张聚恩/文
人类的飞翔梦是从钦羡与学习飞行生物开始的。世界多地区、多民族的航空先驱从飞鸟的翅膀得到启发，形成翼型的概念，进而探究飞行的奥秘与规律。经过漫长的研究与实践，借助人造机械装置，终于实现了飞上蓝天的理想。
人类研制生产的航空器有四大类：固定翼航空器、旋翼类航空器、浮空器和火箭。支撑其不断发展进步的是一个宏大的航空科技体系，包括科学基础与工程技术两个组成部分。一部航空发展史，就是航空科学与航空技术互动发展、交相辉映的史诗般进程。
在这个进程里，科学和技术以自己不同的特点与样式，发挥着各自不同的作用。一般说来，航空科学作为理论先见，出现在技术创造之前，对技术的发展起引领作用。一批伟大的航空科学家在不同的历史年代，用他们独特的脑力劳动，探究实现和改善飞行的科学途径。也有少数科学家，同时又是实践家、设计师、技术大家，他们在科学和技术领域都做出了非凡的贡献。
航空科学的主要成就出现在20世纪中叶之前的300年间，代表性成就是数代人共同劳动的结晶——空气动力学理论的创建与完善。在航空科学的指引和相关科学技术领域成果的支撑下，近现代航空技术呈群体突破、体系性发展的态势，一个基本完整的航空工程技术体系业已形成，并还在快速进步中。如果把现代航空工程技术体系比作一座宏伟的、不断加高的大厦，航空科学就是地下的基石，多数时候人们看不到它，但没有基石的大厦注定盖不高，也是不牢靠的。
为明晰当今航空发展的阶段特点与使命任务，并对未来发展做出预判，有必要回顾航空科学史，对其增进了解、提升认知。本文力求以尽可能短的篇幅，从学科及飞行要素两个维度来认识航空科学史。关于航空技术的发展，以及航空发动机的科学基础与技术发展，拟分别以《极简航空技术史》和《极简航空动力史》另行梳理探讨。
航空器属机械装置，其科学学科的主要基础是力学和数学，包括牛顿三大定律、热力学定理、空气动力学、飞行力学、材料力学、结构力学与强度理论。其中，多数定律和定理并非因航空而发现，或专为航空而生，但对于航空至关重要，且因航空的应用研究而获得更大发展，其中一部分发展成为独立分支学科。
首先是力学、数学，以及二者的结合。英国牛顿（1643-1727年）除了创立不朽的三大定律外，他和德国莱布尼茨（1646-1716年）发明了微积分，提供了连续可微函数工具，为建立经典连续介质力学，进而发展流体力学和空气动力学建立了基础条件。1755年，瑞士欧拉（1707-1783年）提出描述流体运动的欧拉方法，并基于连续介质假设和理想流体模型，利用牛顿第二定律建立了理想流体运动微分方程组，即欧拉方程组。在对于不可压缩粘性流体运动的研究中，从1822年法国纳维（1785-1836年）开始，到1845年英国斯托克斯（1819-1903年）完成创立，流体运动微分方程组（即著名的Navier-Stokes方程组，简称N-S方程组）成为又一项奠基性成就。
在长期的科学研究实践中，经历持续积累，发展成为独立学科或学科分支的主要有空气动力学、飞行力学、结构力学与强度理论以及火箭推进理论。
空气动力学是研究气体的运动规律以及它们与物体相对运动时相互作用的科学，特别是研究各类飞行器在大气中飞行原理的科学。它是现代航空首要的基础科学。它的直接作用是指导航空器各种不同外形和布局的选择与确定。
飞行力学是研究飞行器运动特性和规律的学科。其内容一是研究飞行器运动，含速度、高度和运动轨迹的变化规律；二是稳定性和操纵性研究，研究在力和力矩作用下，飞行器如何保持和改变飞行状态的规律。
结构力学与强度理论是研究飞机结构受力、传力规律，分析结构在工作环境下的强度与刚度，探讨飞机零部件合理布局及最佳尺寸的学科，又称飞机结构理论，亦称飞机强度学。
火箭推进理论是航天的主要科学基础，鉴于航空领域也使用火箭，尤其在面对空天一体挑战时，火箭是必需的工具，故亦为航空科学基础之一。这是一门研究火箭飞行原理、指导人类发展和利用喷气式器械，以飞得更高更快更远的科学。
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