诺门坎空战是20世纪最著名的六次大空战之一，苏联通过诺门坎空战的胜利不仅沉重打击了日军航空兵的嚣张气焰，夺取了这一地面的制空权，同时又为航空兵支援地面部队作战积累了宝贵实战经验。
日军空袭得手，遭苏、蒙军反击
日本自明治维新以来，在一连串对外侵略战争中不断得手，使其挑战世界霸权的野心日益膨胀。
1939年5月11日,日军借口一名士兵被苏军打死,挑起事端。继而出动大批部队入侵中蒙边境的诺门坎地区。一时间，日本关东军、伪满洲国军与苏、蒙军几十万人，在这块不毛之地展开了一场激烈的战争。
6月27日上午3时，137架日机在海拉尔机场起飞，编队布满海拉尔上空。6时20分，日军机群到达苏军塔木察格布拉格机场上空，随即对机场进行狂轰滥炸，机场顿时黑烟覆盖。此次空袭，日军大获全胜，击落苏军战机99架，击毁地面战机25架。
取得战果的日军迅速集结3.6万兵力、182辆坦克、112门各种火炮、180架飞机和400辆汽车。地面部队在飞机的掩护下向哈拉哈河西岸攻击，中午时攻占河东岸的谢尔陶拉盖高地。苏军组织150辆坦克、154辆装甲车、90门大炮和全部飞机，分三路反攻。
7月3日上午7时，第一批苏军轰炸机和歼击机对日军进行了轰炸和扫射。同时，苏蒙军的大炮猛烈轰击日军集群。这两股火力立即阻止日军行进，日军无法开展火力，只顾匆忙地沙地上挖掘个人掩体。上午9时，苏军第11坦克旅的150辆坦克向龟缩在沙丘掩体的日军开火。此役日军损兵3000余人。
8月20日，苏、蒙军发起了全歼日军第六集团军的总反击。清晨，苏军153架轰炸机在100架战斗机的掩护下开始突击。苏军机群飞越日军前沿阵地，集中突击日军炮兵阵地和装甲部队集结地。8时30分，苏军再次出动200架飞机突击了日军的前沿阵地和纵深预备队，这种超强度的火力准备已经打乱了日军的防御部署。15分钟后，地面部队以坦克为先导发起了冲击，很快突破了日军防御阵地。至此，第六集团军覆灭已定，日本人输了这场战争。
苏军加强防空部署，亡羊补牢
空袭的屡屡得手迫使双方迅速加强战场的防空力量。战争之初，苏军就为每个步兵师配备了12门37毫米高射炮，之后又调集了4个机械化防空团，每个机械化防空团都装备了数十门76毫米车载式高射炮和37毫米高射炮。
6月12日，日军经过周密部署，派出强大的机群和坦克装甲车辆对苏蒙军的阵地进行突击。然而，由于情报泄露，苏军对日军的袭击早有准备，立即出动了60架伊15战斗机进行截击。
突然出现的苏军战斗机群，打乱了日军毫无戒备的航空兵编队，本来准备对地面进行攻击的日军航空兵急忙应战。伊15战斗机很快击落了数架日军轰炸机。日军歼击机企图撕开伊15的阵形，但苏军战斗机一直保持密集编队，使日机始终无隙可乘。
日军增援的50架战斗机加入战斗，它们从高处向苏军伊15编队发起攻击。苏编队指挥员立即命令部分兵力迎击来敌。战斗在两个高度层次同时展开。苏军战斗机已无法保持原有队形，遂以单机与敌格斗，空中一片混乱。
双方不时有油料耗尽的飞机退出战场，立即又有新的兵力加入战斗。战斗最激烈时，交战飞机多达280架。这次空中交战持续了整整8个小时，苏军损失了34架飞机，击落击伤日机50多架。
6月27日，在日军轰炸苏军塔木察格布拉格机场的作战中，苏军在机场部署的大量高射炮为保护机场起到了较大的作用，由于火力密集，多架日军飞机选择在高空投弹或提前投弹，导致炸弹偏出目标，减少了苏军的损失，同时还击落了6架日军飞机。
制空权，主宰了战争的天平
随着战况的持续，“制空权”的争夺愈演愈烈。一些系列大规模的空战持续上演。
为此日军陆军航空兵先后投入了第7、9、12、15飞行旅团，共8个战斗机中队、2个轻型轰炸机中队、6个重型轰炸机中队和2个侦察机中队。作战飞机400多架。
苏军也毫不示弱，先后投入远东空军第22、56、70战斗机团，第38、56高速轰炸机团，第150混成轰炸机团，T-3轰炸机中队，机场防御飞行团。作战飞机532架飞机。
6月26日，苏军出动了150架飞机空袭日军甘珠尔庙、阿木古郎将军庙一带的集结地和野战机场。在接近机场时遇到60架日军战斗机的拦截。伊16歼击机在远距离发射火箭弹，日军飞行员对这种远射程大威力武器毫无戒备，中弹的飞机当即凌空爆炸。短短几分钟便有6架日机被击中。空战持续2个多小时，直至双方油料耗尽。这次交战苏军以损失2架飞机的微小代价换取了击落19架日机的胜利。
双方不仅在前沿阵地进行激战，在敌人的后方也展开了大规模的奇袭。由于8月21日、22日战斗进行得十分激烈，在大沙地域，苏军遇到了日军异常顽强的抵抗，人员和装备不断地减少。为此，苏军开始动用战略预备队第203空降旅对日军后勤补给线实施突袭，第203空降旅成功切断了日军的补给线，日军前线部队弹药迅速耗尽，无力支撑战斗，最终选择溃败。
9月15日，日本驻苏大使东乡与苏联外交部长莫洛托夫签订停战协定，双方于9月16日凌晨2时停止一切实际军事行动。
诺门坎是苏联在参加第二次世界大战前夕进行的一场规模较大的作战，作战中苏军通过几次大规模的空战，较早地确立了战场的制空权。续而，地面部队又在空军有力地配合下发动了连续的突击，不给日军任何喘息机会，牢牢掌握了战场的主动权，当正面作战遇到阻碍时，灵活运用空降部队对其后方补给线进行袭击，瓦解正面战场日军抵抗的决心，最终取得了战争最后的胜利。
诺门坎空战的胜利不仅沉重打击了日军航空兵的嚣张气焰，同时又为空军支援地面部队作战积累了宝贵实战经验。
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