Αεροσκάφος

Το αεροσκάφος είναι όχημα το οποίο έχει τη δυνατότητα να ίπταται, αποκτώντας άνωση από την πίεση του ρεύματος  αέρα, το οποίο διέρχεται από την κάτω παρειά (πλευρά) των πτερύγων ή των ελίκων του, με αποτέλεσμα την ώθησή του αντιθέτως της βαρυτικής έλξης της Γης. Συγκεκριμένα, η αντιστάθμιση της βαρύτητας προκύπτει είτε μέσω της στατικής άνωσης, είτε μέσω της δυναμικής άνωσης μιας αεροτομής, ή σε ελάχιστες περιπτώσεις μέσω της καθοδικής ώθησης από κινητήρες πρόωσης.

Η ανθρώπινη δραστηριότητα που περιβάλλει τα αεροσκάφη ονομάζεται γενική αεροπορία. Τα επανδρωμένα αεροσκάφη πετούν υπό την καθοδήγηση ενός  κυβερνήτη (ή περισσότερων), ο οποίος βρίσκεται εντός αυτών, ενώ τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη έχουν τη δυνατότητα να ελέγχονται από απόσταση ή να είναι αυτοελεγχόμενα από ενσωματωμένους υπολογιστές. Τα αεροσκάφη ταξινομούνται υπό διαφορετικά κριτήρια, όπως, ο τύπος άνωσης, η ώθηση του αεροσκάφους, η χρήση τους κ.α.

Ιστορικά στοιχεία

Τα ιπτάμενα μοντέλα σκαφών, καθώς και ιστορίες επανδρωμένων πτήσεων, μας πηγαίνουν πολλούς αιώνες πίσω, όμως, η πρώτη επανδρωμένη άνοδος  και ασφαλής κάθοδος της σύγχρονης εποχής έλαβε χώρα με μεγάλα αερόστατα που αναπτύχθηκαν τον 18ο αιώνα. Σε κάθε έναν από τους δύο Παγκοσμίους Πολέμους, τα αεροσκάφη οδηγήθηκαν σε μεγάλες τεχνικές προόδους. Έτσι λοιπόν, η ιστορία των αεροσκαφών χωρίζεται σε πέντε εποχές:
Πρωτοπόροι των πτήσεων, από τα πρώτα πειράματα μέχρι το 1914.
Πρώτος Παγκόσμιος Πόλεμος, 1914 έως 1918.
Αεροπορία στον Μεσοπόλεμο, 1918 έως 1939.
Δεύτερος Παγκόσμιος Πόλεμος, 1939 έως 1945.
Μεταπολεμική περίοδος, ή αλλιώς εποχή της αεριώθησης, 1945 έως και σήμερα.

Μέθοδοι άντωσης

Ελαφρύτερη από τον αέρα – αερόστατα

Τα αερόστατα χρησιμοποιούν την άνωση για να αιωρούνται στον αέρα, όπως περίπου τα πλοία την χρησιμοποιούν για να επιπλέουν στο νερό. Χαρακτηρίζονται από ένα ή περισσότερα κουβούκλια ή θόλους, που είναι γεμάτα με αέρια χαμηλής πυκνότητας, όπως το ήλιο, το υδρογόνο, ή θερμός αέρας. Τα αέρια, αυτά, είναι λιγότερο πυκνά από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Όταν το βάρος του προστεθεί στο βάρος της δομής του αεροσκάφους, προστίθεται το ίδιο βάρος με τον αέρα που μετατοπίζει το σκάφος.

Τα μικρά αερόστατα θερμού αέρα ονομάζονται ουράνια φανάρια και εφευρέθηκαν στην αρχαία Κίνα πριν από τον 3ο αιώνα π.Χ. Χρησιμοποιούνταν, κυρίως, σε πολιτιστικές εκδηλώσεις και ήταν ο δεύτερος τύπος αεροσκάφους που πέταξε, μετά από τον χαρταετό, ο οποίος εφευρέθηκε και αυτός στην αρχαία Κίνα, προ δύο χιλιάδων ετών και πλέον, κατά την Δυναστεία Χαν.

Αρχικά, κάθε αερόστατο ήταν ένα ελεύθερο αερόστατο, ενώ ο όρος αερόπλοιο χρησιμοποιούνταν για μεγαλύτερα, μηχανοκίνητα αεροσκάφη, συνήθως, σταθερών πτερύγων. Το 1919, ο Φρέντερικ Χάντλει Πέιτζ, σε δημοσίευση του, αναφέρθηκε στα «πλοία του αέρα» ("ships of the air") με μικρότερους επιβατικούς τύπους ως «θαλαμηγοί του αέρα» ("Air yachts"). Τη δεκαετία του 1930, τα μεγάλα διηπειρωτικά αερόπλοια αναφερόταν, ορισμένες φορές, ως «πλοία του αέρα» ή «ιπτάμενα πλοία» – αν και δεν είχε κατασκευαστεί, ακόμη, κάτι παρόμοιο. Η έλευση των μηχανοκίνητων αεροστάτων-μπαλονιών, των επονομαζόμενων πηδαλιουχούμενων αεροστάτων-μπαλονιών, και αργότερα, η χρήση των άκαμπτων κελυφών, τα οποία επέτρεπαν την αύξηση της χωρητικότητας, άρχισαν να αλλάζουν τον τρόπο που χρησιμοποιούνταν αυτοί οι όροι. Κατασκευάστηκαν τεράστια μηχανοκίνητα αερόστατα, που χαρακτηριζόταν από το άκαμπτο εξωτερικό πλαίσιο και την ξεχωριστή αεροδυναμική επιφάνεια που περιέβαλε το κουβούκλιο, με τα Ζέπελιν να είναι τα μεγαλύτερα και πιο διαδεδομένα. Ακόμη δεν υπήρχαν αεροσκάφη σταθερών πτερύγων ή αρκετά μεγάλα μη-άκαμπτα αερόστατα-μπαλόνια, ώστε να ονομαστούν αερόπλοια, έτσι, ο όρος αυτός έγινε συνώνυμος με αυτά τα αεροσκάφη. Στη συνέχεια, συνέβησαν αρκετά ατυχήματα, μεταξύ αυτών η Καταστροφή του Χίντενμπουργκ το 1937, που οδήγησε τα αερόπλοια σε παρακμή. Πλέον, η έννοια «αερόστατο-μπαλόνι» χαρακτηρίζει τα μη μηχανοκίνητα αερόστατα, ενώ το «αερόπλοιο» χαρακτηρίζει τα μηχανοκίνητα.

Ως πηδαλιουχούμενο νοείται κάθε μηχανοκίνητο, κατευθυνόμενο αερόστατο. Ορισμένες φορές, ο όρος αυτός αποδίδεται, μόνο, σε μη-άκαμπτα αερόστατα μπαλόνια και, άλλοτε, ο όρος πηδαλιουχούμενο μπαλόνι θεωρείται ως ο ορισμός του αερόπλοιου (τα οποία μπορεί να είναι εύκαμπτα ή άκαμπτα). Τα μη-άκαμπτα πηδαλιουχούμενα χαρακτηρίζονται από ένα, μέτριας αεροδυναμικής, κουβούκλιο με πτερύγια σταθεροποίησης στο οπίσθιο μέρος. Αυτά τα αερόστατα είναι γνωστά ως μικρά αερόστατα ("blimps"). Κατά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, το σχήμα αυτό υιοθετήθηκε ευρύτατα στα προσδεδεμένα αερόστατα. Κατά τη διάρκεια θυελλωδών καιρικών συνθηκών, το σχήμα αυτό μειώνει την ένταση στον ιμάντα και σταθεροποιεί το αερόστατο. Το υποκοριστικό, μικρό αερόστατο ("blimp"), υιοθετήθηκε μαζί με το σχήμα. Στη σύγχρονη εποχή, κάθε μικρό πηδαλιουχούμενο ή αερόπλοιο ονομάζεται μικρό αερόστατο (blimp), είτε είναι μηχανοκίνητο, είτε όχι.

Βαρύτερη από τον αέρα – αεροδύνη

Αεροσκάφη βαρύτερα από τον αέρα, όπως τα αεροπλάνα, πρέπει να διαθέτουν τρόπο, μέσω του οποίου ο αέρας ή το αέριο να ωθείται προς τα κάτω, έτσι ώστε να προκαλείται μια αντίδραση (σύμφωνα με τους νόμους κίνησης του Νεύτωνα), η οποία να ωθεί το αεροσκάφος προς τα άνω. Αυτή η δυναμική κίνηση μέσω του αέρα είναι η προέλευση του όρου αεροδύνη. Υπάρχουν δύο τρόποι παραγωγής δυναμικής ώθησης: η αεροδυναμική άνωση, και η μηχανοκίνητη άνωση με τη μορφή της ώθησης του κινητήρα.

Η αεροδυναμική άνωση περιλαμβάνει πτερύγια, ως το πιο κοινό μέσο, με τα αεροσκάφη σταθερών πτερύγων να διατηρούνται στον αέρα με την πρόσθια κίνηση των πτερύγων και τα ελικοφόρα, με την περιστροφή ελίκων (πτερυγίων περιστροφής περί άξονος), οι οποίοι ονομάζονται συχνά περιστρεφόμενα πτερά. Η πτέρυγα είναι μια ελαφρώς κυρτή, σχετικώς οριζόντια επιφάνεια, η οποία έχει, συνήθως, κατά μήκος διατομή αεροτομής. Για να πετάξει το αεροσκάφος, το αέριο ρεύμα πρέπει να διέλθει κάτω από την πτέρυγα, ώστε να παραγάγει άνωση, με αυτήν να είναι, ελαφρώς, μετατοπισμένη, κατά μερικές μοίρες από την οριζόντιο, αρνητικά ως προς τον άξονα περιστροφής της και εγκάρσια προς τη διεύθυνση της ατράκτου του αεροσκάφους. Ως ευέλικτη πτέρυγα αποκαλείται πτέρυγα κατασκευασμένη από ύφασμα ή λεπτό φύλλο ελαφρού υλικού, συχνά τεταμένο πάνω σε άκαμπτο πλαίσιο. Ένας χαρταετός, λ.χ., είναι δεμένος στο έδαφος και βασίζεται στην ταχύτητα του ανέμου κάτω από τα φτερά του, τα οποία ενδέχεται να είναι ευέλικτα ή άκαμπτα, σταθερά ή ελικόμορφα.

Με τη μηχανοκίνητη άνωση, το αεροσκάφος κατευθύνει την ώθηση του κινητήρα κάθετα προς τα κάτω. Αεροσκάφη τύπου V/STOL, όπως, το Harrier Jump Jet και το F-35B απογειώνονται και προσγειώνονται κάθετα, χρησιμοποιώντας μηχανοκίνητη άνωση και αεροδυναμική άνωση κατά τη διάρκεια της πτήσης.

Ένας αμιγής πύραυλος δεν θεωρείται συχνά αεροδίνη, μια και η άνωση του δεν εξαρτάται από το αέριο ρεύμα, για τούτο, μπορεί να πετάξει, ακόμη και στο διάστημα. Όμως, πολλά οχήματα αεροδυναμικής άνωσης υποβοηθούνται ή λαμβάνουν ισχύ από κινητήρες πυραύλων. Τα πυραυλοκίνητα βλήματα που αποκτούν αεροδυναμική άνωση σε πολύ υψηλές ταχύτητες εξαιτίας της ροής του αέρα πάνω από το σώμα τους είναι μια οριακή περίπτωση.

Σταθερών πτερύγων

Ο πρόγονος του αεροσκάφους σταθερών πτερύγων είναι ο χαρταετός. Όπως ένα αεροσκάφος σταθερών πτερύγων στηρίζεται στην εμπρόσθια κίνηση του για να δημιουργήσει ροή αέρα πάνω από τα φτερά του, έτσι και ο χαρταετός που είναι δεμένος στο έδαφος, στηρίζεται στον άνεμο που φυσά κάτω από τα φτερά του για να δημιουργηθεί άνωση. Οι χαρταετοί ήταν το πρώτο αεροσκάφος που κατάφερε να πετάξει, και εφευρέθηκαν στην Κίνα, περί το 500 π.Χ. Έχει γίνει πολλή έρευνα πάνω στην αεροδυναμική συμπεριφορά των χαρταετών πριν αρχίσουν να πραγματοποιούνται δοκιμές αεροσκαφών, να κατασκευάζονται αεροδυναμικές σήραγγες και προγράμματα σχεδιασμού σε υπολογιστή.

Η πρώτο βαρύτερο από τον αέρα σκάφος που κατάφερε να διεκπεραιώσει ελεγχόμενη ελεύθερη πτήση ήταν το ανεμοπλάνο (glider). Πρόκειται για ένα ανεμοπλάνο που σχεδιάστηκε από τον Τζορτζ Κέιλι και πραγματοποίησε την πρώτη επανδρωμένη, ελεγχόμενη πτήση το 1853.

Πρακτικά, μηχανοκίνητα αεροσκάφη σταθερών πτερύγων, όπως, το αεροπλάνο, ανακαλύφθηκαν από τους αδελφούς Γουίλμπουρ και Όρβιλ Ράιτ. Εκτός από τη μέθοδο προώθησης, τα αεροσκάφη χαρακτηρίζονται, γενικά, από τη διάταξη των πτερύγων τους. Τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά των πτερύγων είναι τα εξής:
Αριθμός των πτερύγων – Μονοπλάνο, διπλάνο, κλπ.
Στήριξη των πτερύγων – Ενισχυμένη ή με δοκό, άκαμπτη ή εύκαμπτη.
Κάτοψη των πτερύγων – συμπεριλαμβάνεται η αναλογία, η γωνία της καμπύλης και κάθε μεταβλητή κατά μήκος του ανοίγματος (συμπεριλαμβανομένης και της σημαντικής τάξης των δελταπτέρυγων αεροσκαφών, όπως το Mirage 2000).
Θέση του οριζόντιου σταθεροποιητή, εφόσον υπάρχει.
Δίεδρη γωνία – θετική, μηδενική ή αρνητική (ανεδρική).

Πτερύγων μεταβλητής γεωμετρίας & ιπτάμενης πτέρυγας

Θα μπορούσαν να θεωρηθούν ως εξέλιξη του ανωτέρω τύπου, οι περιπτώσεις των αεροσκαφών αυτών. Στην πραγματικότητα, η φιλοσοφία και προσέγγιση σχεδιασμού, οι ανάγκες που καλούνται να καλύψουν, καθώς, η λειτουργία και το πεδίο εφαρμογής τους είναι τόσο διαφορετικά, που αποτελούν από μια κατηγορία το καθένα.

Έτσι, ένα αεροσκάφος πτερύγων «μεταβλητής γεωμετρίας» μπορεί να μεταβάλει την διάταξη των πτερύγων του κατά τη διάρκεια της πτήσης (Panavia Tornado).

Ένα αεροσκάφος με διάταξη «ιπτάμενης πτέρυγας» δεν διαθέτει άτρακτο και ο σχεδιασμός και η κατασκευή τους περιλαμβάνουν τη χρήση τεχνολογίας αιχμής, με υλικά, όπως το κέβλαρ, τα ανθρακονήματα κ.α. περίτεχνα δομημένα, σε μορφή κυψελών, λοβών κ.ο.κ. Ένα χαρακτηριστικό, τέτοιο, παράδειγμα αφορά στο βομβαρδιστικό B-2.

Η αντίθετη, αυτής, διάταξη ονομάζεται ανυψώμενου σώματος, η οποία δε διαθέτει πτέρυγες, αν και, ίσως, έχει μικρές επιφάνειες σταθεροποίησης και ελέγχου και αναφέρεται διεξοδικότερα, παρακάτω.

Τα εκρανοπλάνα δεν θεωρούνται αεροσκάφη. «Ίπτανται» αποτελεσματικά κοντά στην επιφάνεια του εδάφους ή του νερού, όπως τα συμβατικά αεροσκάφη κατά την απογείωση. Ένα παράδειγμα είναι το ρωσικό εκρανοπλάνο με το υποκοριστικό "Caspian Sea Monster". Τα ανθρωποκίνητα αεροσκάφη, επίσης, χρησιμοποιούν το φαινόμενο του εδάφους για να πετάξουν με μικρή ισχύ από τον πιλότο, αλλά αυτό συμβαίνει επειδή και μόνο, έχουν τόσο μικρή ισχύ παρόλο που, δομικά, το αεροπλάνο έχει τη δυνατότητα να πετάξει υψηλότερα.

Ελικοφόρα

Τα ελικοφόρα, ή αεροσκάφη περιστροφικών πτερύγων, κάνουν χρήση μίας περιστρεφόμενης έλικας με λεπίδες διατομής «αεροτομής» (μια εκ περιστροφής πτέρυγα) για να παραγάγουν άνωση. Σε αυτούς τους τύπους περιλαμβάνονται τα ελικόπτερα, τα γυροπλάνα και διάφορα υβρδικά είδη, όπως, οι γυροδύνες κ.α. διάφορα σύνθετα ελικοφόρα.

Τα ελικόπτερα διαθέτουν μία έλικα (αρχ. ελλ.: έλιξ - η περιστροφική, με ταυτόχρονη αξονική μετατόπιση, κίνηση), η οποία περιστρέφεται πέριξ άξονα, ο οποίος κινείται μέσω κινητήρα. Η έλικα (ή ο έλικας, όπως, έχει επικρατήσει να αποκαλείται) ωθεί τον αέρα προς τα κάτω, ώστε να δημιουργηθεί άνωση στα πτερύγιά της και μέσω αυτών στο σκάφος. Με την κλίση της προς τα εμπρός, η καθοδική ροή επιστρέφει πίσω, παράγοντας ώθηση για την εμπρόσθια πτήση. Μερικά ελικόπτερα διαθέτουν περισσότερες της μίας και έχουν ορισμένες που περιστρέφονται από κινητήρες αεριώθησης, στις άκρες τους.

Τα γυροπλάνα διαθέτουν μη-τροφοδοτούμενες έλικες, με ξεχωριστές πηγές ενέργειας για να τους παρέχουν ώθηση. Η έλιξ έχει κλίση προς τα πίσω. Καθώς το γυροπλάνο κινείται μπροστά, ο αέρας φυσάει προς τα πάνω δια μέσου αυτής, κάνοντας τον να περιστραφεί. Η περιστροφή αυτή αυξάνει την ταχύτητα της ροής αέρα κάτω από την έλικα, και προκαλεί άνωση. Οι χαρταετοί με έλικα είναι μη τροφοδοτούμενα γυροπλάνα, τα οποία ρυμουλκούνται για να τους δοθεί οριζόντια ταχύτητα ή είναι δεμένα σε στατικό σημείο με δυνατό άνεμο για πτήση τύπου «χαρταετού».

Τα κυκλόπτερα περιστρέφουν τις πτέρυγες τους γύρω από έναν οριζόντιο άξονα.

Τα σύνθετα ελικοφόρα διαθέτουν πτέρυγες που τους παρέχουν μέρος ή ολόκληρη την άνωση για την εμπρόσθια κίνηση. Σήμερα ταξινομούνται ως τύποι μηχανοκίνητης άνωσης και όχι ως ελικοφόρα. Αεροσκάφη κλίσης ελίκων (όπως το  V-22 Osprey), κλίσης πτερύγων, κλίσης ουράς και τα κολεόπτερα διαθέτουν τους έλικες/προπέλες τους οριζόντια για την κάθετη πτήση και κάθετα για την κάθετη πτήση τους.

Άλλες μέθοδοι άνωσης

Ένα αεροσκάφος με διάταξη ανυψωμένου σώματος είναι άτρακτος αεροσκάφους σε σχήμα που να παράγει άνωση. Αν υπάρχουν πτέρυγες είναι πολύ μικρές για να παραγάγουν ικανοποιητική άνωση και χρησιμοποιούνται, κυρίως, για σταθερότητα και έλεγχο. Η διάταξη αυτή δεν είναι αποτελεσματική: τα αεροσκάφη αυτά υποφέρουν από την υψηλή αντίσταση και πρέπει να κινούνται σε υψηλή ταχύτητα για να παράγουν αρκετή άνωση ώστε να πετάξουν. Πολλά από τα ερευνητικά πρωτότυπα, όπως το Martin-Marietta X-24, τα οποία οδήγησαν στο Διαστημικό λεωφορείο, ήταν αεροσκάφη σε διάταξη ανυψωμένου σώματος, αν και το ίδιο το Λεωφορείο (space shuttle) δεν είναι, και orism;enaυπερηχητικά βλήματα αποκτούν άνωση από την ροή αέρα πάνω από το σωληνοειδούς διατομής σώμα τους.
Οι τύποι τροφοδοτούμενης άνωσης στηρίζονται στην, αντλούμενη από τον κινητήρα, άνωση για την κάθετη απογείωση και προσγείωση (VTOL). Οι περισσότεροι τύποι μεταβάλλονται σε αεροσκάφη σταθερών πτερύγων για τις οριζόντιες πτήσεις. Οι τάξεις των τύπων τροφοδοτούμενης άνωσης, περιλαμβάνουν αεριωθούμενα αεροσκάφη VTOL, όπως το Harrier jump-jet, και ελικοφόρα με κλίση, όπως το V-22 Osprey), μεταξύ άλλων. Ορισμένα, πειραματικά σχέδια στηρίζονται αποκλειστικά στην ώθηση του κινητήρα για την δημιουργία άνωσης κατά τη διάρκεια της πτήσης, συμπεριλαμβανομένων των ατομικών «λιφτ» με ανεμιστήρα και των «τζετπάκ». Στα ερευνητικά σχέδια VTOL περιλαμβάνεται το ιπτάμενο Bedstead.
Το αεροπλάνο Φλέτνερ χρησιμοποιεί έναν περιστρεφόμενο κύλινδρο αντί για σταθερή πτέρυγα, αποκτώντας την άνωση από το φαινόμενο Μάγκνους.
Το ορνιθόπτερο αποκτά ώθηση με το φτερούγισμα των πτερύγων του.

Κλίμακα - μεγέθη και ταχύτητες

Μεγέθη

Τα μικρότερα αεροσκάφη είναι τα παιχνίδια και, ακόμη μικρότερα, τα νανοαεροσκάφη.

Το μεγαλύτερο αεροσκάφος σε διαστάσεις και όγκο (μέχρι το 2016) είναι το μήκους 95 μέτρων (302 πόδες) Airlander 10, βρετανικής κατασκευής αερόπλοιο, με χαρακτηριστικά ελικοπτέρου και αεροσκάφους σταθερών πτερύγων, το οποίο σύμφωνα με αναφορές έχει τη δυνατότητα ταχύτητας έως 150 χλμ/ώρα (90 μίλια/ώρα) και αντοχή πτήσης έως δύο εβδομάδες. με ωφέλιμο φορτίου 11 τόνων.

Το μεγαλύτερο αεροσκάφος σε μάζα και το μεγαλύτερο αεροσκάφος σταθερών πτερύγων που έχει κατασκευαστεί (μέχρι το 2016) είναι το Antonov An-225. Αυτό το εξακινητήριο ρωσικό μεταγωγικό, ουκρανικής κατασκευής, της δεκαετίας του 1980, έχει μήκος 84 μέτρων (276 πόδες) και άνοιγμα πτερύγων 88 μέτρων (289 πόδες). Κατέχει το παγκόσμιο ρεκόρ ωφέλιμου φορτίου, έχοντας ωφέλιμο φορτίο διακοσίων μετρικών τόνων, ενώ πρόσφατα μετέφερε φορτία εκατό μετρικών τόννων για εμπορευματική χρήση. Έχοντας βάρος μεταξύ 550 και 700 τόνων όταν είναι φορτωμένο πλήρως, είναι, επίσης, το βαρύτερο αεροσκάφος που έχει κατασκευαστεί, ως σήμερα. Έχει τη δυνατότητα πλεύσης σε ταχύτητες έως και 805 χλμ/ώρα (500 μίλια/ώρα).

Τα μεγαλύτερα αεροπλάνα στρατιωτικής χρήσης είναι το ουκρανο-ρωσικό Antonov An-124 (το δεύτερο μεγαλύτερο αεροπλάνο στον κόσμο, το οποίο χρησιμοποιείται και για επιβατική χρήση) και το αμερικανικό μεταγωγικό Lockheed C-5 Galaxy, το οποίο φορτωμένο, έχει βάρος πάνω από 380 μετρικούς τόνους. Το οκτακίνητο Hughes HK-1 Spruce Goose που διέθετε πιστόνια και προπέλες, 
αμερικανικό ξύλινο μεταγωγικό αερόπλοιο του δευτέρου παγκοσμίου πολέμου, με μεγαλύτερο άνοιγμα πτερύγων (94 μέτρα / 260 πόδες) από οποιοδήποτε άλλο αεροσκάφος, και ύψος ουριαίου πτερυγίου ίσο με το ψηλότερο (Airbus A380-800, στα 24.1 μέτρα / 78 πόδες), κατόρθωσε μόνο σε ένα σύντομο άλμα στα τέλη της δεκαετίας του 1940, χωρίς να πετάξει ποτέ ξανά, εξαιτίας της αρχής επίδρασης του εδάφους.

Τα μεγαλύτερα επιβατικά αεροπλάνα, πέρα από τα παραπάνω An-225 και An-124, είναι: το γαλλικής κατασκευής εμπορευματικό Airbus Beluga, παράγωγο του αεριωθούμενου επιβατικού Airbus A300, το αμερικανικής κατασκευής εμπορευματικό Boeing Dreamlifter, παράγωγο του επιβατικού & εμπορευματικού αεριωθούμενου Boeing 747, (το 747-200B ήταν, τη δεκαετία του 1960, το βαρύτερο αεροσκάφος που είχε μέχρι τότε κατασκευαστεί, με μέγιστο βάρος 400 μετρικών τόννων), και το διώροφο αεριωθούμενο επιβατικό γαλλικής κατασκευής Airbus A380, τύπου "super-jumbo" (το μεγαλύτερο επιβατικό αεροπλάνο).

Ταχύτητες

Η ταχύτερη καταγεγραμμένη μηχανοκίνητη πτήση αεροσκάφους ήταν αυτή του NASA X-43A Pegasus, ενός υπερηχητικού πειραματικού ερευνητικού διάταξης ανυψούμενου σώματος, με κινητήρα scramjet, αεροσκάφους με ταχύτητα 9.6 Μαχ (σχεδόν 11.760 χλμ/ώρα / 7.000 μίλια/ώρα). Το X-43A έθεσε αυτό το ρεκόρ σπάζοντας το προηγούμενο που κατείχε το ίδιο (με ταχύτητα 6,3 Μαχ, περίπου 7.700 χλμ/ώρα / 5.000 μίλια/ώρα, τον Μάρτιο του 2004) στην τρίτη και τελική του πτήση στις 16 Νοεμβρίου 2004.

Πριν από το X-43A, η ταχύτερη καταγεγραμμένη πτήση αεροπλάνου (η οποία κατέχει, ακόμη, την κορυφαία επίδοση για την ταχύτερη επανδρωμένη πτήση αεροσκάφους δίχως να είναι διαστημόπλοιο) ήταν του πυραυλοκίνητου αεροπλάνου βορειοαμερικανικής κατασκευής X-15A-2, στα 7.274 χλμ/ώρα (4,520 μίλια/ώρα, 6.72 Μαχ), στις 3 Οκτωβρίου 1967. Κατά τη διάρκεια μιας πτήσης, έφτασε στο υψόμετρο των 108 χιλιομέτρων.

Τα γνωστά ως ταχύτερα αεροσκάφη παραγωγής (πέρα των πυραύλων) σε χρήση, τώρα ή κατά το παρελθόν, (ως το 2016) είναι:

 Το ταχύτερο αεροσκάφος σταθερών πτερύγων, και ταχύτερο ανεμοπλάνο, είναι το Διαστημικό Λεωφορείο, ένα υβρίδο πυραύλου-ανεμοπλάνου, το οποίο επανήλθε στην ατμόσφαιρα της Γης ως ανεμοπλάνο σταθερών πτερύγων με ταχύτητα 25 Μαχ (πάνω από 25 φορές η ταχύτητα του ήχου ή περίπου 55.126 χλμ/ώρα / 17.000 μίλια/ώρα, κατά την είσοδό του στην ατμόσφαιρα της Γης).
 Το ταχύτερο στρατιωτικό αεροπλάνο που έχει κατασκευαστεί είναι το: Lockheed SR-71 Blackbird, αμερικανικής κατασκευής αναγνωριστικό αεριωθούμενο αεροσκάφος σταθερών πτερύγων, για το οποίο είναι γνωστό πως πέταξε με ταχύτητα πάνω από 3,3 Μαχ (περίπου 4.042 χλμ/ώρα / 2.200 μίλια/ώρα σε επίπεδο πλεύσης). Στις 28 Ιουλίου 1976 ένα SR-71 έθεσε την κορυφή για την ταχύτερη και υψηλότερη πτήση λειτουργικού αεροσκάφους, με την απόλυτη επίδοση ταχύτητας 3.592 χλμ/ώρα (2.193 μίλια/ώρα) σε απόλυτη επίδοση υψομέτρου, στα 25.928 μέτρα. Κατά την απόσυρση του, τον Ιανουάριο του 1990, ήταν το ταχύτερο αεριωθούμενο αεροσκάφος στον κόσμο—ρεκόρ που διατηρεί, ακόμη.  
Σημείωση: ορισμένες πηγές αναφέρουν πως το προαναφερθέν X-15 είναι το «ταχύτερο στρατιωτικό αεροπλάνο», επειδή, ήταν μέρος ενός ερευνητικού προγράμματος του αμερικανικού ναυτικού και της CIA. Όμως, το X-15 δεν χρησιμοποιήθηκε, επισήμως, πότε σε μη πειραματικές στρατιωτικές επιχειρήσεις.

 Τα ταχύτερα στρατιωτικά αεροσκάφη αυτή τη στιγμή είναι το σοβιετικής/ ρωσικής κατασκευής MiG-25 και έχει τη δυνατότητα ταχύτητας στα 3,2 Μαχ (3.920 χλμ/ώρα/ 2.170 μίλια/ώρα), με κίνδυνο βλάβης των κινητήρων, ή 2,83 Μαχ (3.466 χλμ/ώρα/ 1.920 μίλια/ώρα) υπό κανονικές συνθήκες και το ρωσικής κατασκευής MiG-31E, επίσης με τη δυνατότητα ταχύτητας στα 2,83 Μαχ, υπό κανονικές συνθήκες. Αμφότερα, είναι αεριωθούμενα μαχητικά αεροπλάνα αναχαίτισης, σε επιχειρησιακή λειτουργία το 2016.

 Το ταχύτερο πολιτικό αεροπλάνο, καθώς και το ταχύτερο επιβατικό αεροπλάνο που έχει κατασκευαστεί είναι το, για μικρό διάστημα σε χρήση, υπερηχητικό επιβατικό αεροπλάνο Tupolev Tu-144 (2,35 Μαχ, 2.587 χλμ/ώρα, 1.600 μίλια/ώρα), για το οποίο θεωρούνταν πως μπορούσε να πλεύσει σε ταχύτητα 2,2 Μαχ. Το Tu-144 (σε λειτουργία, επισήμως, από την περίοδο 1968-1978, μετά από δύο συντριβές του μικρού στόλου του) επέζησε του αντίπαλου δέους Concorde SST (2.23 Μαχ), ενός γαλλοβρετανικής κατασκευής υπερηχητικού επιβατικού αεροπλάνου, το οποίο  ήταν γνωστό πως πετούσε με ταχύτητα 2.02 Μαχ (2.333 χλμ/ώρα, 1.450 μίλια/ώρα σε επίπεδο πλεύσης), επιχειρώντας από το 1976 μέχρι την οριστική παύση χρήσης του στόλου, το 2003, μετά από συντριβή στις αρχές της δεκαετίας.
 Το ταχύτερο πολιτικό αεροπλάνο σε χρήση είναι: το Cessna Citation Ten, αμερικανικής κατασκευής επιχειρηματικού τζετ, με δυνατότητα ανάπτυξης ταχύτητας 0.935 Μαχ (1.145 χλμ/ώρα, πάνω από 600 μίλια/ώρα σε επίπεδο πλεύσης). Το ανταγωνιστικό του αεροσκάφος, το, επίσης αμερικανικής κατασκευής, επιχειρηματικό τζετ Gulfstream 650, μπορεί να φτάσει σε ταχύτητα 0.925 Μαχ (1.133 χλμ/ώρα).
 Το ταχύτερο επιβατικό αεροπλάνο σε χρήση είναι το Boeing 747, για το οποίο έχει αναφερθεί πως έχει δυνατότητα πλεύσης σε ταχύτητα 0,885 Μαχ (1.084 χλμ/ώρα, πάνω από 550 μίλια/ώρα). Προηγουμένως, το ρεκόρ κατείχαν τα προβληματικό, βραχυχρόνιο, ρωσικής κατασκευής, Tupolev Tu-144 SST (2,35 Μαχ) και το γαλλοβρετανικής κατασκευής, Concorde SST (2,23 Μαχ, με ταχύτητα 2 Μαχ υπό κανονικές συνθήκες). Πριν από αυτά, το αεριωθούμενο επιβατικό της δεκαετίας του 1960 Convair 990 Coronado πέταξε με ταχύτητα μεγαλύτερη των 965 χλμ/ώρα (600 μίλια/ώρα).

Πρόωση

Αεροσκάφη χωρίς κινητήρα

Τα ανεμοπλάνα (gliders) είναι αεροσκάφη βαρύτερα του αέρα, τα οποία δεν χρησιμοποιούν πρόωση κατά τη διάρκεια της πτήσης τους. Η απογείωση μπορεί να γίνει με την άφεση και βύθιση (απότομη απώλεια άνωσης με αποτέλεσμα την κάθοδο/ πτώση αιωρούμενου ή ιπτάμενου σώματος) από ένα υψηλό σημείο, είτε με τη ρυμούλκηση, από το έδαφος, στον αέρα με τη χρήση καταπέλτη, ή βαρούλκου, ή μέσω μηχανοκίνητου αεροσκάφους ρυμούλκησης. Για να διατηρήσει την εμπρόσθια ταχύτητα και την άνωσή του, ένα ανεμοπλάνο θα πρέπει να κινείται καθοδικά, ως προς την κάθετη στη βαρύτητα, διεύθυνση κίνησης. Πολλά ανεμοπλάνα μπορούν να «αιωρούνται», σχεδόν (ή κατά τη σχετική ορολογία, να «πλανάρουν»), αποκτώντας ύψος από ανοδικά ρεύματα, όπως είναι τα θερμικά, ή όταν το, διερχόμενο της κάτω επιφάνειας, ρεύμα είναι τόσο ισχυρό, ώστε να διατηρεί το αεροσκάφος, φαινομενικά, σταθερό. Το πρώτο πρακτικό, ελεγχόμενο παράδειγμα σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από τον Βρετανό επιστήμονα και πρωτοπόρο Τζορτζ Κέιλι, ο οποίος αναγνωρίζεται από πολλούς ως ο πρώτος αεροναυτικός μηχανικός. Συνηθισμένα παραδείγματα ανεμοπλάνων είναι τα ανεμόπτερα, τα αερόπτερα και τα αλεξίπτωτα.

Τα αερόστατα μπαλόνια παρασύρονται από τον άνεμο, αν και, υπό φυσιολογικές συνθήκες, ο κυβερνήτης τους μπορεί να ελέγξει την ανοδική και καθοδική του πορεία, είτε θερμαίνοντας τον αέρα είτε απελευθερώνοντας έρμα, ελέγχοντας τη διεύθυνσή του (καθώς αυτή αλλάζει συγκριτικά με το υψόμετρο). Ένα υβριδικό «αερόστατο-μπαλόνι» σε σχήμα πτερύγων μπορεί να συνδυάζει την οριζόντια κίνηση με αυτές της ανόδου και καθόδου, με αποτέλεσμα την, ελεγχόμενα, πλάγια μετατόπισή του, όταν την ίδια στιγμή, αυτό καθίσταται πολύ δυσκολότερο από ένα σφαιρικό αερόστατο, λόγω έλλειψης ενεργητικού ελέγχου της διεύθυνσης.

Οι χαρταετοί είναι αεροσκάφη, τα οποία δένονται, με σχοινί υπό ένταση, στο έδαφος ή άλλο αντικείμενο, κινητό ή σταθερό. Η αρχή λειτουργίας τους είναι αντίστοιχη ετούτης των αεροσκαφών σταθερής, ενιαίας πτέρυγας, αφού θεωρούνται, ουσιαστικά, πρόγονοί τους.  Τα Kytoons είναι υβρίδια «μπαλόνια-χαρταετοί», τα οποία έχουν σχήμα σύνθετο, συνδυάζοντας αυτά των αεροσκαφών προέλευσής τους, είναι δεμένα ούτως  ώστε να λαμβάνουν την παραμόρφωση των χαρταετών, επιτυγχάνοντας να είναι ελαφρύτερα από τον αέρα, ουδέτερα πλευστότητας, ή βαρύτερα αυτού.

Αεροσκάφη με κινητήρα

Τα μηχανοκίνητα αεροσκάφη διαθέτουν μια ή περισσότερες μονάδες ισχύος (κινητήρες εσωτερικής καύσης, ηλεκτροκινητήρες κ.α.), αν και, κατά το παρελθόν, έχει χρησιμοποιηθεί, ακόμα και χειρωνακτικό έργο. Οι περισσότεροι κινητήρες αεροσκαφών είναι, είτε ελαφριοί εμβολοφόροι ή στροβιλοκινητήρες. Τα καύσιμα των κινητήρων είναι αποθηκευμένο σε δεξαμενές, συνήθως, στις πτέρυγες αλλά τα μεγαλύτερα αεροσκάφη διαθέτουν, επιπλέον, δεξαμενές καυσίμων στην άτρακτο.

Ελικοφόρα αεροσκάφη

Τα ελικοφόρα αεροσκάφη χρησιμοποιούν μία ή περισσότερες έλικες για τη δημιουργία πρόωσης. Η έλικα είναι τοποθετημένη στο εμπρόσθιο μέρος της κινητήριας μονάδας, εφόσον αυτή το έλκει (ελκτική διάταξη), ή, σπανιότερα, όπισθεν αυτής (διάταξη ώθησης). Παραλλαγές της διάταξης της έλικας περιλαμβάνουν έλικες αντίστροφης περιστροφής και έλικες με αγωγούς.

Έχουν χρησιμοποιηθεί ποικίλοι τύποι κινητήριων μονάδων για την κίνηση των ελίκων. Τα πρώτα αερόπλοια χρησιμοποιούσαν την ανθρώπινη δύναμη ή ατμομηχανές. Ο περιστροφικός κινητήρας χρησιμοποιήθηκε, κατ' ουσίαν, σε όλα τα αεροσκάφη σταθερών πτερύγων μέχρι τον δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο και χρησιμοποιείται, ακόμη, σε πολλά μικρά αεροσκάφη. Μερικοί τύποι χρησιμοποιούν στροβιλοκινητήρες για την κίνηση της έλικας, τους λεγόμενους «στροβιλοελικοφόρους κινητήρες» (turboprop). Η πτήση με χρήση χειρωνακτικού έργου έχει επιτευχθεί, αλλά απέχει, ακόμα, από την εφαρμογή της ευρέως. Στα μη επανδρωμένα αεροσκάφη έχουν χρησιμοποιηθεί εναλλακτικές πηγές ισχύος, όπως, ηλεκτροκινητήρες και ελαστικοί ιμάντες, οι οποίοι στρεφόμενοι περί τον διαμήκη άξονά τους, παράγουν εντατικό φορτίο.

Αεριωθούμενα αεροσκάφη

Τα αεριωθούμενα (τζετ) αεροσκάφη χρησιμοποιούν κινητήρες αεριώθησης με αεραγωγούς, στους οποίους εισέρχεται υπό πίεση ατμοσφαιρικός αέρας, ο οποίος με τη σειρά του, αφού αναμειχθεί με καύσιμη - συνήθως, υγρής μορφής - ύλη, αναφλέγεται σε έναν θάλαμο καύσης, επιτυγχάνοντας την εκτόνωση των καυσαερίων προς τα πίσω, ώστε να δημιουργήσουν ώση (ώθηση).

Οι  στροβιλοκινητήρες (turbojet)και οι στροβιλοκινητήρες διπλής ροής (turbofan)χρησιμοποιούν έναν περιστρεφόμενο στρόβιλο για να κινήσουν μια σειρά πτερωτών, οι οποίες παράγουν επιπλέον ώση. Έτσι, προκαλείται μετάκαυση, μέσω της οποίας εισάγεται καύσιμο στην απόληξη του συστήματος, ιδιαιτέρως, στα στρατιωτικά «γρήγορα αεριωθούμενα».   Η χρήση στροβίλου δεν είναι, απολύτως, απαραίτητη: άλλα πρότυπα λειτουργίας (μοντέλα) περιλαμβάνουν κινητήρες αεριωθούμενου παλμού και ελικοστροβιλοκινητήρες ramjet. Αυτά τα μηχανικά, σχετικώς απλά, συστήματα δεν μπορούν να λειτουργήσουν όταν το αεροσκάφος είναι ακίνητο, καθώς αυτό θα πρέπει να τεθεί σε ταχύτητα πτήσης με τη βοήθεια άλλου μέσου. Χρησιμοποιούνται, επίσης, άλλες παραλλαγές, συμπεριλαμβανομένων των motorjet και υβριδίων, όπως, το Pratt & Whitney J58, στο οποίο συνδυάζονται στροβιλοκίνηση (turbojet) και ελικοστροβιλοκίνηση (ramjet).

Σε σύγκριση με τα ελικοφόρα, οι κινητήρες αεριώθησης μπορούν να παραγάγουν μεγαλύτερη ώθηση, υψηλότερες ταχύτητες και μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα σε υψόμετρα πάνω από 12.000 μέτρα (40.000 πόδες). Επίσης, η καύση τους παρέχει υψηλότερη θερμική απόδοση από τους πυραύλους. Ως συνέπεια αυτού, όλα τα μεγάλα, υψηλής ταχύτητας και μεγάλων υψομέτρων αεροσκάφη χρησιμοποιούν κινητήρες αεριώθησης.

Στροφειόπτερα

Μερικά στροφειόπτερα (rotorcrafts), όπως τα ελικόπτερα, διαθέτουν μηχανοκίνητα περιστρεφόμενη πτέρυγα ή στροφείο, όπου ο δίσκος του στροφείου μπορεί να είναι τοποθετημένος υπό μικρή κλίση (από την κάθετο) προς τα εμπρός, έτσι ώστε, η οριζόντια μετατόπιση να συνδυάζεται με την άνωση. Το στροφείο, άρα οι έλικες, λαμβάνει ισχύ από πληθώρα κινητήριων μονάδων, όπως αναφέρονται ανωτέρω. Πειραματικά, έχουν χρησιμοποιηθεί, επίσης, ακροφύσια στις άκρες των λεπίδων του στροφείου.

Άλλοι τύποι αεροσκαφών με κινητήρα

Τα πυραυλοκίνητα αεροσκάφη έχουν χρησιμοποιηθεί κατά περιόδους πειραματικώς, ενώ το μαχητικό Messerschmitt Komet χρησιμοποιήθηκε ακόμη και στον δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο. Έκτοτε, τα αεροσκάφη αυτά έχουν περιοριστεί σε ερευνητικά πεδία, όπως με το North American X-15, το οποίο ταξίδεψε στο διάστημα όπου οι κινητήρες με αγωγούς δεν μπορούν να λειτουργήσουν (οι πύραυλοι φέρουν τα δικά τους οξειδωτικά). Οι πύραυλοι χρησιμοποιούνται, συχνότερα, ως συμπλήρωμα στον κύριο κινητήρα, ως επί τω πλείστον, για τις απογειώσεις βαρέων αεροσκαφών, υποβοηθούμενων από πυραύλους, αλλά ακόμη και για να δημιουργήσουν δυνατότητα υψηλής ταχύτητας σε ορισμένα υβριδικά σχέδια, όπως το Saunders-Roe SR.53.
Το ορνιθόπτερο αποκτά ώθηση μέσω της παλμικής κίνησης των πτερύγων του. Έχει βρει πρακτική χρήση σε μοντέλα γερακιού, τα οποία χρησιμοποιούνται για να παγιδεύσουν θηράματα, καθώς και σε παιχνίδια.

Σχεδιασμός και κατασκευή

Τα αεροσκάφη κατασκευάζονται βάσει ποικίλων παραγόντων, όπως, οι απαιτήσεις του πελάτη και οι προδιαγραφές του κατασκευαστή, τα πρωτόκολλα ασφαλείας και οι φυσικοί και οικονομικοί περιορισμοί. Για αρκετούς τύπους αεροσκαφών η διαδικασία σχεδιασμού ρυθμίζεται από τις εθνικές αρχές αξιοπλοΐας και στην περίπτωση των μαχητικών αεροσκαφών, από παράγοντες που επιβάλουν λόγοι εθνικής ασφάλειας.

Τα «σημεία-κλειδιά» ενός αεροσκάφους διαχωρίζονται σε γενικές γραμμές σε τρεις κατηγορίες:
Η δομή, η οποία περιλαμβάνει τα κύρια φέροντα στοιχεία και τον σχετικό εξοπλισμό.
Το σύστημα πρόωσης, (εφόσον υπάρχει κινητήρας) περιλαμβάνει τη μονάδαισχύος και τον αντίστοιχο εξοπλισμό, όπως περιγράφεται παραπάνω.
Τα αεροηλεκτρονικά που περιλαμβάνουν τα συστήματα ελέγχου, πλοήγησης και επικοινωνίας, πλέον, ηλεκτρονικά, παλαιότερα - και σε μικρότερα αεροσκάφη - αναλογικά.

Δομή

Η προσέγγιση για τον δομικό σχεδιασμό ποικίλει, ευρέως, ανάμεσα σε διάφορους τύπους αεροσκαφών. Σε μερικά αεροσκάφη, όπως τα αλεξίπτωτα, χρησιμοποιούνται εύκαμπτα υλικά, τα οποία, λειτουργικώς,  βασίζονται στην τάνυσή τους και στηρίζονται στην αεροδυναμική πίεση για να διατηρήσουν το σχήμα και την απόδοσή τους. Ένα αερόστατο θερμού αέρα, αντιστοίχως, στηρίζεται στην πίεση που ασκεί στα εσωτερικά του τοιχώματα το αέριο - ή ο, θερμότερος του ατμοσφαιρικού, αέρας - αλλά, διαθέτει ένα άκαμπτο καλάθι ή γόνδολα αναρτημένα στο κατώτερο μέρος του, ως αντίβαρο, για τη μεταφορά του φορτίου του. Κάθε αεροσκάφος, συμπεριλαμβανομένων και των αεροπλοίων, διαθέτει, συνήθως, ένα εύκαμπτο ενισχυμένο υφασμάτινο κάλυμμα για να αποδώσει ένα βασικής γεωμετρικής μορφής αεροκέλυφος, δηλαδή, μια «αεροστατική σφαίρα», η οποία αναπτύσσεται πάνω σε ένα άκαμπτο πλαίσιο.
Τα μεταγενέστερα αεροσκάφη κατασκευάζονταν από ημί-μονοκόμματες τεχνικές (semi-monocoque structure), όπου η επιφάνεια του αεροσκάφους είναι αρκετή για να χωρέσει μέρος του φορτίου της πτήσης. Σε έναν πλήρη μονοκωκ σχεδιασμό δεν υπάρχει επαρκής εσωτερική δομή.
Τα δομικά στοιχεία ενός αεροσκάφους είναι συνάρτηση του τύπου του.

Αερόστατα

Οι ελαφρύτεροι από τον αέρα τύποι αεροσκαφών χαρακτηρίζονται από ένα ή περισσότερα διαδοχικά κελύφη, κατά κανόνια, με μια υποστηρικτική, φέρουσα δομή εύκαμπτων καλωδίων ή ενός άκαμπτου πλαισίου που είναι το κέλυφος του. Άλλα στοιχεία, όπως οι κινητήρες ή η γόνδολα, ενδεχομένως, να είναι προσαρτημένα στη φέρουσα δομή.

Αεροδίνες

Οι βαρύτεροι από τον αέρα τύποι αεροσκαφών χαρακτηρίζονται από μια ή περισσότερες πτέρυγες και μια κεντρική άτρακτο. Κατά κανόνα στην άτρακτο φέρεται μια ουρά ή ουραίο πτέρωμα για την σταθερότητα και έλεγχο του αεροσκάφους, και σύστημα προσγείωσης για τις απογειώσεις και τις προσγειώσεις. Οι κινητήρες ίσως είναι τοποθετημένοι στην άτρακτο ή στις πτέρυγες. Στα αεροσκάφη σταθερών πτερύγων οι πτέρυγες είναι ακάμπτως επισυναπτόμενες στην άτρακτο, ενώ στα στροφειόπτερα οι πτέρυγες είναι τοποθετημένες σε έναν κάθετο άξονα περιστροφής. Τα μικρότερα σχέδια χρησιμοποιούν συνήθως ευέλικτα υλικά για τμήμα ή ολόκληρη την κατασκευή, και στερεώνονται είτε από ένα άκαμπτο πλαίσιο ή από την πίεση του αέρα. Τα σταθερά μέρη του σώματος αποτελούν το κύριο σώμα του αεροσκάφους.

Αεροηλεκτρονικά
Στα αεροηλεκτρονικά περιλαμβάνονται το σύστημα ελέγχου πτήσης και ο σχετικός εξοπλισμός, συμπεριλαμβανομένων των οργάνων του πιλοτηρίου, συστήματα πλοήγησης, ραντάρ, ελέγχου και επικοινωνιών.

Χαρακτηριστικά πτήσης

Σχέδιο πτήσης

Το σχέδιο πτήσης ενός αεροσκάφους υποβάλλεται από τον ή τούς χειριστές του (πιλότους) ή από τους εκμεταλλευόμενους αυτό οργανισμούς στις αρμόδιες κρατικές αρχές και περιλαμβάνει πληροφορίες όπως, η ταχύτητα πτήσης, η ικανότητα φορτίου και η επιχειρησιακή οροφή (το μέγιστο υψόμετρο)

Εύρος

Το εύρος είναι η απόσταση που μπορεί να πετάξει ένα αεροσκάφος, από την απογείωσή μέχρι την προσγείωση του, όπως ορίζεται από τον χρόνο κατά τον οποίο θα πρέπει να βρίσκεται σε πτήση.

Για αεροσκάφη με κινητήρα ο χρόνος αυτός εξαρτάται από το φορτίο καυσίμου και την κατανάλωση.

Για τα αεροσκάφη χωρίς κινητήρα, ο μέγιστος χρόνος πτήσης περιορίζεται από τομείς, όπως, οι καιρικές συνθήκες και η αντοχή του κυβερνήτη. Ορισμένοι τύποι αεροσκαφών είναι προορισμένοι για να πετούν μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας, ενώ τα «αερόστατα-μπαλόνια» περιορίζονται από την παροχή ανυψωτικού αερίου. Το εύρος μπορεί να οριστεί ως η μέση ταχύτητα εδάφους πολλαπλασιασμένη επί δύο με τον μέγιστο χρόνο στον αέρα.

Δυναμική πτήσης

Δυναμική πτήσης (flight dynamics) είναι ο επιστημονικός κλάδος, ο οποίος ασχολείται με τον προσανατολισμό των αεροσκαφών και του ελέγχου τους στον χώρο (κατά τις τρεις διαστάσεις). Οι τρεις θεμελιώδεις δυναμικές παράμετροι είναι η γωνία περιστροφής ως προς το κέντρο βάρους της μάζας του αεροσκάφους, γνωστές ως κλίση (pitch), περιστροφή (roll) και εκτροπή (yaw) (ελαφρώς διαφοροποιημένες από τη χρήση τους στις γωνίες των Τέιτ-Μπράιαν).

Ως κλίση ορίζεται η στροφή περί τον εγκάρσιο της κίνησης άξονα, η οποία καθορίζει την προς άνω ή κάτω κατεύθυνση του αεροσκάφους και μετράται μέσω της γωνίας πρόσπτωσης.+

Ως περιστροφή ορίζεται η στροφή περί τον κατά μήκος της κίνησης άξονα (παραλλήλως της ατράκτου, όταν πρόκειται για ανάλογα αεροσκάφη), η οποία προκύπτει από την αντίθετη στρέψη των άκρων των αντιδιαμετρικών της ατράκτου πτερύγων και μετράται μέσω της γωνίας περιστροφής ή κλίσης.

Ως εκτροπή ορίζεται η στροφή περί τον κάθετο της διεύθυνσης κίνησης άξονα, η οποία στρέφει παραλλήλως του επιπέδου διεύθυνσης το αεροσκάφους και είναι γνωστή ως πλαγιολίσθηση.

Η δυναμική πτήσης ασχολείται με τη σταθερότητα και τον έλεγχο της περιστροφής ενός αεροσκάφους σε κάθε έναν από τους άξονες αυτούς.

Σταθερότητα

Ένα ασταθές αεροσκάφος τείνει να ξεφεύγει από την πορεία του και η ικανότητά του να πετάξει καθίσταται δύσκολη. Ένα πολύ σταθερό αεροσκάφος τείνει να παραμένει στην πορεία του και ο έλεγχος του καθίσταται δύσκολος — έτσι, είναι σημαντικό κάθε σχεδιασμός να επιτύχει τον επιθυμητό βαθμό σταθερότητας. Χάριν της ευρείας χρήσης ηλεκτρονικών υπολογιστών, είναι σύνηθες τα αεροσκάφη να σχεδιάζονται εξ αρχής ως ασταθή και να στηρίζονται σε υπολογιστικά συστήματα ελέγχου, τα οποία παρέχουν, τεχνητά, την απαραίτητη σταθερότητα.

Ένα αεροσκάφος σταθερών πτερύγων είναι, κατά κανόνα, ασταθές υπό κλίση, περιστροφή και εκτροπή. Η κλίση και η εκτροπή των συμβατικών αεροσκαφών σταθερών πτερύγων απαιτούν τη χρήση οριζόντιων και κάθετων σταθεροποιητών, οι οποίοι λειτουργούν αντιστοίχως των φτερών ενός βέλους. Αυτές οι σταθεροποιητικές επιφάνειες εξισορροπούν τις αεροδυναμικές δυνάμεις και τη σταθεροποίηση των παραμέτρων της δυναμικής πτήσης, της κλίσης και της εκτροπής. Συνήθως, τοποθετούνται στην ουραία απόληξη της ατράκτου, αν και στη διάταξη «πλαστών» πτερύγων, η κύρια πρυμναία πτέρυγα αντικαθιστά τις «πλαστές» πρόσθιες πτέρυγες ως σταθεροποιητής κλίσης. Τα αεροσκάφη στη διάταξη παράλληλων πτερύγων, καθώς και τα αεροσκάφη χωρίς ουρά, στηρίζονται στον ίδιο, γενικό κανόνα για να επιτύχουν τη σταθερότητα, με την πρυμναία επιφάνεια να σταθεροποιεί το αεροσκάφος.

Τα αεροσκάφη με περιστρεφόμενες πτέρυγες είναι, κατά κανόνα, ασταθή κατά την εκτροπή τους και απαιτούν την χρήση ενός κάθετου σταθεροποιητή.

Ένα αερόστατο είναι, κατά κανόνα, πολύ σταθερό σε περιστροφή και κλίση, λόγω της ανάρτησης (κρέμασης) του φορτίου από αυτό.

Έλεγχος

Οι επιφάνειες ελέγχου πτήσης επιτρέπουν στον κυβερνήτη να ελέγχει το υψόμετρο πτήσης του αεροσκάφους και, συνήθως, είναι μέρος των πτερύγων, ή τοποθετημένες πάνω τους, ή ενιαίες με τις σχετικές επιφάνειες σταθερότητας. Η ανάπτυξή τους αποτέλεσε κρίσιμο σημείο στην ιστορία των αεροσκαφών, τα οποία μέχρι αυτή την περίοδο δεν ελεγχόνταν κατά την διάρκεια της πτήσης.

Οι αεροναυπηγοί μηχανολόγοι μηχανικοί αναπτύσσουν συστήματα ελέγχου για τον προσανατολισμό των αεροσκαφών (υψόμετρο) γύρω από το κέντρο μάζας τους. Τα συστήματα ελέγχου περιλαμβάνουν ενεργοποιητές, οι οποίοι ασκούν δυνάμεις προς διάφορες διευθύνσεις, παράγουν περιστροφικές δυνάμεις ή ροπές γύρω από το αεροδυναμικό κέντρο του αεροσκάφους, με αποτέλεσμα τη στρέψη, την κλίση και την εκτροπή του αεροσκάφους. Για παράδειγμα, η ροπή κλίσης αφορά στην κάθετη δύναμη, η οποία ασκείται έμπροσθεν ή όπισθεν του κέντρου αεροδυναμικής του αεροσκάφους, προκαλώντας την ανοδική ή καθοδική κίνηση του αεροσκάφους. Τα συστήματα ελέγχου χρησιμοποιούνται, ενίοτε, για την αύξηση ή τη μείωση της αντίστασης, όπως, με τη διαδικασία επιβράδυνσης του αεροσκάφους για την προσγείωση.

Οι δύο κύριες αεροδυναμικές δυνάμεις που ασκούνται σε κάθε αεροσκάφος είναι η άνωση, η οποία το διατηρεί σε πτήση, και η αντίσταση, η οποία αντίκειται στην κίνηση αυτή. Επιφάνειες ελέγχου ή άλλες τεχνικές, ενδεχομένως, να χρησιμοποιηθούν για να επηρεάσουν αυτές τις δυνάμεις άμεσα, δίχως την πρόκληση οποιασδήποτε περιστροφής.

Επιπτώσεις χρήσης των αεροσκαφών

Τα αεροσκάφη εξυπηρετούν στην επίτευξη διάνυσης μακρινών αποστάσεων με υψηλές ταχύτητες, επομένως, σε συντομότερο χρονικό διάστημα συγκριτικώς με τα επίγεια μέσα μεταφοράς και μετακίνησης, έχοντας ως ουσιαστικό οικονομικό αντίκρισμα τη χαμηλή αναλογία κατανάλωσης ανά διανυθείσα μετρική μονάδα απόστασης, με μόνη εξαίρεση τις θαλάσσιες μεταφορές, σχετικώς με το κόστος και όχι τον απαιτούμενο χρόνο. Η λειτουργία των αεροσκαφών επηρεάζουν περιβάλλον και κλίμα, πέραν των θεωριών περί απόδοσης των καυσίμων. Είναι, σχετικώς, θορυβώδη συγκριτικώς με άλλες μορφές μετακίνησης και, ειδικώς, τα αεροσκάφη υψηλών υψομέτρων παράγουν ίχνη συμπύκνωσης, τα οποία σύμφωνα με αποτελέσματα πειραμάτων, ενδεχομένως, συμβάλουν στη μεταβολή των καιρικών συνθηκών.

Χρήσεις αεροσκαφών
Τα αεροσκάφη κατασκευάζονται σε διάφορους τύπους ανάλογα με την χρήση τους: τα στρατιωτικά αεροσκάφη, στα οποία δεν περιλαμβάνονται μόνο μαχητικοί τύποι αλλά και αεροσκάφη υποστήριξης, και τα πολιτικά αεροσκάφη, στα οποία περιλαμβάνονται όλα τα μη στρατιωτικά αεροσκάφη, τα πειραματικά και τα μοντέλα.

Στρατιωτική

Στρατιωτικό αεροσκάφος είναι κάθε αεροσκάφος το οποίο χρησιμοποιείται από καθεστωτική ή εξεγερσιακή ένοπλη υπηρεσία οποιουδήποτε τύπου. Τα στρατιωτικά αεροσκάφη μπορούν να είναι είτε αεροσκάφη μάχης είτε όχι:
 Τα αεροσκάφη μάχης είναι σχεδιασμένα ώστε να καταστρέφουν τον εξοπλισμό του εχθρού χρησιμοποιώντας τον δικό τους οπλισμό. Τα μαχητικά αεροσκάφη χωρίζονται γενικότερα σε μαχητικά και βομβαρδιστικά, με αρκετούς ενδιάμεσους τύπους όπως τα μαχητικά-βομβαρδιστικά και τα επιθετικά αεροσκάφη (συμπεριλαμβανομένων και των επιθετικών ελικοπτέρων).
 Τα υπόλοιπα αεροσκάφη δεν είναι σχεδιασμένα για μάχη μιας και η πρωταρχική λειτουργία τους είναι η μεταφορά οπλισμού και η αυτό-άμυνα. Στους ρόλους τους περιλαμβάνονται η έρευνα και διάσωση, η αναγνώριση, η παρατήρηση, η μεταφορά, η εκπαίδευση και ο εναέριος ανεφοδιασμός. Αυτά τα αεροσκάφη είναι συνήθως παράγωγα των αντίστοιχων πολιτικών.

Τα περισσότερα στρατιωτικά αεροσκάφη είναι τύποι βαρύτεροι από τον αέρα. Ακόμη, άλλοι τύποι όπως τα ανεμοπλάνα και τα αερόστατα έχουν χρησιμοποιηθεί ως στρατιωτικά αεροσκάφη. Για παράδειγμα τα αερόστατα χρησιμοποιήθηκαν για παρατήρηση κατά τη διάρκεια του Αμερικανικού Εμφύλιου και στον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο, ενώ στρατιωτικά ανεμοπλάνα χρησιμοποιήθηκαν για την προσγείωση στρατευμάτων κατά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο.

Πολιτικά

Τα πολιτικά αεροσκάφη χωρίζονται σε εμπορικά και γενικής αεροπορίας, υπάρχουν όμως μερικές επικαλύψεις.

Στα εμπορικά αεροσκάφη περιλαμβάνονται τύποι σχεδιασμένοι για προγραμματισμένες και ναυλωμένες πτήσεις, οι οποίες μεταφέρουν επιβάτες, ταχυδρομείο και άλλα εμπορεύματα. Οι μεγαλύτεροι τύποι μεταφοράς επιβατών είναι τα αεροσκάφη ευρείας ατράκτου (wide-body). Μερικοί από τους μικρότερους τύπους χρησιμοποιούνται επίσης στην γενική αεροπορία, και μερικοί από τους μεγαλύτερους ως αεροσκάφη VIP.

Η γενική αεροπορία καλύπτει όλους τους τύπους της ιδιωτικής (όπου ο κυβερνήτης δεν καταβάλει χρόνο ή έξοδα) και της εμπορικής χρήσης, και περιλαμβάνει μια ευρεία γκάμα τύπων αεροσκαφών, όπως τα επαγγελματικά τζετ (bizjets), τα εκπαιδευτικά, τα ερασιτεχνικά, τα ανεμοπλάνα, τα παλαιά πολεμικά (warbird) και τα αερόστατα θερμού αέρα. Η μεγάλη πλειοψηφία των αεροσκαφών σήμερα ανήκει στους τύπους της γενικής αεροπορίας.

Πειραματικά
Ένα πειραματικό αεροσκάφος δεν διαθέτει αποδεδειγμένη δυνατότητα πτήσης, ή κατέχει πιστοποιητικό αξιοπλοΐας της Υπηρεσίας Αεροπορίας στην κατηγορία των «Πειραματικών». Συνήθως, αυτό συνεπάγεται πως το αεροσκάφος δοκιμάζει νέες αεροναυπηγικές τεχνολογίες, αν και αυτός ο όρος αναφέρεται επίσης σε ερασιτεχνικά αεροσκάφη—τα οποία στηρίζονται σε υπαρκτά σχέδια.

Μοντέλα
Ένα αεροσκάφος μοντέλο είναι ένας μικρός μη επανδρωμένος τύπος αεροσκάφους που έχει κατασκευαστεί για να πετά για διασκέδαση, για στατική επίδειξη, για αεροδυναμική έρευνα ή για άλλους σκοπούς. Ένα μοντέλο κλίμακας είναι μινιατούρα ενός μεγαλύτερου αεροσκάφους.

Πηγές

Δείτε επίσης 
 αερόστατο
 αεροπλάνο
 ελικόπτερο
 πύραυλος

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

Ιστορία
The Evolution of Modern Aircraft (NASA)
Virtual Museum
Smithsonian Air and Space Museum 
New Scientist's History of Aviation