航空飞行器说起航空飞行器，人们一定会禁不住首先想起飞机。而谈起飞机，你一定会如数家珍、兴味盎然地娓娓道来：什么“幻影2000”呀！波音747呀！
歼八战斗机呀！B－2隐性轰炸机呀！等等。其实这些飞机不过是飞行器的一部分，更确切地说，它只能算是航天飞行器的一部分。因为单讲飞机，大家熟知的美国“奋进号”航天飞机、“哥伦比亚号”航天飞机，也是飞行机器呢。不过它却是另外一个新的家族，因为它主要是在太空中飞行，而不是在湛蓝湛蓝的天空中翱翔。——那么，到底什么是航空飞行器呢？
航空飞行器，简单地说，就是指在地球大气层中飞行的器械。地球大气层很厚，它可以分成很多层。在最下面的有两层：对流层、平流层，空气比较稠密，特别是对流层，空气流动性大。几乎所有的航空飞行器都在这两层中飞行，高度大约有80公里。
航空飞行器种类繁多，家族齐全。从贴地上空10厘米的高度，到肉眼无法看见的几十公里的高度，都有我们各显神通的飞行小兄弟。从其用途来说，有专门执行某一任务的“标兵”，也有善使多般武艺的“能手”。从其形状来看，也叫人叹为观止：有的长长的，像一条长龙；有的高高的，像一个擎天的巨人；有的圆圆的，像一个花脸脸盆；有的怪怪的，像一个马戏团丑角，等等。对于这些五花八门、千奇百怪的航空飞行器划分起来比较困难，因为航空飞行器常常是“一机多能”。它们的形状、飞行性能、飞行用途等都可以作为归类的标准，这里只从它们的飞行原理来划分。
飞机与直升机可以把飞机与直升机相提并论吗？回答是肯定的：可以。直升机不是飞机的派生，它们是两种不同的飞行器。不管是从飞行原理上，还是从它们诞生的年代来看，都有泾渭分明的区别。
飞机的飞行原理与鸟儿不一样，但却和风筝很相似。我们知道，风筝在我们拉着跑时，常常是越升越高。飞机也一样，飞机在向前滑行时，由于速度加大，迎面而来的风也很大。这股风分两部分，一部分跑到飞机的机翼上面，流速比较大，空气的压力小；而流过机翼下面的气流由于空气通路窄，流速小，所以压力大。空气是对流的，压力大的空气向压力小的地方跑，这一跑就产生了一种从下往上的升力，这不，飞机就被空气抬起来了。其实这还是个著名的原理，是瑞士科学家伯努利1726年提出来的。
飞机的升力问题解决了，动力问题又产生了。飞机如果从动力来看，可以分成以下几种：最先说人力飞机。可别小看人力飞机，人力飞机产生得比较晚，但说到底，它解决的是单靠人是否能够上天飞行的问题。人力飞机的产生，可以说是对“扑翼飞机”失败这一缺憾的一种补偿。人力飞机是伴随着飞机出现而出现的，它一般采用固定的机翼，不过，提供力量的常常是脚而不是手，原因很简单：脚比手力气大。
1936年，德国人海斯勒·维林吉制造了第一架脚踏飞机，但只飞行了40秒钟。1961年，英国三名大学生制造了一架“升攀号”人力飞机，它的主体是一辆自行车，该机飞行了约50米长的距离。1962年、1972年，英国人温彭尼、波特分别驾驶自动的脚踏飞机，各飞了3993米、1071．5米。1977年、1979年，美国滑翔机运动员麦克里迪制造了“蝉翼秃鹰”号、“蝉翼信天翁号”人力飞机，取得了很大的成功，其中后者飞越了英吉利海峡。此后，美国的人力固定翼飞机“仿蝙蝠”，在3分钟内沿三角形航线飞行了1500米，这标志着实用人力固定翼飞行的真正产生已经为时不远了。
接着说螺旋桨飞机和喷气式飞机。螺旋桨飞机和喷气式飞机的原理有所不同。螺旋桨飞机，简言之，就是用螺旋桨来产生拉力的飞机。螺旋桨就像风车上的“转叶”一样。不过，风车是利用气流使“转叶”转动，而螺旋桨飞机却是用螺旋桨使飞机沿气流爬升。说到桨，人们会情不自禁地想到轮船上的桨，其实它们之间并没有本质的区别。
桨是人划的，很慢；螺旋桨是机械转动的，很快，但不能太快。早期的这种飞机桨是木头做的，其飞行能力可想而知；后来钢派上了用场，但是桨转得太快了，磨损大，同样会折断。而且，最令人头痛的是，飞机一旦要接近声音传播速度，即340米/秒时，螺旋桨就像吃了迷魂药一样，无法控制。
经过反复研究，科学家们搞明白了原因：飞机在接近声音速度时，其周围空气来不及流走，因而像一面墙一样堵在飞机前面，飞机当然就束手无策，裹足不前了。
当时，这一飞行难题叫音障。螺旋桨飞机的确是慢一点，无法达到和超过音速。但事物是相辅相成的，螺旋桨飞机也有它的优点，它的耗油量小，对环境的污染不大。目前，一些对速度不做高要求的飞机，如农业飞机，常常使用带螺旋桨的发动机。比如中国的“海燕”多用于专用飞机、印度的HA－31MKll“春天”农业机、英国的MAC6“农场主”飞机，美国的“农用马车”、前苏联的“安－3”等，就是这样。
喷气式飞机，是为克服“音障”而诞生的。喷气原理最早是牛顿提出来的。不难理解，飞机在喷气时产生巨大的反作用力，推动了飞机前进。我国古老的火箭、现代航天发射的运载火箭，其原理皆同出一辙。
据说牛顿本人设计过一种喷气车。该车装有一个锅炉，锅炉后有喷管，喷出的蒸汽推动着车子前进。早些时候，蒸汽机也曾搬到过飞机上，因为太笨重而淘汰。后来人们使用燃气带动活塞，做成了活塞式发动机。这种发动机一直延用到今天。
现代的喷气式飞机一般使用涡轮喷气发动机。这一点说起来惭愧，中国古代的走马灯其实就是现代涡轮喷气发动机的雏型。涡轮像走马灯的灯片一样，当燃烧室的油点燃以后，热气推动涡轮高速旋转，并向后喷气。涡轮喷气发动机的设想是由一个叫马克亚姆的人提出来的，时间是1921年。1939年8月27日，世界上第一架涡轮喷气式飞机“HE－178”，由德国亨克尔飞机制造厂制造出来，并试飞成功，但那时的速度仍没有超过音速，每秒只有177米。
1947年，美国拜尔工厂生产出一架X－Ⅰ型火箭飞机。该机利用携带的火药爆炸后喷出的气体推动飞机前行，并首次突破了“音障”，打破了音速不可超越的神话。1953年，美国生产了F－100“超级佩刀”喷气式飞机，速度每秒为442米，大大地超过了音速。此后，各种军用、民用飞机纷纷效仿，采用喷气发动机。如前苏联米格－25、米格－23、米格－29、米格－31战斗机，速度分别为音速的2．8、2．35、2．2、2．4倍。美国的试验机X－15，速度达到音速的6．06倍（使用火箭发动机）；我国的F－7、F－8战斗机其速度是音速的2．05、2．2倍。
要澄清一点的是，喷气飞机与火箭飞机虽然都喷气，但两者不能混淆。
火箭飞机就燃料性能、用途来说都与前者有极大的区别。
最后说一下太阳能飞机和原子能飞机。顾名思义，这两种飞机分别使用的是太阳能和核能。
太阳能飞机上面布满了太阳能电池，电池产生的电流输入电动机后，螺旋桨开始转动并使飞机起飞和飞行。1980年11月20日，由保罗·麦克里迪博士领导的小组设计的“太阳挑战者号”飞机首次试飞成功。1981年7月，该机用五个小时，成功地飞越了英吉利海峡。太阳能飞机很轻，结构多使用碳纤维材料，机上还蒙有一层聚酯薄膜，并安装有1．6万块太阳能电池。“太阳挑战者号”每小时可达54公里，飞行最高高度为3300米，显然实用性并不是很大。太阳能飞机关键问题是蓄电。在不久的将来，科学家们一定能研制出高效能的太阳能电池，并能突破上千公里的航程。
原子能飞机迄今尚未真正问世。此种飞机安装有核反应堆，用金属铀－235作燃料。它的原子核在中子的轰击下会产生裂变放出中子，并释放能量。
但是核裂变时会发生对人有害的核辐射，必须采用保护层进行隔离。1956年1月，美国曾研制出核喷气发动机，但是由于其隔离防护设备过于庞大，无法安上飞机，最后花了10亿美元，15年的研制最终流产。不过，由于能源费用上涨，科学家们又开始重新考虑原子能飞机设计方案。我们相信，原子能飞机迟早会出现在人们的视野中。
以上分别介绍了各种飞机，现在回过头来说直升机。直升机不是飞机，它首先是一种直上直下的飞行器。直升机与螺旋桨飞机有割不断的联系。螺旋桨飞机的桨是装在飞机前面的，它使飞机向前推进，受力与地面垂直；但如果螺旋桨装在飞机的上部，那么飞机的受力将与地面平行，这不，向前的推力就变成了向上的升力。
直升机说起来令人遗憾，它的起飞原理与我国的竹蜻蜓相似。早在1600年前，我国晋代葛洪就提到过一种带有升力螺旋桨的竹蜻蜓；后来，竹蜻蜓传到欧洲，启发了不少科学家和技术人员，于是造出了直升机。1483年，意大利天才科学家达·芬奇提出了直升机旋翼的设想，并制作了草图。1754年，俄国M·B·罗索诺若夫进行了直升机旋翼模型试验。1878年，法国人福拉尼用蒸汽机作动力，制造了一架横型直升机。1907年、1922年法国工程师伯雷格、黎歇、俄国人博塔扎特分别制造了直升机，但都没能真正飞行。1939年，俄国人西科斯基研制了第一架实用直升机VS－300，并试飞成功。说到这儿，大家已经明白，直升机只有五十多年的历史，对于飞机老大哥来说，只能算是小弟弟了。
直升机的形状很怪，其尾部有一个螺旋翼，它一方面起方向舵的作用，另一方面还可以抵消大螺旋翼对直升机的旋转力。有的大型运输机干脆使用两个大的螺旋翼，它们的功能都一样，不过一定要明白：两个螺旋翼的方向相反，才能抵消它们对直升机的旋转力。直升机有人称之为“直升飞机”，是因为它还能够像飞机一样向前飞行。不言自明，直升机只要操纵整个旋翼，使之倾斜，就可以改变飞机受力方向，自动前行。由此，现代人把直升机理解为可上可下、可前可后的飞行器，并把它编入飞机行列，是顺理成章的事。
其实直升机与飞机本身也可以互补，你看，“X翼机”就是这样。
X翼机，它是直升机和一般飞机的杂交种。“X翼机”上面有直升机旋翼，因而它可以直起直落。但是它的“X”形大旋翼在停止转动时则又变成了一般飞机的机翼。而平直的机翼受到的阻力大，飞行速度低；斜形的机翼，两个向后掠或者向前掠，或者干脆一个前掠一个后掠的机翼，却可以提高速度，因而就有了前掠翼飞机、斜直翼飞机、后掠翼飞机等。然而“X翼机”可以把它的“X”旋翼调到任意想要的形状，充当特别形状的机翼，达到一般直升机所不能达到的速度。看来，飞机设计虽要合乎常理，但也离不开异想天开的想象力。前面我们说飞机与直升机是两个泾渭分明的飞行器，到这儿，“X翼机”真成了兼有两种飞行器特点的地道的混血儿了。
磁性飞机高速磁悬浮列车，兴许一些人听说过，或者见过。它像一条长长的巨龙，浮在轨道上，能够高速行驶。其实啊，这种火车并没有接触轨道，而是在离地10厘米的上空平稳地飞跑。准确地说，它应该叫磁性飞机。
那么，磁性飞机是怎么悬空的呢？道理很简单：同性磁力相斥，异性磁力相吸。当列车与轨道产生磁性相斥力时，车身浮在空中就理所当然了。
磁性飞机的产生不过二十几年，这首先应归功于超导材料。
20世纪70年代，科学家们发现，有一种材料——超导体，在超低温时电阻极小。
用它导电，产生的磁力特别大，大到可以顶起列车的地步。磁悬浮列车上都装有超导磁体，当然它也带有水平推进装置。
高速磁悬浮列车速度很快，每小时可达几百甚至上千公里，是相当便捷的运输工具。当然，不用说，由于它没有污染，相当安全，越来越受到更多国家的重视。
目前，一些国家如日本已有这种列车，我国国防大学已经研制出这种机车模型。相信在不久的将来，神州大地上一定会出现中国制造的会飞的巨龙。
助手向何处去我国是世界文明古国之一，火箭是我国最早发明的。在唐宋时期，火箭就在军事上得到了运用。虽然今天的火箭不可与往日的火箭同日而语，但它们的使用原理都是一样的。现代火箭的产生，从很大程度上源于人类摆脱地球的引力、实现“可上九天揽月”的梦想。