Одна из самых интересных страниц в многогранном творчестве Леонардо да Винчи — исследования, посвященные проблеме полета человека. Леонардо был первым из ученых, кто всерьез занялся изучением этой темы. В его рукописях имеются рисунки вертолета, парашюта, многочисленные изображения летательных аппаратов с машущими крыльями — орнитоптеров.

    Размышления о конструкции "летательных машин" соседствовали с изучением механизма полета птиц. В своих записях Леонардо сформулировал условия баланса сил, необходимого для горизонтального полета, выдвинул принцип аэродинамического способа управления (изменение положения центра давления воздуха относительно центра тяжести), пришел к выводу о необходимости низкого расположения центра тяжести для лучшей устойчивости в полете.

    При разработке проектов орнитоптеров Леонардо выдвинул ряд интересных конструкторских предложений: фюзеляж в форме лодки, поворотное хвостовое оперение, убирающееся шасси. Стремясь повысить мощность взмахов крыльев, изобретатель предполагал использовать и двигатель, в котором в качестве источника энергии должна была являться натянутая тетива лука. Однако наиболее важной представляется эволюция взглядов Леонардо на конструкцию крылатого летательного аппарата. Великий итальянец постепенно осознал невозможность полета человека за счет ударов крыльями по воздуху и все ближе подходил к идее аппарата с неподвижным крылом. Основываясь на разработанном им принципе обратимости движения, Леонардо пришел к выводу: не человек должен крыльями отталкивать воздух, а ветер должен ударять в крылья и нести их по воздуху, как движет он парусный корабль. В этом случае пилоту летательной машины необходимо только управлять полетом с помощью небольших перемещений крыльев.

    В соответствии с новыми взглядами на технику полета в самом конце XV в. Леонардо да Винчи спроектировал орнитоптер с малоподвижной основной частью крыла и более подвижными законцовками. Позднее, в 1510 — 1515 гг., он сделал рисунок спуска человека по воздуху с помощью простейшего балансирного планеpa. Замечательные идеи Леонардо да Винчи долгое время оставались неизвестными, так как он не опубликовал результаты своих исследований. В результате то, к чему Леонардо пришел в течение нескольких десятилетий, затянулось на века. Только в XVIII столетии на смену безуспешным попыткам полета с помощью взмахов прикрепленными к рукам крыльями пришли первые проекты летательных аппаратов с неподвижным крылом и небольшими подвижными крыльями-пропеллером (Сведенборг, 1716 г., Бауэр, 1763 г., Кейли, 1799 г.), полеты на балансирных планерах начались в конце XIX в. (интересно, что основоположник планеризма Отто Лилиенталь точно так же, как Леонардо, предполагал применять небольшие машущие поверхности на концах крыла), а первые вертолеты появились уже в XX в. Анализ развития взглядов на конструкцию крылатого летательного аппарата в трудах Леонардо да Винчи и в работах последующих пионеров авиации позволяет сделать вывод: вопреки распространенной точке зрения, идея самолета не зародилась как альтернативная орнитоптеру концепция, а "выкристаллизовалась" из проектов аппарата с машущим крылом через ряд промежуточных образцов полусамолета-полуорнитоптера.