飞艇·航天飞机·直升飞机·热气球
飞艇是一种轻于空气的航空器，它与气球的最大的区别在于具有推进和控制飞行状态的装置。飞艇由巨大的流线型艇体、位于艇体下面的吊舱、起稳定控制作用的尾面和推进装置组成。艇体的气囊内充以密度比空气小的浮升气体（氢气或氦气）借以产生浮力使飞艇升空。吊舱供人员乘坐和装载货物。尾面用来控制和保持航向、俯仰的稳定。
飞艇属于浮空器的一种，也是利用轻于空气的气体来提供升力的航空器。根据工作原理的不同，浮空器可分为飞艇、系留气球和热气球等，其中飞艇和系留气球是军事利用价值最高的浮空器。飞艇和系留气球的主要区别是前者比后者多了自带的动力系统，可以自行飞行。飞艇分有人和无人两类，也有拴系和未拴系之别。
飞艇获得的升力主要来自其内部充满的比空气轻的气体，如氢气、氦气等。现代飞艇一般都使用安全性更好的氦气来提供升力，另外飞艇上安装的发动机提供部分的升力。发动机提供的动力主要用在飞艇水平移动以及艇载设备的供电上，所以飞艇相对于现代喷气飞机来说节能性能较好，而且对于环境的破坏也较小。
一般从结构上看，飞艇可分为三种类型：硬式飞艇、半硬式飞艇和软式飞艇。硬式飞艇是由其内部骨架（金属或木材等制成）保持形状和刚性的飞艇，外表覆盖着蒙皮，骨架内部则装有许多为飞艇提供升力的充满气体的独立气囊。半硬式飞艇要保持其形状主要是通过气囊中的气体压力，另外部分也要依靠刚性骨架。二十世纪二十年代，一艘意大利制造的半硬式飞艇从挪威前往阿拉斯加的途中穿过了北极点，这是人类历史上第一架到达北极点的飞行器。
现代飞艇一般都是软式飞艇，要保持它们的外形，只能是通过气囊中氦气压力来实现，其主要组成部分有：
1. 气囊：里面充满了氦气以提供升力，另外里面还有辅助气囊。现代飞艇上气囊由涤纶、聚脂纤维、迈拉等人造材料织成，可有效的防止氦气的泄漏，并具有很长的使用时间。
2. 辅助气囊：飞艇内部一个小的、辅助性的气囊，可通过在飞行中的冲气和放气来控制和保持飞艇形状和浮力；
3. 吊舱：位于飞艇下方的舱室，包括驾驶舱、发动机和人员舱（如果是有人驾驶飞艇的话）；
4. 推进装置：为飞艇的起飞、降落和空中悬停提供动力；
5. 尾翼、方向舵和升降舵：为飞艇提供机动能力。
飞艇相对于飞机来说最大的优势就是它无与伦比的滞空时间。飞机在空中的飞行时间是以小时为基本单位来计算的，而飞艇则是以天来计算。飞艇还可以悄无声息的在空中飞行，这一点在军事上的应用同样重要。1957 年 3 月，美国一艘 ZPG -2 型软式飞艇在一次飞行中创造了连续飞行 264.2 小时的世界记录，其总里程长达 15,200 公里。目前军用飞艇一般都使用氦气保持浮力，因此能安静并且平稳地完成升降和飞行，这对其携带高科技监视设备至关重要。飞艇可以在其气囊中携带大型雷达天线，而后者的形状和尺寸几乎不受限制。与飞机相比，军用飞艇可降低约 30% 左右的能耗和飞行费用，其雷达反射面积也要比现代飞机小许多。
现代飞艇的安全性已经有了质的提高。氦气是一种惰性气体，不可燃。由于飞艇气囊中的氦气压力并不是很大，仅仅只需要能保持其外形即可。所以即使被枪弹击中，如果枪洞不大，那么氦气的泄漏速度将是非常缓慢的，几乎可以暂时不用处理。如果枪洞很大，飞艇就不得不取消既定的行动计划，但仍然有足够的时间返回基地。另外，先进的制造技术和复杂的控制系统也将使兴登堡飞艇的惨剧不会重演。飞艇还可以在恶劣天气下照旧飞行，只要当时的风速不要超过 30 节即可。
虽然军用飞艇具有极大的发展潜力，但我们还是不能回避其固有的缺陷。上个世纪，飞艇被飞机取代的主要原因有两个：高昂的造价和过低的速度。虽然飞艇的使用费用十分的低廉，但其造价却是个天文数字。飞艇的价格一般依据其外形尺寸的大小而不同，例如一个 40 米长的小型软式飞艇的价格约为 200 万美元。如果使用飞艇作为大型军事运输工具，就注定了其初期建造数量一定不会很多，最初运载货物的成本也将急剧增加。如果抛去其造价，现代工程材料和航空电子设备将使现代飞艇要比其半个世纪前的祖先先进了许多，但其速度仍然是个令人头痛的问题。要知道，现代喷气飞机的速度至少是飞艇的 6 倍以上。当然，军用飞艇的速度慢只是相对飞机来说的，而对于水面舰艇来说飞艇的速度是相当快的。不过话又说回来了，飞艇的速度既是劣势也是优势。因为飞艇相比速度更快的飞机在执行监视任务时更具有优势，它可以在目标地域上空悬停很长一段时间，这可使其上搭载的侦察仪器可以即精确又高效率的探测目标。另外，在低速情况下，艇上雷达可以更容易的探测到小型目标。
直升机主要由机体和升力（含旋翼和尾桨）、动力、传动三大系统以及机载飞行设备等组成。旋翼一般由涡轮轴发动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动，也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱动。目前实际应用的是机械驱动式的单旋翼直升机及双旋翼直升机，其中又以单旋翼直升机数量最多。
直升机的最大速度可达300km/h以上，俯冲极限速度近400km/h,使用升限可达6000m（世界纪录为12450m）,一般航程可达600～800km左右。携带机内、外副油箱转场航程可达2000km以上。根据不同的需要直升机有不同的起飞重量。当前世界上投入使用的重型直升机最大的是俄罗斯的米-26（最大起飞重量达56t，有效载荷20t）。
直升机的突出特点是可以做低空（离地面数米）、低速（从悬停开始）和机头方向不变的机动飞行，特别是可在小面积场地垂直起降。由于这些特点使其具有广阔的用途及发展前景。在军用方面已广泛应用于对地攻击、机降登陆、武器运送、后勤支援、战场救护、侦察巡逻、指挥控制、通信联络、反潜扫雷、电子对抗等。在民用方面应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急营救、吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影等。海上油井与基地间的人员及物资运输是民用的一个重要方面。
目前直升机相对飞机而言，振动和噪声水平较高、维护检修工作量较大、使用成本较高，速度较低，航程较短。直升机今后的发展方向就是在这些方面加以改进。
航天飞机 (Space Shuttle) 是美国研制的可重复使用的、往返于太空和地面之间的航天器。它既能代表运载火箭把人造卫星等航天器送入太空，也能像载人飞船那样在轨道上运行，还能像飞机那样在大气层中滑翔着陆。它在轨道上运行时，可在机载有效载荷和宇航员的配合下完成多种任务，能在轨道上发射和布放卫星，维修和回收卫星，攻击和捕获敌方卫星，执行空间营救和支援以及运送大型空间建筑的构件。航天飞机为人类自由进出太空提供了很好的工具，它大大降低航天活动的费用，是航天史上的一个重要里程碑。
１９８１年以前，美国的载人航天是通过“水星”、“双子星座”、“阿波罗”和“天空实验室”计划进行的。用火箭发射载人航天器一次，就要消耗一枚巨大的火箭。一些卫星发射后也无法回收。为了解决这个问题，美国在“阿波罗”登月计划后，就着手研制一种经济的、可以重复使用的航天器——航天飞机。这种航天器既能象火箭那样冲向太空，也能象飞船那样在轨道上运行，还能象飞机那样在大气里滑行并自行安全返回地球。
美国自１９７２年开始投巨资进行研究，历时９年，花费约１００亿美元。
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2002年4月19日，美国"阿特兰蒂斯"号航天飞机在佛罗里达州 |
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“发现”号航天飞机着陆时 |
航天飞机由轨道飞行器、固体火箭助推器和外挂贮箱３大部分组成，其中心部分是一个外形像一架三角翼滑翔机的轨道飞行器，它垂直发射，但再入地球大气层后就象飞机那样下滑着陆。起飞时用两台巨大的固体推进剂的集束式助推器和３台液体推进剂的主发动机作动力。巨大的外挂贮箱内的液氢推进剂输往主发动机，贮箱在推进剂用尽时投弃。轨道飞行器设计可供１００次飞行，集束式助推器可以回收并重复使用。轨道飞行器有一个巨大的货舱，卫星及其他材料就放在舱内送进太空或从太空带回。在计划大规模太空建设工程时，可将外挂贮箱带入轨道作为轨道航天站的核心部分。
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等待发射的"奋进"号航天飞机 |
航天飞机工程涉及航空和航天的众多领域，系统复杂，采用新技术多。
到２００３年为止，世界上真正投入使用的航天飞机只有美国航天飞机一种。美国共有６架航天飞机，分别为：“哥伦比亚”号（１９８１年４月１２日首次发射）、“挑战者”号（重量约７．８８万千克，首航时间：１９８３年４月４日）、“发现者”号（重量约７．７万千克，首航时间：１９８４年８月３０日）、“亚特兰蒂斯”号（重量约７．７万千克，首航时间：１９８５年１０月３日）、“奋进”号（重量大约７．７４万千克，首航时间：１９９２年５月７日，接替“挑战者”号）。“开拓者号”只用于测试，一直未进入轨道飞行和执行太空任务。
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美国研制的X-43A高超音速航天飞机的模拟 |
１９８６年１月２８日，“挑战者”号航天飞机在第１０次飞行时，升空第７３秒后，由于右侧助推火箭密封装置出现问题，造成燃料外泄，航天飞机发生爆炸，７名航天员当场遇难。随后航天飞机停飞了３２个月，一些系统进行了重新设计和改进。２００３年２月１日，“哥伦比亚”号航天飞机在即将返回地面前十几分钟失事。有６名美国宇航员和１名以色列宇航员丧生。２００５年７月２６日北京时间２２时３９分，美国“发现”号航天飞机在肯尼迪航天中心发射升空，８月９日成功返回着陆。２００６年美国东部时间７月４日下午，“发现”号航天飞机在阔别太空近一年之后再次升空。２００７年美国东部时间８月８日，美国“奋进”号航天飞机载着７名宇航员从佛罗里达州肯尼迪航天中心顺利升空，飞赴国际空间站，这也是美国宇航局首位教师宇航员芭芭拉·摩根的第一次太空飞行。美国东部时间２１日带伤安全着陆。
18世纪法国物理学家、热气球飞行先驱罗泽发明了一种热气球，并以他的名字命名。热气球专家卡梅隆20年前对之进行了改进。 今天被环球飞行家们广泛使用的热气球均采用两层气囊，里面的气囊是一个氦气气球，两层气囊之间填充空气，下方安置燃烧器。在整个飞行过程中，氦气气囊一直保持一定的浮力。除此之外，白天，可以利用太阳光对两层气囊的空气进行加热，产生浮力；晚上再打开燃烧器加热空气。这样可以节省燃料，非常适合于长距离飞行。
热气球的唯一飞行动力是风。 对于环球飞行的热气球来说， 必须选择速度和方向都合适 的高空气流，并随之运动，才能高效地完成飞行。就象作环球旅行时需要不停地换飞机一样，热气球需要搭乘不同的气流，"换气流"时飞行员所要作的就是调整高度，热气球的高度通常要达到十几千米。
环球飞行的飞行员们住在一个密封性能极好的压力仓中，压力仓提供了适宜的温度、压力和空气环境，这与普通热气球上的大筐不可同日而语。 例外的是，热气球孤胆英雄、美国人福塞特1997年以来所作的3次以"独立"命名的环球飞行未使用压力仓，为此他要忍受十几千米高空中零下20多摄氏度的低温，并且始终需要配带面罩进行呼吸。
如果飞行中氦气出现泄漏，"罗泽"将变成一个传统的热气球，完全靠加热保持高度；如果泄漏加大，不能保持高度，气球将会起到降落伞的作用，把下降速度控制在每秒5米之内； 如果状况继续恶化，飞行者还有足够的时间跳伞；以后就是救援人员的事了。 在最近两次环球飞行中（98年12月、99年3月），从太平洋里救出"ICO环球"和"有线与无线"人员的分别是美国海岸警卫队和日本国民自卫队。
影响热气球环球飞行的最大因素就是气候。每年的12月和1月，北半球高空流的流速达到一年中的峰值，最快可达每小时400公里，所以飞行者们通常选择冬季作环球尝试。