飛鳥啟發古人們對飛行的幻想，既而想到模仿鳥類飛行，也促使日後航空科技的蓬勃發展。直升機及旋翼機的飛行原理與公元前四世紀，中國古代先民所發明的小玩具「竹蜻蜓」完全相同，同樣是藉旋轉旋翼產生升力而上升。
先來看直升機的發展過程。在公元十五世紀，文藝復興時期意大利藝術家李奧納多‧達文西(Leonardo da Vinci)繪製了直昇機的草圖稿件，並借用希臘文字來將此飛行機器命名，Helix一字意為旋轉，而Pteron意為機翼，兩字組合就成為直昇機(Helicopter)一字。由鳥類的啟示到竹蜻蜓，至達文西的直昇機草圖，直昇機的基本飛行理論與名稱於是確立。
“現代航空之父”英國的喬治‧凱利(George Cayley, 1773-1857)爵士，於1796年在居住的布朗普頓鎮(Bromptom Hall)家中的實驗室製造了一架直升機模型，除研發滑翔機外並於1813年研發一架直昇機但試飛失敗，其原因是缺乏適合的動力來源。1826年法國的亞米柯(Ponton de Amencourt)製造一架直昇機模型但確無法飛行，確引起許多科學家及工程師對直昇機的興趣。1842年英國的菲力浦(W. H. Phillips)設計了航空史上首架以蒸汽為動力來源的直昇機，但經測試後發現太危險，不如理論上的理想。
由於直昇機的發展不太理想，於是研究者紛紛轉向以竹蜻蜓為直昇機的研究對象，此時一位工程師包恩(Jhon F. Bourne)以鐘錶的發條為大型竹蜻蜓的動力，在發條上緊後鬆手，竹蜻蜓於是就上升飛行，上升高度到40至50呎，包恩將試驗結果與記錄於1876年送至英國航空協會。數年後皮納努(Alphonse Penaud)自製數架直昇機模型，以包恩的原理進行實驗，並以橡皮筋替代發條為動力來源，模型機飛行高度超過50呎。
1903年12月17日北卡羅萊納州近大西洋岸的小鷹鎮(kitty Hawk)南方40英哩處，長年漫天風砂的除魔丘頂(Kill Devil Hill)海灘，萊特兄弟(Wirght brothers)的固定翼動力航空器（也就是飛機）首次飛行成功，於是對飛機的研究及發展頓時形成一股熱潮，在飛機的螺旋槳(Propeller)與發動機上並獲得改進，也促使研究直昇機的科學家們更積極努力。同年法國的布拉特(Louis Breguet)設計一架小型直升機，試飛時僅離地數呎且操控不易，但為日後直昇機發展留下許多珍貴的研究資料。
1907年法國的寇努(Paul Cornu)研發一架縱列雙旋翼式直昇機，主旋翼直徑20呎，使用24馬力發動機，於11月3日首次試飛，雖僅離地數呎，但寇努成為首次駕駛直昇機升空的第一人，持續改良後寇努的直昇機可飛行至10呎以上的高度。1909年美國的柏里勒父子(Emile & Henry Berliner)研發了兩款直昇機，一款是同軸雙旋翼式直升機，另一款是橫列雙旋翼式直升機，雖在試飛時僅能滯空，但成功解決了直昇機研究者難以突破的扭力問題。因為主旋翼在空中快速旋轉時，相對氣流會給主旋翼一個反作用扭力的力矩，而兩具主旋翼的旋轉方向相反，因此所產生的的反作用扭力力矩便可相互抵消。於1913年柏里勒父子研發一款小型直昇機，以一具主旋翼來產生升力，並以小型的垂直旋翼以抵消扭力，這具小型的垂直旋翼就是現在單主旋翼含尾旋翼式直升機的早期構型，柏里勒父子這項發明於1923年獲利專利權。
直昇機的研究並不因1914年7月至1918年11月的第一次世界大戰而暫停，相關技術及研發資料逐漸在累積中。一次大戰後的第四年（1921年），美國陸軍通訊部門獲得國防部一筆研發直昇機的經費，於委請波札特(George de Bothezat)博士為研發計畫負責人，波札特研製出一架主旋翼直徑25呎，機身全長62呎，寬65呎並以一具250馬力發動機驅動的縱橫列混合旋翼式直升機，此架構型為十字型的直昇機於1922年12月試飛，飛行高度6呎，操縱相當靈活。日後此款實驗直昇機共試飛50次，並有一次搭載5名人員升空的記錄。據當時測試記錄顯示，該款直昇機穩定性良好，起降皆很安全，是當時航空科學家們公認的首架成功試飛的直昇機。
法國的歐米丘(Etienne Oemichou)於1924年4月14日試飛自製的直昇機，構型與波札特的直昇機相似，飛行距離1,181呎，打破當時直昇機的飛行距離記錄，並為官方所公認。同年5月4日試飛高度50呎，飛行距離達5,550呎，滯空時間40分鐘，此次試飛是直昇機發展史上的一項創舉。在1925年直昇機的發展更進一步，西班牙的皮斯卡拉(Raoul Pescara)自製一架可改變主旋翼攻角的同軸雙旋翼式直升機。
1929年荷蘭的包姆赫爾研製一架構型與美國柏里勒父子研發相似的單主旋翼含尾旋翼式直升機，主旋翼及尾旋翼各有一具160馬力與80馬力的發動機所驅動。主旋翼為兩片旋翼相互鏈接，一片向上時另一片則向下，並可改變旋翼攻角。但這架直昇機卻一直無法順利升空，但單主旋翼的設計及尾旋翼抵消扭力的實用化則沿用至今。
因此直昇機的研究，在這個階段已進步到氣動力構型、操縱系統、發動機的研究上，尤其是如何預防動力消失導致的危險。航空器研發者並由此發展出旋翼機(Autogyro)，又稱為自動陀螺機。
在1928年西班牙的西爾瓦(Juan de la Cierva)自製一架旋翼機。西爾瓦自幼即對航空有濃厚的興趣，並搜集、研讀當時歐洲航空發展的資料。並於1912年自製一架飛機參加西班牙陸軍舉辦的航空競賽，但卻不幸失速墜毀。於是西爾瓦對失速問題深入研究，並有將直昇機的旋翼裝在飛機上，藉前進的速度與風的影響使旋翼轉動並產生升力。當旋翼產生升力，即使飛機失去動力也可安全降落。於是西爾瓦依此構想自製旋翼機，並試飛成功。此為直昇機旋翼自動旋轉(Autorotation=Selfrotation)緊急降落安全應變措施的由來，也成為日後旋翼機構型設計的始祖。
1927年5月21日查理斯‧林白(Charles A. Lindbergh)駕駛聖路易精神號(Spirit of St. Louis)橫越大西洋成功，在這一年西爾瓦將自製的旋翼機以時速100哩飛越英吉利海峽至法國降落，因為這架航空器是以低速在狹小的場地降落，於是引起歐美航空工業業者的注意。西爾瓦的旋翼機除旋翼可自動旋轉外，每片旋翼葉片鏈接在主旋翼軸上，當驅動主旋翼軸時旋翼葉片即向上翹起。而且在主旋翼的旋翼葉片攻角改變以產生足夠的升力。
先來看直升機的發展過程。在公元十五世紀，文藝復興時期意大利藝術家李奧納多‧達文西(Leonardo da Vinci)繪製了直昇機的草圖稿件，並借用希臘文字來將此飛行機器命名，Helix一字意為旋轉，而Pteron意為機翼，兩字組合就成為直昇機(Helicopter)一字。由鳥類的啟示到竹蜻蜓，至達文西的直昇機草圖，直昇機的基本飛行理論與名稱於是確立。
“現代航空之父”英國的喬治‧凱利(George Cayley, 1773-1857)爵士，於1796年在居住的布朗普頓鎮(Bromptom Hall)家中的實驗室製造了一架直升機模型，除研發滑翔機外並於1813年研發一架直昇機但試飛失敗，其原因是缺乏適合的動力來源。1826年法國的亞米柯(Ponton de Amencourt)製造一架直昇機模型但確無法飛行，確引起許多科學家及工程師對直昇機的興趣。1842年英國的菲力浦(W. H. Phillips)設計了航空史上首架以蒸汽為動力來源的直昇機，但經測試後發現太危險，不如理論上的理想。
由於直昇機的發展不太理想，於是研究者紛紛轉向以竹蜻蜓為直昇機的研究對象，此時一位工程師包恩(Jhon F. Bourne)以鐘錶的發條為大型竹蜻蜓的動力，在發條上緊後鬆手，竹蜻蜓於是就上升飛行，上升高度到40至50呎，包恩將試驗結果與記錄於1876年送至英國航空協會。數年後皮納努(Alphonse Penaud)自製數架直昇機模型，以包恩的原理進行實驗，並以橡皮筋替代發條為動力來源，模型機飛行高度超過50呎。
1903年12月17日北卡羅萊納州近大西洋岸的小鷹鎮(kitty Hawk)南方40英哩處，長年漫天風砂的除魔丘頂(Kill Devil Hill)海灘，萊特兄弟(Wirght brothers)的固定翼動力航空器（也就是飛機）首次飛行成功，於是對飛機的研究及發展頓時形成一股熱潮，在飛機的螺旋槳(Propeller)與發動機上並獲得改進，也促使研究直昇機的科學家們更積極努力。同年法國的布拉特(Louis Breguet)設計一架小型直升機，試飛時僅離地數呎且操控不易，但為日後直昇機發展留下許多珍貴的研究資料。
1907年法國的寇努(Paul Cornu)研發一架縱列雙旋翼式直昇機，主旋翼直徑20呎，使用24馬力發動機，於11月3日首次試飛，雖僅離地數呎，但寇努成為首次駕駛直昇機升空的第一人，持續改良後寇努的直昇機可飛行至10呎以上的高度。1909年美國的柏里勒父子(Emile & Henry Berliner)研發了兩款直昇機，一款是同軸雙旋翼式直升機，另一款是橫列雙旋翼式直升機，雖在試飛時僅能滯空，但成功解決了直昇機研究者難以突破的扭力問題。因為主旋翼在空中快速旋轉時，相對氣流會給主旋翼一個反作用扭力的力矩，而兩具主旋翼的旋轉方向相反，因此所產生的的反作用扭力力矩便可相互抵消。於1913年柏里勒父子研發一款小型直昇機，以一具主旋翼來產生升力，並以小型的垂直旋翼以抵消扭力，這具小型的垂直旋翼就是現在單主旋翼含尾旋翼式直升機的早期構型，柏里勒父子這項發明於1923年獲利專利權。
直昇機的研究並不因1914年7月至1918年11月的第一次世界大戰而暫停，相關技術及研發資料逐漸在累積中。一次大戰後的第四年（1921年），美國陸軍通訊部門獲得國防部一筆研發直昇機的經費，於委請波札特(George de Bothezat)博士為研發計畫負責人，波札特研製出一架主旋翼直徑25呎，機身全長62呎，寬65呎並以一具250馬力發動機驅動的縱橫列混合旋翼式直升機，此架構型為十字型的直昇機於1922年12月試飛，飛行高度6呎，操縱相當靈活。日後此款實驗直昇機共試飛50次，並有一次搭載5名人員升空的記錄。據當時測試記錄顯示，該款直昇機穩定性良好，起降皆很安全，是當時航空科學家們公認的首架成功試飛的直昇機。
法國的歐米丘(Etienne Oemichou)於1924年4月14日試飛自製的直昇機，構型與波札特的直昇機相似，飛行距離1,181呎，打破當時直昇機的飛行距離記錄，並為官方所公認。同年5月4日試飛高度50呎，飛行距離達5,550呎，滯空時間40分鐘，此次試飛是直昇機發展史上的一項創舉。在1925年直昇機的發展更進一步，西班牙的皮斯卡拉(Raoul Pescara)自製一架可改變主旋翼攻角的同軸雙旋翼式直升機。
1929年荷蘭的包姆赫爾研製一架構型與美國柏里勒父子研發相似的單主旋翼含尾旋翼式直升機，主旋翼及尾旋翼各有一具160馬力與80馬力的發動機所驅動。主旋翼為兩片旋翼相互鏈接，一片向上時另一片則向下，並可改變旋翼攻角。但這架直昇機卻一直無法順利升空，但單主旋翼的設計及尾旋翼抵消扭力的實用化則沿用至今。
因此直昇機的研究，在這個階段已進步到氣動力構型、操縱系統、發動機的研究上，尤其是如何預防動力消失導致的危險。航空器研發者並由此發展出旋翼機(Autogyro)，又稱為自動陀螺機。
在1928年西班牙的西爾瓦(Juan de la Cierva)自製一架旋翼機。西爾瓦自幼即對航空有濃厚的興趣，並搜集、研讀當時歐洲航空發展的資料。並於1912年自製一架飛機參加西班牙陸軍舉辦的航空競賽，但卻不幸失速墜毀。於是西爾瓦對失速問題深入研究，並有將直昇機的旋翼裝在飛機上，藉前進的速度與風的影響使旋翼轉動並產生升力。當旋翼產生升力，即使飛機失去動力也可安全降落。於是西爾瓦依此構想自製旋翼機，並試飛成功。此為直昇機旋翼自動旋轉(Autorotation=Selfrotation)緊急降落安全應變措施的由來，也成為日後旋翼機構型設計的始祖。
1927年5月21日查理斯‧林白(Charles A. Lindbergh)駕駛聖路易精神號(Spirit of St. Louis)橫越大西洋成功，在這一年西爾瓦將自製的旋翼機以時速100哩飛越英吉利海峽至法國降落，因為這架航空器是以低速在狹小的場地降落，於是引起歐美航空工業業者的注意。西爾瓦的旋翼機除旋翼可自動旋轉外，每片旋翼葉片鏈接在主旋翼軸上，當驅動主旋翼軸時旋翼葉片即向上翹起。而且在主旋翼的旋翼葉片攻角改變以產生足夠的升力。
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