La société Antoinette motorise quelques prototypes d'aéronefs expérimentaux de l'histoire de l'aviation, avec son moteur Antoinette 8V de 50 ch, dont l'avion biplan 14-bis d'Alberto Santos-Dumont, qui bat trois records du monde en 1906. Ce moteur, en avance sur son temps, a un rapport poids/puissance de 1,5 kg par cheval-vapeur, et un des rapports poids/encombrement/puissance les plus performants de son temps[8]. Le coupleur hydraulique ne sera que peu construit jusqu'en 1909. Après avoir conçu ses premiers prototypes d'avions Blériot I et II, Louis Blériot s'associe en 1906 à la société Antoinette, pour motoriser ses avions Blériot (Blériot III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, et Blériot X(en)) avant sa première traversée historique de la Manche par avion du 25 juillet 1909, en 37 minutes, avec son Blériot XI à moteur Anzani
Le pilote militaire Ferdinand Ferber rejoint la société Antoinette en août 1906, pour mettre en application ses idées sur l'aviation. La société conçoit un premier prototype d'avion Antoinette I(en) (Gastambide-Mengin monoplane(en)) en 1908, suivi des premiers Antoinette II(en), avec un vol inaugural du pilote Eugène Welferinger en février 1908. Les carénages sont inspirés des bateaux runabout Antoinette de compétition de la marque. Le , l'Antoinette II est le premier monoplan français historique à voler avec un passager, à Issy-les-Moulineaux.
En 1910, sur l'initiative des commandants Clolus et Laffont et du lieutenant Clavenad, sont créés les « tonneau Antoinette » précurseurs des premiers simulateurs de vol d'entraînement pour l'instruction au sol au pilotage des avions de l'armée de l'air française.
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