אלתורים וצירופי מקרים ליוו את הקמת המערך הטכני של חיל האוויר. קשה היה למצוא אז אנשי מקצוע מנוסים, כמו גם חלפים וספרי הדרכה. מי שהיה לו ניסיון כנהג בחיל האוויר הבריטי, הפך למפקד גף טכני. מטוסים הורכבו מגרוטאות שהותירו מאחוריהם הבריטים, שהיוו גם את מחסני החלפים של חיל האוויר.
עם הקמת "שירות האוויר" של ההגנה (לימים חיל האוויר הישראלי) ב-1947 החל גיבוש הגרעין לכוח האדם הטכני מכלל הגופים שעסקו בתעופה באותם הימים: חברת "אווירון", חברת "נתיבי אוויר לישראל", עובדים של חברות תעופה זרות ומשוחררי חיל האוויר המלכותי (RAF).
כלי הטיס הראשונים בחיל נרכשו מהבריטים ועם קבלתם התארגנה בשרונה יחידת אחזקה אשר טיפלה בשיפוצם ובהחזרתם לשמישות. המטוסים הושמשו ללא ספרי אחזקה, ציוד מתאים או מערך ביקורות זמינים לטכנאים. בסיום עבודת השיפוץ הועברו לשדה דב להרכבה סופית ולטיסה ראשונית.
במקביל, החלה להתארגן יחידת אחזקה בסיסית בשדה דב. אנשי היחידה עסקו גם בביצוע שינויים ושיפורים במטוסים.
בשרונה הוקם גרעין של מחסן אפסנאות. ה"מחסן" הראשון היה רכב מסחרי גדול עם ארגז בכל דלתות מאחור ובו אוחסן ציוד שהושג או נרכש ללא תוכנית מסודרת, לימים הותקנו אצטבאות, מדפי אחסון ותיבות קרטון והחל רישום של מלאי החלפים.
בתקופה זו נעשו הניסיונות הראשונים לייצור פצצות להטלה ממטוסים. הפצצות הראשונות נבנו ידנית בבית מלאכה בתל אביב, והוטלו ידנית על ידי מטילן שישב ליד הטייס והפצצה בידו.
המערך הטכני של חיל האוויר החל את דרכו בשנת 1948 כאגף אפסנאות, אגף אחזקה והנדסה, ושירות בינוי.
אגף האפסנאות היה אמון על תכנון רכישת הציוד וניהול המלאי שנקלט בחיל, כמו כן הגדיר את נוהלי אחזקת חלקי חילוף וציוד במחסני הטייסת.
אגף האחזקה וההנדסה טיפל בכל תפקידי המטה הנוגעים לתחזוקת מטוסים ולפיקוח על המחלקות הטכניות בשדות התעופה ובבסיסים השונים – בעיות הנדסיות שהתעוררו בקשר למטוסי החיל, הכנסת שינויים בהם, התאמת חימוש וכדומה. האגף קבע נוהלי עבודה מסודרים, שהתבססו בעיקרם על מה שהיה נהוג בחיל האוויר המלכותי.
מחלקת חימוש אווירונים, שהשתייכה באותה עת ל"וועדת המחקר שליד ראש המטה" עסקה במציאת דרכים יעילות ובטוחות לנשיאת פצצות על המטוסים הקלים.
מחלקת הבינוי עסקה בתכנון פרויקטי בינוי להחזקת שדות תעופה ומתקנים של חיל האוויר.
במלחמת העצמאות הוטל על המערך הטכני לא רק לתחזק, לתדלק ולחמש את המטוסים הקיימים, אלא גם לבנות יכולת לשפץ ולהשמיש מטוסים פגועים, ואפילו לבנות מטוסים מגרוטאות. הישג טכני חשוב היה הרכבתם של שני מטוסי ספיטפייר שמישים מחלקי מטוסים פגועים שנמצאו בארץ.
במהלך המלחמה תוגבר מערך התחזוקה ביחידות השונות, וכלל כ-420 טכנאים במקצועות חיוניים דוגמת מכונאים, חשמלאים, מכשירנים וכדומה.
עם ארגון חיל האוויר באוקטובר 1949, וגיבוש המבנה הארגוני, הוקמו מספר אגפים וביניהם "אגף הציוד" אליו הוכפפו אגף ההחזקה וההנדסה ואגף האפסנאות שהפכו למחלקות.
האגף החדש כלל שש מחלקות: תקציבים ורכש, הנדסה, החזקה והספקה טכנית, אפסנאות, בינוי, ותחבורה. מחלקות ההנדסה וההחזקה וההספקה הטכנית, הוכפפו למהנדס הראשי, אשר הוגדר כיועצו של מפקד חיל האוויר בכל העניינים הטכניים-אווירים.
שנות ה-1950.
בשנים אלו חל גידול משמעותי במספר כלי הטיס של חיל האוויר.
העלייה בכמות המטוסים הביאה לעלייה במלאי החלפים והוחלט להקים מחסן חילי מרכזי. ב-1950 הועבר המחסן המאולתר משרונה לצריפין, שם הוסב למחסן מרכזי כבסיס אספקה אווירית – בס"א 18. אגף הציוד הפך ל"מחלקת הציוד" (מצ"ד).
התעצמות החייל הביאה לאיחוד כל השירותים הלוגיסטיים (נ"מ, חימוש, בינוי ורכב) מיחידות הצבא תחת חיל האוויר.
בתקופה זו נקלטו טילים והוחלט על הקמת "צוות טילים" במצ"ד.
במקביל, התגבשו דרגי האחזקה: הוגדרה חלוקה ברורה בין דרגי האחזקה השונים, וחיל האוויר ארגן את תחזוקת מטוסיו בארבעה דרגים בסיסיים כנהוג בעולם:
דרג א' – אחזקה מונעת, בדגש על ניידות הדרג לאור מדיניות הפריסה של הטייסות למסלולים ארעיים.
דרג ב' – אחזקה מתקנת, הדרג המבוצע ברמת הבסיס ומסייע לטייסות המופעלות בבסיס.
דרג ג' – שיקום והנצלה, בדגש על עת לחימה בה מבצע הנצלת מטוסים ופעולות טכניות הכוללות אנשי מקצוע מיוחדים. בסוף שנות ה-50 של המאה ה-20 אוחד עם דרג ד'.
דרג ד' – שיפוץ, תיקונים מורכבים וקווי שינויים והשבחה.
לאחר מלחמת סיני אוחדו טייסות הנדסה ואספקה לטייסת תחזוקה, שינוי שהביא לאחריות אחידה בנושא התחזוקה והגדרת תפיסת הפעלה בטייסת וחלוקתה לגפים: מטוסים, מנועים, חמ"ם (חשמל ומכשירי מטוסים), חימוש, קשר, צב"ה (ציוד בטיחות והצלה). התפתחו גיליונות עבודה ודו"חות התקדמות שהפכו לחלק בלתי נפרד מהאחזקה המתוכננת.
חלה התקדמות רבה בשיטות הלימוד והעבודה בבית הספר הטכני, והושם דגש על פתרון בעיות מעשיות. התגבשו תוכניות לימוד שתאמו את תפיסת האחזקה החדשה ואפשרו התמחות במקצועות תעופתיים שונים.
בשנים אלו גברה חשיבותן של מערכות חשמל, ג'יירו, צילום ואופטיקה ויא"א 22 כיחידת דרג ד' נערכה לטפל בהן.
הוקמה יחידה טכנית נוספת לביצוע עבודות דרג ד' לתחזוקת הציוד האלקטרוני ותיקונו -"בית מלאכה לציוד אלקטרוני" (במצ"א 108).
יחידות הבינוי עסקו בהרחבה ובשיפור של הבסיסים השונים, דבר שהתבטא בהארכת מסלולים ושיפוצם, בניית מוסכים, בתי מלאכה, מגורים ועוד.
בסוף שנות ה-50 של המאה ה-20 הוחלט על הקמת מחסה עמיד בפני הפצצות וירי למטוסי חיל האוויר, ונבנו דירים תת-קרקעיים (דת"ק). הדת"ק נבנה כיחידה עצמאית עם מערכות תדלוק, חשמל, מיזוג וכל הציוד הדרוש לדרג א'.
חיל האוויר החל לקלוט מסוקים. קליטתם הציבה קשיים רבים מבחינה טכנית, לוגיסטית וארגונית בשל העובדה שנועדו לפעול בשטח בצמוד לכוחות היבשה. בעקבות קליטת המסוקים הוכר הצורך במכונאי מוטס – איש צוות עזר אווירי, לוחם, המהווה יחד עם הקברניט וטייס המשנה את צוות המסוק לביצוע כלל משימות הטיסה.
שנות ה-1960.
לאחר שבסוף שנות ה-50 של המאה ה-20 נרכש המחשב הראשון בצה"ל, ב-1960 הוקמה חוליית חיל האוויר ביחידת המחשוב המרכזית של צה"ל, ממר"ם, ונקראה יחידה 180 (לאחר מכן, יחידת אופק). היחידה הייתה החלוצה בצה"ל בשימוש במחשב למטרות לוגיסטיות ומבצעיות. ניהול המלאי ואספקת הציוד ליחידות נוהלו במחשב, מה שהביא ליכולת החיל לאסוף רישום על הפריטים ולהגדיר רמות מלאי וניפוק אוטומטי ליחידות בהתאם לביקוש. בהמשך מוכן מערך הרכש והוכנה תוכנית אחזקה לדרג ד'.
עם הזמן החל המחשב לשמש לניתוח ביצועי מטוסים במטרה לפתור בעיות של ניצול דלק, יירוט אופטימלי וכדומה.
בשנים אלו חלה קפיצת מדרגה טכנולוגית עם קליטת מערכות מכ"ם קרקעיות ומוטסות, ובניית ציוד בדיקה מתוחכם ומיסוד הבדיקה התקופתית. חיל האוויר עבר ממכשור מכני וחשמלי פשוט יחסית, למכשור מתקדם המשלב אלקטרוניקה ברמה גבוהה. פעילות בית המלאכה לציוד אלקטרוני בתקופה זו כללה בניית מעבדות חדשות לקשר וניווט, מעבדת מכ"ם ומעבדה ללוחמה אלקטרונית.
נרכשו מטוסי סילון, שהיו בעלי זמני טיסה קצרים יחסית, וחייבו שינויים בהכנת המטוסים בין גיחה לגיחה. בתקופה זו נולד המושג "סבב" וצוותים טכניים ממקצועות שונים תרגלו תפיסת עמדות סביב המטוס במטרה להכין את המטוס קל לגיחה בזמן מינימלי.
קליטת מטוסים חדישים הביאה לתכנון דגם חדש של דיר תת-קרקעי, גדול מהקודם. תכנון הדת"ק החדש אפשר הכנסת מטוסים ללא כיבוי המנוע בכניסה והביא לקיצור זמן הסבב באופן משמעותי.
התפתחות נוספת חלה בניהול ובשליטה על הגף הטכני כאשר המרכז הטכני הוצמד למרכז המבצעים.
במלחמת ששת הימים נדרש המערך הטכני לבצע תיקונים מהירים ומאולתרים. לשם כך הוקמו צוותי תיקונים, שכללו מהנדס בכיר ועוזרים, שירדו ליחידות המבצעיות וביצעו תיקונים מהירים בשטח. הפעילות במלחמה היוותה את הבסיס למערך תיקוני החירום שהוקם ביחידות וכלל כלים מוכנים לחירום וצוותים מוגדרים בבסיסים שידעו לתת מענה בשעת לחימה מבלי להעביר מטוסים פגועים לדרג ד'.
היכולת לבצע תיקונים מהירים, סבבים מהירים של מטוסים וקליטה מהירה של מטוסים, שיפורם ושדרוגם אפשרו את המבצע ההיסטורי של חיל האוויר במלחמה, "מבצע מוקד", ומתן עליונות אווירית לישראל.
כלקח מהמלחמה הוקמה יחידת שליטה מרכזית במצ"ד (משל"ט) ששימשה כחדר מצב של מצ"ד אליה התקבל דיווח שוטף בזמן אמת לגבי שמישות המטוס, רמות המלאי והצריכה. לימים הפכה היחידה ליחידת השליטה המרכזית יש"מ 666.
ביוני 1967 הוטל אמברגו צרפתי על אספקת נשק ומחלקת הציוד הופקדה על מציאת חלקי חילוף ואיסוף ידע טכני רב ככל האפשר. מערכת הביטחון נקטה ביוזמות לפיתוח פרויקטים שאפתניים לייצור מטוסים וטילים, ומצ"ד הייתה אחראית על ההנחיות הטכניות תוך שימוש בתכן שבוסס על הנדסה לאחור ופיתוח עצמאי. בוצעו פרויקטי הסבות ופותחו יכולות חדשות ועצמאיות, תוכנית "סער" סימנה את הפרויקט הסדור הראשון שביצע המערך הטכני – השתלת מנוע אמריקאי במטוס קרב צרפתי.
שנות ה-1970.
בתחילת שנות ה-70 של המאה ה-20 גדלה מחלקת ציוד במידה ניכרת. האמברגו הצרפתי הביא לשינוי אופן הצטיידות החיל, והוחלט על עיבוי המלאים ועל הצטיידות בסוגי חימוש חדשים – נשק אוויר-קרקע מונחה (נש"מ).