在第一次世界大战中，军用飞机首次出现在战场上，主要负责侦察、运输、校正火炮等辅助任务。在战时，敌对双方的飞行员相遇时，往往利用五花八门的各种武器互相攻击，例如手枪、石头等，试图击落飞机或者是击毙飞行员，这就是空战（Combat）最早的起源。
1915年4月1日，罗兰加洛斯驾驶装备了偏转片系统的莫拉纳？索尔尼爱L型飞机击落了一架德国侦察机，取得了战斗机空战的第一次胜利。随后，德国的福克E3式（外号信天翁）由于装备了性能更好的射击断续器装置，以其优异的飞行性能和更猛烈的火力，成为第一次世界大战中性能最好，击落飞机数量最多的战斗机，被协约国方称为福克式的灾难。
这个阶段的战斗机还处在萌芽期，结构多以木材加上布料蒙皮构成，机翼从单翼到三翼都很常见，主要的武器多半改自陆军使用的轻机枪为大宗。英国曾经使用火箭对付盘据在英国城市上空的德国飞船。在对付地面目标上，早期的炸弹是由手榴弹或者是小型炮弹稍加改良而来，由机上的成员以手掷的方式瞄准释放，投掷准确度不高，破坏力也低。
在这个时期影响未来空战颇大的一项发明就是射击断续器。这个由荷兰所发明的装置，让机枪的子弹能够在转动的螺旋桨间隙中射出，飞行员完全不用担心子弹会与螺旋桨撞击的危险，而机枪的设置位置能够接近飞行员的瞄准线，从而提高准确度，但射速慢则是缺点。
到一次世界大战结束时，战斗机的基本型态大致上已经有了雏型：以小型机为主，强调运动性，需要有向前射击的固定武装，当时国民党空军机型很老久，其中大批是一战时的飞机，二战只能当侦察机用，另外因为当时中国工业薄弱，飞机的维修无法自给，结果很多战机是无法升空作战的。
而少数抗战前从国外买的二线飞机到凇沪抗战时大多给拼光了。（我看过一些资料，当时截止1937年8月14日，中国空军正式与日机交战时，列编的9个大队零5个独立中队，装备各型飞机296架，不及日军的九分之一。其中轰炸机148架，占50%；战斗机101架，占34%；侦察机41架，占14%。飞行员620名，能参战的人不足半数，且战斗机飞行员训练重点是对地攻击，更无空战经验。抗战初期，中国空军装备的主要战斗机是霍克Ⅲ，其最大飞行速度387公里/小时，航程625公里，装备数量最多的轰炸机为道格拉斯02M，其最大飞行速度为238公里/小时，航程524公里，均不及日军当时装备的同类型作战飞机。综上所述，抗日战争初期，中国空军在兵力兵器上，处在敌强我弱、敌优我劣的状态。）至于战绩（抗战初我国本土空军），抗战中国空军表现英勇，以落后的装备击落了一定数量的日军战机，特别是最激烈的凇沪会战中，中国空击沉和重创了日本军舰多艘，击落和击伤日军飞机数十架，虽然自己也付出了重大代价，但却为当时的中国空军在世界上赢得了荣誉。
1917年9月1日，孙中山在广州就任军政府大元帅。为筹建空军，孙中山派遣林森和杨仙逸去美国招收和培训航空人才。黄光锐于1920年参加杨仙逸组织的飞行训练队，一边学习，一边准备回国投身革命。由于陈炯明叛变，孙中山一度被迫退出广州。延至1922年底，黄光锐才携带飞机器材回国，任大元帅府航空局飞机队队长。从此，他为实践孙中山的“航空救国”思想，献出了毕生的精力。
1923年，黄光锐协助航空局长杨仙逸研制出一架飞机。7月，在广州隆重举行这架飞机的试飞典礼，孙中山和夫人宋庆龄莅临参加。孙中山命名这架飞机为“乐士文号”，乐士文是宋庆龄的英文名Ｒｏｓａｍｏｎｄ的译音。试飞时，宋庆龄女士以超人的勇气登上飞机。在数万人的欢呼声中，黄光锐驾驶飞机，运载宋庆龄女士在广州上空飞翔，无数市民仰首观看，这是中国航空史上一段动人的佳话。当年8月，黄光锐驾驶战鹰，轰炸和扫射盘踞在东江的陈炯明叛军，立下赫赫战功。孙中山有意在黄埔划一块地给他以作嘉奖，他坚辞不受。
1924年，黄光锐任广东航空学校飞行教官，后任校长。1927年任广东空军参谋长，后升任广东空军司令。在此期间，他为培训航空人才付出了极大的努力。他培养出来的学生，在抗日战争时期血战长空，夺得辉煌战果。抗战期间，我国空军共击落日寇战机63架，其中39架是他的26名学生击落的。
1936年，黄光锐率领广东空军归附南京政府，促使陈济棠下野。他任笕桥航校校长，肩负培训全国航空人才的重任。1938年，黄光锐升任航空委员会副主任。8月17日授空军少将，他先后创办空中射击训练班、空军军士学校、空中摄影器材保修所、无线电器材修造厂，从而在抗战时期保障了空勤、地勤的人才和器材的供给。
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