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航空母舰
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1911年1月18日，伊利再次驾驶一架双翼飞机成功降落在处于停泊状态的宾夕法尼亚号（USS Pennsylvania ACR-4）上的一个长31公尺、宽10公尺的木制改装滑行台上。稍作休整后，他驾驶这架飞机从[[宾夕法尼亚号]]上起飞，完成了一次完整的起降试验。
1912年5月2日，英国海军上尉 [[ 格里高利 ]] 驾驶着一架“肖特”S.27双翼飞机从以10.5节的航速行驶的豪伊伯尼亚号[[战列舰]]上起飞，从而创造了飞机从航行中的军舰上起飞的先例。
[[第一次世界大战]]前，水上飞机首先被用于海上侦察。各国海军都喜欢使用这种飞机，它能在水面上进行起飞和降落。但是水上飞机的装载和运输是一个大问题，早期的水上飞机只能被置于船后，由船只来牵引。一但遇上恶劣天气，缺少保护的水上飞机就有进水、发生倾覆的危险。
一战的[[日德兰海战]]中，英国是唯一拥有舰载水上飞机的参战方。英国军方提出将水上飞机用于作战，并要搭配保护它的战斗机。因此不能再只使用没有飞行甲板、无法供空战能力更强的战斗机起飞的水上飞机母舰，必须重新设计另一种新军舰，这即是后来的航空母舰。
1917年6月，英国皇家海军 [[ 暴怒号巡洋舰 ]] 在建造过程中改变原有设计，将舰艏部分上层建筑全部移除，转而铺设69.5米长的甲板供飞机起飞，这使暴怒号成为第一艘可以起降固定翼飞机的船只。不过起飞后的飞机无法返回母舰，只能去陆地的机场着陆。暴怒号1917年6月完工服役。
1917年8月2日，英国海军少校、“暴怒号”海军航空兵指挥官[[欧内斯特·邓宁]]驾驶“幼犬”战斗机用与军舰平行飞行、侧滑着陆的方式降落到航行中的“暴怒”号前甲板上，地勤人员抓住了机翼后缘使飞机停了下来。这成为世界上首次飞机在航行中的军舰上降落的尝试。几天之后，[[邓宁]]再次试图尝试这个危险的降落方法时，飞机翻出军舰，坠入海中，邓宁以身殉职。
[[前轮牵引弹射]]由美国海军在1964年试验成功，采用这种方式的舰载机的前轮支架装上拖曳杆，前轮就直接挂在了滑块上，弹射时由滑块直接拉着飞机前轮加速起飞，这样就不用8-10个甲板人员挂拖索和捡拖索了，因而弹射时间缩短，且飞机的方向安全性好。但这种舰载机的前轮要专门设计。美国所有的核动力航空母舰都采用了这种起飞方式。
[[拖索弹射]]就是用钢质拖索牵引飞机加速起飞。这种弹射方式比较少见，各方面都不如前者好，只有法国的“ [[ 克莱蒙梭 ]] ”级航母使用。拖索弹射时，甲板人员先用钢质拖索把飞机挂在滑块上，再用一根索引释放杆把其尾部与弹射器后端固定住。弹射时，猛力前冲的滑块拉断索引释放杆上的定力拉断栓，牵着飞机沿轨道迅速加速，在轨道末端把飞机加速到直起飞速度抛离甲板，拖索从飞机上脱落，滑块返回弹射器起点准备下一次工作。
====滑跃起飞====
但使用垂直起降技术的飞机也有许多缺点，首先是航程短。由于要实现垂直起降，飞机的起飞重量只能是发动机推力的83%-85%，这就使飞机的有效载荷大大受到限制，影响了飞机的载油量和航程。同时，飞机垂直起飞时发动机工作在最大状态，耗油量极大也限制了飞机的作战半径。例如“鹞”式飞机的载重量为1060千克时，作战半径只有92公里，所以在实际使用中“鹞”式飞机尽量使用短距起飞的方式以延长飞机的航程。因此垂直起降飞机又称为垂直/短距起降飞机。另外由于垂直起降飞机在实战中经常需要分散在野外，所以它的维护也非常的困难。
垂直/短距起降飞机是海军青睐的型号，因为舰船上的飞行甲板的长度总是有限的，垂直/短距起落技术就显得尤为实用。装备英国“ [[ 皇家方舟 ]] ”号航母的“海鹞”就是“鹞”式的海军型。“海鹞”使用了滑跃起飞、垂直降落的起降方式，通过航母前部的滑跃甲板，可以让飞机滑跃起飞，再利用推力转向，使飞机在推力不足的情况下仍能在空中稳定加速。垂直起降飞机虽然存在载重量小、作战半径不足等缺点，但随着航空科技的发展，垂直起降技术必将进入一个新的发展高峰。
====电磁弹射====
航空母舰的作战武器是它装载的各种飞机（也称舰载机），包括[[战斗机]]、[[攻击机]]、[[预警机]]、[[固定翼反潜机]]、[[电子战飞机]]、[[救援直升机]]等。航空母舰利用舰载机进行空中截击、对地对海攻击，直接把敌人消灭在距离航母数百千米之外的地方。相较于最大攻击距离仅有40千米的火炮，舰载机有着1000千米以上的作战航程，还可以通过空中加油的方式延长航程，并能在攻击完后回到航母上装载弹药再度起飞攻击，其作战持续性和任务多样性也是舰载机与巡航导弹在海战所扮演的角色最大的不同。
舰载机按照用途可分为[[战斗机]]、[[反潜机]]、[[鱼雷机]]、[[攻击机]]、[[预警机]]、[[电子战飞机]]、[[直升机]]和[[侦察机]]。其中以攻击机和战斗机为航母舰载兵力的核心组成部分；若以布局和起降方式为依据，舰载机还可分作直升机、传统起降飞机和垂直起降飞机。现今大规模战争不再、军费缩减、航母空间有限的背景下为节约成本而让单一舰载机功能多样化，专职的水平、俯冲轰炸机并入攻击机，许多的专职战斗机退役，改以战斗轰炸机与攻击战斗机（Strike Fighter）取代之，专职的舰上 [[ 鱼雷机 ]] 与 [[ 侦察机 ]] 也从航空母舰上消失。
舰载机由于其特殊而严苛的作战环境，在诸多设计上与陆基飞机截然不同。例如在机身材料选择上，由于要考虑机体长期置于具有腐蚀性盐雾、污染物和高温辐射等条件复杂的环境，材料必须慎选；在结构上，舰载机由于长期使用着舰钩降落、弹射起飞时极大的纵向过载，其整体强度必须要比 [[ 陆基飞机 ]] 更优秀；还有气动技术上必须严格要求低进场速度、高升力、失速控制和迎角飞行能力等等。在航母驶往远方战场进行独立作战时，舰载机兵力难以补充，这些直接影响其存活率的因素格外重要。
===舰载战斗机、攻击机===
航空母舰通常采用编队作战，编队中一般有[[巡洋舰]]、[[护卫舰]]、[[驱逐舰]]、[[核动力攻击潜艇]]、[[快速支援舰]]或者是其它的[[综合保障舰艇]]，所以说航母战斗群的反潜能力、反舰能力和防空能力都是好几层的，想要突破这严密的防御网绝非易事，因此我们通常说航母的攻防能力很强。此外，它可以担负多种多样的海上任务，包括非战争军事行动任务。在和平时期，航母通常用于海洋搜救、防海盗、打击恐怖活动等。
但航空母舰本身也存在着一些无法回避的缺点，如自身目标大因而造成 [[ 雷达反射 ]] 截面大，电磁信号、红外信号、音频信号等特征非常明显，很容易被对方各种探测设备发现。被发现后的航母将要面对敌人多方向、多批次的袭扰和攻击。除此之外，航空母舰的弹射器、拦阻索、雷达和水下推进器等部件容易被攻击而暂时失去功能；停在飞行甲板上的飞机容易被摧毁，使航母的攻防效能大大下降。这时，航母更容易被连续攻击、重创，甚至被击沉。
最后，航空母舰的战斗力受气象变化的影响较大。尽管航母本身可以经受较强的风浪，在12级风浪的海况下也能够航行，但航母上的飞机易受到海浪和气象条件的影响，风、浪、能见度等都会限制飞机起降。美海军规定，航空母舰必须在风力6级以下才能起降飞机，一旦风力达到8级或海浪达6——7级，大部分飞机便难以起飞，即使有弹射器也受气象条件的严重制约。