Havacılık tarihi, insanlığın ilk günlerindeki ilkel uçuş denemeleri ve 17 Aralık 1903’te Wright Kardeşlerin ilk havadan ağır motorlu uçuşu yapması da dahil olmak üzere insanlı uçuşun gelişiminin tamamıdır.
Hava aracı tasarımcıları, araçlarının daha hızlı olması, daha uzağa, daha yükseğe gidebilmesi ve daha kolay kontrol edilebilir olması için çok uğraştılar. Uçak motorları, giderek daha verimli duruma gelerek, buharlıdan pistonluya, sonra da jet ve roket moturuna kadar gelişti. Hava taşıtları daha güvenli, malzemeleri daha dayanıklı ve hafif hâle geldi. Başlangıçta uçaklar, kanvas kumaştan ve tahtadan yapılıyordu. Daha sonra kanvasın yerini vernikli kumaş ve çelik borular aldı. II. Dünya Savaşı sırasında ise alüminyum monokok üretim yaygın duruma geldi. Günümüzde hava taşıtları, daha hafif, daha dayanıklı ve daha kolay şekillendirilebilir oldukları için özellikle karbon fiberden ve kompozit malzemelerden üretiliyor. Hava taşıtlarını kumanda etmek için kullanılan yöntemler her gün biraz daha gelişmektedir. Başlangıçta planörlerin kumandası kullanıcının tüm vücudunun hareketi ile ya da Alphonse Pénaudda olduğu gibi kanatlar yukarı doğru yükselen ve uca doğru sivrileşen bir forma sahipti. (Bu günki modern kanat şekli) Kuyruk ise, yatay konumlamayı sağlaması için ayarlanabilir yapıda ve aynı kanat özelliklerini taşıyordu. Çağdaş uçaklar ise elektronik olarak bilgisayarlar aracılığıyla kumanda edilmektedir. Çağdaş savaş uçakları tüm akrobatik manevraları karşılayacak biçimde, uçuş bilgisayarından aldıkları sürekli komutlarla dengeli uçuşlarını sağlamaktadırlar.
20. yüzyıl öncesi
9. yüzyılda, Kurtuba’lı Abbas İbn Firnas ilk uçan planörleri yapmış olarak bilinirler. Molmesbury’li Elmer, 1010 yılında aynı yapmış ve muhtemelen Daedalus’un öyküsünden etkilenerek 200 metrenin üzerinde bir uçuş yapmıştır. Yaptığı Çin gezisinin ardından Marco Polo rüzgarın etkisiyle uçan ve insan taşıyan uçurtmalarla ilgili öyküler getirmiştir.”Pao Phu Tau”, 4. yüzyılda döner kanatlı hava taşıtlarının (helikopterlerin) varlığını iddia eden bir Çin kitabıdır.
Yaklaşık 2 yüzyıl sonra, 15. yüzyılda, Marco Polo’nun gezisinin kehanetleri gerçekleşmiş ve Leonardo da Vinci çizimleri günümüze kadar ulaşmış bir planör tasarlamıştır. Bu planör o dönemde inşa edilmemiş, ancak günümüze kadar ulaşan planlarından o dönemdeki malzemeler kullanılarak 19. yüzyılın sonlarında imal edilmiştir. Bu tasarım, uçurmaya değecek bir tasarım olduğu için ve Vinci’nin orijinal planlarından yola çıkılarak yapılan bir prototip olduğu için uçurulmuş, gerçekten de uçtuğu görülmüştür, ancak tabiki orijinal tasarıma, günümüz aerodinamik bilgisi kullanılarak bazı müdahalelerde bulunulmuştur. Leonardo aynı dönemde bir de helikopter tasarımı yapmıştır, ancak bu tasarımın uçamayacağı açıktır. 17. yüzyılda Türk bilimadamı Lagari Hasan Çelebi, kendi tasarladığı ve büyük bir kafes ile ona bağlı konik biçimli ve içi barut dolu bir haznesi olan bir füze (roket) yardımıyla kendisini havaya fırlatmıştır. Uçuş, Osmanlı padişahı IV. Murad’ın kızının doğum günü kutlamalarında yapılmıştır. Bu uçuşun ardından Boğaziçine yumuşak bir iniş yaptığına ve Sultan IV. Murad’ın kendisini bu başarısından ötürü orduda yüksek bir rütbeyle onurlandırdığına inanılır. Uçuşun yaklaşık 20 sn sürdüğü ve yine yaklaşık 300 metre yüksekliğe ulaşıldığı tahmin edilmektedir. 1638 yılında, Hezarfen Ahmet Çelebi, kuşlardan esinlenerek tasarladığı bir çift kanatla Boğaziçi üzerinde uçmuştur. Boğazın Avrupa yakasındaki Galata Kulesi’nden uçuşuna başlayıp, süzülerek, 3 km’lik bir mesafeyi katedip boğazın Asya yakasına, yaralanmadan, inmiştir. (bu tarihi kayıtlarla ispatlanmış bir bilgi değildir ve sadece abartılı öyküleri ile bilinen Evliya Çelebi’nin seyahatnamesinde geçmektedir.)
1670 yılında, Francesco Lana de Terzi basılmış olan bir yayınında, havadan hafif uçuşun içi vakumlanarak boşaltılmış bakır folyolardan yapılmış kürelerle olası olduğundan bahsetmiştir. Aslında esas noktayı kaçırmamakla beraber bu tasarımda atladığı nokta kürelerin etrafını saran havanın basıncının kürelerin içlerine doğru ezilmelerine yani büzülmelerine neden olacağını atlamış olmasıdır.
Her ne kadar, çoğumuz insanlı uçuşun 1900’lerin başında uçak ile başladığını sansa da aslında insanlar yaklaşık bir 200 senedir uçuyorlardı.
Çoğunluk tarafından kabul edilmiş ilk insanlı uçuş 1783 yılında Paris’te gerçekleşmiştir. Jean-François Pilâtre de Rozier ve Francois d’Arlandes, Montgolfier kardeşler tarafından icat edilmiş bir sıcak hava balonu kullanarak 8 km yolalmışlardır. Balon, odun ateşi ile ısıtılıyor ve kumanda edilemiyordu, bu da rüzgar nereye götürürse oraya uçuyordu anlamına geliyordu.
Balonculuk, 18. yüzyılın sonlarına doğru çok yaygın bir uğraş haline geldi, ve böylece yükseklik ile atmosfer arasındaki ilişkinin keşfedilmesini sağlamış oldu.
Şimdi zeplin dediğimiz yönlendirilebilir, kumanda edilebilir, balonların kumanda sistemlerinin geliştirilmesi üzerindeki çalışmalar tüm 1800lü yıllar boyunca devam etti. İlk kontrol edilebilen ve yönlendirilebilen havadan hafif uçuşun 1852 yılında Henri Giffard tarafından 24 km uçularak buharlı motoru olan bir hava taşıtı ile yapıldığına inanılır.
Bir başka kayda değer gelişme ise 1884 yılında, Charles Renard ve Arthur Krebs’in Fransız Ordusu’na ait elektrik motorlu bir zeplin olan La France (Fransa) ile ilk tam olarak kumanda edilebilen serbest uçuşu yapmaları olmuştur. 170 ft (~51 m) uzunluğundaki ve 66000 ft³ (~1869 m³) hacmindeki zeplin, 8,5 beygirgücündeki bir elektrik motorunun yardımı ile 23 dakikada 8 km mesafe katetmiştir.
Ancak, bu hava taşıtları çok kırılgandılar ve ömürleri çok kısa idi. Kumanda edilebilen uçuşların sıradan hale gelmesi ancak, içten yanmalı motorların bulunması ile mümkün oldu.
Her ne kadar, zeplinler I. ve II. Dünya Savaşlarında kullanılmış, hatta günümüzde bile sınırlı oranda kullanılıyor olsalar bile, gelişimleri havadan ağır hava taşıtlarının gelişimiyle durmuştur.
Havacılık üzerine basılmış ilk yayın, Emanuel Swedenborg tarafından 1716 yılında yapılmış olan “Havada uçabilen bir makinanın çizimi”dir. Bu uçan makine, etrafını çok güçlü bir kanvas kumaşının sardığı çok hafif bir iskelete ve onun iki yanında yatay aksta hareket eden iki geniş kürek ya da kanata sahiptir ki bu kanatlar yukarı hareketlerinde hiçbir dirence maruz kalmaz iken aşağı hareketlerinde taşıma kuvvetini sağlamaktadırlar. Swedenborg, makinenin uçamayacağını çok iyi biliyordu ancak bunu uçma probleminin çözümüne yönelik iyi bir başlangıç olarak tahmin ediyordu. “İnsan vücudunun ağırlığından hafif olan ve daha büyük bir kuvvet gerektiren böyle bir makine hakkında konuşmak onu gerçeğe dönüştürmekten zor görünür. Belki de mekanik bilimi bu makineye bir anlam kazandıracaktır. Eğer avantajları ve gerekliliği anlaşılırsa, belki de zaman içinde bizim çizimimiz geliştirilecek ve bizim şu anda sadece tahmin edebildiğimiz şeyin amacına ulaşılacaktır. Halihazırda, her ne kadar ilk denemeleri için bazı fedakarlıklarda bulunulmuş ve kaybedilmiş bir bacak ya da kolu umursamamış olsalar da bu tür uçuşların doğada tehlikesiz yapılabileceğinin kanıtları bulunmaktadır.” Swedenborg, bir hava taşıtını güçlendirerek (motor gücü) uçmanın temel sorunun çözümlenebileceğini söyleyerek geleceği gördüğünü kanıtlamıştır.
İlk insansız uçuş denemesi
18. yüzyılın son yıllarında, Sir George Cayley uçuşun fiziki üzerindeki ilk titiz çalışmaları başlatmıştır. 1799 yılında bir planör planı sergiledi. Bu planör, kanatlarının planform yapısı dışında tamamen moderndi ve kumanda için ayrı bir kuyruğu vardı ve dengeyi daha iyi sağlayabilmek için pilot ağırlik merkezinin altına yerleştirilmişti ve bu aracın modelini 1804 yılında uçurdu. Takip eden 50 yıl boyunca, havacılık üzerinde çalışmaya devam eden Cayley, taşıma ve sürükleme gibi aerodinamiğin birçok temel kavramını geliştirdi. Hem içten hem de barut ile doldurduğu dıştan yanmalı motorları kullanmasına rağmen, ilk güç verilmiş, hava taşıtı modelini yapma işini güç vermek için kauçuk (lastik) gücünü kullanan Alphonse Penaud’a bırakmıştır. Daha sonra Cayley, araştırmasını tam boyutlu bir araç yapmak için kullandı ve bunu ilk önce 1849 yılında insansız olarak uçurdu, sonra da Yorkshire’da 1853 yılında yardımcısı Brompton’dan Scarborough’aya kısa bir uçuş yaptı.
1849 yılında insansız olarak uçurdu, sonra da Yorkshire’da 1853 yılında yardımcısı Brompton’dan Scarborough’aya kısa bir uçuş yaptı. John Stringfellow ilk buhar motorlu modelin test uçuşunu Chard, Somerset İngiltere’de gerçekleştirdi. Bu ‘insansız’ bir uçuştu. 1856 yılında, Fransız Jean-Marie Le Bris, plajda, bir at tarafından çekilen planörü “L’Albatros artificiel” ile ilk kalktığı yerden daha yükseğe çıkan uçuşu yapmıştır. Planörünün 100 m yükseldiği ve 200 m yol aldığı rapor edilmiştir.
1874 yılında, Felix du Temple, alüminyumdan yapılmış, kanat açıklığı 13 m olan ve pilot hariç ağırlığı sadece 80 kg olan büyük bir tek kanat (monoplane) uçağı Brest, Fransa’da üretmiştir. Bu uçakla birçok deneme yapılmış ve uçağın kendi gücüyle kalkıp süzülüp daha sonra güvenli bir şekilde yere inebileceği kanıtlanmıştır. Bu da bunu, her ne kadar uçuş çok kısa bir mesafe ve süre için olsa bile, tarihteki ilk kendinden güçlendirilmiş (powered flight) uçuş yapmıştır.
1880’ler, 20. yüzyıla kadar birçok araştırmanın yer aldığı ateşli bir çalışma dönemi oldu. 1880’lerdeki gelişmelerin başlamasıyla ilk gerçek anlamda pratik planörün inşası olanaklı oldu. Bu dönemde şu üç kişi gerçekten aktif rol aldılar: Otto Lilienthal, Percy Pilcher ve Octave Chanute. Gerçek anlamda çağdaş planörlerden biri John J. Montgomery tarafından üretildi ve bu planör kontrollü bir şekilde 28 Ağustos1883’te San Diego’nun dışında uçuşunu gerçekleştirdi. Bu uğraşlar ancak çok yıllar sonrası bilinir oldu. Bir başka delta kanat tarzı planör Vienna yakınlarında 1877 yılında Wilhelm Kress tarafından yapıldı.
Alman otto Lilienthal, Wenham’ın çalışmasını 1874’te ikiye katlamış, çok geliştirerek 1889 tüm çalışmalarını yayınlamıştır. Ayrıca bir seri çok daha iyi planörler üretmiş ve 1891 yılında bu planörlerle 25 m mesafeli uçuşları sıradan hale getirmiştir. Tüm çalışmalarını fotoğraflamak da dahil olmak üzere titizlikle kayıt altına almıştır ve işte bu yüzden erken dönem öncüleri arasında en iyi tanınanlardan biri olmuştur. Onun bulduğu hava taşıtı günümüzde yelken kanat olarak bilinmektedir.
1890 yılında Clement Ader, Fransa Paris yakınlarında tarihteki ilk “uzun mesafeli” pervaneli uçuş olacak uçuşu bir buhar motorlu Eole ismini verdiği hava taşıtı ile 50 m gibi kısa bir mesafe uçarak gerçekleştirdi. Bu denemeden sonra inşası tam 5 yıl sürecek daha büyük bir tasarım üzerinde çalışmaya başladı. Ancak, Avion III adındaki bu tasarım çok ağırdı ve çok güçlükle havalanabiliyordu. Uçağın 300 metrelik bir mesafeyi yerden çok az yükselerek katettiği rapor edilmiştir.