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21世纪的战机拥有强劲的发动机和优良的性能，可以适应多种作战环境。但早期飞机却只能飞行短暂的时间，甚至只能滑行一段距离，连基本的安全飞行都难以保证，更不要说是参与作战。
20世纪初，莱特兄弟经过1000多次滑翔试飞，终于在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机——“飞行者1号”，并且试飞成功。
莱特兄弟的早期飞机
受莱特兄弟首次试飞成功的鼓舞，研究飞机的人数不断增加，出现了许多不同样式的飞机。而且各国更进一步举行竞速飞行大赛，不过早期的飞机大多很危险，不但构造简单，更谈不上安全。早期飞机多为双翼和三翼或更多，飞机发动机推力小，速度慢，只有靠加大机翼面积来取得维持飞机重量的足够升力。
自莱特兄弟成功试飞飞机之后，短短十余年时间飞机得到了大力发展，最早的应用便是在第一次世界大战（以下简称“一战”）。第二次世界大战（以下简称“二战”）期间，军用飞机首次出现在战场上，主要负责侦察、运输、校正火炮等辅助任务。在战时，敌对双方的飞行员相遇时，往往利用各种五花八门的武器进行攻击，例如手枪、石头等，企图击毙对方的飞行员，这就是“空战”（Combat）最早的起源。
1915年4月1日，罗兰·加洛斯驾驶装备了“偏转片系统”的莫拉纳·索尔尼爱L型飞机击落了一家德国侦察机，取得了空战的第一次胜利，从此战机的概念也逐步被人类所接受。
罗兰·加洛斯与他的战机
“一战”结束之后，尽管各国都在积极裁减军备，减缓国防工业的投资，但在这一段时间当中，民用航空的需求带动许多航空技术与航空理论从发展走向成熟，为20世纪30年代后期军用航空装备的快速发展奠定了基础。
“二战”期间，由于作战双方的激烈对抗以及飞行技术的迅猛发展，在这期间，各类战机不断涌现，它们不仅是国土防卫的中坚力量，也在战略战术上扮演着非常重要的角色。当时的主流战机已经由具有优越的超低空飞行能力、可隐蔽接近目标等优点的活塞式螺旋桨战斗机所取代。“二战”时期的空中战场，主要以美国P-51“野马”战斗机、德国梅塞施米特BF-109战斗机和英国“喷火”战斗机为主的活塞式螺旋桨战斗机。
随着战争的不断变化，许多飞机设计师都在探索飞机飞得更快的办法，而喷气式飞机也由此诞生。虽然喷气式飞机拥有比螺旋桨飞机更快的速度，而且各方面的性能也更优异，不过它并不适合当时的战争需要，因此在“二战”后期，只有英国的“格洛斯特”E28、德国的“亨克尔”He-280等少数喷气式飞机飞上战场。不过从此也开启了喷气机时代。
He-280喷气机
冷战时期，美苏两国的军备竞赛，要求战机能够有效掌握制空权，并能对敌方目标进行有效的火力威慑和打击。这就对战机提出了更高要求，在这种背景条件下，一大批具有良好机动性能和先进装备配置的战机应运而生。
诸如既可用于海上防空，也可进行对地攻击的舰载单座双发超音速多用途第四代战机——F/A-18“大黄蜂”战斗机、拥有双引擎、全天候、高机动性等空中优势的重型战斗机F-15“鹰式”战斗机以及当时世界上第一款速度超过3672km/h的高空高速战斗机米格-25等。
F/A-18在高空飞行
进入21世纪以来，军用飞机已成为世界军事强国竞相发展的热门武器，科技含量和战斗力不断攀升，制空权的争夺彻底改变了战争的面貌。
战争对军事装备的推动力是至关重要的，进入和平时期以来，世界各地仍不时会进行局部战争。海湾战争、科索沃战争以及数次的中东战争等，既是对军事装备的考验，也是促进军事装备更快发展的推动力。F-22、F-35等现代经典战机在战场上的优秀表现，证明了其良好的战地生存能力。
日前，美国公布了其新一代隐形轰炸机B-21的研究计划，据美国官方公布B-21将作为美国下一代轰炸机，是B-2轰炸机的改进型，或将采用有人、无人相结合的驾驶方式。