ประวัติศาสตร์การเดินอากาศ

อย่างไรก็ตามความคิดเรื่องพลศาสตร์การบินนั้นต้องย้อนถึงคริสต์ศตวรรษที่ 9 อับบาส อิบน์ ฟิรนาส วางรากฐานการบินซึ่งได้รับอิทธิพลแนวคิดจากอาร์คิมิดีส ของกฎแรงลอยตัว ไปจนถึงคริสต์ศตวรรษที่ 15 เลโอนาร์โด ดา วินชี ได้เคยฝันถึงสิ่งประดิษฐ์ที่สามารถบินได้ เขาได้พยายามออกแบบสิ่งประดิษฐ์ดังกล่าวหลายชิ้น แต่ก็ไม่ประสบความสำเร็จ

ในปี ค.ศ. 1670 ฟรันเซสโก ลานา เด เตรซี (Francesco Lana de Terzi) ได้ตีพิมพ์ชิ้นงานเสนอความคิดเรื่องความเป็นไปได้ของอากาศยานที่เบากว่าอากาศ (Lighter than air) การใช้วัตถุกลวงที่มีผิวเป็นฟอยล์ทองแดงบาง ๆ ในขณะที่ด้านในเป็นสุญญากาศอาจจะทำให้วัตถุนั้นเบากว่าอากาศจนสามารถยกเรือเหาะได้ อย่างไรก็ตามทฤษฎีดังกล่าวก็ตกไปเนื่องจากความจริงที่ว่าความดันอากาศที่แตกต่างอย่างมหาศาลนั้นจะทำให้เรือเหาะยุบตัว ทฤษฎีดังกล่าวในปัจจุบันถูกรู้จักในชื่อ "เรือเหาะสุญญากาศ" (Vacuum airship)

การค้นพบแก๊สไฮโดรเจนในคริสต์ศตวรรษที่ 18 ได้นำไปสู่การคิดค้นบอลลูนไฮโดรเจนขึ้นมา ซึ่งเป็นช่วงเวลาเดียวกับที่พี่น้องมงกอลฟีเย (Montgolfier) ได้สร้างบอลลูนอากาศร้อนขึ้นมาและเริ่มทำการบิน ในขณะเดียวกันก็เป็นยุคที่วิศวกรและนักฟิสิกส์ได้สร้างทฤษฎีใหม่ๆขึ้นมา วิชาพลศาสตร์ของไหล และกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน ทำให้เซอร์จอร์จ เคย์ลีย์ (Sir George Cayley) วิศวกรชาวอังกฤษ สามารถพัฒนาไปสู่วิชาอากาศพลศาสตร์สมัยใหม่ (Modern aerodynamics) และทำให้เขาได้รับขนานนามเป็น "บิดาแห่งเครื่องบิน"

 

จากเอกสารที่มีรายละเอียดสมบูรณ์ ได้ระบุว่า บอลลูนที่มีมนุษย์โดยสารเที่ยวแรก เป็นบอลลูนอากาศร้อนซึ่งประดิษฐ์ขึ้นโดยสองพี่น้องโฌแซ็ฟ-มีแชล มงกอลฟีเย ชาวฝรั่งเศส หลังจากที่ได้ทดลองหลายครั้งทั้งแบบไร้ผู้โดยสารและใช้สัตว์โดยสารในที่สุด บอลลูนแบบโยงเชือกที่มีมนุษย์โดยสารก็ถูกสาธิตขึ้นครั้งแรกเมื่อวันที่ 19 กันยายน ค.ศ. 1783 ณ พระราชวังแวร์ซาย ต่อหน้าพระเจ้าหลุยส์ที่ 16 และบอลลูนลอยเสรีที่มีมนุษย์โดยสารได้ขึ้นบินครั้งแรกเมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายนในปีเดียวกัน การสาธิตบอลลูนลอยเสรีครั้งนี้สำเร็จได้ด้วยดี

ไม่กี่วันให้หลัง ในวันที่ 1 ธันวาคม ค.ศ. 1783 ศาสตราจารย์ฌัก ชาร์ล (Jacques Charles) และพี่น้องรอแบร์ต ได้สาธิตบอลลูนแบบใหม่ขับเคลื่อนโดยไฮโดรเจนขนาด 380 คิวบิกเมตรและลอยสูงราว 550 เมตร โดยล่ามเชือกไว้และลากไปยังจุดหมายเริ่มจากพระราชวังตุยเลอรีในปารีสไปยังมณฑลวาล-ดวซ ใช้เวลาล่องรวม 2 ชั่วโมง 5 นาทีกับระยะทาง 33 กิโลเมตร ซึ่งในครั้งนี้มีขุนนางชั้นสูงโดยสารอยู่ในบอลลูนด้วยสี่คนและพระเจ้าหลุยส์ที่ 16 ร่วมทอดพระเนตร หลังจากนี้บอลลูนก็ได้รับการพัฒนาขึ้นเรื่อย ๆ อย่างรวดเร็ว ในปี ค.ศ. 1794 ช่วงสงครามปฏิวัติฝรั่งเศส กองทัพฝรั่งเศสได้ใช้บอลลูนไฮโดรเจนแบบผูกเชือกเพื่อสังเกตการณ์ความเคลื่อนไหวของกองทัพออสเตรียในเดือนมกราคมปี ค.ศ. 1795 ฌ็อง-ปิแยร์ บล็องชาร์ (Jean-Pierre Blanchard) นักคิดค้นบอลลูนชาวฝรั่งเศส สามารถล่องบอลลูนไฮโดรเจนข้ามช่องแคบอังกฤษได้ บอลลูนของเขาลอยได้สูงถึง 1,800 เมตร

ในต้นศควรรษที่ 19 บอลลูนถือเป็นกีฬานิยมอย่างหนึ่งในอังกฤษ โดยบอลลูนเหล่านี้ใช้ก๊าซจากการเผาถ่านเป็นแรงขับ ซึ่งก๊าซเหล่านี้มีกำลังเพียงครึ่งเดียวของไฮโดรเจนเท่านั้น ดังนั้นบอลลูนเหล่านี้จึงมีขนาดค่อนข้างใหญ่

 

เดิมเรือเหอะถูกเรียกว่า "บอลลูนที่บังคับได้" (Dirigible balloon) เรือเหาะได้ถูกคิดค้นขึ้นในปี ค.ศ. 1884 เมื่อกองทัพฝรั่งเศสได้สร้างเรือเหาะไฟฟ้าแบบบินได้เสรีขึ้น ชื่อว่า ลาฟร็องซ์ (La France) มีความยาว 52 เมตรและบรรจุแก๊สได้ถึง 1,900 คิวบิกเมตร มีมอเตอร์ใบพัดกำลัง 8½ แรงม้า ด้วยความเร็ว 8 กิโลเมตรต่อ 23 นาทีซึ่งเชื่องช้ามากทำให้เรือบินนี้ถูกใช้งานเพียงสั้น ๆ เรือเหาะเริ่มแพร่หลายเมื่อมีการคิดค้นเครื่องยนต์สันดาปภายในขึ้น

เรือเหาะแบบแรกที่ใช้ประจำในเส้นทางบินเป็นเรือเหาะแบบไร้โครง (non-rigid airship) ซึ่งเป็นเรือเหาะที่ไม่มีโครงประกอบหรือกระดูกงู เรือเหาะแบบไร้โครงแบบแรกที่ประสบความสำเร็จที่สุดคือเรือเหาะของนายเอาแบร์ตู ซาตูส-ดูมง (Alberto Santos-Dumont) วิศวกรชาวบราซิล เขาบูรณาการบอลลูนกับเครื่องยนต์สันดาปภายในได้อย่างมีประสิทธิผล ในวันที่ 19 ตุลาคม ค.ศ. 1901 เขาบังคับเรือเหาะ หมายเลข 6 จากอุทยานชานเมืองปารีสไปบินวนรอบหอไอเฟลและกลับมาลงจอดที่เดิมในเวลา 30 นาที

ในช่วงเวลาเดียวกัน เรือเหาะแบบไร้โครงก็เริ่มฉายแวว เมื่อเรือเหาะ LZ 1 ที่สร้างขึ้นโดยวิศวกรชาวเยอรมัน เคานต์แฟร์ดีนันด์ ฟอน เซพเพอลิง (Ferdinand von Zeppelin) ซึ่งมีความยาวถึง 128 เมตร ขับเคลื่อนโดยเครื่องยนต์ 14.2 แรงม้าสองตัว มีความเร็วเป็นเท่าตัวของลาฟร็องซ์ ได้ขึ้นบินเมื่อวันที่ 2 กรกฎาคม ค.ศ. 1900 แต่จากสภาพอากาศและตัวรักษาสมดุลเสียหายทำให้เรือเหาะตกลงในทะเลสาบโบเดิน

ท่านเคานต์ต้องใช้เวลาอีกหลายปีกว่าจะระดมทุนสร้างเรือเหาะลำใหม่ขึ้นมาได้ บริษัทของเซพเพลิงกลายเป็นผู้ผลิตเรือเหาะรายใหญ่ที่สุด เยอรมนีกลายเป็นชาติที่มีเทคโนโลยีเรือเหาะล้ำหน้าที่สุดเหนือชาติต้นตำหรับอย่างฝรั่งเศส เรือเหาะได้ถูกใช้งานทั้งในด้านพลเรือนและทหารไปอีกราว 3 ทศวรรษ มีการเปิดเส้นทางบินมากมาย โดยเส้นทางที่ได้รับความนิยมที่สุดคือเส้นทางระหว่างยุโรปกับสหรัฐอเมริกา โดยการเดินทางโดยเรือเหาะถือเป็นการเดินทางระดับหรูหรา บรรจุผู้โดยสารได้ 40 - 75 คนต่อเที่ยว จนกระทั่งเมื่อเกิดโศกนาฎกรรมเรือเหาะฮินเดินบวร์คของเยอรมันระเบิดขณะลงจอดในสหรัฐอเมริกาในปี ค.ศ. 1937 อุตสาหกรรมเรือเหาะก็ถึงคราวเสื่อมถอย

 

หลังพี่น้องไรต์ได้ออกแบบและสร้างเครื่องบินที่สามารถทะยานขึ้นเองได้สำเร็จในต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 ก็เริ่มเข้าสู่ยุคบุกเบิก (Pioneer Era) ซึ่งเริ่มมองเห็นลู่ทางที่จะใช้เครื่องบินและเรือเหาะในการขนส่งผู้คนและใช้งานทางทหาร แม้ว่าแบบเครื่องบินของพี่น้องไรต์จะถูกตีพิมพ์ต่อสาธารณะเมื่อปี ค.ศ. 1906 แต่แบบของพี่น้องไรต์ก็ยังไม่ได้รับการยอมรับมากพอ พวกยุโรปต้องการเครื่องบินที่เชื่อถือและมีเสถียรภาพมากกว่านี้ วิศวกรจำนวนมากในยุโรปพยายามออกแบบและพัฒนาเครื่องบินของตนเองขึ้น ซึ่งก็ไม่ใช่เรื่องยากเหมือนแต่ก่อนเนื่องจากเทคโนโลยีเครื่องยนต์ที่มีพละกำลังสูงขึ้น ในปี ค.ศ. 1909 หลุยส์ แบลริโอ (Louis Bleriot) ชาวฝรั่งเศส ได้ขับเครื่องบินที่เขาประดิษฐ์ข้ามช่องแคบอังกฤษ ทำให้อังกฤษเริ่มตระหนักได้ถึงความมั่นคงที่ไม่ปลอดภัยและเริ่มหันมาพัฒนาเครื่องบินของตนอย่างจริงจัง ในปี ค.ศ. 1914 ก่อนเข้าสู่สงครามโลกครั้งที่หนึ่ง โรมาเนียเป็นชาติแรกที่สามารถสร้างเครื่องบินซึ่งทำด้วยเหล็ก ภายหลังสงครามโลกครั้งที่สอง การบินพลเรือนได้เติบโตขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยส่วนใหญ่ดัดแปลงมาจากเครื่องบินทหารเดิมเพื่อใช้ขนส่งผู้โดยสารและสินค้า นอกจากนี้เทคโนโลยีต่างๆซึ่งเดิมถูกคิดค้นมาเพื่อการทหาร อาทิ เรดาร์ ก็ได้ถูกนำมาใช้ในการบินพลเรือน

จากระยะเวลาการเดินทางทางอากาศที่สั้นทำให้เรือเดินสมุทรถูกลดบทบาทในการขนส่งผู้คนลง ในยุคแรกของการเดินอากาศ การขนส่งสินค้าทางอากาศยังไม่แพร่หลายมากนักเนื่องจากต้นทุนที่สูง ประกอบกับสนามบินพาณิชย์และเส้นทางการบินยังมีไม่มากพอ การขนส่งสินค้าระหว่างประเทศส่วนใหญ่ยังคงใช้การขนส่งทางเรือเป็นหลัก สินค้าที่ขนส่งทางอากาศมักเป็นสินค้าที่มีมูลค่าสูงและสินค้าน้ำหนักเบาจำพวกไปรษณียภัณฑ์ขนาดไม่ใหญ่มาก ซึ่งเป็นสินค้าที่ต้องการความรวดเร็วในการส่ง ในปี ค.ศ. 1912 สหรัฐอเมริกาได้ทดลองการส่งไปรษณียภัณฑ์ทางอากาศเป็นครั้งแรกและประสบผลสำเร็จ

การพัฒนาเครื่องบินให้มีขนาดใหญ่ขึ้นและบรรทุกได้มากขึ้น เป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้การบินพลเรือนสามารถขยายตัวได้อย่างรวดเร็ว ปัจจุบันมีผู้ผลิตอากาศยานรายใหญ่ของโลกอยู่ 5 ราย อันได้แก่

• แอร์บัส (Airbus) มีฐานในทวีปยุโรป
• โบอิง (Boeing) มีฐานในสหรัฐอเมริกา
• บอมบาร์ดิเอร์ (Bombardier) มีฐานในแคนาดา
• เอ็มบราเยร์ (Embraer) มีฐานในบราซิล
• ยูไนเต็ดแอร์คราฟต์ (United Aircraft) มีฐานในรัสเซีย

และจากข้อมูลของธนาคารโลกพบว่าในปี ค.ศ. 2015 มีผู้โดยสารทางอากาศกว่า 3,440 ล้านเที่ยวคนทั่วโลก ซึ่งเพิ่มขึ้นอย่างมากจากปี ค.ศ. 1970 ที่ขณะนั้นมีเพียง 310 ล้านเที่ยวคน และจากการสำรวจโดยสมาคมขนส่งทางอากาศระหว่างประเทศ พบว่าผู้โดยสารกว่า 49% ในปี ค.ศ. 2015 มีอายุระหว่าง 25 - 44 ปี

จากการแข่งขันด้านการเดินอากาศที่เข้มข้น ทำให้ 5 สายการบินชั้นนำร่วมกันจัดตั้งพันธมิตรสายการบินที่ชื่อว่า สตาร์อัลไลแอนซ์ ขึ้นในปี ค.ศ. 1997 ซึ่งปัจจุบันเป็นพันธมิตรสายการบินที่ใหญ่ที่สุดของโลก และตามมาด้วยการจัดตั้งพันธมิตร สกายทีม ในปี ค.ศ. 2000 บรรดาสายการบินร่วมพันธมิตรจะสามารถทำเส้นทางบินแบบเที่ยวบินร่วม (code-share) ได้ ซึ่งผู้โดยสารจะซื้อและออกตั๋ว ณ ต้นทางครั้งเดียว การต่อเที่ยวบินไปยังสายการบินอื่น ๆ ที่ร่วมพันธมิตรนั้น ไม่จำเป็นต้องออกตั๋ว รับ/โหลดสัมภาระซ้ำ ช่วยให้การเดินทางเป็นไปโดยสะดวกยิ่งขึ้น

ปัจจุบัน การบินพลเรือนของแต่ละประเทศอยู่ภายใต้กฎและมาตรฐานของสถาบันหลักสองแห่งคือ สำนักงานบริหารการบินแห่งชาติ (FAA) และ องค์การการบินพลเรือนระหว่างประเทศ (ICAO) การบินพลเรือนของประเทศใดที่มีมาตรฐานต่ำอาจทำให้ประเทศนั้นเผชิญกับมาตรการกีดกันทางการบิน และผู้ที่คอยออกกฎและมาตรฐานของสายการบินทั่วโลกคือ สมาคมขนส่งทางอากาศระหว่างประเทศ (IATA)

• ยานอวกาศ