“神风”特攻袭击成为战后饱和进攻的前兆，携带导弹甚至核武器的喷气式飞机对航母编队防空产生巨大冲击。早期防空系统难以应对这些威胁，当时的舰载机也尚未具备全天候起降能力。美国海军首先要发展恶劣天气下着舰辅助系统（最终产生了现在使用的全天候着舰系统）。战后初期的20年都在致力于解决这些问题。另一方面，二战时期航母特混舰队从两个不同的层级应对空中威胁。一个是由战情中心控制战斗空中巡逻提供的外层防护，其漏掉的目标留给舰载火炮处理。战后面对核威胁，舰队之间的部署空间扩大后，又增加了第三个级别的防御——点防御——对付逃脱前两层的漏网之鱼。而舰队防空的发展就是各个层级的自动化水平不断提高以应对越发快速和更致命的空中威胁。
从人工到数字化
战情中心的饱和在二战大部分时间内都不是问题。受到机载武器杀伤力和准确度等条件限制，当时的攻击者一般喜欢在同一个时间和空间内发起集中打击。从防守方角度看，这相当于在饱和它的战斗机而非战情中心。战后喷气式飞机改变了这种平衡。喷气式飞机的数量要相对更少，但携带的武器效能极大提升。这样一来，大规模的敌机可以分头同时从各个方向发起攻击，这将导致饱和战情中心指派飞机和保持跟踪的能力以及战情中心中战斗机引导员计算拦截路线的能力。
战情中心系统的弱点仍是人工环节。从雷达读取到目标描迹这两头都可能发生错误，而随着目标越来越近，雷达更新数据也越高，错误率也在上升。其描迹准确度下降之快，出乎描迹员的意料。1948年英国的试验发现，当跟踪目标达到12个时，传统人工标绘的垂直描迹板就非常困难，到了20个就基本崩溃。而美国海军第六舰队在50年代初实施的演习中也发现有75%的“敌机”直抵航母编队而未遭到战斗机的拦截。
解决问题的答案仍然是自动化，实现描迹自动化。上世纪50年代初期，皇家海军率先发展出综合显示系统（CDS）。以更有效地存储显示数据（跟踪目标编号、距离、方位、高度、识别分类等），乃至计算目标航迹。当时数据的原始输入还是依靠人工，由雷达操作员确定哪些是真正目标，仅需接触雷达显示界面就可将数据录入系统中。
后来新型雷达能自动确定真正目标（根据某一方向上的雷达回波数判断），事实上雷达系统记录的回波信号要比目视屏幕上“光点”显示的信息更多。例如，微妙的多普勒频移形状揭示出目标的航迹和速度，可更快地建立目标跟踪。这种自动探测和跟踪（ADT）雷达对于舰队防空特别有用。
随着技术的进步，对电子描迹的使用自然开始突破显示范畴，能够将雷达屏幕的信息数字化后输入计算机，并通过数据链与舰队中的其他舰艇、飞机分享。这导致了美国海军战术数据系统（NTDS）的诞生。它能够在整个舰队中共享战术信息，这极大提高了截获目标的能力。自动化的信息处理很容易地扩展至自动武器分配。如自动传输搜索雷达数据至某个武器的火控系统。皇家海军的CDS进化为ADA（战斗数据自动化）然后变成ADAWS（作战数据自动化武器系统），美国海军的“宙斯盾”系统也很好地体现了这一特点。
探测：来自空中的预警
搜索雷达的有效距离受到雷达高度制约，对低空突袭的飞机的发现距离过短。从1944年起，美国海军开始采用两种方法解决这一问题，并沿用至今：其一是前出布置配备战情中心的雷达哨舰和飞机。雷达哨舰力量上能够提早发现低空的敌机并指挥战斗机实施拦截。因此，美英两国在二战结束后改装了大量驱逐舰承担这一任务。
另一种方式扩大雷达视野，将雷达位置布置在高空。二战末期，这个项目被称为“凯迪拉克”（Cadillac），最初是想将舰载雷达视野扩大至地平线之外。然而在日本神风特攻队的威胁下，研究方向开始转向探测低空飞机。为此美国陆军的一架B-17加装了雷达和小型战情中心。尽管在战争结束前尚未就绪，但延续至战后。美国海军在“复仇者”和“空中侵入者”飞机肚下加装了一部APS-20雷达，成为战后初期舰载航空兵的标配，但这些飞机没有数据处理能力，需要通过数据链将雷达数据传回母舰。美海军同时还在研制一系列机载战情中心系统，最初是改装“空中堡垒”，然后是P2V，最后是“星座”飞机。机载战情中心系统与“复仇者”和“空中侵入者”不同，能够直接控制战斗空中巡逻阵位。但它对航母支援受限于从陆地机场起飞后飞机的续航力。
随着发展出更大的航母和更强劲的弹射器，机载战情中心系统开始上舰，这就是鼎鼎有名的E-2“鹰眼”。该机通过数据链与截击机和航母连接，并入NTDS网络，自己的计算机系统就被称为机载战术数据系统（ATDS）。“鹰眼”控制引导战斗空中巡逻构建了冷战后期美国航母外层防空区。
进入导弹时代
核武器恶化了防空形势，一枚核弹只要打成近失弹就可能摧毁一艘航母，因此必须在敌方射程外摧毁任何袭击者。这要求无论是舰载还是机载防空武器都要拥有足够的射程来连续覆盖庞大而快速的机群。而这意味着导弹时代的来临。
战后初期考虑到喷气式飞机的滞空时间比活塞飞机要短得多，难以维持24小时的战斗空中巡逻，所以需要在非常短的时间内出动飞机的甲板起飞拦截，似乎是一条出路。一架以0.9马赫，50000英尺高度来袭的敌机，在最糟的情况下会抵近到100英里远处才被发现。这意味着敌机距离炸弹投掷点只有约10分钟的时间。该机要具有极其高的爬升率迅速升至50000英尺高空在各种天气和可见度条件下在敌机投弹前将其击落。为了达到所需的最大爬升性能可以接受非常有限的航程和续航力，机身防护也可以相对较弱以减轻重量。拦截机还要安装雷达和盲视射击火控系统。
而面对更快的敌机，更远的武器射程。战斗空中巡逻仍必不可少。战斗机的设计者为增加飞机的滞空时间和续航力只有携带更多的燃油，制造更大的飞机。这又直接推动了航母的大型化。
敌机速度的提高不仅减少了预警和决策时间还压缩了战斗机的攻击时间。迎头拦截时敌我双方以1000节的速度接近，使用传统航炮难以凑效，即便有效，战斗机如携带近距武器对目标只有1～2次通过开火的机会。除非战斗机武器射程很远，战斗机组能够对付的目标数量被限制所在阵位上接敌的战斗机数。
对上述问题，美国海军进行了深入研究。结果表明在面对敌方高速轰炸机时，即便提高战斗机性能，还是过犹不及。答案是要放弃对战斗机性能的追求，转而改进空对空导弹：先进的机载火控系统可以允许一架战斗机同时对付数架敌机。根据这一设想，美国海军开始了“鹰-导弹手”项目。这种F6D战斗机只是亚音速，但能在150海里的战斗空中巡逻巡逻6小时，依靠其强大的雷达和远程导弹在100海里的距离上开火，可同时打击6个目标。因为敌我双方尚未进入目视距离，F6D不需要太多格斗能力。弱化飞机性能还可以降低飞机尺寸和起降要求，减少对航母弹射器和阻拦索的要求。然而这种弱化载机性能的设想极富争议也导致其夭折，但其遗产正是F-14战斗机上配备的“不死鸟”导弹/AWG-9雷达系统。
仅仅依靠战斗机不能完全控制整个核威胁，美国海军很早就启动舰对空导弹研制。在与苏联矛与盾的较量中，一直走到前面。二战结束后开始的“熊蜂”系列舰载导弹（后来的3T导弹：“黄铜骑士”、“小猎犬”、“鞑靼人”）在20世纪50年代末开始入役，也而是在此这个时期，苏联的首批反舰导弹才实际装备部队。随着舰载武器导弹化，航母编队中导弹发射架的数量顿时成为评价其效能的关键指标。
每艘防空舰艇都能作为一组火力频道，共同决定了同时交战的数量。早期的防空导弹需要发射舰艇全程制导，因此每艘舰上的导弹火控雷达就等于频道数，一般只有2~4个。后来“宙斯盾”系统和“新威胁升级”系统的出现极大改变了这一面貌。标准”型导弹装有自动驾驶仪，能够飞至预定截获来袭目标的位置。导弹的制导雷达只需在导弹交战前的最后时刻提供引导。最终每艘舰艇可以引导比火控雷达数量多得多的导弹同时交战。
未来方向
现在时局变换，苏联轰炸机团已经成为历史，对于航母战斗群的空中威胁极大降低，不再需要维持常备的战斗空中巡逻。那种“外层防空作战”概念及其相应战术已经寿终就寝。采用F/A-18取代F-14一定程度上体现了这种变化，这清晰地表明后冷战时代美国航母的重点从舰队防空向对陆打击的转移。当然每个航母指挥官都不会傻到忽视空中威胁，他们面对的新问题是如何平衡手中的牌，以最节约、最有效的方式保护舰队。
现在，远程战斗空中巡逻加上“宙斯盾”舰组成防空导弹墙的战术已经被更为适度的防御计划取代。例如合成部队训练演习JTFEX97-3期间，“华盛顿”号战斗群依靠携带“标准”-2导弹的多艘“宙斯盾”舰艇组成防空保护罩（同时应对水面和水下的威胁）。这样能够留出大量架次的F-14和F/A-18执行对敌打击的任务。
另一方面，舰队面临的最大威胁也已经从空中向赛博/电子攻击/电磁脉冲攻击这些领域转变：美国海军作战对GPS、雷达、数据链和通信的依赖日益加深。冷战时期，航母编队经常采用辐射管制（EMCON）来降低被发现的风险，利用E-2C甚至P-3C作为监视平台和中继平台。然而，现在EMCOM不再可行，保持舰队的态势感知能力更为重要，信息时代的作战犹如美国空军上校约翰·博伊德的OODA（观察、判断、决定和行动）循环理论揭示的那样，谁能更迅速地完成“OODA循环”，谁将在未来战场上立于不败之地。针对GPS、通信和电子传感器的干扰与对抗，防空作战的维度和广度正在扩大。
回顾历史可以发现，航母因其拥挤的甲板，有限的载机，在面对空中威胁时——特别是来自优势兵力的陆基敌人时注重发展任何具有力量倍增效果的手段。航母一次只能维持数架战斗机在战斗空中巡逻阵位巡逻，但这些飞机通过与更优异的雷达系统，更精细的指挥控制和目标分配相结合，最终将使数不多飞机的总体效能发挥到极致。而这种以信息为基础的作战模式也正是现在兴起的网络中心战的雏形。
X-47B无人机成功上舰，为航母舰队防空开创了又一崭新局面。这些具备优异隐身性能、长时间滞空能力、远距离的打击范围的下一代战机。能够让母舰摆脱与目标之间的距离限制，降低其暴露在敌方空中威胁的几率。而无人机甚至可以直接在敌方目标上空建立战斗空中巡逻。任何受威胁的敌人，首先要面对的就是这个无人机群战斗空中巡逻。这一点类似于越战时美国航母采用的打击目标区上空战斗空中巡逻（TAR CAP），以及封锁越方海岸，防止敌机混入返航的攻击机群或威胁己方近海火炮支援舰艇的BAR CAP。在这些环境下，航母只是无人机的前沿基地，新的分工是由无人机执行TAR CAP/BAR CAP任务，而数量少，质量精的F-35执行防御性的战斗空中巡逻。
综上所述，随着技术发展和对手的变化，美国航母编队防空也随之不断打破、不断创新。这种打破与创新是美国航母编队称雄世界近1个世纪的重要支柱之一。作为新兴的航母国家和后来者，我们首先应当重视来自空中的威胁，擅于利用其他国家的经验来武装自己，同时力争使用新技术的成果，竭尽全力打造一支过硬的航母舰队。了解美国航母编队防空的经验及其最近动向，便是开端。
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