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自从第一架飞机成功上天后，飞天就成了许多人的心愿，大多数人想乘坐飞机在天上飞行，但他们只是想体验一下飞行的快感，没有利用飞机从这个地方到另一个地方的意识。1911年2月10日是一个特殊的日子，第一次用飞机运输物品就在这一天，一个叫蒙斯·佩凯的英国的飞行员用飞机为邮政局运送了第一批邮件，这次飞行揭开了飞机运输的序幕；同年7月初，世界上第一次成功的客货空运诞生了，一位叫霍雷肖·巴伯的英国飞行员用飞机将一名女乘客和通用电气公司的一纸箱“奥斯拉姆”灯从肖拉姆运送到指定位置。而这些最早的空运使用的机型并不是专门的运输机，多为普通的双翼机，所以它们还不能算是现代运输机的起源，但却是一种伟大的尝试。1916年，世界上第一家用飞机运输和旅游的空运公司由英国的乔治·霍尔特·托马斯创建。1919年8月25日，世界第一条定期国际航班：伦敦—巴黎的航班由飞机运输和旅游公司开辟了。
老式运输机
但是，由于没有专门的运输机，当时用于空运业务的飞机大多是由军用飞机改装的，不能满足运送货物和乘客的需求，所以急需研究适合运输乘客和货物的飞机。为此，1919年，德意志魏玛共和国的容克斯公司和福克公司决定，设计制造一种专门用来运输的小型运输机，以满足当下的需求。就这样，最早的全金属结构运输机F-13由容克斯公司研制出来了，福克公司则制造出以钢质机身结构、木质机翼和布质蒙皮为特点的F-II和F-III。这就是最早的专用运输机的雏形。
1933年是有着重要意义的一年，这一年是运输机高速发展的时期。美国的波音公司于2月8日用改进后的波音247D型运输机载着10名乘客进行第一次试飞，拉开了载人运输的序幕。这架运输机的巡航时速为300多千米/时，航程最远可达1200千米。
1933年7月1日，美国道格拉斯公司成功研制了DC-1型运输机，后来又升级为DC-2型，它的载客量是16人，航速为274千米/时，最大航程为1900千米。波音247D和DC-2的成功，标志着现代运输机正式诞生，因为这两种飞机在结构、性能、乘坐舒适性上与早期的运输机相比有了显著的提高。所以它们一经问世，大量订单也就接踵而来。
1935年，道格拉斯公司推出有史以来最有影响的运输机——DC-3。DC-3的出世是航空运输的里程碑。DC-3可谓之前运输机的升级版，它的最高载客量达到36人，航速为290千米/时，最大航程为2400千米。DC-3的产量也是十分惊人的，一共生产了约11000架，几乎覆盖了世界上所有的航空公司。苏联也曾大量仿制过DC-3，也就是后来的里-2。另外，波音公司和道格拉斯公司研发的运输机是最先采用了光滑的承力金属蒙皮的悬臂式下单翼设计、襟翼、变距螺旋桨、可收放式起落架、机体除冰设备、自动驾驶仪、双套操纵系统和飞行仪表的公司，它们为现代运输机的发展奠定了坚实的基础。
1943年1月，美国洛克希德公司研制出世界上第一种采用密封舱的运输机—“星座”式飞机，并进行了第一次试飞，这种设计直接提高了高空飞行时的舒适性。也为今天的大多数运输机提供了借鉴。