Аэростат — это летательный аппарат, получивший свое название от греческих слов aer — «воздух» и s tat is — «стоящий», «неподвижный».
Летательный аппарат использует подъемную силу газа, заключенного в газонепроницаемую оболочку. Для этих целей используют водород, гелий, светильный газ, теплый воздух, газы, имеющие плотность меньше плотности атмосферного воздуха. Бывают свободные аэростаты, привязные аэростаты и дирижабли. Вследствие избыточной аэростатической силы осуществляются подъем свободного аэростата и привязного аэростата и статистический подъем дирижабля. Свободный аэростат используется для многочисленных полетов (дрейфов), он может подниматься с различной аппаратурой, а также с экипажем, его используют для спортивных, исследовательских, военных и других целей.
Для подъема исследовательской аппаратуры, средств связи, радиолокаторов, ретрансляторов, метеозондирования используются привязные аэростаты. А для транспортных перевозок, экспедиций, полетов ведения разведки, поиска подводных лодок, затонувших судов, мин, косяков рыб, туристических полетов используются дирижабли.
В 1670 г. Франческо де Лана Торци изобрел первый аэростат, представлявший собой летающую лодку, движителем которой был парус, а подъемная сила создавалась путем откачки воздуха из четырех медных шаров.
5 июня 1783 г. во Франции братья Монгольфье усовершенствовали изобретение Франческо де Лана Торци. Они изготовили аэростат из льняной ткани, обклеенной с двух сторон бумагой. Это были тепловые аэростаты братьев Монгольфье, названные «монгольфьерами». Воздух нагревали до 70—100 °С и у земли наполняли им аэростат. 21 ноября 1783 г. 25-минутный полет на «монгольфьерах» совершили воздухоплаватели-французы Пилатр де Розье и д'Ар-ланд. В том же году в Петербургской академии наук Л. Эйлер вывел формулу для расчета подъемной силы аэростата. В 1783 г. построили аэростат, наполненный водородом, разработал его по поручению Французской академии наук Ж. Шарль, а построили механики братья Роббер. Для изготовления аэростата взяли шелковую ткань и покрыли ее раствором каучука. Этот аэростат назвали «Шарльери», и на нем 1 декабря 1783 г. Шарль и братья Роббер совершили первый полет продолжительностью 2 ч. На высоте 3400 м впервые смогли замерить в полете температуру воздуха. До сих пор используются «монгольфьеры» и «шарльери», называемые в настоящее время воздушными шарами.
В 1794 г. был построен аэростат особой конструкции «розьер». Его построил Пилатр де Розье для перелета через Ла-Манш. С 1794 г. привязные аэростаты, в основном имевшие шаровидную форму и поднимавшиеся на одном или двух канатах на высоту до 500 м, стали использовать для наблюдения за полем боя. Свободные аэростаты используются для научных целей и различных развлечений.
Впервые в России состоялись полеты свободных аэростатов, без людей, в Петербурге 24 ноября 1783 г., в Москве 19 марта 1784 г., с человеком на борту — в Петербурге 20 июня и 18 июля 1804 г. и 20 сентября в Москве. В 1804 г. летом впервые были произведены аэрологические наблюдения на высоте 2500 м. Произвели их академик Я. Д. Захаров и фламандский физик и воздухоплаватель Э. Робертсон.
В 1804 г. 16 сентября свободный аэростат впервые смог подняться на высоту 7 км, на его борту находился французский физик Ж. Гей-Люссак. С 1823 г. стали применять для наполнения свободного аэростата светильный газ, это оказалось намного дешевле водорода, что увеличило количество полетов в Великобритании и в США.
В 1875 г. в этих странах стали производить систематические метеорологические наблюдения. Используя кислородные подушки, в 1875 г. Г. Тиссандье поднялся на свободном аэростате на высоту 86 км.
В 1874—1875 гт. большой вклад внес в развитие воздухоплавания Д. И. Менделеев. Он внедрил высотомер высокой точности и предложил стратостат с герметичной кабиной. Академик М. А. Ры-качев был пионером аэрологии в России, на его аэростатах устанавливались психрометр, анероид и термометр. Но такие полеты обходились очень дорого, и поэтому профессор М. М. Поморцев предложил применять для замера скорости ветра на высотах шары-зонды.
В 1892 г. в Германии для замера температуры и давления был запущен такой шар-зонд, снабженный самопишущим прибором. Военное применение свободных аэростатов началось в 1849 г. Австрийцы использовали небольшие тепловые свободные аэростаты (объемом 82 м3), подвешивая к ним бомбы.
Привязной аэростат объемом 5 тыс. м3 сферической формы построил француз А. Жиффар в 1867 г. В 1878 г. на высоту 500 м в его гондоле поднялись 40 пассажиров, это произошло на выставке в Париже.
Аэростаты объемом 1000—2000 м3 применялись в 1870—1871 гт. при осаде Парижа во время прусской войны в качестве перевозки почты, а также людей. Для разбрасывания листовок использовались свободные аэростаты во времена Парижской коммуны. Привязные аэростаты применяла Япония в войне с Китаем (1891), а позднее — против русских под Порт-Артуром.
Более совершенную конструкцию разработал А. Парзеваль в 1893 г. в Г ермании. Это был привязной аэростат змейкового типа, у него был удлиненный корпус, он мог вести наблюдения на высоте 1 км при скорости ветра до 15—17 м/с. А. М. Кованько в 1885 г. возглавил первую в России воздухоплавательную кадровую часть.
В конце XIX в. воздухоплавание стало очень популярным, стали проводить состязания, организовывались аэроклубы. 12 апреля 1899 г. было проведено первое состязание. Сотни свободных аэростатов участвовали в этих состязаниях, они поднимались в воздух на высоту до 8500 м, оставаясь там до 36 ч. Дермсоном и Зюрингом в 1901 г. был поставлен рекорд 10 800 м, а пилот Берлинер пролетел 3052,7 км. В 1914 г. 13—17 февраля в течение 87 ч в воздухе находился пилот Каулек. К началу Первой мировой войны аэростаты были взяты на вооружение всеми воюющими странами. Они использовались в разведке, как заграждение против бомбардировки.
При советской власти было создано бюро Комиссаров авиации и воздухоплавания. Первый съезд советских деятелей воздухоплавания состоялся в 1918 г., он наметил программу развития советского воздухоплавания. Жуковский возглавил научное авиационное учреждение «Летучая лаборатория» в Москве, где 10 августа 1918 г. создается Полевое управление авиации и воздухоплавания действующей армии (Авиадром). Велись работы по улучшению аэростатов, проводились соревнования между Великобританией, США, Францией и СССР. В Германии, Италии, Великобритании и США были разработаны моторизованные аэростаты. А во Франции изобрели геликостаты системы Эмишена, они имели свойства вертолета и аэростата одновременно, так как имели винты вертикальной и горизонтальной тяги.
В Японии в 1939 г. были разработаны автоматические аэростаты для бомбардировки территории противника. Для их изготовления использовалась оболочка из специальной бумаги для полетов на высоте 11 км. В течение 50—70 ч боевая нагрузка составляет до 50 кг. Аэростат мог регулировать автоматическим устройством высоту полета.