Към настоящия момент самолетът е най-често използваният летателен апарат в световен мащаб. Има повече построени и експлоатирани самолети отколкото всякакви други летателни средства, взети заедно. Самолетът се нарича още аероплан и представлява апарат, който е по-тежък от въздуха, има двигател, който му предава необходимата скорост, и крила за създаване на необходимата подемна сила, достатъчна за уравновесяване на теглото му при движение във въздушна среда. Крилото при самолета е неподвижно; при повечето модели е фиксирани, но при някои може да бъде и с променлива геометрия - например култовият модел МиГ 23. При въртолета например крилата са подвижни (самият носещ винт представлява крило) и при въртенето им се създава необходимата подемна сила за излитането на апарата. Всеки самолет има тяло, в която всъщност се разполагат пътниците или полезният товар; много малко самолети се състоят само от крило, те се наричат тип "Летящо крило" - например американският бомбардировач B2 Spirit. Освен тялото и крилата всеки самолет има двигателни групи, органи за устойчивсот и управление и органи за излитане и кацане - колесник или рядко ски. За намаляване на съпротивлението при полет на самолета се придава аеродинамична форма, която трябва да бъде възможно най-изгодната за планираната експлоатационна скорост; освен това повърхността на самолета се полира.
Тялото на всеки самолет служи за превоз на пътници, товари и обикновен в него се разполага и екипажът и бордната екипировка. То има продълговата обтекаема форма и кръгло или елипсовидно сечение. Крилата на самолета са прикрепени към тялото; в тях обикновено се поместват колесници, резервоари и двигателни групи при многодвигателните самолети. Съвременните самолети са моноплани със свободно носещи крила, но в миналото много често са се произвеждали биплани и триплани. За излитане и кацане крилата са снабдени с клапи, които увеличават подемната сила. Както вече стана въпрос, при някои самолети е възможно да се променя ъгълът между предния ръб на крилото и надлъжната ос на самолета, при което се постига най-добро съотношение между подемната сила и скоростта при различен режим на полета. Двигателните групи създават необходимата тяга за движението на самолета напред - съществуват много малко самолети, които са способни да се движат настрани, право нагоре и дори назад с помощта на векторна тяга. При едномоторните самолети двигателите са поместени в предната и задната част на тялото, а при многомоторните - в или под крилата, симетрично спрямо надлъжната ос на самолета. Тягата се създава от витло, задвижвано от двигател, или от газовата струя при реактивните двигатели.
Органите за устойчивост на самолета са стабилизаторите, кормилата и елероните. Стабилизаторите са хоризонталните и вертикалните плоскости около задния край на тялото. В продължението им шарнирно са закрепени кормилата - хоризонтално за изменение на наклона на надлъжната ос на самолета и вертикално за изменение на хоризонталната посока на полета. По задния ръб на крилцата също шарнирно са закрепени крилцата (задкрилки или елерони), които служат за завъртане на самолета по надлъжната му ос. Те могат да се отклоняват две взаимно противоположни посоки или успоредно нагоре или надолу по време на излитане и кацане. За да се намали усилието при отклоняване на кормилата и елероните от неутралното им положение (обикновено до 25 - 30 градуса) в продължението на плоскостта им са прикрепени шарнирно тримери. Устойчивостта и управлението на самолета се постига чрез реактивния момент, който се създава под действие на аеродинамичните сили върху стабилизаторите и подвижните плоскости. При по-тежките самолети командите за управление се усилват допълнително от сервомотори.
За кацане и излитане самолетът е снабден с колесници - обикновено един под предната част и още два под крилата. Някои тежки самолети като Еърбъс А380 и Бойнг 747 имат доста повече колесници. Колелата имат балонни гуми, които са пружинно или хидропневматично окачени на лостова система и снабдени с отделни спирачки. За да се намали съпротивлението, което води до увеличаване на скоростта и икономия на гориво, след излитане колесникът се прибира в тялото и крилата с помощта на хидравлично, електрическо или пневматично устройство. Само най-старите модели самолети (някъде до 30-те години на ХХ век) имат неприбираем колесник, както и някои ултралеки съвременни самолетчета.
Освен командните устройтва за пилотиране, всеки самолет е снабден с голям брой бордни уреди. При излитане самолетът се движи с пълна мощност на двигателите и набира скорост, необходима за създаване на достатъчна подемна сила. При кацане (което в много случаи се смята за най-опасната маневра) на бързи и тежки самолети с цел съкръщаване на пробега по пистата се използват различни приспособления - спирачки, въздушни клапи на крилата, допълнителни спирачни клапи, предкрилки, спирачни парашути, спомагателни ракети, обръщане на струята на реактивните двигатели и реверсиране на витлото.
Съвременните самолети се строят предимно от дуралуминий, а подложените на по-високо натварване възли и детайли - от хром-никелови, хром-молибденови и хромансилови стомани. Голямо приложение намират и титановите съединения.
По-важните характеристики на самолетите са максимална, минимална и експлоатационна скорост, скорост на излитане и на кацане, скорост на набиране на височина, максимална височина (таван) на полета, максимален радиус на действие, товароподемност, общо тегло, мощност на двигателите, специфично натоварване на един квадратен метър носеща повърхност, тяга в килограми на един килограм тегло. Например транспортният самолет Ту 114, който е бил в експлоатация през 60-те години на ХХ век, има четири турбовитлови двигателя по 12 000 конски сили, превозва от 120 до 220 пътника на разстояние до 10 000 километра със скорост 800 км/ч на височина 10 000 метра. Без презареждане този самолет може да прелети обаче само 3000 - 3200 километра. По предназначение самолетите се делят на граждански и военни. За продължителни полети на височина над 4000 метра пътническите самолети имат херметизирани кабини с климатични инсталации. Военните самолети са снабдени с въоръжение и допълнителни радинавигационни, радиолокаторни и други уреди. Изтребителите достигат най-големи скорости - до около 3000 километра в час, като през 50-те години на ХХ век те успешно преминават звуковата бариера. Английски летци през Втората Световна Война твърдят че при пикиране са преминавали звуковата бариера (330 м/с) дори с витлови самолети Спитфайър и Хърикейн, но категорични доказателства за това няма. Голям проблем е топлинната бариера - загряването на корпуса и крилата на самолета поради триенето с въздуха, особено при скорости над 2500 - 3000 километра в час. На всичкото отгоре при загряването всички детайли на самолета се разширяват и могат да настъпят непредвидими деформации. Поради това американският самолет SR 71 е излитал почти с празни горивни резервоари; при достигане на средна скорост самолетът се разширява и това разширение запушва пробойни, от които при по-ниска температура е имало течове на гориво. Поради това самолетът е бил зареждан напълно с гориво само по време на полет, при достигане на оптимални обемни параметри на корпуса и крилата!
Самолетните двигатели са предимно такива с вътрешно горене - бутални, турбовитлови и реактивни. Буталните обикновено са четиритактови, обикновено бензинови, изключително рядко дизелови. В миналото са били повече карбураторни, но днес са повече с директно впръскване на гориво (с инжекционни системи). Има самолетни двигатели с въздушно и течно охлаждане. При тези с въздушно охлаждане разположението на цилиндрите е под формата на звезда, в една или няколко последователни редици - с 5, 7, 9, 14 или 21 цилиндъра. При течно охлаждане подобно на автомобилните двигатели разположението е редово, срещуположно (тип боксер) или под формата на буквите V, W, H или X с 4, 6, 8, 12 или 24 цилиндъра. Буталните самолетни двигатели се отличават с дублиране на някои системи - например запалителната, с цел повишаване на сигурността. Има системи за подгряване на горивото с цел избягване на замръзване, както и турбокомпресори за сгъстяване на въздуха при полети на по-големи височини.
До 1940 година за самолетни двигатели са използвани само бутални устройства. Те имат относително сложна и тежка конструкция, голяма челна повърхност и относително малък разход на гориво - 180 - 220 грама/ конска сила/час. Мощността им варира от 50 до 4000 конски сили при максимално 3000 - 4000 оборота в минута. За скорости на самолета от 150 до 600 км/ч те са най-широко разпространени. Турбовитловите двигатели са газови турбини, които работят с керосин, парафин или други течни горива. На общ вал е монтиран осов компресор за въздух и газова турбина. При тези, както и при буталните самолетни двигатели тягата се създава от витлото, свързано с вала посредством редуктор за намаляване на оборотите с 0.8 - 0.4 за буталните и с 0.06 до 0.15 за турбовитловите двигатели. Мощността им, отдадена на витлото, достига 16 000 и повече конски сили, а изходящите газове създават до 12 000 килограма реактивна тяга. Такъв тип двигател замества успешно буталния при скорости между 600 и 1000 километра в час. Освен това те имат по-малка челна повърхност и по-малко тегло на конска сила.
Реактивните двигатели имат широко приложение при скорости над 800 км/ч. Те имат малко по-висок КПД в сравнение с буталния двигател с вътрешно горене - той има КПД от порядъка на 25 %, а реактивният двигател - около 35 %. Последният създава тяга изключително чрез газова струя (реактивна тяга). При най-малко тегло и най-малка челна повърхност развиват изключително голяма тяга - около 30 000 килограма. Това обаче е за сметка на по-високата консумация на гориво. Използват се въздушнореактивни двигатели - почти всички двигатели на съвременните самолети са именно от такъв тип, те засмукват атмосферен въздух и използват кислорода от него за изгаряне на горивото. За скорости от 0.7 - 3 пъти скоростта нс звука се конструират компресорни въздушнореактивни двигатели, при които постъпващият в двигателя въздух се сгъстява от осев компресор. При скорости от 2.5 - 3 пъти скоростта на звука и височина до 40 километра се използват безкомпресорни правопоточни реактивни двигатели, при които за сгъстяване на въздуха се използва скоростният напор. Такива двигатели намират приложение предимно във военните самолети. Съществуват и двуконтурни компресорни въздушнореактивни двигатели, при които само една част от газовете преминават през лопатките на турбината, която движи компресора.
Малък реактивен самолет от типа Business Jet
Голям четиридвигателен пътнически самолет, заснет с телеобектив на компанията Canon по време на полет над избата на Шестака в Мелник. Самолетът вероятно е Еърбъс А380 или Бойнг 747 - поне нашият екип не успя да различи за кой от двата самолета става въпрос. Снимката е направена през 2018 година - тогава руските самолети с четири двигателя като Ту 154 вече нямаха право да летят в небето над Европейския съюз. Всъщност Ту 154 има не четири, а три двигателя и няма такива размери.
Стара аналогова снимка на два изтребителя по време на въздушно шоу над град Пловдив
Авиацията е клон на съвременната наука, изучаващ проектирането, производството и експлоатацията на апарати, по-тежки от въздуха. Освен това под авиация се разбира служба (държавна или частна), която използва летателни апарати, по-тежки от въздуха, към които се отнасят самолети, въртолети (хеликоптери) и планери (безмоторници). Известни са също автожири, ортоптери и орнитоптери. Най-общо има гражданска и военна авиация; в състава на всяка една авиация се включва личен състав, летателни апарати, съоръжения на летищата, авиационни бази, специални служби, ремонтни бази, органи за управление, научноизследователски и учебни заведения. Екипировката на летателните апарати се състои от двигатели, въздушни витла, бордни уреди (за контролиране на работата на двигателите, пилотажно - навигационни, спомагателни), електроприбори, свързочни, навигационни, радиолокационни и други радиотехнически средства, автоматични и телемеханични устройства за управление на летенето и механизмите на летателния апарат, електронно - сметачни устройства, фотоапаратура, въоръжение и други. Земното осигуряване на самолетоводенето се извършва с радиотехнически, светлинни и пиротехнически средства - насочващи радиостанции, радиофарове, радиозасечници, радионавигационни системи, радиолокационни станции, светлинни фарове, сигнални светлини, ориентири и други.
Авиацията като наука обединява редица дисциплини - аеродинамика, теория и конструкция на самолета, двигателите и спомагателните прибори, технология на самолетостроенето, аерофотография, теория на въздушната стрелба и бомбомятането, тактика и оперативно изкуство на авиацията и други.
Авиацията започва своето развитие едва в началото на ХХ век, но идеята за летене във въздуха води началото си от древени времена и е намерила израз в много легенди. Първи опити за теоритично обосноваване на конструкцията на апарати, по-тежки от въздуха, са правени още през XV век от Леонардо Да Винчи, който продължително време е изучавал летенето на птиците. През 1882 - 1884 година руският изобретател Ф. А. Моджайски построява самолет - едноплощник с три витла, задвижвани от два парни двигателя с обща мощност от 30 конски сили. Апаратът е бил изпитан при движение върху земята (рулиране) и при краткотрайно летене. В края на XIX век са правени още редица опити за конструиране на самолети с парни двигатели, но повечето са неуспешни поради голямото тегло на парния двигател, който освен това изисква сериозни запаси от гориво и вода. През 1903 година американските изобретатели и летци братя Уилбър и Орвил Райт построяват самолет с двигател с вътрешно горене, като именно тази година се смята за рожденна дата на авиацията, а братя Райт - за първите конструктори на функциониращ самолет. След това започва много бурно развитие на авиацията - през 1903 година французинът Луи Блерио прелита Ламанша; през 1912 година рекордът за най-продължителен полет е 13 часа, най-голямата височина - 5610 метра, а най-голямата скорост - около 200 километра в час. На 16.10.1912 българските летци Радул Милков и Продан Таракчиев поставят началото на военната авиация в световен мащаб - хвърлят няколко бомби върху Одринската крепост по време на Първата Балканска Война.
Силен тласък в развитието на авиацията дават трудовете на руския конструктор Н. Е. Жуковски. През 1913 година руският военен летец П. Н. Несторов прави първите опити за фигурно летене, като извършва завои с наклон 45 градуса и прави лупинг. Същите фигури изпълнява и французинът Пегу. През 1913 година в Русия по проект на Игор Сикорски са построени първите многомоторни самолети "Руский витязь" и "Иля Муромец" с четири двигателя от по 100 конси сили всеки. През същата година друг руски конструктор (Д. П. Григориевич) построява първия водосамолет (тип летяща лодка).
През Първата Световна Война авиацията получава сериозен тласък напред в развитието си. Военната авиация се утвърждава вече като самостоятелен род войска. Отначало самолетите се използват само за разузнаване, корекция на аритилерийския огън и бомбардировки от въздуха. През 1915 година обаче се появяват първите изтребителни самолети и се провеждат първите въздушни боеве. След войната летателно - тактическите данни на самолетите постепенно се подобряват.
През Втората Световна Война авиацията се използва широко и оказва решително влияние върху развитието на военните действия. Построяват се изтребители със скорост над 600 км/ч и таван на полета над 12 000 метра, както и тежки многомоторни бомбардировачи с далечина на полета над 4000 километра и бомбов товар над 4 тона.
След 1945 година се създават мощни реактивни двигатели. Днес много самолети летят със скорост, по-голяма от скоростта на разпространение на звука във въздуха. Скоростта на някои типове изтребители надминава 2000 км/ч, а таванът на полета - над 25 000 метра. На 31.10.1959 година съветският летец Г. К. Масолов със самолет Е66 достига рекордна скорост от 2504 км/ч, а през 1961 със същия тип самолет достига 34 200 метра височина. Много пътнически и военни самолети могат да прелитат над 16 000 километра без презареждане; разработени са и методи за зареждане на самолетите във въздуха по време на полет със самолети - цистерни.
Гражданската авиация се появява след Първата Световна Война и веднага започва бурзно развитие. Освен за превоз на хора и товари тя се използва в селското и горското стопанство, за научни изследвания, за бърза медицинска помощ и т.н. Развитието на вертолетите разширява още повече възможностите на гражданската авиация.
В България за периода 1924 - 1928 година в Държавната Аеропланна Работилница в Божурище се създават първите български самолети ДАР-1 и ДАР-3, които съперничат на тогавашните западноевропейски самолети и в някои отношения дори ги превъзхождат. Например самолетът ДАР-3 е имал най-висока изкачвателна способност от всички европейски самолети по това време. През 1931 година проф. Цветан Лазаров конструира самолета ДАР-6, а през 1947 - Лаз-7, който много дълго време се използва като учебно - тренировъчен самолет.
Гражданската авиация се създава и развива с цивилни цели - обслужва Народното Стопанство, както сполучливо е описана в една енциклопедия от соцвреме. В състава на гражданската авиация се включва транспортната, санитарната, спортната и авиацията със специално предназначение - селскостопанска, горскостопанска, крайбрежна, за аерофотографиране и т.н. Най-широко приложение безспорно има транспортната авиация - тя служи за превоз на пътници, поща и товари. Тя се появява след Първата Световна Война.
Санитарната авиация е предназначена за бързо медицинско обслужване на населението - евакуиране на болни и ранени от труднодостъпни региони, изпращане на лекари - специалисти за оказване на спешна помощ, доставяне на медикаменти и други случаи. В санитарната авиация се използват самолети и вертолети, снабдени с носилки, превързочен материал и други медицински принадлежности.
Селскостопанската авиация се използва за борба с вредители и болести по растенията, с плевели и измръзвания и за наторяване на посевите. Това може да се извършва бързо и на големи площи, а също и през есента, ранна пролет и при висока влажност, когато обикновените селскостопански машини не могат да се използват. В селското стопанство се използват леки самолети и вертолети, които са снабдени със съоръжения за пръскане и наторяване. В горското стопанство авиацията се използва предимно за борба с насекомите и вредителите и най-вече против пожари. Със самолет бързо се залесяват и засяват големи площи в труднодостъпни региони.
Крайбрежната авиация помага на риболовния флот при откриване на рибни пасажи и посоката на тяхното движение, на водния транспорт при аварии и т.н. Гражданската авиация се използва и за картографиране на големи земни площи, както и за изготвяне на топографски карти.
Военната авиация е предназначена за съвместни бойни действия със сухопътните войски, военноморския флот, противовъздушната отбрана и за решаване на самостоятелни задачи. Бойните средства на съвременните военни самолети са крилати и балестични ракети, управляеми и неуправляеми рактени снаряди, торпеда, бомби, оръдия и картечници. Те могат да се зареждат както с конвенционални, така и с ядрени и химически боеприпаси. Според характера на изпълняваните задачи, летателно - тактическите си данни и въоръжението на самолетите военната авиация се дели на следните родове - бомбардировъчна, изтребително - бомбардировъчна (щурмова), изтребителна, минно - торпедна, разузнавателна и спомагателна (транспортна, свързочна, санитарна).
Бомбардировъчната авиация е мощна ударна сила на военно - въздушните сили. Тя унищожава ядреното оръжие и други средства за масово поразяване, унищожава ракетите, авиацията, корабите и радиотехническите средства на противника. Освен това води борба с въздушните и морските десанти, нарушава превозите, работата на тила и управлението на войските. За съжаление нерядко се бомбардират и цивилни обекти - през Втората Световна Война град Дрезден в Германия е буквално изравнен със земята, а немалко бомбардировки са нанесени над Москва, Лондон, Берлин и Париж. Според някои конспиративни теории нацистка Германия е разполагала с бомбардировачи, способни да прелетят над Атлантическия океан, да бомбардират Ню Йорк и да се върнат невредими, но Хитлер не е отдавал голямо стратегическо значение на това (от чиста глупост), което до голяма степен предопределя и изхода от войната. Безспорно най-известни и най-драматични са атомните бомбардировки над Хирошима и Нагазаки, които засега остават единствената употреба на ядрено оръжие срещу хора; идеята на всяко едно хвърляне на бомби срещу цивилни обекти е да се понижи бойният дух на противника и да се предизвика недоволство сред цивилното население поради големите материални щети и човешки жертви. През 1999 година НАТО бомбардира Югославия, което принуди тогавашния югославски президент Слободан Милошевич да се изтегли от Косово - очевидно целите на атаката на цивилни обекти се постигат, въпросът е на каква цена и защо трябва да умират невинни хора...
Изтребително - бомбардировъчната авиация унищожава открито разположените и движещите се войскии военна техника на противника на бойното поле и в тила - щурмова изтребителна авиация. Тактическата изтребителна авиация пък прикрива своите войски и важни обекти на територията на страната от удари и унищожаване от въздуха, води борба с въздушните десанти и осигурява действието на другите родове авиация. Поради това тактическите изтребители са най-общо доста по-леки, с по-леко въоръжение, с по-малки габарити, скорост и далечина на полета в сравнение с щурмовите изтребители.
Минно - торпедната авиация унищожава корабите на противника в открито море и в пристанищата. Поставя минни заграждения, а при необходимост атакува и бреговите съоръжения. Разузнавателната авиация води въздушно разузнаване на противника, местността и времето. В нейния състав се включва и коригировъчно - разузнавателната авиация, която разузнава целите и коригира огъня на артилерията. Спомагателната авиация осъществява свръзка, превозва войски и материални средства, евакуира болни и ранени и т.н.
Началото на българската военна авиация е поставено малко преди Балканската война (1912 - 1913). Тогава се създава въздухоплавателната команда от 2 балона и 1 моноплан "Блерио". В хода на войната въздухоплавателната команда увеличава състава си и участва в бомбардировките на Одринската крепост, с което за първи път в историята на войните самолетът се използва като бойно средство. През Първата Световна Война се създава въздухоплавателната дружина, която включва балонна група, две аеропланни отделения, дирижабълно отделение, аеропланно депо и авиационно училище. По време на Втората Световна Война българската военна авиация се развива значително, основно с германска помощ и по германски модел; след войната с помощта на СССР развитието на авиацията продължава. През 80-те години на ХХ век военната авиация на страната достига своя апогей - ВВС разполагат с няколкостотин изтребителя.
