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军事航空，是透过军用航空器进行军事行动的手段，包括透过国家的空运（货物）能力，以运送部队投入战场，或提供前线的后勤支援。为进行这样的空中战争，足够的空中力量是必要的，包括运输和作战用飞机。有各种各样的军用航空器，包括轰炸机、战斗机、运输机、教练机和侦察机。这些不同类型的飞机可以用于完成各种军事目标。
各国军队的空军为负责军事航空的军种，而部分国家的陆军航空兵或海军航空兵亦有分担此一机能。
军用航空器类型
- 空中预警机[1] ：提供了敌情预警，以减少被突袭的机会。有些也有接受指令的功能，使他们能够直接或引导友军战斗机上面对即将来临的对决。
- 轰炸机：能够携带大量炸弹，并可能会牺牲速度和机动性，以最大限度地提高有效载荷。
- 试验机：飞机设计用来测试先进的气体动力学、结构、航电或推进理论。这种飞机通常具有良好的仪表，透过无线电将飞行中测试所得数据传送到地面工作站。
- 战斗机：用于建立和保持空中优势。速度和机动性通常是基本要求，它们携带多种武器，包括机枪和导弹。
- 前进空中控制：指挥用近距离空中支援飞机，以确保摧毁预期目标，并保护友军无恙。
- 攻击机：支持地面部队，削弱和摧毁敌人的防御。武装直升机和专门对地攻击机攻击敌装甲车或人员，为地面部队提供近距离空中支援。
- 联络飞机：通常是比较小型的非武装飞机，用来传递消息和接送关键人物，
- 海上巡逻机：用于控制海上通道，并经常装有特殊电子装置，例如声纳，用来检测水下的潜艇。它们也可用于搜索、救援任务和渔业巡逻。
- 多用途战机：结合战斗机与轰炸机的功能，根据任务要求而作有效的性能配置。
- 侦察机：主要用于搜集情报。它们都配备了照相、红外线、雷达和视觉传感器。这种用途越来越多被间谍卫星和无人驾驶飞行器替代。
- 教练机：是用来训练新飞行员的飞机，提供专业培训，尤其是空战能力方面。
- 运输机：用来运输部队和物资。货物可在托盘上进行快速装卸，也可在飞行中以从降落伞释放出来。空中加油机也包括在内，它可以为其他飞机在飞行中加油。直升机和滑翔机可以运送部队和物资至其它飞机无法降落的地区。
- 电子作战机：主要任务有电子收集情报、干扰、反电战、支援和破坏敌方电子设备。
- 战斗轰炸机：提供同时具有攻击海上、地面目标和空中反击的能力，与以往执行轰炸时需要战斗机护航的轰炸机不同，战斗轰炸机本身具有防空能力，确保任务顺利执行。
历史
最早用于军事行动的航空器是比空气轻的气球。在1794年的弗勒侣斯战争中，第一个军事用途的气球 ——“企业号”（l'entreprenant）正式出现，法国空气静力学军团利用它来获取有利位置。19世纪，轻于空气的航空在战场上的应用变得更为普及，包括在美国内战中经常使用。轻于空气的军事航空一直持续到第二次世界大战后不久，由于重于空气的航空器性能大幅改善，它便逐渐从各种角色中退出。
尽管传统主义者的抗拒和早期飞机性能上的限制，重于空气的航空器仍在早期就被认为具有军事用途。1909年，美国陆军通信兵团购买了一台莱特A型飞机；而在1911年，义大利人在义土战争期间，利用各种飞机进行侦察、照相侦察和轰炸任务。飞机最早的军事作用是都是侦察，然而第一次世界大战结束后，军事航空器已经迅速接受了很多专门的角色，例如火炮点射、制空权、轰炸、对地攻击和反潜巡逻。技术改进的步伐极为快速，在战争结束前已有全金属制悬臂飞机投入服役。
第二次世界大战期间，U型潜艇威胁盟军运送部队和作战物资到欧洲的能力，刺激超远程海上巡逻机的发展。透过新的检测系统，包括声纳浮标，雷灯和雷达；以及更好的武器，包括自导鱼雷和改良型深水炸弹，它独立检测和摧毁水下潜艇的能力大大增加。这在赢得大西洋战役中发挥了重要的作用。有许多著名的决定性战役由军用飞机来完成，例如不列颠战役与偷袭珍珠港；而对日本的太平洋战争的结束，是透过两个孤独的飞机抛下原子弹给予广岛和长崎两座的城市毁灭性的攻击而完成。喷气发动机、雷达、早期导弹、直升机和电脑都是在第二次世界大战引进，而且影响至今。
1960年代初期，导弹有望取代载人拦截机和其他有人驾驶飞机的机枪。然而它们辜负期望，面对空飞弹缺乏灵活性，比不上载人拦截机有效；仅配备空对空导弹的战斗机效力有限，敌对飞机可以避免被击它中。导弹价格昂贵，特别是面对低价值的地面目标。1970年代枪枝武装战斗机再度出现，并更加强调可操作性。1980年代到目前，发展的重点在于匿踪技术及相关对策。
今日，一个国家的军事航空部队往往是面对攻击的第一线防卫，或是攻击敌人的最佳武力，而且在最近一些像海湾战争的冲突中，有效的军事航空部队被证明是对战争具有决定性的影响力。
空军
空军是现代化三军当中成立最晚的一支，许多国家直到第一次世界大战结束之后才有独立的空军出现。空军的任务在于利用飞机与其他在空中飞行的武器系统进行武力投射，保护我方空域的充分使用，压制作战另外一方对于我方空域的干扰与使用他们自己的空域，支援其他军种达到战术与战略目标的执行。
许多国家的编制上，空军必须支援陆军作战的需求，包括对地面目标的攻击，空运，空投以及其他相关的任务。即使这些国家的陆军拥有自己的飞机，通常在任务或者是飞机的型态上与空军是有所区别。有些国家的空军同时也指挥弹道飞弹与防空飞弹兵力与系统。也有的国家在空军的编制内有进行陆上作战的特种部队或者是空降部队。