1350 年，在西方已有人论及：装入火和乙醚的容器可以浮在空气中。
1500 年前后，据西方书籍记载，传说中国有位名叫万户（Wan Hoo之音译）的人，坐在绑有 47 只原始火箭（其实相当于“高升”之类的大爆竹）的椅子上，手持两把大扇子，令人点燃火药企图飞上天空，结果试验失败了。
1480 年左右，意大利著名学者、艺术家兼科学家达•芬奇绘制出原始的“螺旋面”直升机原理草图，这是工程学历史上比较有名的一幅航空机器设计图。后来，他还画过许多其他的飞行器结构想象图。其中包括 1487 年所作的人力扑翼机设计图和 1550 年的热气球设计图。1505 年，他在多年研究鸟的飞行后写成《论鸟飞行》一文，并通过平滑表面在气流中的倾斜吹风实验，确定了什么是流线形，首次认识到翼的上下表面压力差可以产生升力。作为伟大的航空先驱，达•芬奇先后画过有关飞行器设想的草图达 200 余幅。
1499 年 2 月，意大利数学家丹蒂用金属骨架制作了一副羽毛翅膀，企图用它飞越特拉希姆诺湖，结果只飘飞了一小段距离。
1507 年秋季，意大利人约翰•达米亚用鸡毛粘成翅膀，期望用它滑翔着飞越英吉利海峡。他后来在从英国的斯特林城堡上跃下时坠地，折断了大腿骨。
1540 年 6 月 20 日，葡萄牙人雅芒•托图在用两对人造翅膀作飞行尝试中受重伤去世。
1600 年，意大利人保罗•圭多蒂做了一副布满羽毛的人造翅膀，且具有弯曲度。据说他用这副翅膀滑翔出 400 米远。
1606～1679 年间，意大利自然学家玻列里研究了鸟的飞行，认识到当时靠人的体力是不可能飞上天空的。这一结论有助于结束一些无谓的冒险试验。
1628 年，意大利囚犯拉文利用一把由细绳来加强的雨伞，从监狱的窗口跳下越狱成功。这是原始降落伞早期应用成功的实例之一。
1635～1703 年间，英国物理学家乎克在研究了鸟类飞行后，深入分析了鸟在下落时减速与消除惯性的方法。
1647～1648 年间，据称波兰人布里提尼的“飞龙号”扑翼飞机曾滑翔飞行成功。
1650 年，古暹罗国（今泰国）已有原始降落伞的应用。
1650 年，土耳其人塞莱比用一对人造大翅膀作了多次试飞，并已能实现左右转弯。据记载，后来塞莱比又从博斯普鲁斯海岸的加拉塔上跳下，一直滑翔降落到斯库塔里广场。
1650～1700 年即中国清朝初年，苏州工匠徐正明经 10 年努力，制成“栲栳椅”（即圈手椅）式样的“飞车”，下设机关，其中“齿牙交错”（相当于今日的齿轮），在用两脚踏板后，“上下之机转风旋疾驶而去，离地尺余，飞渡港汊”。这可算是直升机型式飞行器的最原始试验。甚至有人把它视为世界上最早的“飞机”。
1670 年，意大利修道士吉•拉那绘制出人类第一张现代气球的设计图，即“真空球”。拉那梦想利用 4 个真空铜球产生的浮力来吊起一只船身形吊舱，但他却没有想到巨大的空气压力早已把铜球压瘪。
1678 年，法国锁匠贝尼埃在萨布莱进行了“体力扑翼机”的试飞。他肩扛双杆，杆的两端铰接有长方形的片状物，下挥时张开，上举时收拢，从屋顶上跳下，不幸试飞失败。这是一次教有名的“桨翼飞行”。
1684 年，英国著名物理学家牛顿发表了《万有引力及运动法则》，又提出了著名的力学牛顿第一定律和牛顿第二定律。奠定了飞行的一些基础理论。
1686 年，法国人马里奥特写成《论水和其他流体之运动》一书，人类最早的一部流体力学专著问世。
1709 年 8 月 8 日（一说 8 月 5 日），巴西人巴•德•古斯芒神父用粗帆布制成一个吊有盆形小船的热气球，点燃羊毛与麦杆，在葡萄牙泰雷鲁多帕苏•卡萨达印地的室内，为约翰五世国王作了“世界上最早的”热气球飞升表演。热气球一直升至 3.6 米高的天花板，但在下降中不幸引燃了窗帘，但国王并不认为这是件坏事。据说，古斯芒神父也曾试验过“鸟形气球滑翔机”。如确实如此，他比凯利早 75 年制作出比较规范的模型飞机。
1716 年，瑞典人埃•斯韦登伯格首次设计出依靠人力风增压的布木结构气垫装置方案图，次年他又发表了飞行器“合理设计方案”。几乎是同时，瑞士科学家伯努利发表了《论流体动力学》一文，首次提出了螺旋桨理论。
1731 年，俄国人克拉库特诺伊•费尔文在梁赞试飞了靠燃烧杂物产生热空气的小型热气球。但一般史料并不承认这是人类第一个现代热气球。
1737 年，伯努利又找到了流体流动速度与压力之间的关系，即著名的伯努利定律。
1742 年，62 岁的马•德•巴凯维尔用 4 个翼形物绑在四肢上，试图从巴黎一家旅馆的屋顶上滑翔飘飞到塞纳河的彼岸，可叹只飞了一半便坠入河中并撞在一艘船上，因而折断了腿骨。当时人们依然天真地认为单纯地模仿鸟类就有可能实现飞行。
1749 年，英国哥拉斯哥大学天文学教授威尔逊用 6 只风筝，吊着气象仪器升入 1,600 米的空中进行探测，制成历史上第一个风筝气象站。
1754 年 2 月 4 日 ，俄国著名科学家罗蒙诺索夫提出了原始直升机的设计方案。7 月，他又试飞了带有配重的共轴式双桨直升机模型——“空气动力机”。该装置用钟表发条作动力。这是人类最早的直升机模拟科学实验。在此方案中，罗蒙诺索夫注意到旋翼的反转能抵消扭矩。有趣的是，罗蒙诺索夫当时的实验目的，只不过是让它“能够载一支温度计升到高处去测量大气温度”。
1764 年，德国人梅希尔•鲍尔设计了名为“天使之车”的扑翼机，这种飞行器的布局比较像现在的飞机，但 8 幅扑翼需要通过杠杆依靠人力来扑动。后因得不到腓特烈大帝的财政支持而终止试制。鲍尔的设计思想影响了后来凯利的设计，“天使之车”设计图被视作 18 世纪最具现实性的扑翼机设计图。