许多人认为，飞机只能在机场跑道上起飞或降落，因为只有平坦、坚硬的地面，才能够帮助飞机完成滑行、加速和升空的整个过程。飞机在着陆时同样需要有跑道，在跑道上完成从减速到停止的一系列动作。按照这个思路，飞机是不能在水面上起降的。那么事实果真如此吗？答案是否定的。
在水面上起降和停泊的飞机就是水上飞机，又被简称为水机，它是不需要跑道的。
飞机诞生在1903年末，但仅仅过了7年，一位名叫法布尔的法国人就发明了世界上第一架水机。它的外形实在是太简陋了：几乎就是在两根光秃秃的木杆前后各安装了一对机翼。飞行员索性就坐在杆子的中央，然后由一副螺旋桨从后面推动飞机向前运动。
1910年以后，人们开始让巡洋舰携带水机，用于警戒侦察或炮火修正。水机通常从特别加铺的跑道弹出，降落时则先落到水面，再由船上吊车将其回收。
到了20世纪20年代，中国最早的航空企业就曾制造出多种样式的水机。而制造水机的全盛时期，应该是20世纪30年代。当时，出于海上维权和开拓远程跨洲航线的需要，使用水机似乎要比常规飞机更为有利。因为在海上作业，只有水机能随时落在水面，从容实施侦察、救生、反潜巡逻等长时间作业，在得到舰船补给后，甚至可以无限制地延长值勤天数。
对于远程客机而言，在当时，机上设备无法确保长时间航行的安全，而水机即使因故断油、发生机械故障或迷航，也能及时落在水面等待处理。这种使用上的灵活性，让它一度成为飞行器中的宠儿。另外，还因水机不需要为其修建机场，所以航空公司一度对水机十分青睐。1929年10月，世界上最大的水机Do-X更曾创造一次运载169名乘客的世界纪录。
进入20世纪50年代，随着世界航空技术的突飞猛进，常规飞机的通信导航设备得以不断完善，飞机的航程大大增加，安全可靠性也得到保障。于是，原来水机所拥有的优势便荡然无存。不少人相信，常规飞机完全有理由全面替代水机。于是，水机开始走向没落。
目前，只有包括中国在内的三四个国家仍未放弃对新一代水机的开发热情，水机依然活跃于空中灭火、海上搜救和渔政巡逻等特殊飞行领域。中国即将问世的“蛟龙600”水机，将稳夺全球最大水机的头衔。
在布局上，水机可分为船身式或浮筒式两大类，前者是将机身下部设计成船底形状（俗称“飞艇”），后者是在机身或机翼下安装1～3个舟形浮筒。正是有了船身和浮筒的支撑，水机才能在水面顺利起降。当然，不同的水机，其船身和浮筒大小不同，安装位置与安装数量也不同。
船身式水机常常会带上2个小浮筒，以增加在水面上的横向平衡能力。为了达到同时能在陆地机场起降的目的，个别水机还加装了常规飞机才有的起落架，它们被称为“两栖飞机”。
水机的主要优点是能在水域辽阔的江河湖海水面使用，使用时相对较为安全、经济，载荷量也不受限制。缺点是受船体形状的限制，不适于高速飞行，且结构笨重，对抗浪性能要求较高，维修和制造成本也较高。所以在当前，除了一些特殊用途以外，绝大多数飞行任务早已交给常规飞机来完成。
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