一、飛機的概念
由動力裝置產生前進推力，由固定機翼產生升力，在大氣層中飛行的重於空氣的航空器。無動力裝置的滑翔機、以旋翼作為主要升力麵的直升機以及在大氣層外飛行的航天飛機都不屬飛機的範圍。但在日常生活中，有人習慣性地將氣球、飛艇以外的航空器泛稱飛機。
1903年12月7日，美國萊特兄弟設計製造的“飛行者”1號進行了成功的試飛。這是人類首次成功地用重於空氣的航空器實現有動力、可操縱的持續飛行。萊特兄弟的飛機是一架鴨式飛機，機翼和鴨翼均采取雙翼型式，機翼麵積45平方米，推進動力為一台8．8千瓦（12馬力）的內燃機，飛機總重340千克。在4次飛行中飛行高度僅2～3米，第一次留空時間12秒，飛行距離36．5米，最好的一次也不過留空59秒，前進了260米。在這以前，法國的F．坦普爾、俄國A．Φ．莫紮依斯基、美國的H．S．馬克西姆和S．P．蘭利等人分別在1874年、1882年、1894年和1903年10月試飛過自己建造的飛機，但都沒有成功。其中一個原因是缺乏重量輕的發動機。他們的飛機大多采用笨重的蒸汽機作為動力，使得飛機過於笨重而無法自己起飛升空。重量較輕的內燃機的出現，為萊特兄弟飛機的成功提供了一個重要條件。其次，在萊特兄弟以前的飛機上都沒有解決飛行穩定和操縱問題以及結構剛度不足的問題，因而不能持續安全飛行。在學習、繼承前人滑翔飛行經驗的基礎上，萊特兄弟在自己設計的飛機上安裝了可偏轉的前（鴨）翼和垂直尾翼，分別實現俯仰和航向操縱，橫向操縱則依靠扭翹機翼來實現，從而使飛機在操縱之下持續飛行。盡管橫向操縱方式不如現代飛機上的副翼操縱簡單有效，但在當時已是傑出的發明。
1903年以後的30年內，飛機在軍事方麵得到廣泛應用，性能不斷提高，構造不斷完善，但仍然保持著雙翼機的型式。這時活塞式航空發動機的功率雖已增大，但還不足以使飛機達到較高的飛行速度。當時製造飛機的材料仍以木材和蒙布為主，結構比較笨重。為了保證飛行安全，仍然需要機翼麵積較大的雙翼機。同時雙翼機在減輕結構重量、增加有效載重和提高機翼剛度方麵也有很大優點。20世紀30年代以後，冶金和機械製造技術的進步使活塞式發動機不斷完善，功率增大，重量減輕，飛機的飛行速度不斷提高，這時雙翼機阻力大（主要由上下翼麵間的支柱和張線造成）的缺點便暴露出來。為了進一步提高飛行速度，迫切需要取消機翼上的支柱和張線，把雙翼機改為單翼機。由於強度高、重量輕的硬鋁合金問世和結構分析技術的完善，使得有可能在不過分增加結構重量的情況下用全金屬的單翼機代替雙翼機。同時由於機翼上普遍采用增升裝置，也可在不惡化起飛著陸性能的條件下減小機翼麵積。再加上其他改善飛機氣動外形的措施，如改用封閉座艙，發動機加整流罩，采用收放起落架等，到30年代末飛機速度已提高到500千米／時。
在進一步提高飛機飛行速度的過程中，單翼機因機翼、尾翼扭轉剛度不足而出現副翼反逆和顫振，多次因振動發生災難性的飛行事故。人們開始尋找事故的原因，研究和掌握結構變形與氣動力交互作用的機理，氣動彈性力學遂得以建立和發展。20世紀40年代以後，由於科學研究工作的進展，顫振問題已不再成為提高飛機速度的障礙。
第二次世界大戰末期和戰後，飛機速度已接近音速。
進一步提高飛行速度需要巨大的功率，這是活塞式發動機難以達到的，這時螺旋槳的效率也隨速度增加而急劇下降。同時傳統外形的飛機在接近音速時阻力劇增，出現嚴重的操縱穩定問題，飛機碰到了所謂“音障”。超越音障是從兩個方麵解決的：一是改用渦輪噴氣發動機，這種發動機構造簡單、重量輕、超音速時推進效率高，特別是它的巨大功率是超音速飛行的理想動力；二是采用後掠機翼、減小機翼厚度和利用麵積律設計飛機外形，大大降低超音速飛行的阻力。這樣，飛機便平穩地穿過音障，實現超音速飛行。
“協和”號超音速飛機飛機在超音速飛行時，由於氣動加熱和表麵摩擦受熱使機體結構處在高溫環境下。由於材料耐熱強度的限製，對於鋁合金結構的飛機，最大速度不能超過馬赫數2．2～2．5。這時環境溫度約為120℃～150℃。英國和法國在20世紀60年代開始研製的“協和”號超音速旅客機就將巡航速度的馬赫數選為2．2。這種飛機研製成功是一個重大的技術突破，但是它的巡航經濟性仍遠低於高亞音速旅客機，因而隻生產了16架就停止了。
飛機的速度範圍和高度範圍在不斷擴大，超音速飛機不僅要以超音速飛行，還要在高空以高亞音速巡航，以保持較高的飛行效率，同時又要在有限的場地上用較低的速度安全起飛和著陸。為了同時有良好的高、低速和高、低空飛行性能，又出現了變後掠翼飛機和斜翼機。
前者的機翼在變後掠角的同時，也改變機翼展弦比和相對厚度。為徹底擺脫飛機對機場的依賴，人們一直在研究製造能垂直起落的飛機，在這方麵還隻取得有限的進展。
二、機身
飛機上用來裝載人員、貨物、武器和機載設備的部件。它將機翼、尾翼、起落架等部件連成一個整體。在輕型飛機和殲擊機上，還常將發動機裝在機身內。飛行中機身的阻力占全機阻力的30％～50％。因此，良好的機身流線型對於減小飛機阻力，改善飛行性能具有重要作用。由於駕駛員、旅客、貨物和機載設備等都集中在機身上，與之有關的飛機使用方麵的大部分要求（如駕駛員的視界，座艙的環境要求，貨物和武器裝備的裝卸，係統設備的檢查維修等）都對機身的外形和結構有直接的影響。
（一）外形機身按外形特點分為正常式機身和尾撐式（包括單尾撐和雙尾撐）機身。正常式機身應用最為普遍。它是一個中間大，向兩頭緩慢收縮的流線體（紡錘形）。機身頭部略下垂以擴大駕駛員的視界，尾部略上翹以避免飛機著陸時機身尾部觸地。在一些噴氣式殲擊機上，發動機裝在機身後部，進氣口在機身頭部，機身成為兩頭略小的圓筒形，常稱為雪茄形機身。在一些超音速飛機上，為了減小跨音速飛行時的阻力，采用中部收縮的細腰形機身，常稱為麵積律機身。高亞音速旅客機的機身截麵多為圓形或近於圓形，機身中部有一個較長的等截麵段，頭部和尾部為收縮段，形成一個流線型。這樣的機身具有較大的內部容積。軍用運輸機的機身尾部常有很大的上翹，並開有後門，便於大型武器裝備和車輛的裝卸。尾撐式機身也能達到方便貨物裝卸的目的，但是由於機身流線型不好，阻力大，以及細的尾撐剛度較差等原因而較少采用。在輕型飛機上，為了提高機身容積利用效率和便於製造，多采用帶圓角的長方形截麵的機身。
（二）載荷直接作用在機身上的氣動載荷較小，飛行中主要的載荷是機身內各裝載物的慣性力和機翼、尾翼接頭傳來的力。從結構上看，機身好像一根中部支持在機翼上的懸臂梁，在裝載物慣性力和尾翼集中力作用下兩端向下彎曲（正過載時）。在垂直尾翼側力作用下，機身在水平方向也產生彎曲，但比垂直方向小得多。垂直尾翼側力對後機身有較大的扭轉作用。飛機在地麵滑行和著陸時，地麵的撞擊也會使機身受載，如前輪受到側向撞擊就會使前機身受扭。
（三）結構柱形的機身在結構受力方麵比薄的機翼有利得多。因此其結構件剖麵尺寸比機翼小，剛度比較大。
機身結構由蒙皮、縱向和橫向骨架組成。縱向骨架有桁條、桁梁和縱向局部加強件。橫向骨架有普通框和加強框。除桁梁和縱向局部加強件外，其他結構元件的基本作用與機翼結構元件相同。桁梁相當於機翼翼梁中的緣條，承受彎曲正應力，其剖麵尺寸比桁條大。