Zrakoplovi lakši od zraka osiguravaju uzgon na Arhimedovom načelu, jer im je gustoća manja od gustoće okolnog zraka kojeg takav zrakoplov istiskuje. Ovi zrakoplovi su poznati i pod imenom baloni.
Prvi zrakoplov lakši od zraka bio je balon pun toplog zraka koji su sagradili braća Montgolfier i uspio je 15. listopada1783. letjeti nešto više od 4 minute. Takvim balonom nije se moglo letjeti u smjeru po želji posade i putnika, nego se kretao nošen vjetrom.
Veliki preokret napravio je David Schwarz iz Zagreba koji je napravio prvi upravljivi zračni balon metalne konstrukcije. U njegovu čast izdana je i posebna medalja.[2] No zasluge su nezasluženo pripale njemačkom grofu Zeppelinu koji je projekt otkupio od Schwarzove udovice te konstruirao prototip 1897. godine. Za upravljive balone tako možemo često čuti imena „cepelin“ ili „dirižabl“ (od francuskog dirigeable, upravljiv). Schwarz je tijekom projektiranja radio i na materijalima, čime je otvorio put otkriću lagane i čvrste legure aluminija, poznate pod imenima dural, duraluminij, ili Schwartzov aluminij, koja je i danas vrlo popularan materijal za izradu zrakoplova.
U ovu skupinu spadaju svi zrakoplovi čija je težina veća od težine istisnutog zraka i lete na osnovi postojanja aerodinamičke noseće sile uzgona koja se suprotstavlja djelovanju vlastite težine letjelice. Zrakoplovi teži od zraka ostvaruju uzgon tako da se dio zrakoplova posebnog oblika, krilo, kreće kroz zrak čime proizvodi aerodinamičku silu, čija jedna komponenta je usmjerena uvis.
Zrakoplovi s pokretnim krilima
Krila zrakoplova mogu biti pokretna, tako da se vrte oko osi, i tada se nazivaju krakovi, a čitav sklop takvih krila i zajedničke osovine se naziva rotor. Zrakoplovi s ovakvim konstrukcijskim rješenjem su helikopteri i autožiri. Bitno svojstvo koje helikopter ostvaruje upotrebom pogonjenog rotora je mogućnost lebdenja u mjestu, poput balona, a uz odgovarajući sustav upravljanja može se kretati u svim smjerovima.
Zrakoplovi s nepokretnim krilom
Ako su krila zrakoplova nepomična, recimo spojena na trup, tada se cijeli zrakoplov mora gibati kroz zrak da bi mu krila mogla ostvariti potreban uzgon. Ako nemaju motor, radi se o zračnim jedrilicama, a ako su pokretani vlastitim motorom, takvi se zrakoplovi nazivaju avionima.
Da bi takav zrakoplov mogao poletjeti, on već na zemlji mora postići dovoljnu brzinu kretanja kroz zrak, te mu je potreban aerodrom s dovoljno dugačkom uzletno-sletnom stazom („pistom“).
Klipni motori su bili prvo korišteni za pogon zrakoplova, a i danas su se zadržali na mnogim manjim i sportskim zrakoplovima. Kao pogonsko gorivo obično koriste benzin, ali se u zadnje vrijeme pojavljuju u primjeni i dieselski motori. U oba slučaja kisik se uzima iz zraka u kojem se nalazi zrakoplov. Nedostatak klipnih motora je da s visinom, kako opada gustoća zraka, opada i snaga motora.
Mlazni i turbinski motori su se pojavili tijekom Drugog svjetskog rata. Načelno su ta dva motora ista, razlikuju se optimiranju izlaznog dijela. Mlazni motor kinetičku energiju vrelog plina najvećim dijelom pretvara u brzinu plina kojeg zatim ispušta kroz mlaznik i prema Newtonovom zakonu akcije i reakcije proizvodi potisnu silu prema naprijed. Turbinski motor većinu energije plina pretvara na izlaznoj turbini u mehaničku energiju (okretanje vratila) koja se zatim koristi na primjer za okretanje pogonskog propelera (kod turbo-prop aviona) ili rotora helikoptera. Ovaj pogon je popularniji od običnog mlaznog motora, jer je plinska turbina efikasnija nego kod mlaznog motora. Budući da i propeleri imaju ograničenja, postoji i kombinirani („turbo-ventilatorski”) pogon gdje je propeler zamijenjen impelerom, odnosno ventlatorom s mnogobrojnim krilcima smještenog u kratku cijev. Taj pogon koriste suvremeni veliki putnički avioni.
Raketni motor je poseba vrsta mlaznog motora koji zrak ne usisava iz atmosfere, nego kisik dobiva iz posebnog spremnika. Ovi motori odlikuju se vrlo visokim omjerom snage i mase, ali kako osim goriva moraju nositi i masu kisika (ili zamjenskog kemijskog spoja), rijetko se koriste u zrakoplovima. Svoju primjenu nalaze na raketama i svemirskim letjelicama
Dimenzije zrakoplova
Osnovne dimenzije zrakoplova koje se navode prilikom njegovog opisa su njegova dužina, visina, raspon krila i površina krila. Dužina (3) se mjeri od nosa zrakoplova do najisturenijeg dijela repnih površina. Visina (2) se mjeri od tla do najvišeg dijela zrakoplova, ovisno o izvedbi to može biti okomiti ili vodoravni stabilizator. Raspon (1) (razmah krila) (Eng.Wing span) je dužina koja spaja vrhove lijevog i desnog krila. Kod aviona s promjenjivom geometrijom krila raspon nije stalna veličina. Površina krila () podrazumijeva ukupnu površinu lijevog i desnog krila, a za pojedino krilo je jednaka umnošku razmaha (udaljenosti vrha krila od trupa) krila s prosječnom širinom krila.
