフォード＝スミスと乗組員は、カリフォルニア州オークランドからハワイに最初に立ち寄り、ハワイからフィジーのスバへ向かった。フィジーからオーストラリアのブリスベンまでの旅の最終区間で、彼らは激しい雷雨に遭遇し、約140マイルも進路を外された。飛行は7,230マイルを飛行した後、1928年6月9日に終了し、キングスフォード＝スミスと乗組員はオーストラリアのブリスベンに着陸し、その功績に対してオーストラリア政府から25,000ドルを受け取った。^{[124] [125]}彼に同行したのは、オーストラリア人飛行士のチャールズ・ウルムが交代パイロットとして、アメリカ人のジェームズ・ワーナーとハリー・ライオン大尉（無線通信士、航法士、機関士）であった。着陸から1週間後、キングスフォード・スミスとウルムはコロンビアのために旅の様子を録音した。キングスフォード・スミスはウルムとともにその後も旅を続け、1929年には赤道を2度横断して世界一周を果たした。 ^[126]

1919年7月、英国国王陛下の飛行船R34号とその乗組員が、スコットランドのイースト・ロージアンからニューヨーク州ロングアイランドまで飛行し、その後イングランドのプルハムに戻ったとき、軽飛行機による最初の大西洋横断飛行が行われた。 ^{[127] 1929年までに、飛行船の技術は進歩し、9月には}グラーフ・ツェッペリン号による世界一周飛行が完了し、10月には同じ飛行機で初の商業的な大西洋横断サービスが開始された。^{[128]しかし、1937年5月6日}、ニュージャージー州レイクハーストに着陸直前にツェッペリン号LZ129ヒンデンブルク号が火災で破壊され、乗員97名中35名が死亡したことで、硬式飛行船の時代は終わった。ウィングフット・エクスプレス号の惨事（1919年）からR101号（1930年）、アクロン号（1933年）、メイコン号（1935年）の喪失まで、それ以前の壮大な飛行船事故はすでに飛行船の安全性に疑問を投げかけていた。米海軍の硬式飛行船の惨事は、揚力媒体としてヘリウムだけを使用することの重要性を示した。 ^[129]ヒンデンブルク号の破壊に続いて、国際飛行を行っていた残りの飛行船、グラーフ・ツェッペリン号は退役した（1937年6月）。後継の硬式飛行船グラーフ・ツェッペリンII号は、1938年から1939年にかけて主にドイツ上空で数回飛行したが、ドイツが第二次世界大戦を開始すると地上に留まった。残っていたドイツのツェッペリン機は両方とも1940年に解体され、ドイツ空軍に金属を供給した。^[130]

一方、ベルサイユ条約により動力飛行機の開発が制限されていたドイツでは、1920年代にヴァッサークッペを中心にグライダーをスポーツとして発展させた。21世紀には様々な形でグライダー航空の参加者が40万人を超えている。^{[131] [132] [133]}

1929年、ジミー・ドーリットルは計器飛行を開発した。^[135]

1929 年には、それまでに製造された飛行機の中では断然最大の飛行機、翼幅 48 メートルのドルニエ Do X が初飛行しました。1929 年 10 月 21 日の 70 回目のテスト飛行には 169 人が搭乗し、この記録は 20 年間破られませんでした。

1923年、スペインのエンジニア、フアン・デ・ラ・シエルバが発明し、1919年に初飛行したオートジャイロという形で、最初の成功した回転翼航空機が登場しました。この設計では、ローターは動力を与えられておらず、空中を移動するときに自由に回転し、別のエンジンが航空機を前進させる動力を与えます。これがヘリコプターの開発につながるさらなる開発とプロトタイプの基礎となりました。1930年、イタリアのエンジニア、コラディーノ・ダスカニオが、機体のピッチ、ロール、ヨーを制御する3つの小さなプロペラを備えた重要な共軸ヘリコプターを開発しました。その後、ヘリコプターはローターにいくつかの調整を加えましたが、最初の近代的なヘリコプターは1947年にイゴール・シコルスキーによって構築されるまでありませんでした^[136]

ドイツのドルニエ Do-X が飛行してからわずか 5 年後、ツポレフは 1930 年代最大の航空機、ソ連のマクシム ゴーリキーを1934 年までに設計しました。これは、ユンカース式の金属航空機製造法を使用して製造された史上最大の航空機でした。

1930年代にドイツとイギリスでジェットエンジンの開発が始まり、第二次世界大戦前の1939年にテストが開始されました。ジェットエンジンは戦争中に大幅に開発され、いくつかのジェットエンジン搭載航空機が戦争で使用されました。^[137]

1936年にエスキシェヒルの陸軍航空アカデミーに入学し、第1航空連隊のサビハ・ギョクチェンで訓練を受けた後、戦闘機と爆撃機を操縦し、トルコ初の女性飛行士、そして世界初の女性戦闘機パイロットとなった。飛行士としての経歴の中で、彼女は約8,000時間の飛行を達成し、そのうち32時間は戦闘任務であった。^{[138] [139] [140] [141]}

第二次世界大戦では、航空機だけでなく、関連する飛行ベースの兵器運搬システムの開発と生産のペースが大幅に加速しました。空中戦闘の戦術とドクトリンはそれを利用しました。大規模な戦略爆撃作戦が開始され、戦闘機護衛が導入され、より柔軟な航空機と兵器により、急降下爆撃機、戦闘爆撃機、および地上攻撃機による小規模な目標への正確な攻撃が可能になりました。レーダーなどの新しいテクノロジーにより、防空のより協調的で制御された展開も可能になりました。

初めて飛行したジェット機は、 1939年にエーリッヒ・ヴァルジッツが操縦したハインケル He 178 （ドイツ）であり、その後、1942年7月に世界初の実用ジェット機であるメッサーシュミット Me 262 が、 1943年6月には世界初のジェット爆撃機であるアラド Ar 234 が続いた。その後、イギリスでグロスター ミーティアなどの開発が続いたが、第二次世界大戦では短期間しか使用されなかった。世界初の巡航ミサイル（V-1）、世界初の弾道ミサイル（V-2）、世界初の（そして現在まで唯一の）実用ロケット推進戦闘機Me 163（試験飛行で最高時速1,130 km/h（700 mph）に到達）、世界初の垂直離陸有人ポイント防衛迎撃機であるバッヘム Ba 349ナッターもドイツで開発された。しかし、ジェット機やロケット機は、導入が遅れたこと、燃料不足、熟練パイロットの不足、ドイツの軍事産業の衰退などの理由で、その影響は限定的でした。

第二次世界大戦では、飛行機だけでなくヘリコプターも急速に発展し、フォッケ・アハゲリス Fa 223、1941年にドイツでフレットナー Fl 282 シンクロプター、1942年に米国でシコルスキー R-4 が導入されました。

第二次世界大戦後、民間航空は急速に拡大し、主に旧軍用機に乗客や貨物を輸送するようになった。B-29やランカスターなどの大型爆撃機が余剰となり、簡単に民間用に改造できた。^[142]特にDC -3は、より長距離で効率的な飛行を可能にする重要な役割を果たした。^[142]

イギリスのデ・ハビランド・コメットは世界初の民間ジェット旅客機となり、1952年までに定期便に導入された。この航空機は技術的には画期的なものであったが、いくつかの重大な故障に見舞われた。窓の四角いデザインは、客室の加圧と減圧のサイクルによる金属疲労による応力亀裂を引き起こした。^[要出典]これは最終的に燃料エリアの深刻な構造的破損につながった。これらの問題は、競合するジェット旅客機がすでに飛行していたため、解決が遅すぎた。^[143]

1956年9月15日、ソ連の航空会社アエロフロートはツポレフTu-104を  使用して連続した定期ジェットサービスを提供する最初の航空会社となった。その後すぐに、ボーイング707と  DC-8も快適さ、安全性、乗客体験の新しい基準を確立した。これらはジェット時代の始まりであり、大規模な商業航空旅行の導入であった。^[144]

1947年10月、チャック・イェーガーはロケット推進のベルX-1を操縦し、音速の壁を突破し、音速を超える速度で飛行した最初の人物となった。^[145]航空機の速度記録は、 1967年にX-15によって時速4,534マイル（時速7,297キロメートル）またはマッハ6.1で樹立された。この記録は、宇宙船を除いて、2004年にX-43によって破られた。 ^[146]

冷戦中、1945年に核爆弾が発明され、軍用機は戦略的優位に立った。少数の爆撃機でも  壊滅的な被害を与えることができたため、効果的な防御策の開発が求められた。初期の開発の1つは超音速 迎撃機だった。1955年までに、焦点は誘導地対空ミサイルに移った。これは最終的に、核能力を備えた大陸間弾道ミサイル（ICBM）の出現につながった。ICBMの初期の事例は、1957年にソ連がスプートニク1号を打ち上げ、宇宙開発競争が始まったときである。^[147]

1961年、ユーリイ・ガガーリンはボストーク1号に乗って108分で地球を一周し、宇宙を訪れた最初の人間となった。これに続いて、米国はマーキュリー計画のカプセルを使用してアラン・シェパードを弾道飛行させた。1963年、カナダは衛星アルエット1号を打ち上げ、宇宙に進出した3番目の国となった。競争は1969年の月面着陸で最高潮に達した。 ^[148]

1967 年、X-15 は航空機の対気速度記録として時速 4,534 マイル (時速 7,297 km)、マッハ6.1 を樹立しました。宇宙を飛行するように設計された乗り物とは別に、この記録は21 世紀に X-43によって更新されました。

垂直離着陸が可能なハリアージェットは1969年に初飛行した。この年はボーイング747の導入の年でもあった。さらに、アエロスパシアル-BACコンコルド超音速旅客機が初飛行した。ボーイング747は当時飛行した最大の商用旅客機であったが、現在は853人の乗客を輸送できるエアバスA380に取って代わられている。アエロフロートは1975年に初の超音速旅客機であるTu-144の飛行を開始した。翌年、ブリティッシュ・エアウェイズとエールフランスは大西洋上での超音速飛行を開始した。^[149]

1979年、ゴッサマー・アルバトロスは、何世紀にもわたる夢であったイギリス海峡を飛行した最初の人力飛行機という地位を達成しました。^[150]

20 世紀最後の四半世紀には、重点が変化しました。飛行速度、飛行距離、材料技術において革命的な進歩は見られなくなりました。その代わりに、この世紀のこの時期には、航空電子工学と航空機の設計および製造技術の両方においてデジタル革命が広まりました。

1986年、ディック・ルータンとジーナ・イェーガーは、飛行機「ルータン・ボイジャー」で無給油、無着陸で世界一周飛行を達成しました。1999年、ベルトラン・ピカールは気球で地球を一周した最初の人物となりました。

デジタルフライバイワイヤシステムにより、航空機の静的安定性を緩和した設計が可能になります。これは当初、ジェネラルダイナミクス F-16 ファイティングファルコンなどの軍用機の操縦性を高めるために使用されていましたが、現在は民間航空機の抗力を低減するために使用されています。

米国飛行100周年委員会は、動力飛行100周年の祝賀に国内外から幅広い参加を促すために1999年に設立されました。^[151]この委員会は、航空の歴史について人々を教育することを目的とした数多くのプログラム、プロジェクト、イベントを宣伝し、奨励しました。

21世紀の航空業界では、燃料の節約や燃料の多様化、低コストの航空会社や施設への関心が高まっています。さらに、航空輸送へのアクセスが良好ではなかった発展途上国の多くでは、航空機や施設が着実に増加していますが、多くの新興国では深刻な混雑が依然として問題となっています。商業航空が運航している都市間^[152]は約2万都市間であり、1996年には1万都市未満でした。

^{20世紀初頭の需要の減少により飛行が採算が取れなくなり、また致命的な事故による需要の減少とコストの上昇により}コンコルドが最終的に営業停止となった後、超音速時代に戻ることに新たな関心が集まっているようです[153 ]。

21 世紀初頭、デジタル技術の進歩により、亜音速の軍用航空ではパイロットの必要がなくなり、遠隔操作または完全自律型の無人航空機(UAV) が使用されるようになりました。2001 年 4 月、無人航空機のグローバル ホークが米国のエドワーズ空軍基地からオーストラリアまで無着陸無給油で飛行しました。これは無人航空機による最長のポイントツーポイント飛行であり、23 時間 23 分かかりました。2003 年 10 月には、コンピューター制御の模型飛行機による初の完全自律大西洋横断飛行が行われました。UAV は、遠隔操作者の制御下でピンポイント攻撃を実行する、現代の戦争に定着した機能となっています。

21 世紀における航空旅行の大きな混乱としては、 9 月 11 日の攻撃による米国領空閉鎖や、 2010 年のエイヤフィヤトラヨークトル火山の噴火後のヨーロッパ領空の大部分の閉鎖などが挙げられる。

2015年、アンドレ・ボルシュバーグとベルトラン・ピカールは、太陽光発電機「ソーラーインパルス2」で名古屋からハワイのホノルルまで4,481マイル（7,211 km）という記録的な距離を飛行した。飛行には約5日間かかり、夜間は飛行機はバッテリーを使用し、日中に得た位置エネルギーを使用した。^[154]

2019年7月14日、フランス人のフランキー・サパタは、自らが発明したジェット推進式のフライボードエアに乗ってフランス革命記念日の軍事パレードに参加し、世界中の注目を集めた。その後、2019年8月4日に彼はこの装置でイギリス海峡を横断することに成功し、フランス北部のサンガットからイギリスのケント州セントマーガレット湾までの35キロメートル（22マイル）の旅を、中間給油ストップを含めて22分で走破した。^[155]

2019年7月24日は航空業界で最も忙しい日だった。Flightradar24は、その日に合計225,000便以上のフライトを記録した。これにはヘリコプター、プライベートジェット、グライダー、観光飛行、個人用航空機が含まれる。このウェブサイトは2006年からフライトを追跡している。^[156]

2020年6月10日、ピピストレル・ヴェリス・エレクトロはEASAから型式証明を取得した最初の電気飛行機となった。^[157]

21 世紀初頭、F-22 ラプターから始まる最初の第 5 世代軍用戦闘機が製造され、現在、ロシア、アメリカ、中国が第 5 世代の航空機を保有しています (2019 年)。^{[引用が必要]}

COVID -19パンデミックは、渡航制限や旅行者の需要低迷により航空業界に大きな影響を与え、航空旅行の将来にも影響を与える可能性があります。 ^{[158]例えば、飛行機内での}マスク着用義務は、2020年と2021年の飛行の一般的な特徴でした。^[159]

2021年4月19日、NASAは小型無人ヘリコプター「インジェニュイティ」の火星飛行に成功した。これは人類が他の惑星で制御された動力航空機を飛行させた初の事例である。ヘリコプターは3メートルの高さまで上昇し、30秒間安定した姿勢でホバリングした。飛行の様子は同行していた探査車「パーセベランス」によって撮影された。^[160]

インジェニュイティは当初5回のデモ飛行用に設計されていたが、3年近くかけて72回飛行し、11マイルを移動した。同機は、これまでのすべての航空機への敬意を表して、1903年のライトフライヤー号の切手大の翼の布地を搭載している。

インジェニュイティの最後の飛行は2024年1月18日で、最初の離陸から2年333日が経過した（火星日数、ソルでは1035日）。最終着陸時にローターブレードが破損し、損傷したため、同ヘリコプターは引退を余儀なくされた。^[161]

• 航空考古学
• 最初の動力飛行の主張
• 航空業界初のリスト
• 航空のタイムライン

• ヴァン・ヴレック、ジェニファー（2013年）「空の帝国：航空とアメリカの台頭」マサチューセッツ州ケンブリッジ：ハーバード大学出版局。

• EC ビビアン（1920 年 10 月）。航空学の歴史。
• 「ガストンとアルバート・ティサンディエのコレクション」。貴重書および特別コレクション。米国議会図書館。航空学の歴史に関する出版物 (コレクションには 1,800 タイトルが収録)
• キャロル・F・グレイ「空飛ぶ機械」
• ピーター・ウォーリー。「飛行の歴史 - 重要な出来事」。ナレッジメディア研究所。オープン大学。
• 「1919 年以来の歴史的アーカイブ」。航空宇宙産業協会。
• 「Alberto Santos-Dumont Est Peut-Être Le Véritable 'Père De L'aviation」。雑誌航空。(フランス語で)

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• マイケル・マロニー (2009)。『A Dream of Flight』 (1909 年にイギリス人 JTC ムーア・ブラバゾンがイギリスで行った初の動力飛行に関するドキュメンタリー)。カントリーワイド プロダクション。