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戦闘機（初期には追跡機とも呼ばれた）[ a ]は、主に空対空戦闘用に設計された軍用機である。軍事紛争において、戦闘機の役割は戦場の制空権を確立することである。戦場上空の制空権を掌握することで、爆撃機や攻撃機は敵目標への戦術爆撃や戦略爆撃を行うことができ、敵が同様の行為を行うのを防ぐことができる。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
戦闘機の重要な性能特性には、火力だけでなく、目標機に対する高速性と機動性も含まれる。戦闘機が制空権を獲得できるかどうかは、パイロットの技量、戦闘機の運用に関する戦術的妥当性、そして戦闘機の数と性能など、いくつかの要因に左右される。
現代の戦闘機の多くは、地上攻撃などの二次的な能力も備えており、戦闘爆撃機のように、最初から二つの役割を担うように設計された機種もある。また、迎撃機や、歴史的には重戦闘機や夜間戦闘機など、主要な制空任務を担いながらも高度に専門化された戦闘機も存在する。
第一次世界大戦以来、制空権の獲得と維持は、通常戦争における勝利に不可欠であると考えられてきた。[ 5 ]
第一次世界大戦中、敵の航空機や飛行船が戦場上空を偵察して情報を収集する能力を阻止するために、戦闘機の開発が続けられました。初期の戦闘機は後の基準からすると非常に小型で武装も軽かったため、ほとんどが布張りの木製フレームで作られた複葉機で、最高速度は約100 mph (160 km/h)でした。しかし、成功を収めたドイツの複葉機アルバトロスは、布ではなく合板製のシェルで作られており、より頑丈で高速な飛行機となりました。軍隊の上空制空権の確保がますます重要になるにつれ、主要国はすべて軍事作戦を支援するために戦闘機を開発しました。戦間期には、木材は部分的に、あるいは完全に金属管に置き換えられ、最終的にはアルミニウム製の応力外皮構造（モノコック）が主流となりました。
第二次世界大戦の頃には、戦闘機のほとんどは機関銃や大砲を装備した全金属製の単葉機で、中には時速400マイル（640km /h）近い速度を出せるものもあった。それまでの戦闘機のほとんどは単発エンジンだったが、双発戦闘機もいくつか製造された。しかし、双発戦闘機は単発戦闘機に性能で劣ることが判明し、レーダー装置を装備した夜間戦闘機など、他の任務に回された。
戦争終結までに、推進手段としてターボジェットエンジンがピストンエンジンに取って代わり、航空機の速度はさらに向上した。ターボジェットエンジンの重量はピストンエンジンよりもはるかに軽かったため、エンジンを2基搭載することはもはや不利ではなく、必要に応じて1基または2基が使用された。そのため、パイロットが脱出するための射出座席と、操縦中にパイロットにかかるはるかに大きなGに対抗するためのGスーツの開発が必要となった。
遷音速時の抗力を低減するため、翼は薄く後退角がつけられたが、十分な強度を得るためには新たな製造方法が求められた。外板はもはや構造体にリベット留めされた板金ではなく、大きな合金板から削り出された。音速の壁は破られ、操縦系統の変更に伴う幾度かの失敗の後、速度は急速にマッハ2に達した。この速度を超えると、航空機は攻撃を回避するのに十分な機動性を確保できなくなる。
1950年代にはレーダー誘導ミサイルが開発され、戦闘機はあらゆる方向（前方、側面、後方）から、悪天候下でも、より長距離から航空機を攻撃できるようになった。[ 6 ]
1960年代初頭、空対空ミサイルは、当時の戦闘機の速度では機関砲やロケット弾は実用的ではないと考えられていたため、それらの兵器に取って代わった。しかし、ベトナム戦争は機関砲にも依然として役割があることを示し、それ以降に製造された戦闘機のほとんどは、ミサイルに加えて機関砲（口径は通常20～30mm ）を搭載している。現代の戦闘機のほとんどは、少なくとも2発の空対空ミサイルを搭載できる。
1970年代には、ターボファンエンジンがターボジェットエンジンに取って代わり、燃費が大幅に向上したことで、最後のピストンエンジン搭載支援機もジェットエンジンに置き換えられ、多用途戦闘機が実現可能となった。ハニカム構造が切削加工構造に取って代わり始め、応力の少ない部品に初めて複合材部品が登場した。
コンピュータの着実な進歩に伴い、防衛システムはますます効率的になってきている。これに対抗するため、米国、ロシア、インド、中国はステルス技術の開発に取り組んできた。最初のステップは、エンジンを機体内部に埋め込み、鋭角をなくし、敵のレーダー装置から反射波をそらすことで、航空機のレーダー波に対する反射率を低減する方法を見つけることだった。様々な材料がレーダー波のエネルギーを吸収することが発見され、特殊な表面処理に組み込まれ、その後広く応用されるようになった。複合材構造は主要な構造部品を含め広く普及し、航空機の重量増加（現代の戦闘機のほとんどは第二次世界大戦時の中型爆撃機よりも大型で重い）を相殺するのに役立っている。
制空権の重要性から、航空戦闘の初期の頃から、軍隊は技術的に優れた戦闘機を開発し、それらの戦闘機をより多く配備するために絶えず競争しており、実用的な戦闘機部隊を配備することは、現代の軍隊の防衛予算のかなりの部分を占めている。[ 7 ]
世界の戦闘機市場は 2017年に457億5000万ドルの価値があり、フロスト＆サリバンは2026年には472億ドルになると予測している 。そのうち35％は近代化プログラム、65％は航空機の購入であり、ロッキード・マーティンF-35が20年間で3000機納入される予定である。[ 8 ]
戦闘機は主に空対空戦闘用に設計されています。[ 9 ]特定の機種は特定の戦闘条件に合わせて設計されている場合があり、場合によっては空対地戦闘などの追加の役割にも対応できるように設計されている場合もあります。歴史的に、イギリスの王立飛行隊とイギリス空軍は1920年代初頭まで「偵察機」と呼んでいましたが、アメリカ陸軍は1940年代後半まで「追撃機」と呼んでいました（カーチスP-40ウォーホーク、リパブリックP-47サンダーボルト、ベルP-63キングコブラのようにPの記号を使用）。イギリスは1920年代に戦闘機と呼ぶように変更し、[ 10 ]アメリカ陸軍は1940年代に変更しました。[ 11 ]敵機の接近を防御するために設計された短距離戦闘機は迎撃機として知られています。
戦闘機の分類として認められているものには、以下のものがある。
これらのうち、戦闘爆撃機、偵察戦闘機、攻撃戦闘機は、戦闘機としての特性と他の戦場での役割を兼ね備えた二重役割機である。一部の戦闘機設計は、地上攻撃や非武装偵察など、全く別の役割を果たす派生型として開発されることがある。これは、政治的または国家安全保障上の理由、宣伝目的、またはその他の理由による可能性がある。[ 12 ]
第一次世界大戦のソッピース・キャメルやその他の「戦闘偵察機」は、地上攻撃任務を数多く遂行した。第二次世界大戦では、アメリカ陸軍航空隊とイギリス空軍は、専用の軽爆撃機や急降下爆撃機よりも戦闘機を優先することが多く、リパブリック P-47 サンダーボルトやホーカー ハリケーンなど、空中戦闘機として競争力を失った機種は地上攻撃に回された。F-111 や F-117 など、政治的またはその他の理由により戦闘機としての能力を持たないにもかかわらず戦闘機の名称を与えられた航空機もいくつかある。F-111B 型は当初アメリカ海軍の戦闘機として計画されていたが、中止された。このような境界線の曖昧さは、戦闘機が初期の頃から地上目標に対する「攻撃」または「打撃」作戦、すなわち機銃掃射や小型爆弾・焼夷弾の投下などに使用されてきたことに由来する。マクドネル・ダグラスF/A-18ホーネットのような多用途戦闘爆撃機は、様々な種類の特殊航空機を保有するよりも費用対効果の高い選択肢である。
米国のグラマン F-14 トムキャット、マクドネル ダグラス F-15 イーグル、ロッキード マーティン F-22 ラプター、ロシアのスホーイ Su-27など、最も高価な戦闘機のいくつかは、全天候迎撃機および制空戦闘機として使用され、そのキャリアの後期には対地攻撃の役割も開発されることが多かった。迎撃機は一般的に爆撃機を標的（または迎撃）することを目的とした航空機であり、そのため機動性を犠牲にして上昇率を高めることが多い。[ 13 ]
軍事用語の一部として、航空機の種類ごとに用途を示すために文字が割り当てられ、特定の航空機を示すために番号が付けられることがよくあります。戦闘機を表すために使用される文字は、国によって異なります。英語圏では、現在では戦闘機を示すために「F」がよく使用されます（例：ロッキード・マーティン F-35 ライトニング IIまたはスーパーマリン スピットファイア F.22）。ただし、米国ではかつて「P」が追撃機（例：カーチス P-40 ウォーホーク）に使用されていました。これはフランス語の「C」（ドボワチン D.520 C.1）の翻訳です。一方、ロシアでは「I」が駆逐機（ポリカルポフ I-16）の「Istrebitel」に使用されていました。
戦闘機の種類が多様化するにつれ、制空戦闘機は速度、機動性、空対空兵器システムの頂点に位置する特定の役割を担う機体として台頭し、他のすべての戦闘機に対抗し、戦場上空の制空権を確立できるようになった。
迎撃機は、接近してくる敵機を迎撃し、交戦するために特別に設計された戦闘機です。迎撃機には大きく分けて2種類あります。1つは、迅速な反応、高い性能、短い航続距離を特徴とする、比較的軽量でポイントディフェンスの役割を担う機体です。もう1つは、より高度なアビオニクスを備え、夜間やあらゆる天候下での飛行、長距離運用を目的とした、より大型の機体です。第一次世界大戦中に誕生したこの種の戦闘機は、1929年までに迎撃機として知られるようになりました。[ 14 ]
昼間の飛行に必要な装備は、夜間や視界不良時の飛行には不十分である。夜間戦闘機は第一次世界大戦中に開発され、パイロットがまっすぐ飛行し、航法し、目標を見つけるのを助けるための追加装備が備えられていた。 1915年のロイヤル・エアクラフト・ファクトリーBE2cの改良型から、夜間戦闘機は高性能な全天候型戦闘機へと進化を遂げた。[ 15 ]
戦略戦闘機は、高速で重武装かつ長距離型の戦闘機であり、爆撃機を護衛する護衛戦闘機として機能したり、侵攻戦闘機として独自の攻撃出撃を実行したり、基地からかなり離れた場所で常時哨戒を維持したりすることができる。[ 16 ]
爆撃機は、低速、大型、そして機動性の低さから脆弱である。護衛戦闘機は、第二次世界大戦中に爆撃機と敵の攻撃機の間に入り、防御シールドとして機能するために開発された。当初は長距離飛行が主な要件であり、複数の重戦闘機がその役割を担った。しかし、それらの戦闘機も扱いにくく脆弱であることが判明したため、戦争が進むにつれて、より機敏な従来型戦闘機の航続距離を伸ばすために、増槽などの技術が開発された。
「戦闘機」という言葉は、機関銃（台座に取り付けられている）と操縦士、そして操縦士を乗せた2人乗りの航空機を指す言葉として初めて使われた。この用語はイギリスで造語されたものだが、最初の例は1910年から始まったフランスのヴォワザン・プッシャーであり、ヴォワザンIIIは1914年10月5日に初めて他の航空機を撃墜した。[ 17 ]
しかし、第一次世界大戦勃発時、前線航空機はほとんど非武装で、偵察にほぼ専ら使用されていた。1914年8月15日、ミオドラグ・トミッチはオーストリア＝ハンガリー上空を偵察飛行中に敵機に遭遇し、敵機はリボルバーでトミッチ機に発砲した[ 18 ]。そこでトミッチは応戦した[ 19 ] [ 20 ] 。これは航空機同士の最初の銃撃戦だと考えられている[ 21 ] 。数週間以内に、セルビアとオーストリア＝ハンガリーのすべての航空機が武装した[ 18 ] 。
もう一つのタイプの軍用機は、現代的な意味での効果的な「戦闘機」の基礎となった。それは、戦前にゴードン・ベネット・カップやシュナイダー・トロフィーなどの航空レース用に開発された小型高速機をベースとしていた。軍用偵察機は本格的な武装を搭載することは想定されておらず、むしろ速度を利用して場所を「偵察」し、迅速に帰還して報告することを目的としていたため、いわば空飛ぶ馬のような存在だった。この意味でのイギリスの偵察機には、ソッピース・タブロイドやブリストル・スカウトなどがあった。フランスとドイツには、モラーヌ・ソルニエLのような2人乗りの偵察機を使用していたため、これに相当するものはなかったが、後に戦前のレース機を改造して武装した単座機にした。しかし、パイロットが飛行しながら見たものを記録することができず、軍の指導者たちはパイロットの報告をたいてい無視していたため、これらの機体はほとんど役に立たないことがすぐに判明した。
拳銃やライフル、さらには軽機関銃などの携帯武器で試みられたが、これらは効果がなく、扱いにくかった。[ 22 ]次の進歩は、固定式の前方発射機関銃によってもたらされ、パイロットは2人目の銃手に頼るのではなく、機体全体を目標に向けて銃を発射するようになった。ローラン・ギャロスは、プロペラが自爆しないように金属製の偏向板をプロペラにボルトで固定し、多くのモラーヌ・ソルニエNが改造された。この技術は効果的であることが証明されたが、偏向した弾丸は依然として非常に危険だった。[ 23 ]
戦争が始まって間もなく、パイロットたちは拳銃、カービン銃、手榴弾、そして様々な即席の武器で武装した。しかし、パイロットは手持ちの武器を狙いながら飛行機を操縦し、難しい偏向射撃を試みなければならなかったため、これらの多くは効果がなかった。真の解決策を見つけるための第一歩は、武器を航空機に搭載することだったが、最適な射撃方向は真前であるため、プロペラが依然として問題となった。数多くの解決策が試みられた。パイロットの後ろにいるもう一人の乗員が旋回式機関銃を敵機に向けて照準を合わせて発射することはできたが、これでは射程範囲が主に後方半球に限定され、パイロットの操縦と銃手の照準を効果的に連携させることは困難だった。この方法は、1915年以降、主に2人乗りの偵察機の防御策として採用された。SPAD SAとRoyal Aircraft Factory BE9はどちらもエンジン前方のポッドに2人目の乗員を配置したが、これは2人目の乗員にとって危険であると同時に性能も制限した。Sopwith LRTTr.も同様に上翼にポッドを追加したが、状況は改善しなかった。
代替案としては、パイロットの後ろにプロペラを取り付けたエアコ DH.2のような「プッシャー」偵察機を建造することがあった。主な欠点は、プッシャー型の尾部構造の抗力が大きいため、同様の「トラクター」型航空機よりも速度が遅くなることだった。単座偵察機にとってより良い解決策は、機関銃（ライフルやピストルは廃止）をプロペラの回転弧の外側で前方に向けて発射するように取り付けることだった。翼銃も試されたが、利用可能な武器の信頼性が低く、弾詰まりや不発弾を頻繁に除去する必要があり、戦後まで実用的ではなかった。上翼の上に機関銃を取り付ける方法はうまくいき、理想的な解決策が見つかった後も長く使用された。1916年型ニューポール 11 はこのシステムを採用し、かなりの成功を収めたが、この配置では照準と再装填が困難だった。しかし、使用される武器は同期式武器よりも軽量で発射速度が高かったため、戦争中ずっと使用され続けた。イギリスのフォスターマウントといくつかのフランスのマウントは、この種の用途のために特別に設計され、ホッチキス機関銃またはルイス機関銃が装備されていましたが、その設計上、同期には適していませんでした。トラクター偵察機に、弾丸がプロペラ弧を通過する前方発射銃を装備する必要性は、戦争勃発前から明らかであり、フランスとドイツの発明家は、個々の弾丸の発射タイミングを調整してプロペラブレードへの衝突を避けることができる機構を考案しました。スイスのエンジニアであるフランツ・シュナイダーは、1913年にドイツでそのような装置の特許を取得しましたが、彼のオリジナルの研究は引き継がれませんでした。フランスの航空機設計者レイモン・ソルニエは、1914年4月に実用的な装置の特許を取得しましたが、使用された機関銃が信頼性の低い弾薬のために発射が遅れる傾向があったため、試験は成功しませんでした。 1914年12月、フランスの飛行家ローラン・ギャロスは、自身のモラーヌ・ソルニエL型パラソル単葉機に、ソルニエ製の同期装置を取り付けるよう依頼した。しかし、彼に提供されたガス作動式のホッチキス機関銃は発射速度が不安定で、プロペラとの同期は不可能だった。暫定的な措置として、跳弾からプロペラブレードを保護するために金属製の楔が取り付けられた。ガロスの改造単葉機は1915年3月に初飛行し、彼はその後すぐに戦闘作戦を開始した。ガロスは3週間で3機を撃墜したが、4月18日に自身も撃墜され、彼の飛行機は同期装置とプロペラとともにドイツ軍に鹵獲された。一方、アンソニー・フォッカーの会社の技術者によって考案された同期装置（ドイツ語で「プッシュロッド制御システム」を意味するStangensteuerungと呼ばれる）は、最初に実戦投入されたシステムだった。これはイギリス人が「フォッカーの災厄」と呼んだ時代とドイツ軍の制空権の時代をもたらし、フォッカー・アインデッカー単葉機は、戦前の旧式フランス製モラーヌ・ソルニエ・レーシング機を改造したもので、飛行特性が悪く、性能も今となっては平凡だったにもかかわらず、西部戦線で恐れられる存在となった。アインデッカーの最初の勝利は1915年7月1日、西部戦線の第6野戦飛行隊のクルト・ヴィントゲンス中尉がモラーヌ・ソルニエL型を撃墜した時であった。彼の機体はアインデッカー用のフォッカーM.5 K/MG試作機5機のうちの1機で、パラベラムMG14機関銃の同期式航空バージョンを装備していた。[ 24 ]アインデッカーの成功は、両陣営がより高性能な単座戦闘機を開発しようと競い合う、戦闘機改良競争のサイクルを引き起こした。 1916年のアルバトロスDIとソッピース・パップは、約20年間続く戦闘機の古典的なパターンを確立した。ほとんどが複葉機で、単葉機や三葉機はまれであった。複葉機の頑丈な箱型構造は、ドッグファイトに不可欠な正確な制御を可能にする剛性の翼を提供した。操縦士は1名のみで、機体の操縦と武装の制御を兼任していた。武装はマキシム機関銃またはビッカース機関銃を1丁または2丁装備しており、プロペラの回転弧を通して発射するため、他のタイプの機関銃よりも同期が容易だった。銃尾は操縦士の前方に位置していたため、事故発生時には重大な影響を及ぼす可能性があったが、ジャムは飛行中に解消でき、照準も容易だった。
金属製航空機構造の使用は第一次世界大戦前にブレゲーによって開拓されたが、その最大の推進者はアンソニー・フォッカーであった。フォッカーは自身の戦闘機設計の胴体構造にクロムモリブデン鋼管を使用した。一方、革新的なドイツ人エンジニアのフーゴ・ユンカースは、カンチレバー翼を備えた全金属製の単座戦闘機単葉機を2種類開発した。1つは鋼鉄製の実験的な民間航空機ユンカース J 2 、もう1つは波形ジュラルミン製のユンカース DI約40機で、これらはすべて1915年後半に彼が開発した先駆的な全金属製機体技術実証機ユンカース J 1 の経験に基づいていた。フォッカーは1930年代後半まで木製翼を備えた鋼管胴体を追求し、ユンカースは波形板金に注力したが、ドルニエはプレストレス鋼板アルミニウム製でカンチレバー翼を備えた戦闘機（ドルニエ・ツェッペリン DI ）を初めて製造した。 1930年代には、他のすべての形態に取って代わることになる形態が確立された。集団的な戦闘経験が蓄積されるにつれ、オズワルド・ベルケ、マックス・イメルマン、エドワード・マノックといった優秀なパイロットたちは、航空部隊の戦闘能力を高めるために、革新的な戦術的な編隊や機動を開発した。
第一次世界大戦の連合国パイロットと （1918年以前の）ドイツ人パイロットはパラシュートを装備していなかったため、飛行中の火災や構造上の故障はしばしば致命的だった。パラシュートは気球乗りによって以前から使用されており、1918年までに十分に開発され、同年中にドイツ航空隊に採用された。有名なマンフレート・フォン・リヒトホーフェン、通称「レッドバロン」は、死亡した際にパラシュートを着用していたが、連合国軍司令部はさまざまな理由でその使用に反対し続けた。[ 25 ]
1917年4月、ドイツが短期間制空権を握っていた時期に、イギリス人パイロットの平均寿命は平均93飛行時間、つまり約3週間の現役勤務に相当すると計算された。[ 26 ] [ 27 ]戦争中、両陣営合わせて5万人以上の航空兵が死亡した。[ 28 ]
戦闘機の開発は、特に予算が少なかったアメリカとイギリスでは、両大戦間期に停滞した。一方、フランス、イタリア、ロシアでは、潤沢な予算によって大規模な開発が続けられ、単葉機と全金属製構造の機体が主流となった。しかし、1920年代末までにこれらの国々は予算を使いすぎ、1930年代には、それまで予算をあまりかけていなかったイギリス、アメリカ、スペイン（スペイン内戦）、ドイツといった国々に追い抜かれてしまった。
予算が限られていたため、空軍は航空機の設計において保守的であり、複葉機はその機敏性からパイロットに人気があり、競争力がなくなった後も長く運用され続けた。グロスター・グラディエーター、フィアットCR.42ファルコ、ポリカルポフI-15などの設計は1930年代後半でも一般的であり、多くは1942年まで運用されていた。1930年代半ばまで、米国、英国、イタリア、ロシアの戦闘機の大部分は布張りの複葉機であった。
戦闘機の武装は最終的にプロペラの回転範囲外、翼の内側に搭載されるようになったが、ほとんどの設計では、より正確な射撃が可能なパイロットの真前に2丁の同期式機関銃が残されていた（機体構造の中で最も頑丈な部分であるため、銃が受ける振動が軽減される）。この従来の配置では、銃が射程限界まで航空機の飛行方向に向かって直接射撃できるため、射撃も容易だった。翼に搭載された銃は、効果的に射撃するためには、地上要員が弾丸が戦闘機の前方の一定距離にある目標エリアに収束するように角度を合わせて射撃するように設定する必要があった。ライフル口径の.30インチと.303インチ（7.62mmと7.70mm ）の銃が依然として標準であり、より大型の武器は重すぎて扱いにくいか、あるいはこのような軽量な航空機に対しては不要とみなされた。当時の大半の期間において、この考えを否定するのに十分な空対空戦闘がなかったため、第一次世界大戦式の兵器を敵戦闘機に対抗するために使用することは不合理とは考えられていなかった。
第一次世界大戦中に人気を博したロータリーエンジンは、回転力がシリンダーへの燃料と空気の供給を妨げ、馬力を制限する段階に達したため、急速に姿を消した。ロータリーエンジンは主に固定式の星型エンジンに取って代わられたが、大きな進歩により直列エンジンも普及し、1,145立方インチ（18,760立方センチメートル）のV型12気筒カーチスD-12など、いくつかの優れたエンジンが登場した。航空機エンジンの出力は、この期間に数倍に増加し、1918 年式の900 kg (2,000 lb)のフォッカー D.VIIの典型的な180 hp (130 kW)から、1936 年式の2,500 kg (5,500 lb)のカーチス P-36の900 hp (670 kW)にまで達した。流線型の直列エンジンと、より信頼性の高い星型エンジンのどちらが良いかという議論は続き、海軍航空隊は星型エンジンを好み、陸上部隊は直列エンジンを選ぶことが多かった。星型エンジンは、別個の (そして脆弱な) ラジエーターを必要としなかったが、抗力が増加した。直列エンジンは、多くの場合、出力重量比が優れていた。
一部の空軍は「重戦闘機」（ドイツ軍は「駆逐機」と呼んだ）の実験を行った。これらは大型で、通常は双発機であり、軽爆撃機や中型爆撃機を改造したものもあった。こうした設計は、単発機に比べて内部燃料容量が大きく（そのため航続距離が長く）、武装も重かった。しかし、実戦では、より機敏な単発戦闘機に対して脆弱であることが判明した。
1930年代後半の急速な再軍備期に至るまで、戦闘機の革新を牽引したのは軍事予算ではなく、民間航空機レースであった。これらのレース用に設計された航空機は、流線型設計やより強力なエンジンといった革新的な技術を導入し、それらは第二次世界大戦の戦闘機にも採用されることになる。中でも最も重要なレースはシュナイダー・トロフィー・レースであり、競争は非常に激しく、参加できるのは各国政府のみであった。
ヨーロッパの戦間期の終わりにスペイン内戦が勃発した。これはドイツ空軍、イタリア王立空軍、ソ連空軍にとって最新鋭機をテストする絶好の機会となった。各陣営は紛争で自陣営を支援するために多数の航空機を派遣した。スペイン上空での空中戦では、最新鋭のメッサーシュミットBf 109戦闘機が活躍し、ソ連のポリカルポフI-16も同様に活躍した。ドイツの後期型は設計サイクルの初期段階にあり、開発の余地が大きく、得られた教訓は第二次世界大戦で大幅に改良されたモデルにつながった。ソ連はこれに追いつけず、新型機が就役したにもかかわらず、第二次世界大戦で改良されたBf 109に性能で劣っていたにもかかわらず、I-16は1942年までソ連の主力戦闘機として最も普及していた。イタリア側はフィアットG.50フレッチャなどの単葉機をいくつか開発したが、資金不足のため、旧式のフィアットCR.42ファルコ複葉機を運用し続けざるを得なかった。
1930年代初頭から、日本は中国国民党と中国におけるロシアの両方と戦争をしており、その経験を活かして訓練と航空機の両方を改良し、複葉機を近代的なカンチレバー式単葉機に置き換え、優秀なパイロットの集団を育成した。イギリスでは、ネヴィル・チェンバレン（「我々の時代の平和」演説でより有名）の指示により、イギリスの航空産業全体が再編成され、布張りの金属フレーム複葉機からカンチレバー式応力外皮単葉機へとドイツとの戦争に間に合うように迅速に転換することができた。フランスもこのプロセスを模倣しようとしたが、ドイツの侵攻に対抗するには遅すぎた。同じ複葉機の設計を何度も改良する時代は終わりを迎えつつあり、ホーカー・ハリケーンとスーパーマリン・スピットファイアがグロスター・グラディエーターとホーカー・フューリー複葉機に取って代わり始めたが、多くの複葉機は第二次世界大戦の開始後もずっと第一線で使用され続けた。彼らもスペイン内戦には参加していなかったが、多くの教訓を吸収し、それを活用する機会を得た。
スペイン内戦は、戦闘機の戦術を刷新する機会も提供した。その革新の一つが、ドイツ人パイロット、ヴェルナー・メルダースによる「フィンガーフォー」編隊の開発である。各戦闘機中隊（ドイツ語：Staffel ）は、4機からなる複数の小隊（ Schwärme ）に分けられた。各小隊は2機の小隊（Rotten）に分かれ、各小隊は編隊長機と僚機で構成されていた。この柔軟な編隊により、パイロットはより広い状況認識を維持でき、2機の小隊はいつでも分離して独自に攻撃することができた。フィンガーフォーは、第二次世界大戦中、イギリス軍、そして後にアメリカ軍を含む多くの国で、基本的な戦術編隊として広く採用された。
第二次世界大戦では、それまでのどの紛争よりも大規模な戦闘機戦闘が行われた。ドイツのエルヴィン・ロンメル元帥は航空戦力の効果について次のように述べている。「たとえ最新鋭の兵器を持っていても、制空権を完全に掌握している敵と戦わなければならない者は、野蛮人のように戦うことになる…」[ 29 ]戦争中、戦闘機は他の戦闘機との戦闘や爆撃機の迎撃を通じて制空権を確立するという従来の役割を果たしただけでなく、戦術航空支援や偵察といった役割も果たすことが多かった。
戦闘機の設計は、交戦国によって大きく異なっていた。日本とイタリアは、軽武装・軽装甲ながら機動性に優れた機体を好んだ。例えば、日本の九七式戦闘機（Ki-27）、九四三式戦闘機（Ki-43）、三菱の零式艦上戦闘機（A6M Zero） 、イタリアのフィアットG.50フレッチャ、マッキMC.200などが挙げられる。一方、イギリス、ドイツ、ソ連、アメリカの設計者たちは、戦闘機の速度が上がると、第一次世界大戦でよく見られたような空中戦で操縦を試みるパイロットにとって耐え難いGフォースが発生すると考え、速度と火力を重視した戦闘機を設計した。実際には、軽量で機動性に優れた航空機は戦闘機同士の戦闘において一定の優位性を持っていたものの、それらは通常、適切な戦術教義によって克服できた。また、イタリアと日本の設計アプローチは、迎撃機や攻撃機としては不向きなものであった。
ポーランド侵攻とフランスの戦いの間、ドイツ空軍の戦闘機、主にメッサーシュミット Bf 109が制空権を握り、ドイツ空軍はこれらの作戦におけるドイツの勝利に大きく貢献した。しかし、バトル・オブ・ブリテンでは、イギリスのハリケーンとスピットファイアがドイツ空軍の戦闘機とほぼ同等の性能を発揮した。さらに、イギリスのレーダーベースのダウディングシステムが戦闘機をドイツ軍の攻撃に誘導し、イギリス本土上空で戦う利点により、イギリス空軍はドイツに制空権を与えず、イギリスをドイツ軍の侵攻から救い、第二次世界大戦初期に枢軸国に大きな敗北を与えた。東部戦線では、バルバロッサ作戦の初期段階でソ連の戦闘機部隊が圧倒された。これは、作戦開始時の戦術的奇襲、大粛清によってソ連軍に生じた指導力の空白、そして当時のソ連機の設計全般の劣勢、例えば旧式のポリカルポフ I-15複葉機やI-16などが原因であった。ミコヤン・グレビッチ MiG-3、LaGG-3 、ヤコレフ Yak-1などのより近代的なソ連機はまだ大量には到着しておらず、いずれにしてもメッサーシュミット Bf 109には劣っていた。その結果、これらの作戦の初期数ヶ月間、枢軸軍の空軍は地上や一方的な空中戦で多数の赤軍空軍機を撃墜した。東部戦線の後期段階では、ソ連の訓練と指導力が向上し、装備も改善された。 1942年までに、ヤコブレフ Yak-9やラヴォーチキン La-5といったソ連製の戦闘機は、ドイツの Bf 109 やフォッケウルフ Fw 190に匹敵する性能を備えていた。また、レンドリース法に基づき、ソ連の戦争遂行を支援するために、イギリス、そして後にアメリカの戦闘機が多数供給された。ベル P-39 エアラコブラもその一つである。特に東部戦線特有の低高度戦闘において効果を発揮した。ソ連はアメリカとイギリスの爆撃作戦によっても間接的に助けられた。これらの爆撃に対する防衛のため、ドイツ空軍は多くの戦闘機を東部戦線から移動せざるを得なかった。ソ連は次第にドイツ空軍に挑戦できるようになり、戦争の大部分においてドイツ空軍は赤軍空軍に対して質的な優位を保っていたものの、ソ連空軍の数と有効性の増加は、赤軍がドイツ国防軍を撃退し、最終的に殲滅する上で決定的な役割を果たした。
一方、西部戦線での航空戦は全く異なる様相を呈していた。この戦闘の多くは、ドイツ空軍を消耗させることを目的とした、イギリス空軍とアメリカ陸軍航空隊によるドイツ産業に対する戦略爆撃作戦に集中していた。枢軸軍の戦闘機は連合軍の爆撃機に対する防御に重点を置き、連合軍の戦闘機の主な役割は爆撃機の護衛であった。イギリス空軍は夜間にドイツの都市を襲撃し、両陣営ともこれらの戦闘のためにレーダーを搭載した夜間戦闘機を開発した。対照的に、アメリカ軍はドイツへの昼間爆撃を行い、連合軍爆撃機攻勢を実行した。しかし、護衛なしのコンソリデーテッドB-24リベレーターとボーイングB-17フライングフォートレス爆撃機は、ドイツの迎撃機（主にBf 109とFw 190）を撃退することができなかった。後に長距離戦闘機、特にノースアメリカンP-51マスタングが登場すると、アメリカの戦闘機は昼間の空襲でドイツ領内深くまで護衛することが可能になり、先行して航続距離を伸ばすことでドイツ空軍を消耗させ、西ヨーロッパ上空の制空権を確立した。
1944年6月のオーバーロード作戦開始までに、連合軍は西部戦線においてほぼ完全な制空権を獲得していた。これにより、ドイツの都市や産業施設への戦略爆撃の強化、そして戦場目標への戦術爆撃が可能となった。ドイツ空軍がほぼ制空権を握ったことで、連合軍の戦闘機は地上攻撃機としての役割をますます担うようになった。
連合軍の戦闘機は、ヨーロッパの戦場で制空権を獲得することで、枢軸国の最終的な敗北に決定的な役割を果たした。ドイツ空軍司令官ヘルマン・ゲーリング元帥は、「ベルリン上空にムスタングを見たとき、もうおしまいだとわかった」と述べて、そのことを要約した。 [ 30 ]
太平洋戦争中の主要な航空戦は、日本による真珠湾攻撃後の西側連合国の参戦とともに始まった。大日本帝国海軍航空隊は主に三菱A6M零式艦上戦闘機を運用し、大日本帝国陸軍航空隊は中島キ27と中島キ43を運用し、これらの戦闘機は一般的に連合国の戦闘機よりも航続距離、機動性、速度、上昇率が優れていたため、当初は大きな成功を収めた。[ 31 ] [ 32 ]さらに、日本のパイロットはよく訓練されており、多くは中国での日本の作戦の戦闘経験者であった。彼らは、この戦争段階ではしばしば組織が乱れ、訓練不足で装備も貧弱だった連合国に対して、すぐに制空権を獲得し、日本の航空戦力はフィリピン、マレーシア、シンガポール、オランダ領東インド、ビルマでの連合国の成功に大きく貢献した。
1942年半ばまでに連合軍は再編成を開始し、ブリュースター・バッファローやP-39エアラコブラなどの連合軍機は日本の三菱A6M零戦のような戦闘機に性能で劣っていたものの、陸軍のカーチスP-40ウォーホークや海軍のグラマンF4Fワイルドキャットなどの機体は優れた火力、頑丈さ、急降下速度などの特性を備えており、連合軍はすぐにこれらの強みを活かすための戦術（サッチ・ウィーブなど）を開発した。これらの変化はすぐに成果を上げ、連合軍が日本に制空権を与えなかったことが珊瑚海海戦、ミッドウェー海戦、ガダルカナル島、ニューギニアでの勝利に決定的な役割を果たした。中国では、フライング・タイガースも同じ戦術をある程度成功裏に用いたが、日本軍の進撃を食い止めることはできなかった。1943年までに、連合軍は太平洋戦線の航空作戦で優位に立ち始めた。この変化にはいくつかの要因が寄与した。まず、ロッキードP-38ライトニングや、グラマンF6ヘルキャット、後にヴォートF4コルセア、リパブリックP-47サンダーボルト、ノースアメリカンP-51マスタングといった第2世代連合軍戦闘機が大量に到着し始めた。これらの戦闘機は、機動性以外のあらゆる点で日本の戦闘機を凌駕していた。戦争が進むにつれて、日本の戦闘機には他にも問題点が明らかになった。例えば、装甲の不足や武装の軽さなどである。これは戦前の世界中の戦闘機に共通する問題だったが、日本の設計では特に改善が困難だった。そのため、日本の戦闘機は爆撃機迎撃機としても地上攻撃機としても不十分であり、これらの役割は連合軍戦闘機が担うことができた。最も重要なのは、日本の訓練プログラムが、損失を補うのに十分な訓練を受けたパイロットを供給できなかったことである。対照的に、連合軍は訓練プログラムを修了するパイロットの数と質の両方を向上させた。 1944年半ばまでに、連合軍戦闘機は戦域全体で制空権を獲得し、その後戦争中に再び制空権が争われることはなかった。この時点での連合軍の量的・質的優位性は、フィリピン海海戦で明らかになった。この海戦では、連合軍が圧倒的な勝利を収め、日本のパイロットはあまりにも多くの機体をいとも簡単に撃墜したため、アメリカの戦闘機パイロットはこれを「七面鳥狩り」に例えた。戦争末期には、日本は中島キ84や川西N1Kといった新型戦闘機の生産を開始した。零戦の後継機は少数しか導入されず、その頃には日本は連合軍の攻撃に効果的に対抗できるだけの熟練パイロットや燃料を欠いていた。戦争末期には、日本の戦闘機部隊はアメリカのボーイングB-29スーパーフォートレスによる日本本土への空襲に真剣に対抗することはできず、ほとんど特攻攻撃に頼るしかなかった。
第二次世界大戦中、戦闘機の技術は急速に進歩した。第二次世界大戦の戦闘機の大部分を駆動していたピストンエンジンは、より強力になった。開戦当初、戦闘機のエンジン出力は通常1,000馬力（750kW ）から1,400馬力（1,000kW ）であったが、終戦までには多くの戦闘機が2,000馬力（1,500kW）以上を発揮できるようになった。例えば、戦争中ずっと生産され続けた数少ない戦闘機の1つであるスピットファイアは、1939年には1,030馬力（770kW ）のマーリンIIエンジンを搭載していたが、 1945年に生産された派生型には2,035馬力（1,517kW ）のロールス・ロイス・グリフォン61エンジンが搭載されていた。しかしながら、これらの戦闘機は、航空機とそのプロペラが音速の壁に近づくにつれて生じる圧縮性の問題により、最高速度をわずかにしか向上させることができず、プロペラ駆動の航空機が性能の限界に近づいていることは明らかでした。ドイツのジェットおよびロケット推進戦闘機は1944年に戦闘に参加しましたが、戦争の結果に影響を与えるには遅すぎました。同じ年に、連合国唯一の運用可能なジェット戦闘機であるグロスター・ミーティアも運用を開始しました。第二次世界大戦の戦闘機は、モノコック構造をますます採用するようになり、これにより空力効率が向上し、構造強度も向上しました。高速性能を向上させる層流翼もP-51マスタングなどの戦闘機で使用され、メッサーシュミットMe 262とメッサーシュミットMe 163は、亜音速の高速での抗力を劇的に低減する後退翼を備えていました。戦争中、兵器も進歩しました。戦前の戦闘機に一般的だった小銃口径の機関銃では、当時のより頑丈な軍用機を容易に撃墜することはできなかった。そこで空軍は、機関銃を機関銃に置き換えるか、あるいは機関銃を補完するために大砲を導入し始めた。大砲は、燃料パイプや操縦ケーブル、あるいはパイロットといった機体の重要部品に実弾が命中して運動エネルギーで穴を開けるのではなく、爆発性の砲弾を発射することができた。大砲は重爆撃機さえも撃墜することができた。 数発の命中弾はあったものの、発射速度が遅いため、ドッグファイトで高速で移動する戦闘機を撃墜するのは困難だった。最終的に、ほとんどの戦闘機は機関砲を搭載し、時には機関銃と組み合わせた。この変化を象徴していたのはイギリスだった。彼らの標準的な初期の戦闘機は8丁の.303インチ（7.7mm ）口径 機関銃を搭載していたが、戦争中期には機関銃と20mm （0.79インチ）機関砲 の組み合わせが特徴となり、戦争末期には機関砲のみが搭載されることが多かった。対照的に、アメリカは機関砲の設計に問題があったため、代わりに戦闘機に複数の.50インチ（12.7mm ） 重機関銃を搭載した。戦闘機には、翼の下に爆弾ラックや爆弾やロケットなどの空対地兵器が搭載されることが増え、戦闘爆撃機として近接航空支援の役割を担うようになった。軽爆撃機や中型爆撃機に比べて搭載できる兵器は少なく、航続距離も一般的に短かったものの、製造・維持費が安く、機動性に優れていたため、自動車などの移動目標を攻撃しやすかった。さらに、敵戦闘機に遭遇した場合、搭載兵器（揚力を低下させ、抗力を増加させるため性能を低下させる）を投棄して敵戦闘機と交戦できたため、爆撃機に必要な戦闘機の護衛が不要になった。
ドイツのフォッケウルフ Fw 190、イギリスのホーカー タイフーンとホーカー テンペスト、アメリカのカーチス P-40 、F4U コルセア、P-47 サンダーボルト、P-38 ライトニングといった重武装戦闘機は、いずれも戦闘爆撃機として優れた性能を発揮し、第二次世界大戦以降、地上攻撃は多くの戦闘機にとって重要な副次的能力となった。第二次世界大戦では、戦闘機に搭載されたレーダーが初めて使用された。これらのレーダーの主な目的は、夜間戦闘機が敵の爆撃機や戦闘機の位置を特定するのを支援することであった。これらのレーダー装置はかさばるため、従来の単発戦闘機には搭載できず、代わりにドイツのメッサーシュミット Bf 110やユンカース Ju 88、イギリスのデ・ハビランド モスキートやブリストル ボーファイター、アメリカのダグラス A-20といった大型の重戦闘機や軽爆撃機に後付けされ、夜間戦闘機として運用された。専用夜間戦闘機であるノースロップ P-61 ブラックウィドウは、設計段階でレーダーを組み込んだ唯一の戦闘機だった。イギリスとアメリカは航空機搭載レーダーの開発で緊密に協力し、ドイツのレーダー技術は概して英米の取り組みにやや遅れをとっていたが、他の交戦国はレーダー搭載戦闘機をほとんど開発しなかった。
この構想は、連合軍の重爆撃機、特に夜間爆撃機の脅威の高まりに対応するため、1943年にドイツの技術者ベルンハルト・J・シュラーゲによって考案された。シュラーゲ・ムジーク・システムは、メッサーシュミットBf 110やユンカースJu 88の後期型といったドイツの夜間戦闘機の機体下部に、上向きの砲塔（通常は20mmまたは30mm連装砲）を搭載するものであった。これらの砲は、敵爆撃機の脆弱な機体下部を狙うために上向きに角度がつけられていた。
1945年初頭に始まったいくつかの試作戦闘機計画は戦後も継続され、1946年に生産・運用開始された先進的なピストンエンジン戦闘機につながった。その典型的な例が、戦時中に成功を収めたラボーチキン La-7 「フィン」の発展型であるラボーチキン La-9 「フリッツ」である。ラボーチキン設計局は、La-7の木製機体を金属製に置き換えるとともに、機動性を向上させるために層流翼を装備し、武装を強化することを目指し、La-120、La-126 、La-130の一連の試作機を開発した。La-9は1946年8月に運用開始され、1948年まで生産された。また、長距離護衛戦闘機La-11「ファング」の開発の基礎にもなり、1947年から1951年にかけて約1200機が生産された。しかし、朝鮮戦争の過程で、ピストンエンジン戦闘機の時代は終わりを迎えつつあり、未来はジェット戦闘機にあることが明らかになった。
この時期には、ジェット補助ピストンエンジン機の実験も行われた。La-9 の派生型には、翼下に 2 基の補助パルスジェットエンジンを搭載したもの(La-9RD) や、同様に 2 基の補助ラムジェットエンジンを搭載したもの(La-138) があったが、いずれも実戦配備には至らなかった。実戦配備されたのは、1945 年 3 月にアメリカ海軍に採用されたライアン FR-1 ファイアボールである。終戦のVJ デーに生産が中止され、納入されたのはわずか 66 機で、1947 年に退役した。アメリカ陸軍航空隊は、コンソリデーテッド バルティ XP-81戦闘機のターボプロップとターボジェットの混合動力による最初の 13 機の量産前試作機を発注していたが、この計画も VJ デーまでに中止され、設計作業の 80% が完了していた。
最初のロケット推進航空機はリッピッシュ・エンテで、1928年3月に初飛行に成功した。[ 33 ]量産された唯一の純粋なロケット航空機は、1944年のメッサーシュミット Me 163 Bコメートで、これは高速の近接防御機を開発することを目的としたドイツの第二次世界大戦中のいくつかのプロジェクトの1つである。 [ 34 ] Me 262 の後期型 (C-1a および C-2b) には「混合動力」のジェット/ロケット動力装置も搭載されたが、初期型にはロケットブースターが搭載されていたものの、これらの変更を加えた量産はされなかった。[ 35 ]
ソ連は第二次世界大戦直後の数年間に、ロケット推進式の迎撃機、ミコヤン・グレビッチI-270の実験を行った。製造されたのはわずか2機だった。
1950年代、イギリスはターボジェット機の性能ギャップを埋めるため、ロケットエンジンとジェットエンジンの両方を使用した混合動力ジェット機を開発した。ロケットエンジンは、高高度爆撃機を高速で迎撃するために必要な速度と高度を実現する主動力であり、ターボジェットエンジンは飛行の他の部分で燃費を向上させ、特に、予測不能な滑空着陸のリスクを冒すことなく動力着陸を確実に行えるようにするために役立った。
サンダース・ロー社のSR.53は優れた設計であり、生産計画も立てられていたが、1950年代後半に経済的な理由からイギリスはほとんどの航空機開発計画を縮小せざるを得なくなった。さらに、ジェットエンジン技術の急速な進歩により、サンダース・ロー社のSR.53（および後継機のSR.177）のような混合動力航空機の設計は時代遅れとなった。水平飛行でマッハ1を超えた最初のアメリカ製戦闘機であるアメリカン・リパブリック社のXF-91サンダーセプターも同様の理由で同じ運命をたどり、ロケットエンジンとジェットエンジンを組み合わせたハイブリッド戦闘機はこれまで実戦配備されたことはない。
混合推進方式の唯一の実用化例はロケット補助離陸（RATO）であり、これは戦闘機ではほとんど使用されないシステムである。例えば、米国とソ連が試験した、特殊な発射台からのRATOベースのゼロ長発射方式などが挙げられるが、地対空ミサイル技術の進歩により時代遅れとなった。
航空業界では、歴史的な目的でジェット戦闘機を「世代」に分類することが一般的になっている。[ 36 ]これらの世代の公式な定義は存在しないが、戦闘機の設計アプローチ、性能、および技術進化の発展段階の概念を表している。さまざまな著者がジェット戦闘機を異なる世代に分類している。たとえば、米国空軍長官アクショングループのリチャード・P・ハリオンは、F-16を第6世代ジェット戦闘機に分類した。[ 37 ]
各世代に関連する期間は厳密なものではなく、それらの設計思想と技術採用が戦闘機の設計と開発に大きな影響を与えた時期を示すものに過ぎません。これらの期間は、当該航空機の就役開始がピークに達した時期も包含しています。
第一世代のジェット戦闘機は、第二次世界大戦末期（1939～1945年）から戦後初期にかけて登場した、初期の亜音速ジェット戦闘機の設計で構成されていた。外観はピストンエンジン搭載機とほとんど変わらず、多くは後退翼のない翼を採用していた。武装は依然として機関銃と機関砲が主流であった。最高速度で決定的な優位性を得る必要性から、ターボジェットエンジン搭載機の開発が進められた。より強力なピストンエンジンの開発に伴い、戦闘機の最高速度は第二次世界大戦を通じて着実に上昇し、プロペラの効率が低下してそれ以上の速度向上はほぼ不可能となる遷音速飛行速度に近づいた。
最初のジェット機は第二次世界大戦中に開発され、戦争終盤の2年間で実戦投入された。メッサーシュミット社は世界初のジェット戦闘機であるMe 262 Aを開発し、主に世界初のジェット戦闘機部隊であるドイツ空軍第7戦闘航空団（JG 7）で運用された。同時代のピストンエンジン機よりも大幅に高速で、熟練パイロットの手にかかれば連合軍パイロットにとって撃破するのは非常に困難だった。ドイツ空軍は連合軍の航空作戦を阻止するのに十分な数までこの機を配備することはなく、燃料不足、パイロットの損失、エンジンの技術的な問題などが重なり、出撃回数は少なかった。それでも、Me 262はピストンエンジン機の時代遅れを象徴する存在となった。ドイツのジェット機の報告に刺激され、イギリスのグロスター・ミーティアはすぐに生産を開始し、両機は1944年頃にほぼ同時期に就役した。ミーティアは、飛行爆弾が使用する低高度で利用可能なピストンエンジン戦闘機よりも速かったため、 V-1飛行爆弾の迎撃によく使用された。第二次世界大戦末期、ドイツ空軍は初の軍用ジェット軽戦闘機設計として、ハインケルHe 162 Aスパッツ（スズメ）をドイツ本土防衛用の簡易ジェット戦闘機として設計し、 1945年4月までに数機がJG 1の飛行隊で使用された。戦争の終わりまでに、ピストンエンジン戦闘機の開発はほぼすべて終了した。ライアンFRファイアボールのように、ピストンエンジンとジェットエンジンを組み合わせた推進方式の設計がいくつか短期間使用されたが、1940年代末までに、事実上すべての新型戦闘機はジェットエンジンとなった。
初期のジェット戦闘機は多くの利点があったものの、決して完璧ではなかった。タービンエンジンの運用寿命は非常に短く、エンジンは気まぐれで、出力調整は緩慢で、最終世代のピストンエンジン戦闘機と比べると加速性能は劣っていた（最高速度は向上したが）。主要国の空軍でさえ、多くのピストンエンジン戦闘機部隊が1950年代前半から中頃まで運用され続けた（ただし、残された機種は第二次世界大戦時の設計の中でも最良のものであった）。射出座席、エアブレーキ、全可動式尾翼などの革新的な技術はこの時期に広く普及した。
アメリカは第二次世界大戦後、戦時中のベル P-59 が失敗に終わったことを受け、ジェット戦闘機を実戦投入し始めた。ロッキード P-80 シューティングスター（後に F-80 に改称）は、後退翼の Me 262 よりも波抵抗を受けやすかったが、巡航速度（660 km/h (410 mph) ）は多くのピストンエンジン戦闘機が達成できる最高速度に匹敵した。イギリスは、特徴的な単発双胴のデ・ハビランド ヴァンパイアなど、いくつかの新型ジェット機を設計し、多くの国の空軍に販売した。
イギリスはロールス・ロイス・ネネ・ジェットエンジンの技術をソ連に移転し、ソ連はそれをすぐに先進的なミコヤン・グレビッチMiG-15戦闘機に採用した。MiG-15は、F-80のような直線翼設計よりも音速に近い速度で飛行できる完全後退翼を採用していた。MiG-15の最高速度1,075 km/h（668 mph）は、朝鮮戦争で遭遇したアメリカのF-80パイロットにとって大きな衝撃だった。武装は23 mm（0.91インチ）機関砲2門と37 mm（1.5インチ）機関砲1門だった。しかし、朝鮮戦争中の1950年11月8日に発生した最初のジェット機同士の空中戦では、F-80が北朝鮮のMiG-15を2機撃墜した。
アメリカ側はこれに対し、同様の遷音速性能を持つ自国の後退翼戦闘機、ノースアメリカンF-86セイバーを急遽投入し、MiG戦闘機と戦わせた。両機はそれぞれ長所と短所が異なっていたものの、性能的には非常に似通っており、どちらが勝つかは五分五分だった。セイバーは主にMiG戦闘機の撃墜に注力し、訓練不足の北朝鮮パイロットが操縦するMiG戦闘機に対しては優位に戦ったが、MiG戦闘機はアメリカの爆撃機編隊を壊滅させ、多数のアメリカ製戦闘機を実戦から撤退させることになった。
この時期、世界の海軍も新型機のカタパルト発艦の必要性にもかかわらず、ジェット機への移行を進めた。米海軍は朝鮮戦争期にグラマンF9Fパンサーを主力ジェット戦闘機として採用し、これはアフターバーナーを搭載した最初のジェット戦闘機の1つとなった。デ・ハビランド・シーヴァンパイアは英国海軍初のジェット戦闘機となった。レーダーは、朝鮮戦争でMiG戦闘機を撃墜したダグラスF3Dスカイナイトなどの特殊な夜間戦闘機に搭載され、後にマクドネルF2Hバンシー、後退翼のヴォートF7Uカトラス、マクドネルF3Hデーモンにも全天候型/夜間戦闘機として搭載された。AIM -9サイドワインダーなどの初期型赤外線（IR）空対空ミサイル（AAM）や、 AIM-7スパローなどのレーダー誘導ミサイルが登場し、その子孫は2021年現在も使用されている。は、後退翼を備えた亜音速のデーモンおよびカットラス艦上戦闘機に初めて導入された。
技術革新、朝鮮戦争の空中戦から得られた教訓、そして核戦争環境下での作戦遂行への注力が、第二世代戦闘機の開発を形作った。空気力学、推進システム、そして航空宇宙用建材（主にアルミニウム合金）における技術進歩により、設計者は後退翼、デルタ翼、面積法則胴体といった航空革新を試みることができた。アフターバーナー付きターボジェットエンジンの普及により、これらの機体は初めて音速の壁を突破した量産機となり、水平飛行で超音速を維持できる能力は、この世代の戦闘機に共通する能力となった。
戦闘機の設計では、小型航空機に搭載できるほど小型で効果的なレーダーを実現する新しい電子技術も活用されました。機上レーダーにより、視界外の敵機を探知できるようになり、より長距離の地上警戒レーダーや追跡レーダーによる目標の引き継ぎが改善されました。同様に、誘導ミサイルの開発の進歩により、戦闘機の歴史上初めて、空対空ミサイルが機関砲を補完する主要な攻撃兵器として使用されるようになりました。この時期には、パッシブホーミング赤外線誘導（IR）ミサイルが一般的になりましたが、初期のIRミサイルセンサーは感度が低く、視野角が非常に狭かった（通常30°以下）ため、その有効使用は近距離での追尾戦闘に限られていました。レーダー誘導（RF）ミサイルも導入されましたが、初期のものは信頼性に欠けていました。これらのセミアクティブレーダーホーミング（SARH）ミサイルは、発射機の機上レーダーによって「描かれた」敵機を追跡して迎撃することができました。中長距離無線周波空対空ミサイルは、「視界外射程」（BVR）戦闘の新たな次元を切り開く可能性を秘めており、この技術のさらなる開発に多大な努力が注がれた。
大規模な機械化軍と核兵器攻撃を伴う第三次世界大戦の可能性は、 2つの設計アプローチに沿ったある程度の専門化をもたらした。イングリッシュ・エレクトリック・ライトニングやミコヤン・グレビッチMiG-21Fのような迎撃機と、リパブリックF-105サンダーチーフやスホーイSu-7Bのような戦闘爆撃機である。どちらの場合も、ドッグファイトそのものは重要視されなくなった。迎撃機は、誘導ミサイルが銃を完全に置き換え、戦闘が視界外距離で行われるというビジョンから生まれた。その結果、戦略家は、高速、高度上限、上昇率を優先して機動性を犠牲にして、ミサイル搭載量が多く強力なレーダーを備えた迎撃機を設計した。主な防空任務として、高高度を飛行する戦略爆撃機を迎撃する能力が重視された。特殊な近接防衛迎撃機は、射程が限られており、地上攻撃能力はほとんど、あるいは全くなかった。戦闘爆撃機は制空任務と地上攻撃任務を切り替えて遂行でき、多くの場合、高速低空飛行で兵器を投下するように設計されていた。テレビ誘導式および赤外線誘導式の空対地ミサイルは、従来の重力爆弾を補完するために導入され、中には核爆弾を搭載できるものもあった。
第三世代では、第二世代の革新技術がさらに成熟したが、機動性と従来の地上攻撃能力への重点が再び高まったことが最も顕著である。1960年代を通じて、誘導ミサイルを用いた戦闘経験の増加により、戦闘は近距離での空中戦へと移行することが明らかになった。アナログ式アビオニクスが登場し、旧式の「蒸気計器」式コックピット計器に取って代わった。第三世代戦闘機の空力性能の向上には、カナード、動力式スラット、ブローフラップなどの飛行制御面が含まれた。垂直離着陸／短距離離着陸には多くの技術が試されたが、ハリアーでは推力偏向が成功した。
航空戦闘能力の向上は、改良された空対空ミサイル、レーダーシステム、その他の航空電子機器の導入に重点が置かれた。機関砲は標準装備のままであったが（初期のF-4は例外）、空対空ミサイルは制空戦闘機の主兵装となり、より高度なレーダーと中距離無線周波数（RF）空対空ミサイル（AAM）を用いてより長い「スタンドオフ」距離を実現した。しかし、RFミサイルの命中確率は、信頼性の低さとレーダーシーカーを欺くための電子妨害（ECM）の進歩により、予想外に低いことが判明した。赤外線誘導空対空ミサイルは視野が45°に拡大し、戦術的な有用性が強化された。それにもかかわらず、ベトナム上空でアメリカ戦闘機が経験した低い空中戦損失交換比率により、アメリカ海軍は有名な「トップガン」戦闘兵器学校を設立し、艦隊戦闘機パイロットに高度な空中戦闘機動（ACM）および異機種間空中戦闘訓練（DACT）の戦術と技術を訓練するための大学院レベルのカリキュラムを提供した。この時代には、主に誘導ミサイルによる地上攻撃能力の拡大も見られ、地形回避システムを含む、強化された地上攻撃のための最初の真に効果的なアビオニクスが導入された。広く使用されたAGM-65マーベリックの初期モデルのような、電気光学（EO）コントラストシーカーを備えた空対地ミサイル（ASM）が標準兵器となり、精密攻撃能力を向上させるためにレーザー誘導爆弾（LGB）が広く普及した。こうした精密誘導兵器（PGM）の誘導は、1960年代半ばに導入された外部搭載型の照準ポッドによって行われた。
第三世代では、新たな自動射撃兵器、特に電気モーターで砲身の機構を駆動するチェーンガンが開発された。これにより、航空機は単一の多銃身兵器（例えば20mmバルカン砲）を搭載できるようになり、命中精度と発射速度が向上した。動力装置の信頼性も向上し、ジェットエンジンは「無煙」化され、 遠距離からの航空機の視認性が低下した。
専用の地上攻撃機（グラマン A-6 イントルーダー、SEPECAT ジャガー、LTV A-7 コルセア IIなど）は、超音速戦闘機よりも長い航続距離、より高度な夜間攻撃システム、または低コストを提供した。可変翼を備えた超音速F-111は、アフターバーナーを装備した最初のターボファンであるプラット・アンド・ホイットニー TF30を導入した。この野心的なプロジェクトは、多くの役割とサービスのための汎用的な共通戦闘機を作ろうとした。それは全天候爆撃機としてうまく機能したが、他の戦闘機を撃破する性能が欠けていた。マクドネル F-4 ファントムは、レーダーとミサイル技術を活用して全天候迎撃機として設計されたが、空中戦で勝利するのに十分な機敏さを備えた汎用攻撃爆撃機として登場し、米海軍、空軍、海兵隊に採用された。新型戦闘機が登場するまで完全には解決されない数々の欠点があったにもかかわらず、ファントムはベトナム上空で280機の撃墜数（他のどの米軍戦闘機よりも多い）を記録した。[ 38 ]航続距離とペイロード能力はB-24リベレーターなどの第二次世界大戦の爆撃機に匹敵し、ファントムは非常に成功した多用途機となった。
第4世代戦闘機は多用途構成への傾向を継続し、ますます高度な航空電子機器および兵器システムを搭載するようになった。戦闘機の設計は、ジョン・ボイド大佐と数学者のトーマス・クリスティが、朝鮮戦争での戦闘経験と1960年代の戦闘機戦術教官としての経験に基づいて開発したエネルギー機動性（E-M）理論に大きく影響を受けた。EM理論は、戦闘機戦闘における利点として、航空機固有のエネルギー維持の価値を強調した。ボイドは、機動性を敵の意思決定サイクルに「入り込む」主要な手段と捉え、このプロセスを「OODAループ」（「観察-方向付け-決定-行動」の頭文字）と呼んだ。このアプローチは、高速のみに頼るのではなく、「高速過渡」、つまり速度、高度、方向の素早い変化を実行できる航空機の設計を重視した。
E-M特性は最初にマクドネル・ダグラスF-15イーグルに適用されたが、ボイドとその支持者たちは、これらの性能パラメータは、より大きく揚力の高い翼を備えた小型軽量機を必要とすると考えていた。小型化によって抗力が最小限に抑えられ、推力重量比が向上する一方、大型の翼によって翼面荷重が最小限に抑えられる。翼面荷重の減少は最高速度の低下や航続距離の短縮につながる可能性があるが、ペイロード容量は増加し、航続距離の短縮は大型翼の燃料搭載量の増加によって補うことができる。ボイドの「戦闘機マフィア」の努力は、ジェネラル・ダイナミクスF-16ファイティングファルコン（現在はロッキード・マーティン社製）の誕生につながった。
F-16の機動性は、わずかな空力不安定性によってさらに向上した。この技術は「緩和静的安定性」（RSS）と呼ばれ、フライ・バイ・ワイヤ（FBW）飛行制御システム（FLCS）の導入によって可能になった。FLCSは、コンピュータとシステム統合技術の進歩によって実現した。FBW運用に必要なアナログアビオニクスは基本的な要件となったが、1980年代後半にはデジタル飛行制御システムに置き換えられ始めた。同様に、プラット・アンド・ホイットニーF100ターボファンエンジンとともに、動力装置の性能を電子的に管理するフル・オーソリティ・デジタル・エンジン・コントロール（FADEC）が導入された。F-16は、通常のケーブルや機械式リンケージ制御ではなく、電子機器とワイヤーのみで飛行指令を伝達していたため、 「電動ジェット」という異名を得た。電子式FLCSとFADECは、その後のすべての戦闘機設計において不可欠な構成要素となった。
第4世代戦闘機に導入されたその他の革新的な技術には、パルスドップラー式射撃管制レーダー（「下方視察・下方射撃」機能を提供）、ヘッドアップディスプレイ（HUD）、「スロットルとスティックを両手で操作する」（HOTAS）操縦装置、多機能ディスプレイ（MFD）などがあり、これらはすべて2019年時点で必須の装備となっている。航空機設計者は、軽量化のために、接着アルミニウムハニカム構造要素やグラファイトエポキシ積層スキンなどの複合材料を組み込み始めた。赤外線捜索追跡（IRST）センサーは、空対地兵器の投下において広く普及し、空対空戦闘にも登場した。「全方位」IR空対空ミサイルは、あらゆる角度から敵機を攻撃できる制空兵器として標準となった（ただし、視野は比較的限られていた）。初の長距離アクティブレーダーホーミングRF空対空ミサイルは、 AIM-54フェニックスとして実戦配備され、これは生産に入った数少ない可変翼戦闘機設計の1つであるグラマンF-14トムキャットにのみ搭載された。この時代の空対空ミサイルの飛躍的な進歩にもかかわらず、機銃は標準装備であった。
もう一つの革命は、整備の容易さへの依存度が高まったことで起こりました。これにより、部品の標準化、アクセスパネルや潤滑箇所の削減、そしてエンジンなどの複雑な機器における部品点数の全体的な削減が実現しました。初期のジェット戦闘機の中には、飛行時間1時間あたり地上整備員による50人時もの作業を必要とするものもありましたが、後のモデルではこれが大幅に削減され、ターンアラウンド時間の短縮と1日あたりの出撃回数の増加が可能になりました。現代の軍用機の中には、飛行時間1時間あたりわずか10人時しか必要としないものもあり、さらに効率的な機種もあります。
空力的な革新としては、可変キャンバー翼や、ストレーキなどの前縁延長装置を追加することで、渦流揚力効果を利用して迎角を大きくする技術などが挙げられる。
以前の時代の迎撃機とは異なり、第4世代の制空戦闘機のほとんどは機敏なドッグファイターとして設計された（ただし、ミコヤンMiG-31とパナビア・トーネードADVは注目すべき例外である）。しかし、戦闘機のコストが継続的に上昇したため、多用途戦闘機の価値が強調され続けた。両方のタイプの戦闘機の必要性から、「ハイ/ローミックス」コンセプトが生まれ、高性能かつ高コストの専用制空戦闘機（F-15やSu-27など）を中核とし、より低コストの多用途戦闘機（F-16やMiG-29など）を多数配備するという構想が生まれた。
マクドネル・ダグラスF/A-18ホーネット、HALテジャス、JF-17 、ダッソー・ミラージュ2000など、第4世代戦闘機のほとんどは、最初から多用途戦闘機として設計された真の多用途戦闘機である。これは、空中モードと地上モードをシームレスに切り替えられるマルチモードアビオニクスによって実現された。攻撃能力を追加したり、異なる役割に特化した別々のモデルを設計したりする以前のアプローチは、一般的に時代遅れとなった（この点ではパナビア・トーネードが例外）。攻撃任務は、一般的にスホーイSu-25やA-10サンダーボルトIIなどの専用の地上攻撃機に割り当てられていた。
当時の典型的な米空軍戦闘機部隊は、1個航空制空飛行隊（F-15C）、1個攻撃戦闘飛行隊（F-15E）、および2個多用途戦闘飛行隊（F-16C）の混成部隊で構成されていた可能性がある。[ 39 ]戦闘機に導入された最も斬新な技術はステルス技術であり、これは特殊な「低視認性」（LO）材料と設計技術を用いて、航空機が敵のセンサーシステム、特にレーダーによって探知されにくくする技術である。最初に導入されたステルス機は、ロッキードF-117ナイトホーク攻撃機（1983年導入）とノースロップ・グラマンB-2スピリット爆撃機（1989年初飛行）である。第4世代にはステルス戦闘機そのものは登場しなかったが、これらのプログラムのために開発されたレーダー吸収コーティングやその他のLO処理の一部は、その後第4世代戦闘機に適用されたと報告されている。
1991年12月の冷戦終結は、多くの政府に「平和の配当」として軍事費の大幅削減をもたらした。空軍の装備は削減され、「第5世代」戦闘機の開発に取り組む研究開発プログラムは大きな打撃を受けた。1990年代前半には多くのプログラムが中止され、生き残ったプログラムも「長期化」された。開発ペースを遅らせることで年間投資額は削減されるものの、長期的にはプログラム全体のコストと単価が増加するという代償を伴う。しかし、このケースでは、設計者たちは、 1980年代と1990年代のマイクロチップと半導体技術の進歩によって可能になった、コンピュータ、航空電子機器、その他の飛行電子機器の分野における目覚ましい成果を活用することができた。この機会により、設計者たちは大幅に性能が向上した第4世代設計、あるいは再設計を開発することができた。これらの改良型設計は、第4世代と第5世代の中間的な性質を持ち、個々の第5世代技術の発展に貢献していることから、「第4.5世代」戦闘機として知られるようになった。
このサブ世代の主な特徴は、高度なデジタルアビオニクスと航空宇宙材料の適用、適度なレーダー反射断面積の低減（主にRF「ステルス」）、および高度に統合されたシステムと兵器です。これらの戦闘機は「ネットワーク中心」の戦場環境での運用を想定して設計されており、主に多用途機です。導入された主要な兵器技術には、視程外（BVR）空対空ミサイル、全地球測位システム（GPS）誘導兵器、固体位相アレイレーダー、ヘルメット搭載照準器、および改良された安全で妨害耐性のあるデータリンクが含まれます。過渡的な機動能力をさらに向上させるための推力偏向も多くの第4.5世代戦闘機に採用されており、出力向上したエンジンにより、一部の設計ではある程度の「スーパークルーズ」能力を実現しています。ステルス特性は、主に正面からのレーダー反射断面積（RCS）低減技術に重点が置かれており、レーダー吸収材（RAM）、LOコーティング、および限定的な形状技術が含まれます。
「ハーフジェネレーション」設計は、既存の機体をベースにしたものか、以前のバージョンと同様の設計理論に基づいた新しい機体をベースにしたものの、これらの改良により、重量を軽減するための複合材料の構造的使用、航続距離を伸ばすための燃料搭載量の増加、および前世代機と比較してレーダー断面積（RCS）を低減するためのシグネチャ低減処理が導入されています。炭素繊維複合材を多用した新しい機体設計に基づいたこのような航空機の代表例としては、ユーロファイター タイフーン、ダッソー ラファール、サーブ JAS 39 グリペン、HAL テジャス マーク 1A 、JF-17 サンダーなどが挙げられます。
これらの戦闘機を除けば、第4.5世代航空機のほとんどは、実際には以前の第4世代戦闘機の既存の機体の改良型である。このような戦闘機は一般的に重く、例としては、 F/A-18ホーネットの進化形であるボーイングF/A-18E/Fスーパーホーネット、 F-15イーグルの地上攻撃/多用途型であるF-15Eストライクイーグル、スホーイSu-27の改良型であるSu-30SMとSu-35S、ミコヤンMiG-29のアップグレード版であるMiG-35などがある。Su-30SM/Su-35SとMiG-35は、機動性を高めるために推力偏向ノズルを備えている。F-16のアップグレード版も第4.5世代航空機の一員とみなされている。[ 40 ]
第4.5世代戦闘機は1990年代初頭に初めて実戦配備され、そのほとんどは現在も生産・改良が続けられている。第5世代戦闘機の特徴の一つである超低視認性（VLO）を実現するために必要な高度なステルス技術の開発には多額の費用がかかるため、第5世代戦闘機と並行して生産が継続される可能性は十分にある。第4.5世代戦闘機のうち、ストライクイーグル、スーパーホーネット、タイフーン、グリペン、ラファールは実戦で使用されている。
米国政府は、第4.5世代戦闘機を「(1) AESAレーダー、(B) 大容量データリンク、(C) 強化されたアビオニクスなどの高度な機能を備え、(2) 現在および合理的に予測可能な高度な兵器を配備する能力を有する」と定義している。[ 41 ] [ 42 ]
現在、戦闘機設計の最先端を行く第5世代戦闘機は、ネットワーク中心の戦闘環境での運用を最初から想定して設計されており、高度な材料と成形技術を用いて極めて低い全方位マルチスペクトルシグネチャを実現しているのが特徴です。高帯域幅で低被探知確率（LPI）のデータ伝送機能を備えた多機能AESAレーダーを搭載しています。第4.5世代戦闘機では空対空戦闘と空対地兵器投下の両方に使用されていた赤外線捜索追跡センサーは、状況認識IRSTまたはSAIRSTのために他のセンサーと統合され、航空機周辺のすべての対象物を常時追跡するため、パイロットはちらっと見ただけで推測する必要がなくなります。これらのセンサーは、高度なアビオニクス、グラスコックピット、ヘルメットマウントサイト（現在F-22には搭載されていない）、改良された安全で妨害に強いLPIデータリンクとともに高度に統合されており、マルチプラットフォーム、マルチセンサーのデータ融合により状況認識が大幅に向上し、パイロットの作業負荷が軽減されます。[ 43 ]アビオニクススイートは、超高速集積回路（VHSIC）技術、共通モジュール、高速データバスを幅広く使用しています。全体として、これらすべての要素の統合により、第5世代戦闘機は「最初の発見、最初の射撃、最初の撃墜能力」を備えているとされています。
第5世代戦闘機の重要な特徴の一つは、レーダー断面積（RCS）が小さいことである。探知・追跡レーダーの広い周波数帯域にわたってRCSを最小限に抑えるため、機体のレイアウトと内部構造の設計には細心の注意が払われている。さらに、戦闘作戦中にVLO（超低視認性）特性を維持するため、主兵装は内部兵装ベイに搭載され、兵装発射のために短時間だけ開けられる。加えて、ステルス技術は、従来のステルス技術とは異なり、空力性能を犠牲にすることなく使用できるレベルにまで進歩している。特にF-22では、赤外線（IR）特性の低減にも一定の注意が払われている。これらのレーダー反射断面積低減技術に関する詳細情報は機密扱いだが、一般的には、特殊な形状加工、熱硬化性および熱可塑性材料、先進複合材料の広範な構造利用、コンフォーマルセンサー、耐熱コーティング、吸気口および冷却口を覆う低視認性ワイヤーメッシュ、排気口の熱アブレーションタイル（ノースロップYF-23に見られる）、および内部および外部の金属部分にレーダー吸収材および塗料（RAM/RAP）を塗布することなどが含まれる。
AESAレーダーは戦闘機に独自の機能を提供し（第4.5世代航空機の設計に急速に不可欠なものになりつつあり、一部の第4世代航空機にも後付けされています）、ECMおよびLPI機能に対する高い耐性に加えて、戦闘機を一種の「ミニAWACS」として機能させ、高利得の電子支援対策（ESM）および電子戦（EW）妨害機能を提供します。この最新世代の戦闘機に共通するその他の技術には、統合電子戦システム（INEWS）技術、統合通信、航法、識別（CNI）アビオニクス技術、メンテナンスを容易にするための集中型「機体状態監視」システム、光ファイバーデータ伝送、ステルス技術、さらにはホバリング機能が含まれます。機動性能は依然として重要であり、推力偏向によって強化され、離着陸距離の短縮にも役立ちます。スーパークルーズは搭載される場合とされない場合があります。これにより、アフターバーナーを使用せずに超音速飛行が可能になる。アフターバーナーは、軍事的に最大出力で使用すると赤外線反射断面積を大幅に増加させる装置である。
こうした航空機は高度で高価です。第5世代は、 2005年後半にロッキード・マーティン/ボーイングF-22ラプターによって幕を開けました。米空軍は当初650機のF-22を取得する計画でしたが、現在では187機しか製造されません。その結果、単価（ FAC）は約1億5000万ドルになります 。開発コストと生産基盤をより広く分散させるため、統合打撃戦闘機（JSF）プログラムには、コストとリスクを共有するパートナーとして他の8か国が参加しています。合計で、9か国はロッキード・マーティンF-35ライトニングII戦闘機を3000機以上調達する予定で、平均単価は8000万～8500 万ドルと見込まれています。しかし、F-35は、通常離着陸（CTOL）戦闘機、短距離離着陸垂直着陸（STOVL）戦闘機、カタパルト補助離陸着艦（CATOBAR）戦闘機の3機種からなるファミリーとして設計されており、それぞれ単価が異なり、燃料容量（したがって航続距離）、サイズ、ペイロードなどの仕様が若干異なっている。
他の国々も第5世代戦闘機の開発プロジェクトを開始している。2010年12月、中国が第5世代戦闘機成都J-20を開発していることが明らかになった。[ 44 ] J-20は2011年1月に初飛行を行った。瀋陽J-35は2012年10月31日に初飛行を行い、[ 45 ]中国の空母をベースに艦載型を開発した。[ 46 ] [ 47 ]統一航空機製造会社はロシアのミコヤンLMFSとスホーイSu-75チェックメイト計画と共同で、スホーイSu-57は2020年にロシア航空宇宙軍で運用される最初の第5世代戦闘機となり、[ 48 ] 2022年のロシア・ウクライナ戦争でミサイルを発射した。[ 49 ]日本は第5世代戦闘機の生産の技術的実現可能性を模索している。インドは、2030年代後半までに量産開始予定の中型ステルス戦闘機である先進中型戦闘機（AMCA）を開発している。インドはまた、ロシアと共同で第5世代重戦闘機FGFAの開発も開始した。 2018年現在5月、このプロジェクトはインドにとって望ましい進展や成果をもたらさなかったとみられ、保留または完全に中止された。[ 50 ]国産または半国産の先進的な第5世代航空機の配備を検討している他の国には、韓国、スウェーデン、トルコ、パキスタンなどがある。
2026年6月現在、中国、米国、日本、イタリア、英国、ロシアは第6世代航空機の開発プログラムに取り組んでいる。中国は、第6世代戦闘機の試作機を公開飛行させた最初の国であり、仮称は成都J-36と瀋陽J-50である。[ 51 ]
アメリカ空軍は2025年に、F-22ラプターの後継機として2014年に開始した次世代制空権プログラムからボーイングF-47の設計を選定した。[ 51 ] [ 52 ]アメリカ海軍も、 2030年代からF/A-18E/Fスーパーホーネットの後継機としてF/A-XXプログラムを進め、F-35Cを補完する予定である。[ 53 ] [ 54 ]
以前の報告によると、アメリカ海軍初の第6世代ジェット戦闘機は、当初2025年から2030年の間に就役する予定だった。[ 55 ]米空軍は、2030年から2050年の間に「次世代戦術航空機」（「Next Gen TACAIR」）と呼ばれる新しい戦闘機を求めている。[ 56 ] [ 57 ]米海軍は当初、2025年からF/A-18E/Fスーパーホーネットを次世代制空戦闘機に置き換える計画だった。[ 58 ] [ 59 ]
英国が提案するステルス戦闘機は、BAEシステムズ、ロールス・ロイス、レオナルドSpA、MBDAからなるチーム・テンペストで日本とイタリアと共に開発されている。この航空機は2035年に就役する予定である。[ 60 ] [ 61 ]サウジアラビアもチーム・テンペストへの参加を検討している。[ 62 ]
将来戦闘航空システム（FCAS）計画では、フランス、ドイツ、スペインが共同で次世代戦闘機（NGF）として知られる第6世代戦闘機の開発に取り組んでいたが、2026年に計画は中止された。[ 63 ] [ 64 ]
戦闘機は、1950年代後半まで、空対空戦闘のためだけに銃を装備するのが一般的でしたが、第二次世界大戦では、主に空対地用で、限定的な空対空用として無誘導ロケットが配備されました。1950年代後半から、誘導ミサイルが空対空戦闘に使用されるようになりました。この歴史を通じて、奇襲や機動によって良好な射撃位置を獲得した戦闘機は、搭載している武器の種類に関係なく、約3分の1から2分の1の確率で撃墜に成功しています。[ 65 ]これに対する唯一の大きな歴史的例外は、誘導ミサイルが誕生してから最初の10年から20年間で示した効果の低さです。[ 66 ] [ 67 ] 第一次世界大戦から現在まで、戦闘機は機関銃と自動砲を武器として搭載しており、今日でもそれらは不可欠なバックアップ武器と考えられています。空対空砲の威力は時間の経過とともに大幅に向上し、誘導ミサイルの時代においてもその重要性を維持しています。[ 68 ]第一次世界大戦では、2丁の小銃口径（約0.30）機関銃が典型的な武装であり、毎秒約0.4 kg（0.88 lb）の弾丸を発射した。第二次世界大戦でも小銃口径機関銃は一般的であったが、通常はより多数、またははるかに重い0.50口径機関銃や大砲で補完されていた。第二次世界大戦のアメリカ戦闘機の標準的な武装である6丁の0.50口径（12.7mm）機関銃は、毎秒約3.7 kg（8.1 lbs）の弾丸を発射し、銃口速度は毎秒856 m（2,810 ft/s）であった。イギリスとドイツの航空機は、機関銃と機関砲を混用する傾向があり、後者は爆発性の弾丸を発射した。その後、イギリスの戦闘機は機関砲のみを装備するようになり、アメリカは信頼性の高い機関砲を大量生産することができず、アメリカ海軍が20mm機関砲への変更を強く求めたにもかかわらず、ほとんどの戦闘機は重機関銃のみを装備したままだった。[ 69 ]
戦後には20～ 30mm回転式機関砲と回転式機関砲が導入された。現在のアメリカ戦闘機に標準装備されている最新のM61バルカン20mm回転式機関砲は、約10kg /秒（22lb /秒）の弾丸を発射する。これは6丁の0.50口径機関銃の約3倍の重量であり、1,052m /秒（3,450ft /秒）という高い初速でより平坦な弾道を実現し、爆発する弾丸を使用している。[ 70 ]最新の戦闘機の銃システムは、空中戦の複雑な3次元機動において、弾丸の落下と飛行時間（目標リード）を補正するための照準点の問題を軽減するために、測距レーダーとリード計算電子照準器も備えている。しかし、銃を使用する位置につくことは依然として困難である。銃の射程は過去よりも長くなっているが、ミサイルと比較すると依然としてかなり限られており、最新の銃システムの最大有効射程は約1,000メートルである。[ 71 ]高い殺傷確率には、通常、目標の後方半球から発射する必要がある。[ 72 ]これらの制約にもかかわらず、パイロットが空対空射撃の訓練を十分に受けており、これらの条件が満たされている場合、砲システムは戦術的に効果的で、非常に費用対効果が高い。砲撃のコストはミサイルの発射よりもはるかに低く、[ b ]発射体は、ミサイルを無力化できる場合がある熱的および電子的対抗措置の影響を受けない。敵を砲の射程内に近づけることができる場合、砲の殺傷力は「1回の射撃で殺傷できる確率」が約25%から50%である。[ 73 ]
機関砲の射程距離の限界と、戦闘機パイロットの技量の大きなばらつきを克服し、より高い戦力効果を実現したいという要望から、誘導式空対空ミサイルが開発された。誘導式空対空ミサイルには、赤外線誘導式とレーダー誘導式の2種類がある。レーダー誘導式ミサイルは、一般的に赤外線誘導式ミサイルよりも数倍重く高価だが、射程距離が長く、破壊力も高く、雲を貫通して目標を追跡できる。
非常に成功を収めたAIM-9サイドワインダー熱追尾（赤外線ホーミング）短距離ミサイルは、1950年代にアメリカ海軍によって開発されました。これらの小型ミサイルは軽量戦闘機に容易に搭載でき、有効射程は約10～35キロメートル（6～20マイル）です。1977年のAIM-9L以降、サイドワインダーの後継バージョンでは、全方位能力、つまり目標機の空気表面摩擦に対する熱が低いことを利用して前方と側面から追跡する能力が追加されました。最新型（2003年運用開始）のAIM-9Xには、「オフボアサイト」と「発射後ロックオン」機能も備わっており、パイロットはミサイルを素早く発射して、パイロットの視界内のどこにでも目標を追跡することができます。AIM-9Xの開発コストは、1990年代半ばから後半のドルで30億ドル[ 74 ]であり、2015年の1基あたりの調達コストは60万ドルです。このミサイルは重量が85.3kg （188ポンド）で、高高度での最大射程は35km （22マイル）です。ほとんどの空対空ミサイルと同様に、低高度での射程は、抗力の増加と滑空能力の低下により、最大射程の約3分の1に制限される可能性があります。[ 75 ]
赤外線誘導ミサイルの有効性はベトナム戦争初期にはわずか 7% であったが、戦争中に約 15% ～ 40% に向上した。[ 76 ]米空軍が使用したAIM-4 ファルコンの撃墜率は約 7% で、失敗とみなされた。後に導入された AIM-9B サイドワインダーは 15% の撃墜率を達成し、さらに改良された AIM-9D および J モデルは 19% に達した。ベトナム空戦の最後の年に使用された AIM-9G は 40% を達成した。[ 77 ]イスラエルは 1967 年の六日間戦争ではほぼ完全に砲を使用し、60 機撃墜、10 機撃損を達成した。[ 78 ]しかし、イスラエルは 1973 年のヨム・キプール戦争では着実に改良された熱追尾ミサイルをはるかに多く使用した。この大規模な紛争で、イスラエルは合計261機中171機を熱追尾ミサイルで撃墜し（65.5％）、5機をレーダー誘導ミサイルで撃墜し（1.9％）、85機を機関砲で撃墜した（32.6％）。[ 79 ] 1982年のフォークランド紛争では、AIM-9Lサイドワインダーが発射した26発のうち19発を撃墜した（73％）。[ 80 ]しかし、熱対抗手段を使用する敵との紛争では、米国は1991年の湾岸戦争で後継のAIM-9Mを発射した48発のうち11発しか撃墜できなかった（Pk = 23％）。[ 81 ]
レーダー誘導ミサイルは、大きく2種類の誘導方式に分類されます。歴史的に主流であったセミアクティブ・レーダーホーミング方式では、ミサイルは発射機から送信されたレーダー信号が目標から反射された信号を追跡します。この方式の欠点は、発射機が目標をレーダーロックし続ける必要があるため、機動の自由度が低く、攻撃を受けやすくなることです。この方式で広く使用されたミサイルの一つがAIM-7スパローで、1954年に運用開始され、改良型が1997年まで生産されました。より高度なアクティブ・レーダーホーミング方式では、ミサイルは予測位置に関する内部データに基づいて目標付近まで誘導され、その後、搭載された小型レーダーシステムによって「アクティブ」になり、目標への終末誘導を行います。これにより、発射機がレーダーロックを維持する必要がなくなり、リスクが大幅に軽減されます。代表的な例として、AIM-120 AMRAAMが挙げられます。これはAIM-7の後継として1991年に初めて配備され、 2016年時点では退役時期は未定です。現在のAIM-120D型は、高高度での最大射程が160km （100マイル）以上で、1発あたり約240万ドル（2016年時点）である。他のほとんどのミサイルと同様に、低高度での射程は高高度での射程のわずか3分の1程度になる場合がある。
ベトナム戦争の航空戦では、レーダーミサイルの命中率は短距離では約10%で、レーダー反射が弱まり、目標機が飛来するミサイルを探知して回避行動を取る時間が長くなるため、長距離ではさらに悪化した。ベトナム戦争のある時点で、米海軍はAIM-7スパローレーダー誘導ミサイルを50発連続で発射したが、命中しなかった。[ 82 ] 1958年から1982年までの5つの戦争で、戦闘機パイロットが空対空戦闘中に熱追尾ミサイルとレーダー誘導ミサイルを合わせて2,014発発射し、528機を撃墜した。そのうち76機はレーダーミサイルによる撃墜で、合計の有効性は26%だった。しかし、76機のレーダーミサイルによる撃墜のうち、レーダー誘導ミサイルの強みとなるはずの視程外モードで撃墜されたのはわずか4機だった。[ 83 ]米国は 1950年代から1970年代初頭にかけて、空対空レーダーミサイル技術に100億ドル以上を投資した。[ 84 ]米国とその同盟国が実際に達成した撃墜数で償却すると、レーダー誘導ミサイルによる撃墜1件あたり1億3000 万ドル以上の費用がかかったことになる。撃墜された敵機は、ほとんどが旧型のMiG-17、-19、-21で、新品価格は1機あたり30 万ドルから300万ドルだった 。したがって、この期間のレーダーミサイルへの投資は、破壊された敵機の価値をはるかに上回り、さらに、意図されたBVR効果はほとんど得られなかった。
しかし、継続的な多額の開発投資と急速に進歩する電子技術により、1970年代後半以降、レーダーミサイルの信頼性が大幅に向上しました。レーダー誘導ミサイルは、1991年の湾岸戦争での作戦で75% Pk（12発中9発撃墜）を達成しました。[ 85 ]レーダー誘導ミサイルによる撃墜の割合も、1991年までに初めて総撃墜数の50%を超えました。1991年以降、世界中で61件の撃墜のうち20件は、レーダーミサイルを使用した視程外からの撃墜です。[ 86 ]誤射による味方の撃墜を除くと、運用中のAIM-120D（現在のアメリカの主力レーダー誘導ミサイル）は、16発中9発撃墜し、56% Pkを達成しています。これらの撃墜のうち6件は、13発中視程外からの撃墜で、視程外からのPkは46%です。[ 87 ]これらの撃墜はすべて、レーダー、電子妨害装置、または同等の兵器を装備していない能力の劣る敵に対するものでしたが、BVR Pkは以前の時代に比べて大幅に改善されました。しかし、現在の懸念はレーダーミサイルに対する電子妨害装置であり、[ 88 ] AIM-120Dの有効性を低下させていると考えられています。一部の専門家は、2016年時点で欧州のメテオミサイル、ロシアのR-37M、中国のPL-15は、AIM-120Dよりも対抗措置に対する耐性が高く、より効果的である。[ 88 ]
信頼性が向上した今、両タイプのミサイルにより、戦闘機パイロットは、より経験豊富で熟練した戦闘機パイロットだけが勝つ傾向があり、最高の戦闘機パイロットでさえ単に不運に見舞われる可能性がある短距離ドッグファイトのリスクを回避できることが多くなりました。有能な相手に対する攻撃と防御の両方で複雑なミサイルパラメータを最大限に活用するには、かなりの経験とスキルが必要ですが、[ 89 ]同等の能力と対抗手段を持たない不意打ちの相手に対しては、空対空ミサイル戦は比較的単純です。空対空戦闘を部分的に自動化し、主にごく一部の熟練した戦闘機パイロットによって達成される機銃撃戦への依存を減らすことにより、空対空ミサイルは現在、非常に効果的な戦力増強手段となっています。