公元18世纪
波义耳
欧洲科学家建立空气静力学理论 希腊学者最早开始对空气进行研究，认识到空气具有密度、弹性、流动性等特性。阿基米德［古希腊］（Archimedes，B.C.287—B.C.212）还建立了流体浮力定律。近代以来，意大利科学家伽利略（Galilei Galileo，1564—1642）首次用实验确证空气是有质量的。比利时—荷兰科学家斯蒂文（Simon Stevinus，1548—1620）认真研究流体力学问题，发现了若干重要的流体静力学定律。伽利略的学生托里拆利［意］（Evangelista Torricelli，1608—1647）创建了流体动力学，对气体力学也有很多贡献。法国数学家和物理学家帕斯卡［法］（Blaise Pascal，1623—1662）在液体及气体力学研究中取得了里程碑式的成就。此后，德国的盖里克（Otto von Guericke，1602—1686）、英国的波义耳（Robert Boyle，1627—1691）等深入研究了空气的压力、质量、压缩、膨胀等特性。波义耳在去世后发表的《空气的一般历史》中，总结和讨论了人们对空气的全部认识成果，建立了较为完整的空气静力学理论。空气具有弹性和压缩性以及所蕴含的强大气体动力使人们认识到，通过转换，空气的这些潜能可以发挥应有的作用。科学家认为，鸟的飞行正是利用了空气的弹性势能。人类通过努力，也能学会鸟类运用这种能力的方法，从而实现人类的升空飞行。
1709年
古斯芒［葡］试飞成功热气球 古斯芒（Bartolomeu de Gusmão，1685—1724）出生于巴西，后移居葡萄牙，职业是牧师，也是一位博物学家，热爱哲学和数学。1709年8月，他在葡萄牙国王面前进行了一次热气球表演。当时的报道说，“古斯芒的装置包括一个盆形小船，上面蒙有粗帆布。他将各种酒精、食用油和其他配料放在下面点燃，让小船在大厅内飞了起来。小船上升不久就撞到了墙上，接着便燃烧起来，并掉到地上。它在下落的过程中，还烧着了一些悬挂物和其他东西。”报道结尾还说，“国王陛下很宽容，没把这看作是件坏事。”古斯芒的热气球是如何发明的？据说是受到了德·泰尔的影响。
古斯芒画像
古斯芒的热气球装置
1716年
斯威登伯格
斯威登伯格设计的“飞碟”式飞行器
斯威登伯格［典］设计出飞碟型扑翼机 斯威登伯格（Emanuel Swedenborg，1688—1772）是18世纪瑞典著名科学家、哲学家，曾研究过飞行问题。1714年8月，他在致友人的信中，谈到了自己的14项发明，其中包括“一种飞车，或在空气中悬浮及载物的可能性”。1716年，他在自己创刊的科学杂志中发表《用于在空气中飞行的机器简释》，其中包括他设计的“飞碟”飞行器的草图。这架飞行器的结构尺寸：一个座舱长1.22米，宽1.83米，高0.61米，安装在一个面积达55.8平方米的机翼中部。机翼的形状呈卵形，尺寸为9米×9米，圆弧直径为8.54米，方框面积为2.33平方米，矩形尺寸为9米×6米。在机翼横轴位置有两个串向中空矩形，用于安装扑翼。两只扑翼都呈矩形，尺寸为1.5米×0.45米。两个扑翼面是倾斜的，操纵者在座舱里通过杠杆上下扇扑。为了更好地用力扇动扑翼，斯威登伯格在轴上装了弹簧卷。不过，这个扑翼机并未制造。
1738年
伯努利［瑞］提出伯努利定律 1738年，瑞士数学家、力学家丹尼尔·伯努利（Daniel Bernoulli，1700—1782）在其《流体动力学》（Hydrodynamica）一书中，研究了支配容器中液体流动以及由之引起的反作用和碰撞的定量关系，创立了著名的伯努利定律：在管道中以稳定的速度流动的不可压缩流体，沿管道各点的流体动压与静压之和为常量。用公式表示即：
伯努利画像
伯努利的著作《流体动力学》
其中P是压力；ρ是流体密度；u是流速。这个定律可通俗地表示为：在管道中流体流速大的地方，其压力就小；流速小的地方，压力就大。这个定律实际上是能量守恒定律的另一种形式。它的一些假设包括：定常——在流动系统中，流体在任何一点的性质不随时间改变；不可压缩——密度为常数，在流体为气体适用于马赫数（Ma）<0.3；无摩擦——摩擦效应可忽略，忽略黏滞性效应，流体沿着流线流动，流线间彼此不相交。伯努利定律是流体力学及空气动力学的一个重要定律，它对于直观解释机翼的升力是相当有效的。但是，伯努利原理在19世纪前一直没有引起航空先驱者的注意。继伯努利之后，他的朋友欧拉［瑞］（Leonhard Euler，1707—1783）建立了流体运动的欧拉方程（1755），拉格朗日［法］（Joseph-Louis Lagrange，1736—1813）又建立了拉格朗日方程（1760）。这些方程都对流体的实际情况进行了简化，便于用数学方法处理，使理论流体力学得以蓬勃发展。欧拉还首次引进“理想流体”的概念。但由于忽略了黏性等因素，结果只能反映流体在低速状态下运动的情况。
1746年
罗宾斯发明的旋臂机
罗宾斯弹道学原理论文
罗宾斯［英］发明旋臂机 18世纪，枪、火炮等武器得到不断改进。为提高射击精确度，需要对子弹或炮弹发射的轨迹以及遇到的阻力进行研究，这就是弹道学。为进行弹道学实验研究，英国人罗宾斯（Benjamin Robins，1707—1751）不但发明了弹道摆，还于1746年发明了旋臂机。旋臂机的主要部件是一根水平旋转臂，固定在一根垂直于水平面的旋转主轴上，旋臂前端可安装实验件或其他仪器（如风速计）。垂直轴可由马达带动旋转，也可用其他动力机械带动。在19世纪以前，一些实验者甚至用绳索缠绕在旋转轴上，并通过石头下落带动绳索使旋转轴转动。罗宾斯的旋臂机长只有1.2米，前端产生的线速度只能达到每秒数米，因此实验能力极为有限。不过，在风洞发明以前，旋臂机是最重要的弹道学和空气动力学实验工具。
1752年
富兰克林［美］用风筝研究闪电的本质 本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin，1706—1790）是美国著名政治家、科学家。当时人类对闪电的本质尚不清楚，因此往往用神秘主义进行解释。富兰克林认为，闪电一定是自然现象，利用风筝也许能揭示其本质。他着手制作风筝，用杉树枝做骨架，蒙上一层轻薄又不易湿透的绸子，又在风筝上装了一根铁丝与亚麻风筝线连接起来，风筝线的末端拴了一个金属钥匙环。1752年7月，费城下了一场大雷雨，富兰克林领着儿子来到牧场，把准备好的风筝抛向天空。风筝飞上高空后，富兰克林父子俩躲在一个屋檐下观察。闪电出现了，击中了风筝框上的金属丝，亚麻风筝线上的纤维顿时竖直起来，而且能够被手指吸引。富兰克林用食指靠近钥匙环，一些电火花从他的食指上闪过，与莱顿瓶产出的电火花是一样的。富兰克林用风筝试验证明：闪电是一种自然放电现象。当天的闪电很弱，他很幸运没有受到伤害。
富兰克林
富兰克林与儿子进行闪电试验
1754年
罗蒙诺索夫［俄］提出直升机设计思想 俄国科学家罗蒙诺索夫（Mikhail Vasilyevich Lomonosov，1711—1765）对飞行一直怀有浓厚兴趣，对空气动力学进行过研究，认识到旋转的螺旋桨会产生拉力，如果垂直安装便可产生上升的力量。利用这个原理，他制作了一个垂直上升的装置——一种简单的直升机装置，并将其命名为“小空气动力机”。1754年3月14日，他向俄国科学院作了相关报告，指出利用钟表发条可使旋翼转动，向下排开空气，这样，这架机器就能升到高空大气层中去。有文献说，罗蒙诺索夫还仿照竹蜻蜓制作过直升机模型，并且上升了一个相当高的高度。
罗蒙诺索夫
罗蒙诺索夫设计的直升机模型
1764年
鲍尔［德］设计出“天使之车”扑翼机 在18世纪的扑翼机设计中，最具现代感的当属德国人梅希尔·鲍尔（Melchior Bauer，1733—?）设计的“天使之车”了。它设计于1764年，有一个长方形水平机翼，下面安装了八组扑翼面。主翼的后下方装了一只垂直舵面。机身用支柱和张线连接。最下面是四轮式起落架。从结构看，“天使之车”很像一架现代飞机，操纵方式是人站在轮轴中间，用杠杆左右上下扇扑八组扑翼面。有趣的是，主翼还有一个小上反角。鲍尔曾多次向普鲁士国王腓特烈大帝（Friedrich Ⅱ，1712—1786）写信求助，但没有得到支持。他的设计也没有投入制造。由文献可知，鲍尔的扑翼机设计对英国航空之父凯利产生了一定影响。
鲍尔设计的扑翼机
1770年
笛弗格［法］设计出扑翼机 笛弗格是一位法国牧师，曾因撰文表示主教和神父应当允许结婚而被投入监狱。在巴士底监狱服刑期间，因观察到燕子的飞行而对飞行产生了兴趣。1770年，他设计了一架扑翼机，采用羽毛制成一对大翅膀，翼展为5.95米，连在长2.4米、宽1.8米的座舱上。翅膀和座舱都是框架结构的，内部中空，外部有蒙皮。1772年，这架扑翼机制成并准备在法国埃塔姆佩（Etampes）的一座高塔上试飞。他请了当地一个农民驾驶，当扑翼机置于塔顶，那位农民坐在舱里准备就绪时，笛弗格发出了下降的信号。就在此时，农民害怕了，他逃出座舱，试飞未能进行。事后，笛弗格说：“我认为人类能够飞入天空，如果我们能发现一种几乎具有无限力量的弹簧……难题是制造既结实又轻的机翼……因此在真正能够飞行之前还需要很长时间。”
1783年
蒙哥尔费兄弟［法］发明载人热气球 1782年年底，法国造纸商约瑟夫·蒙哥尔费在巴黎举办的博览会上观看到日本灯表演，日本灯实际上就是一种小型热气球。这引起了他的浓厚兴趣。约瑟夫联想到使日本灯升空的很可能是一种比空气轻的气体。于是他决定做一个实验予以确认。回到阿诺奈家中，他便和弟弟埃蒂纳·蒙哥尔费共同试制热气球。他们制作了一个大纸袋，将纸袋口朝下放在炉子上，使热空气和烟充入纸袋，很快纸袋就充满了热气并升到了天花板上。接着，他们又制作了一个丝织的口袋，将热烟充入口袋后，口袋升到了20多米的空中。他们的实验惊动了法国科学院。科学院派专人来到阿诺奈要求蒙哥尔费兄弟证实自己的发明。1783年6月5日，蒙哥尔费制作的直径11米的热气球成功地飞行到457米的空中，约10分钟后，降落在1 600米以外的地方。1783年9月19日，蒙哥尔费兄弟制成的高17米、直径12.5米的热气球受邀在凡尔赛宫前为法国国王路易十六（Louis ⅩⅥ，1754—1793）及王后、大臣进行表演。此次表演相当成功，上升了518米，8分钟后降落在3.2千米外的农田里。1783年10月15日，法国科学家德·罗齐尔（Jean-François Pilâtre de Rozier，1754—1785）乘蒙哥尔费气球进行了首次载人系留飞行，上升到26米高。此后的几天里，他又飞了多次，最高达99米。1783年11月15日，德·罗齐尔和达尔朗德［法］（Marquis d’Arlandes，1742—1809）乘坐直径为15米的蒙哥尔费气球进行了首次自由飞行，在20多分钟的自由飞行中，气球上升到了150米高。自此，人类终于实现了千百年来升空的梦想，开启了航空时代的大门。
约瑟夫·蒙哥尔费
埃蒂纳·蒙哥尔费
德·罗齐尔
1783年10月15日德·罗齐尔乘气球进行系留飞行
夏尔［法］发明载人氢气球 法国科学家夏尔（Jacques Alexander Cesar Charles，1746—1823）一直致力于氢气方面的研究。他认为氢气比空气轻得多，因而肯定可以作为浮升气体，而且效果要比蒙哥尔费兄弟气球的热烟更好。于是，夏尔请人帮忙制作了一只直径3.7米的气球，重约11千克。1783年8月27日，夏尔的氢气球在巴黎试飞成功，一直上升到900多米高，并在空中飘荡了将近1小时，最后在24千米外的农庄降落。1783年12月1日，夏尔和他的助手罗伯特［法］（Nicolas-Louis Robert，1760—1820）乘坐新制作的380立方米的氢气球在巴黎上空翱翔了两个多小时，飞行高度达610米，航程达43千米。这是人类历史上的第一次氢气球载人飞行。夏尔的氢气球气囊顶部装有一个阀门，用来控制飞行高度。气球底部留有一个开口，能自动维持气囊内部的气体压力与外部大气压相平衡，具备了现代气球的基本特点。
夏尔
夏尔的氢气球
芒斯纳埃［法］设计了第一艘飞艇 气球发明成功后，人们开始研究如何改进气球的飞行性能，解决气球飞行状态中的不可控问题。要使气球飞行可控，必须增加操纵和推进系统。法国数学家、工程师芒斯纳埃（Jean Baptiste Marie Meusnier，1754—1793）同时也是一位军官，一直在思考如何解决气球稳定问题。1783年12月3日，他在法国科学院发表《关于浮空机器平衡问题的备忘录》（Memoire sur l’équilibre des machines aérostatiques）的报告。报告中，芒斯纳埃提出一项飞艇设计，其特点是：采用椭圆气囊代替球形气囊，以减少飞行阻力；设计了水平安定面以改善飞艇稳定性；采用3只人力驱动的螺旋桨推进。从这些技术特点上看，它已经具备一种新型航空器的轮廓。遗憾的是，由于缺少经费，芒斯纳埃设计的飞艇并没有投入制造。
芒斯纳埃
芒斯纳埃设计的第一艘飞艇
1784年
劳诺瓦制作的直升机模型
劳诺瓦［法］制成直升机模型 法国人劳诺瓦和他的助手制作了一架直升机模型，采用4片羽毛插在软木塞上作为旋翼，上下两副对称，以抵消扭矩。同时利用鲸鱼骨作弓，弓弦中间固定在模型上端，旋转弓后使弓弦绷紧。一旦松开弓，弓弦的扭力可使旋翼旋转，从而将模型升入空中。1784年5月1日，他们向法国科学院展示了这个直升机模型，据称取得了成功。劳诺瓦的模型曾引起英国航空先驱凯利的关注。
罗伯特兄弟建造的飞艇
罗伯特兄弟［法］制成第一艘飞艇 法国的罗伯特兄弟，哥哥叫安尼-让·罗伯特（Anne-Jean Robert，1758—1820），弟弟叫尼古拉-路易·罗伯特（Nicolas-Louis Robert，1760—1820），均为工程师，夏尔的氢气球就是委托他们制作的。1784年7月15日，罗伯特兄弟建造了一艘与芒斯纳埃的设计相类似的飞艇进行了首次试飞。这是人类历史上实际制造的第一艘飞艇。它依靠4或5个人驱动螺旋桨，可产生623牛的推力。由于推力小根本无法控制飞艇的飞行。同时，因为气囊上没安排气阀门，致使内部压力过高，飞艇上升到4 500米高时气囊爆裂而导致飞行失败。1784年9月19日，他们的飞艇从巴黎起飞，飘浮了186千米到达布伏里（Beuvry），这是气球首次飞行超100千米。两次试飞证明这种飞艇远未成型，不具有实用价值。
气球在美国本土首次飞行 1783年，富兰克林作为美国驻法国大使，曾现场目睹了蒙哥尔费热气球升空。事后，他写信给美国科学界的朋友，详细描述了蒙哥尔费气球的情况。信件在美国广泛流传，引起了强烈反响。美国总统华盛顿（George Washington，1732—1799）对此也十分感兴趣。1784年6月24日，35岁的美国律师卡尼斯制作了一个直径10.68米的热气球。同年7月17日，卡尼斯准备在费城进行载人飞行试验。不幸的是，热气球刚一起飞就撞到了一座监狱的墙上起火焚毁了，美国首次气球飞行以失败而告终。所幸卡尼斯被中途甩了出来，没有生命危险。
1785年
布朗夏尔
布朗夏尔［法］首次完成气球跨越英吉利海峡飞行 布朗夏尔（Jean-Pierre-Francois Blanchard，1753—1809）是一位机械师，对气球也颇有兴趣。他曾经试图在蒙哥尔费气球上安装桨叶和风轮，使飞行可以操纵。布朗夏尔到英国成功地进行了几次飞行，得到舆论界的关注。他还结识了美国富商杰弗里斯［美］（John Jeffries，1745—1819）。杰弗里斯建议乘气球飞越英吉利海峡，一切费用都由他承担。1785年1月7日下午1点多钟，他们乘一只氢气球从英国的多佛尔起飞。起飞后不久，气球就开始下降，这主要是因为布朗夏尔携带的东西太多。二人只好赶快抛下沙袋和其他物品。下午3时许，他们勉强抵达法国海岸。随后又向内地飞行了约19千米，降落在加莱郊外的森林里。尽管这次飞行成功得很勉强，但毕竟是人类第一次从空中飞越大海，所以仍具有巨大的历史意义。后来为了纪念这次伟大的飞行，人们在气球着陆的地点竖起了纪念碑。此后，布朗夏尔又分别到德国、荷兰、比利时、波兰和捷克进行了飞行表演，为气球普及做出了杰出贡献。
布朗夏尔和杰弗里斯飞越英吉利海峡
德·罗齐尔［法］因气球事故牺牲 1785年6月12日，德·罗齐尔和助手罗曼［法］（Pierre-Ange Romain，1751—1785）乘氢气球与热气球结合体从法国的波隆内起飞，试图飞越英吉利海峡。开始时一切都很正常，当高度增加时，一阵强风吹过。这时德·罗齐尔打开氢气阀，释放掉一些氢气，企图降低高度躲过这股强风。但是悲剧发生了，释放出的氢气被热气球的火源点燃，不到一秒钟气球就爆炸了，坠毁在离布朗夏尔和杰弗里斯着陆地点不远的地方。德·罗齐尔和罗曼都不幸身亡。他们成为航空史上第一次空难事故的牺牲者。
罗齐尔和罗曼乘气球失事的图片报道
1793年
布朗夏尔［法］在美国成功进行首次气球飞行 1792年，布朗夏尔来到美国。此时他已经在欧洲成功地进行了44次飞行。他的第45次飞行，也是其在美国的第一次飞行安排在费城胡桃街监狱的广场上。进入广场观看起飞的门票价格是每张2～5美元。1793年1月9日，布朗夏尔的气球起飞了。现场观看的有美国总统华盛顿以及后来也任过总统的亚当斯［美］（John Quincy Adams，1735—1826）、杰弗逊［美］（Thomas Jefferson，1743—1826）、麦迪逊［美］（James Madison，1751—1836）和门罗［美］（James Monroe，1758—1831）。此次飞行，气球上升了1 500米高，留空时间46分钟，飞行距离24千米。华盛顿总统还向布朗夏尔颁发了特别护照，上面写着：“布朗夏尔是法国气球飞行家，他来美国进行首次飞行表演，请美国公民给予他所需要的一切帮助。”下面是一个所有美国人都认识的签名——乔治·华盛顿。
布朗夏尔在美国进行气球飞行
1799年
凯利
凯利［英］提出飞机设计的定翼思想 18世纪以前，欧洲大量模仿鸟类的扑翼飞机设计无一成功，引发悲观情绪。在凯利时代，人们对重于空气飞行器或飞机主要有两种观念：一是认为只有像鸟那样扑动机翼才能实现飞行；二是认为重于空气飞行器是不可能的。英国人凯利（George Cayley，1773—1857）自小喜爱航空，对鸟的飞行十分神往。据记载，早在1796年他就制作过竹蜻蜓，1798年根据竹蜻蜓设计过直升机模型。在对鸟的飞行做了大量的观察以及对鸟翼面积、鸟的质量和飞行速度进行研究后，他估算出速度、翼面积和升力之间的关系。他首次明确认识到：人造飞行器应当分别实现升举和推进两种功能，而首先应当解决的是升举问题。这是摆脱片面模仿鸟类、实现定翼飞行的重要思想和基础。此外，他还认识到鸟翼弯曲形状的重要性、鸟翼具有迎角的重要性、重心与升力中心的关系以及对飞行稳定性的影响。1799年，凯利设计了一架滑翔机，它包括带有上反角的机翼、尾翼、机身，颇具现代意味。定翼思想的创立，是飞机发明的关键，是凯利对航空最重要的贡献。
乔治·凯利画出定翼机草图