这一消息传开后，聘书像雪片一样飞来，美国各地的资本家纷纷高薪请冯如任教。然而这位杰出的飞机设计师、优秀的飞行家决心报效祖国。他十分坚定，又十分礼貌地说：“我菲薄的才能属于我的祖国。”他舍弃了优越的工作条件和舒适的生活环境，于1911年2月回到了阔别16年的家乡，广东飞行器公司也迁回广州，并带回了两架飞机。
当时的满清政府腐败无能，他们不懂航空，也不需要飞机，虽然我们有世界一流的航空科学家，中华民族有能力站在世界航空界的前列，但他们对此置之不理。
辛亥革命以后，广东革命军政府组织飞行队，委任冯如为队长。为了宣传和普及航空知识，1912年8月25日，冯如亲自驾驶着从美国带回来的飞机，参加了在广州燕塘进行的飞行表演。由于飞机闲置太久，部件失灵，在飞行中飞机失事。中国的第一位杰出的航空学家、第一架飞机的设计者冯如，带着他未了的航空梦离开了人世。冯如的遗体安葬在广州黄花岗烈士陵园，立碑纪念。为了表彰他对中国航空事业的贡献，冯如被尊称为“中国创始飞行大家”。
导航系统的发展
从古至今，导航系统主要经历了天文导航、指南针导航、无线电导航、雷达导航、卫星导航等发展过程，实现了由“近视眼”到“千里眼”的飞跃。
我们都知道，夜空中的北极星基本恒定在北方的方位，而北斗星一直在北极星附近，指示着北极星的方位，夜间可用它来判知东西南北。
这样，我们的祖先发明了借助日月星辰判断海上航行方向的“牵星过洋术”。在航海中，人们使用一种测角仪，测量从水天线到星星的仰角，将测量的结果和早已测定好的“过洋牵星图”比较，就可以知道船只在海中的大略位置了。
指南针应用于航海是世界航海史上的一项划时代的创举。如果没有指南针，就不会有近代航海事业的大发展，就不会有地理大发现，就不会有各国间大规模的经济贸易和文化交流。但天文导航和指南针是有局限的，它们虽使人们摆脱了海岸，但在雾天、阴天和复杂的海区仍可能出现误差而造成人间悲剧。
直到20世纪，无线电导航、雷达导航和卫星导航诞生，人类才真正做到了“海阔任船行，天高任机飞”。
我们对于无线电导航并不陌生，它是通过接收沿岸放置的导航台中较近的两户导航台同时发来的无线电信号，根据这两个导航台发出信号到达舰艇的时间差计算出这两个导航台与船只之间距离差，从而测出船位。这是无线电导航的基本原理。后来，人们又将测时差改为测信号电磁波的相位差，提高了导航精确度和导航距离。
雷达导航是依靠雷达荧光屏上目标显示的变化情况来引导航行的。雷达由天线、发射机、接收机、显示器、电源所组成，也是用无线电来测定目标方位和距离的。
当雷达的发射机发射出的电波遇到障碍后，就被反射回来，接收机接收到信号后，便在显示器的荧光屏上显示出来。然后，通过一系列复杂的计算便可测出目标的方位和距离。
目前，卫星导航已经广泛应用，它的导航精度能够精确到几米，有了卫星导航，海上航行已经完全能做到自由自在了。
冲破“音障”
有了喷气式发动机，飞机好像做了一次“美容手术”，机身变得瘦小了，流线型的机身更加漂亮，更有利于飞行。飞机的飞行速度成倍地提高。
新的问题随之出现，当飞机飞行速度接近音速，即时速很快达到1224千米时，一种怪现象发生了：整架飞机开始振颤，操纵机构失灵，接着飞机像撞到一堵坚硬的水泥墙上一样，突然爆炸，机毁人亡。许多架试验飞机就这样莫名其妙地失事了。但有一次美国空军上尉哈利逊在飞机爆炸之前的一瞬间，跳伞成功，得以生还。
他回忆说：“简直像在梦中，‘砰’的一声，飞机就被一把大锤打得粉碎……”
后来科学家们研究发现，飞机的飞行速度是不能超过音速的。如果超过音速，飞机前面被压缩的空气就像一堵水泥墙，飞机无法将它劈开，而被这堵“墙”撞得粉碎。这种现象被称为“音障”。
音障成了提高飞机速度的一大难题。科学家们为了对付音障想出了许多方法，做了许多次试飞，最后才发现要克服音障就必须提高发动机功率，增加各部件强度，使飞机表面尽可能变得光滑，改进飞机的外形，采用后掠式三角翼，前端做成针状。
根据这些理论将飞机各方面进行了改进，并做了多次实验，最后终于实验成功了第一架突破音障的实验飞机X-1。这架飞机体积很小，身长只有9.45米，却装有4台喷气发动机。整个机身呈光滑的流线型，像一个海豚，前端呈针状。
1947年10月17日，这架飞机开始试飞。实验开始时，先将X-1装于一架巨型轰炸机下方，让巨型轰炸机将其带到一定高度和速度后，将其投出，同时X-1立刻开启自己的4台喷气式发动机，独立飞行，速度不断增大，这时仪表已显示出1125千米／小时的速度，紧握操纵杆的试飞员非常紧张，这架飞机能不能冲破音障？
试飞员又慢慢地提起操纵杆，使飞机的速度慢慢地提高，仪表显示飞机的速度继续提高，达到音速了！飞机运行平稳，并未出现异常情况。飞机速度又缓慢超过音速，成功了！X-1试验机胜利返航，人们欢呼拥抱，音速是可以超越的！音障被克服了。
克服“热障”
飞机作超音速飞行时，前方的空气被压缩，使飞机外壳和空气发生高速摩擦，产生了巨大的热量，飞机表面的温度可高达300℃。
高温的后果是严重的。受热后的金属材料的负荷能力下降，无法承受飞行负担，甚至还会发生变形。用不同金属制成的零件受热后膨胀情况不同，相互间连接就容易出现问题，严重时这种问题会造成飞机解体。同时，机舱内温度升高，驾驶员被高温烤得无法正常工作。高温还会软化飞机上的塑料、有机玻璃等器件，使它们失去原有的性能；燃料和润滑油在高温下也会挥发。
这种现象被称作超音速飞行时的“热障”，“热障”是提高飞机速度的“拦路虎”。那么，怎样才能降低超音速飞机表面的温度呢？
随着新材料技术的不断发展，各种各样的新材料被应用到航空领域，逐渐克服了“热障”。首先，将飞机表面做得非常光滑，一方面可以减少摩擦，减少生热；另一方面光滑的表面也可以辐射掉一部分热量。
其次，可以利用物理方法对飞机进行冷却，想办法将热量带走，如在飞机内表面夹层中安装冷却套，套内装有冷却液体循环，把热量带走。当然，也可以在飞机的表面涂上一层有机涂料，从飞机表面带走大量热量。
第三种方法比较复杂，称为烧蚀式防热。将一种新式高分子材料敷于飞机表面，这种材料遇到高温后，就可以吸收热量，变成一种具有良好隔热性能的疏松层。它的外表面虽然是300~400℃的高温，但在相隔5毫米的另一面，温度却可以保持在100℃以内，这种方法可以彻底地克服“热障”。
有了先进的超音速飞机，又克服了“热障”这个“拦路虎”，飞机的飞行速度迅速提高，飞行纪录不断被突破。1956年9月，X-2火箭飞机时速达到了3450千米；1967年9月，X-15型火箭飞机的时速竟达到了7200千米。现在，一般战斗机的速度都超过音速3倍，大型客机大都可以以2倍音速飞行。
雷达
飞机场常常又被叫做“航空港”，那里是一个十分繁忙的交通枢纽，每天都有许多飞机在那里起飞、降落。
虽然机场很大，但由于飞机速度很快，为了避免飞机碰撞，机场的调度人员就必须及时掌握机场上空几百千米范围内的所有飞机的位置、速度和飞行方向，然后才能准确地向各架飞机发出先后起飞和着陆的指示。要完成这样繁重而又精细的调度工作，雷达是其中不可缺少的工具。机场上装有雷达，机场调度人员就可以从雷达显示器上，清楚地看到机场上空几百千米范围之内的全部情况，进行空中交通的指挥工作了。这种雷达一般叫做“空中交通管制雷达”和“精密着陆雷达”。在雷达的显示器上，还能预先显示出一条理想的飞机降落轨迹，在飞机着陆过程中，雷达连续地测量飞机的位置并通过无线电话指挥驾驶员按照正确的飞行航线飞行，直至降落在跑道上。
不仅飞机的起飞和着陆要用雷达控制，飞机在飞行过程中也要用到雷达。通常，民航航班飞机是要按预先规定好的航线飞行的。如果遇到黑夜和云雾天气，或是领航员对航线不熟，那就要用雷达来导航了。在飞机上装一部雷达，天线朝向地面，显示器上就会显示出一幅“雷达地图”，领航员通过随时观看雷达地图，就能知道飞机的位置，保证飞机按正确航线飞行了。
飞行员在飞行过程中，还必须随时掌握飞机距离地面的高度，因此要在飞机上装一部叫做“雷达测高计”的测高雷达。这样，在海洋上空飞行，就能随时知道飞机距离海平面的高度；在大平原上空飞行，可以随时知道距离地面的高度；在崇山峻岭上飞行，可以随时知道距离高峰、山岭的高度。在一些需要低空突防的军用飞机上，还要装上一种“防撞雷达”，它能在飞机低空高速飞行时，及时提醒驾驶员对高山和高大建筑物进行避让。
飞机与地面通信
随着航空事业日新月异的发展，人们对开发飞机与地面通信的要求也随之提出并日益发展。乘客在飞行旅途中打电话回家，已不是梦想了。目前，世界上许多航空公司正向旅客提供空中电话、电传、电报等服务，通过通信卫星，机上乘客将随时与地面保持紧密联系。
1984年5月，美国首先在民航机上开办旅客电话业务。目前已有20多家航空公司开办这种业务。美国几家公司联合创建一个“空中电话通信网”，适用于美国本土和阿拉斯加以及夏威夷岛上空，乘客可以在飞行高度约为15000米的飞机上，直接与地面通话。
目前，欧洲一些航空公司正在开发一种空中拍发电报电传，乘客利用这种装置，可在飞机上向世界各地拍发电报电传。国际航空通信协会、欧洲航天局和国际海事通信卫星组织联合提出一个系统工程试验，并已取得了成果。开发空中电报电传装置与一台甚高频数据传输设备配套使用后，将在法国、美国一些飞机上首先安装。
20世纪80年代末，美国先进仪器公司成功研制了一种高技术手表，它具有先进的无线电远距传呼功能。美国在1987年下半年，在3架波音747飞机上进行了试验。不久的将来，机上乘客可随时随地与地面接收和发送话音通信，装有私人电话的定期旅行者可不受限制地与地面保持联系，并提供播叫业务；安装在飞机客舱内的显示终端，可供旅客与地面电报用户交换电文或图像信息，从而实现地空无限、随时联系的“全球通信”及“综合业务数字网”通信的更新境界。
空中加油
1948年7月22日，美国3架B-29飞机从戴维—蒙森空军基地起飞，作环球飞行试验。其中有2架飞机在航线上8次着陆，用了15天时间，空中加油机正在给战机加油才完成了32187千米的环球飞行。到了1957年1月16日，美国5架B-52B飞机从加利福尼亚州卡斯尔空军基地起飞，在空中加油的条件下，仅用3天时间就完成了环球飞行，其实际飞行时间只有45小时19分钟。为什么飞机能在空中加油呢？
空中加油是在加油机和受油机的共同配合下完成的。早期的空中加油设备简陋，由加油员手持加油管，对准受油口，依靠加油机与受油机的高度差（加油机在上方，受油机在下方）进行重力加油。后来研制成功了空中加油吊舱，使空中加油技术发展到一个新阶段，并实现了一架加油机同时给几架飞机（最多3架）加油，同型飞机相互之间加油。一般情况下，使用插头锥套式加油设备时，加油速度为1500升／分左右；使用伸缩套管式加油设备时，加油速度最高可达6000升／分。在加油的过程中，受油机的飞行员主要精力集中在保持好飞行状态，使加油机和受油机之间的间隔、距离、高度差保持不变。
20世纪90年代以来，美国及欧洲一些国家加速改进其加油机。除换装新型发动机外，在加油技术上采用了自动加油管理系统和自动加油管结合系统。自动加油管理系统能使加油机迅速向受油机大量加油，同时又能保持最佳的重心位置和飞行状态，并由机载计算机来计算油箱阀门和油泵的最佳开关时机；自动加油管结合系统可替代伸缩管操纵员，受油机飞行员只要使飞机保持在加油机后面接合区的一定位置，加油机的结合系统就会自动捕捉住受油机的结合系统并实现加油管的接合。
空中加油除了用于民用飞机，还是空中力量的“倍增器”，是现代空中作战的重要保障手段，能对中远距离快速运送部队和装备，起到至关重要的作用。
黑匣子
每当飞机失事后，民航当局都要派人立即奔赴事故现场。调查组专家们需要寻找的东西之一，就是人们通常所说的“黑匣子”。
“黑匣子”真名叫航空飞行记录器（也就是飞行数据记录器）。里面装有飞行数据记录器和舱声录音器，是飞机专用的电子记录设备之一。它通过某种记录方式，把飞机的有关参数记录下来，需要时把所记录的参数重新放出来，供飞行试验、事故分析之用。它不仅能为飞机的改进、改装提供可靠的理论数据，而且为飞行确定的其他信息提供科学依据。
