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也就没有形成一定的规范。除了要求容易驾驶以及能够为陆、海军执行侦察、搜索任务以外，军方对飞机性能别无他求。因此，这一时期飞机的型号和部件还根本谈不上什么标准化，在飞机军械以及投弹方面的实验工作做得也很少。
到第一次世界大战爆发前夕，第一架重于空气的飞行器成功飞行的历史仅有１１年。飞机的性能虽比诞生之初有了很大改进，但还存在许多弱点。飞机的载重量、飞行速度、航程还很小，飞机的操作、安全性能也较差。气候往往对飞行有着决定性的影响。尤其重要的是，许多军队指挥官还不具备洞察飞机在未来战争中的作用的战略眼光，他们赋予飞机的主要任务也仅仅局限于侦察、搜索。军人们目光短浅的结果是没有在组织工作方面为建立航空兵奠定必要的基础。由于飞机是一种新出现的武器，高级指挥员们大多对此持怀疑态度，中级指挥员又不具备进行飞行管理所必备的经验，因此，当时唯一可行的办法是将担任航空勤务的低级军官提升至相当高的指挥岗位。这样做又引出了许多新矛盾。尽管这些初级军官了解新的部队是怎么一回事，他们也有一定的实践经验，但他们既没有接受过充分利用与其职务相一致的指挥权的训练，也缺乏理直气壮地同那些与他们级别相当的其他兵种指挥官打交道的权威。再说，航空兵本身还是一个级别较低的兵种，大部分新上任的指挥官也不愿意用手枪和手榴弹等威力并不大的东西去承担风险。于是，那些富于想象力、充满激情与积极性的飞行军官的工作热情便受到了严重打击。更为严重的是，航空部队的一些高级军官本身也对自己的作用缺乏理解和远见。不过，飞机向实战方向的发展与完善仍在缓慢地进行。德国和法国已经开始尝试在飞机上安装机枪，英国和美国也有人私下进行此类试验。
到第一次世界大战爆发时，德国已拥有一支世界上规模最大的航空部队。这支空中力量由帝国陆军航空勤务队和帝国海军航空勤务队两部分组成，分别从属于陆、海军，遂行陆上侦察、情报收集以及海上搜索、救援任务。不过，德国扩大航空部队的重点并没有放在飞机上，而是放在了齐柏林飞艇上。他们指望用这些庞大的飞艇来进行战术、战略侦察。然而，德国人忽视了一个非常重要的事实，即齐柏林飞艇极易遭受损失——为了获得有价值的情报，飞艇必须下降到可能被炮火击中的高度，然而飞艇中贮存的是易燃气体，一旦被炮火击中，后果不堪设想。在德国拥有的所有飞机中，大约半数为〃鸽〃式单翼机，这种飞起来十分平稳的飞机由奥地利人埃特里希研制成功并根据合同在德国生产；其余飞机是拉进式双翼机。当时，德国航空兵的基本战术单位是飞行小队，每个飞行小队由６架飞机组成，整个航空兵共有４１个小队。这些战术单位中的３４个被分配给集团军和军一级的指挥官运用，其余７个编成独立的航空中队，由陆军航空督察处实施单独的行政领导。规模仅次于德国航空兵的是法国陆军航空兵。法国陆军航空兵受法国总参谋部航空处领导，基本战术单位是飞行中队，飞行中队的编制因飞机种类而异。AE鋐1中双座机飞行中队由６架飞机组成，单座机飞行中队则由１０架组成。在威尔伯·莱特于１９０８年应邀前往欧洲之前，法国人设计生产飞机的指导思想主要是：飞机必须可以自由飞行，驾驶员的职责不过是操纵它，就像司机驾驶汽车一样。那些笨重平稳的双座飞机就是根据这个指导思想研制的。自威尔伯在巴黎的表演取得极大成功后，莱特兄弟更富有挑战性的思想深深影响了一批法国人，并由此产生了全新的设计观点。这些人认为：真正的飞行只能是由一架基本上不稳定的飞机完成的；在整个飞行过程中，飞行员必须像骑师驾驭骏马那样去操纵飞机，使其顺应自己的意志。那些灵活性较强的单座飞机正是这种设计思想的产物。此外，影响设计思想的另一个重要因素是发动机的种类。当时，较重型的的飞机倾向于采用水冷式直列发动机，这种发动机的功率相当大。而轻型飞机倾向于采用品缸旋转式发动机，这种发动机汽缸围绕曲轴成星形排列，曲轴一端固定在机身上，螺旋桨则安装在旋转的曲轴机匣上。这样的设计使发动机结构简单而紧凑，体积大大缩小，重量也大大减轻。安装这种发动机的飞机飞行性能因而也得到改善。
与此同时，英国人也逐渐注意到了发展航空兵的必要性。１９１２年，英国成立了皇家飞行队，下属陆军航空联队和海军航空联队各一个。不久，英国又成立了皇家航空勤务队，作为一支独立的航空部队隶属于海军。这样，英国的航空兵就由皇家飞行队以及皇家海军航空勤务队两部分组成。英国航空兵的基本战术单位是中队，每个中队由３个小队组成，每个小队编制４架飞机。在中队之上是联队和旅。至一战爆发，英国航空兵共有飞机５６架。然而，英国飞机的种类极为复杂，为数不多的飞机竟包括了近１０种型号。而且，英国人从来就没计划过把相同型号的飞机编在一起，而是常常把快速单座飞机与五花八门的低速飞机混合编组，极大影响了飞机性能的有效发挥。更为严重的是，英国飞机的生产规模还过小，必须依赖法国生产的飞机来满足其需要。这意味着皇家飞行队在战时将不得不受制于法国的飞机生产能力，只有在法国满足了自身的需要后，英国的空中力量才有可能得到补充和加强。直到１９１６年，英国的飞机制造业才开始基本满足皇家飞行队不断增大的需要。
中国也是世界上航空队建立最早的国家之一。１９１０年（清朝宣统二年）清政府就从法国购买了１２架飞机，并在北京南苑修建了我国第一个飞机场。１９１１年武昌起义，革命军又从奥地利购买了２架飞机。１９１１年辛亥革命以后，武昌、上海都督府分别成立了航空队。１９１３年北洋军阀政府在北京创立第一所正规的航空学校——南苑航空学校，开始在国内选拔、培养航空人才。
中国民主革命的伟大领袖和先驱孙中山，为实现民主革命，外御侵略，内除军阀，统一全国的目的，大力倡导〃航空救国〃。他在广东领导革命政府期间，设航空局，办航空学校，聘请外国专家教授飞行技术，在革命军中成立飞行队，参加讨伐叛军的战斗行动。１９２０年以后，东北三省和广东、广西、四川、云南等省的军阀，陆续组建了航空部队。
到第一次世界大战爆发，尽管航空兵还处于相当幼稚的时期，但是，飞机已经在实践中显示出了它的非凡作用与广阔的发展前景。飞机上的武器装备也逐渐由手枪、手榴弹发展成为机枪、炸弹。其后的战争实践证明，飞机的参战使战争的整个作战样式、战场面貌发生了根本性改变。
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——第一次世界大战中的航空兵
１９１４年８月，给人类社会带来巨大灾难的第一次世界大战爆发了。这在当时是一种令人无法预料的新型战争：庞大的军队、密集的士兵、彼此相隔数码对峙几月甚至几年的战线……战前人们谁也不会料到飞机会在这次战争中得到突飞猛进的发展，然而事实却向人们证明：空中作战的许多样式是在这场战争中播下的种子，从此以后，空中作战思想就开始萦绕在世人的脑海中，并进而改变了整个战争的面貌。
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几百年以来，骑兵一直把自己视为陆军的眼睛，因为它可以搜索敌人，并将敌情报告给司令部。然而，在第一次世界大战中，飞机却使骑兵受到了〃威胁〃，因为一架飞机在几百英尺的高空可以完成同样的侦察任务，而且飞行员在几分钟内即可将获得的情报送交司令部。
侦察是飞机在军事上的第一个应用领域，也是飞机在大战初期的核心任务。１９１４年９月３日，法国的一架侦察机发现德军已经不再绕着巴黎的西郊向前疾进，而是向东直插这座城市的内部，从而将他们的右翼暴露于外。这一情报使法军掌握了德军的弱点。法军抓住时机，发动了规模巨大的马恩河战役，阻止住了德军的进攻，扭转了战场上的不利态势。
然而，飞机并不仅仅是陆军的〃眼睛〃，它还是一种有效的作战武器。１９１４年１０月５日，法军飞行员约瑟夫·弗朗茨和机械员兼观察员路易·凯诺中士驾驶一架瓦赞飞机在己方阵地上空巡逻。这种飞机结构紧凑，有两个座位，采用推进式发动机。观察员位于靴形短舱的前部，操纵一挺０．３０３英寸口径的能活动的刘易斯式轻机枪。刘易斯式轻机枪是当时最先进的机上机枪之一。这种机枪是美国人艾萨克·刘易斯上校于２０世纪初设计的一种轻型气冷式武器，它有一个内装４７…９０发子弹的鼓形弹匣，插在机匣顶部。拆掉枪筒套筒以后，机枪的重量便减轻许多，因此它是一种很好的机载武器。凯诺中士把这挺机枪架在机头上，机枪的底座是活动的。他摆弄着这挺机枪，怀疑它是否真的有效，很想有个机会试一试。正当他手痒难捺之际，一架倒霉的德国阿维亚蒂克双座侦察机闯入了他的视野。弗朗茨驾机冲了过去，德机并未急着逃跑，因为飞行员没看到那挺可怕的机枪。当两机距离接近时，可怕的机枪吐出了〃火舌〃，惊慌失措的德机一会儿工夫就被击中坠毁。这是战争史上第一次用机枪进行的空战，空中追逐与歼击的时代由此开始。
在第一次世界大战中，飞机还被广泛运用于空地协同作战。在１９１７年１１月２０日进行的康布雷战役中，英军派出了１０００余架飞机参战。这些飞机以低空盘旋的噪音来掩盖坦克开进的隆隆声，以对地轰炸和机枪扫射来支援地面部队的行动，这些飞机还轰炸了德军的炮兵和指挥部。经过１０个小时的激战，英军突破了德军的防线，俘敌８０００余人，缴获火炮１００余门。１１月３０日，德军在１０００余架飞机的支援下实施反击，收复了失地，俘敌９０００余人，缴获坦克１００辆，火炮１４８门。这次战役是坦克、飞机、步兵、炮兵的首次协同作战，为协同战役理论的产生奠定了基础。航空兵的低空强击战术也在这次战役中得到了发展。在这一时期，德国人在飞机配合陆军作战方面处于领先地位，他们专门生产了有装甲的Ｊ级飞机和轻型ＣＬ级飞机用于攻击地面目标。德国的Ｊ级〃容克〃式飞机是现代强击机的雏形，它的机身全部用铝合金制造，飞机腹部装有下射机枪，座舱周围装有５毫米厚的钢板。飞机携带有集束手榴弹和手抛轻型炸弹，可有效地执行对地攻击的任务。德国还在１９１８年１月２６日颁布的《阵地战中的进攻》细则中明确了航空兵在诸兵种协同作战中的具体运用办法。１９１８年３月２１日，德国航空兵在皮卡迪进攻战斗中实施了这一细则。侦察航空兵首先期飞，进行战场监视和收集情报，使指挥部随时掌握突击进程；歼击航空兵掌握〃制空权〃；强击航空兵随即投入战斗，对敌步兵和炮兵实施猛烈扫射。第二天，德军步兵又在３０架强击机支援�