舰载机的发展历程经历了哪些坎坷，舰载机是怎样在航空母舰上起飞和降落的，未来航空母舰将携载哪些类型的舰载机，请你阅读本章内容。
陆基飞机上舰
20世纪的钟声刚刚响过，两位美国的修车匠莱特兄弟就异想天开地制造了一架叫做“飞机”的机器，居然在1903年驾驶它第一次飞上了蓝天，这无疑成为新世纪开始的一件新鲜事。飞机的出现使敏感的军人们嗅到了新技术革命的味道，陆军在思考如何用来进行空中侦察，而海军做起了如何才能让飞机在军舰上起飞和降落的美梦。
1909年11月3日，一位名叫乔治·斯维特的海军军官，搭乘一架美国陆军飞机上天飞行，想亲身体验一下坐飞机的滋味究竟有多么好受。恐怕连斯维特自己也没有料到，他居然成为美国海军历史上第一位上天飞行的美国海军军官，在美国，他算是第一个穿着军装“吃螃蟹”的人。斯维特的空中之旅给当时担任海军部长的乔治·梅耶先生以重大启迪，他感到海军军官乘坐陆军的飞机上天有失军种尊严，海军必须开始探索关于飞机的问题。1910年9月26日，这位新潮的海军部长便任命华盛顿·查伯上校作为他的助理，专门负责航空装备方面的工作，这位查伯上校从此便成为美国海军部第一位负责航空方面的军官。
1910年11月14日，一位24岁的小伙子尤金·埃利，驾驶一架柯蒂斯式飞机，从一艘舰首铺设木制飞行平台并经过简易改装且处于锚泊状态的伯明翰号（CL-2）轻型巡洋舰上起飞，然后在陆地降落，从而成为第一位从海军舰艇上起飞的飞行员。几个月后，这位埃利先生又开始继续他的飞行试验，这次的试验将进行相反的动作，即如何在舰上降落。1911年1月18日上午11时01分驾驶柯蒂斯式飞机从陆上起飞，11时58分成功地降落在处于停泊状态的宾夕法尼亚号（ACR-4）装甲巡洋舰的后部经过改装的飞行甲板上。埃利成功的飞行试验，证明陆基飞机在海军舰艇上起飞和降落是完全可能的，这给予海军军官们以巨大的鼓舞。
由于当时的舰艇吨位较小，过于狭窄和短小的飞行甲板很难给上舰的陆基飞机提供足够的助跑空间。能不能给飞机提供一种外部推动力来加速飞机在军舰上的起飞呢？1915年11月5日，亨利·马斯丁海军中校驾驶一架AB-2型飞机从北卡罗莱那号（ACR-12）舰艇上起飞，开始进行首次弹射起飞试验。最早是采用压缩空气推动，后来利用甘油炸药瞬间爆发的推力来做试验，当然，还用飞轮快速旋转的方法来助飞，也采用过液压式弹射器弹射的方法。经过多年的试验，直到1934年11月1日，美国海军才制造和试验成功MK-IH型舰用液压弹射器，这种弹射器使弹射重型飞机成为可能。
飞机在舰艇上如何起飞的问题解决之后，怎样在航行中的舰艇上降落又成了一大难题。刚开始时是在飞机底部装一个浮筒式滑翘装置，先在水面上降落，然后用吊车把飞机吊上舰艇。这种方法显然过于笨重，应该考虑一种能让飞机在航行中的舰艇上降落的方法。最简便的方法是人力拉阻着舰，就是飞机着舰前先示意一下或打个招呼，舰上选几个身强力壮的大汗站立于甲板两侧，待飞机着舰之时，便七手八脚地直接拽住降落中的飞机的任何部位就可以了。这种办法对付小飞机可以，稍微大一点、重一点、速度快一点的飞机就拽不住了，怎么办呢？人们在飞行甲板的两侧布设了许多装满沙子的麻袋，中间系上一些很粗的绳索，降落中的飞机放下尾钩钩住绳索就可稳稳地落在舰上。这个办法非常有效，一下子就解决了飞机着舰的难题，所以它一直沿用至今，当然阻拦索不再是绳索，但基本原理是完全一样的。
喷气式飞机上舰
1939年“二战”开始的时候，航母舰载机还主要是使用陆基飞机，根据海上作战的特殊需要，也开始研制一些海上专用的舰载机。由于弹射和阻拦装置的配备使用，所有舰载机都改装了舰上起降设备。这时的舰载机种类有较大的变化，战术技术性能也有明显的提高，战斗机、鱼雷机、轰炸机、战斗轰炸机等广泛装备使用，飞机速度已经达到每小时380～660公里，续航力960～1840公里，飞机重量2.4吨～6.3吨。从1941年年底的珍珠港事件到20世纪60年代初，约20年，这是航母技术突破最大的一个阶段，也是20世纪中航母数量最多、航母作用最大的一个历时阶段。“二战”前夕，世界上只有29艘航空母舰，到1945年“二战”结束时就发展到180多艘，还不包括战损的那些航母，也不包括用商船改装的200多艘护航航母。从技术上来看，这个时期有两大突破点：喷气式飞机上舰和采用蒸汽弹射器、着舰阻拦装置和助降装置。
1942年，德国人和美国人分别研制出了首架喷气式战斗机。7月27日，德国试飞了一架梅塞施密特-262型喷气式战斗机，因而成为世界上第一架喷气式战斗机。不过，两个月后的10月2日，美国也试飞了一架P-59型喷气式战斗机。螺旋桨飞机是采用活塞式发动机，靠螺旋桨产生的拉力来推动的，航速最快每小时仅达750公里。喷气式发动机和螺旋桨发动机的原理不同，它是靠空气和煤油燃烧后所产生的大量高温高压气体，向后喷射而推动飞机前进的，所以一般在机身前面和侧面都开有专门的进气口，机身后部留有喷口。喷气式发动机可获得较高的推重比，使飞机获得较高的飞行速度、高度和机动性能。
1945年喷气式战斗机首次上舰，把螺旋桨飞机每小时150～600公里的航速一下子提高到1100多公里，飞机的重量增加到20多吨，体积也大大增加。这些突如其来的变化对航母提出了新的更高的要求，于是，航空母舰开始了一系列革命：先是安装蒸汽弹射器，就是用一台锅炉和储气罐来专门制造和存储蒸汽，飞机起飞前先把它调整到滑轨上，用轮挡固定住，再用挂钩把飞机和弹射器的牵引钢索连接起来，然后撤掉轮挡，竖起位于飞机尾部用来遮挡气流和火焰的挡流板。这时，飞机启动发动机，当达到一定推力时弹射器突然释放蒸汽，蒸汽的推力要超过飞机重量的3～4倍，进而把飞机推出长达75米的弹射器，然后飞机开始自行控制飞行。
超音速飞机的上舰虽然获得成功，但同时也给着舰带来不少麻烦，比如在茫茫大海中舰载机如何寻找和发现自己的母舰，由于恶劣气象而导致母舰大幅度横摇和纵摇时，舰载机飞行员如何确认母舰的水平位置并准确把握着舰的时机，如此高的飞行速度在着舰时能否在长度只有几十米的距离内稳稳停住，这一切最终导致飞机着舰阻拦装置和助降镜等辅助降落设备的装舰使用。同时，为了在一艘航母上同时起飞和降落多架飞机，还采用了斜直两端式飞行甲板，从而为航空母舰的大型化奠定了基础。
航空母舰难度最大、风险最大的就是舰载机起飞和降落，因为很多飞机事故都出现在这两个阶段。陆地机场的飞机跑道长度3000～5000米，即便是推重比最好的飞机，起飞跑道长度也要有700～1000米长，尽管如此，飞机起降过程中还经常发生事故。航空母舰的飞行甲板，大型航母只有两三百米，一般中型航母只有100多米，何况航母平台随波逐流，受天气和海况的影响很大，横摇纵摇都非常厉害，始终不可能有一个类似陆地跑道那种非常平稳的状态，要想在这样的平台上成功起降，难度可想而知。
在最初阶段，由于飞机很轻，速度也很低，所以起飞时赋予它一个初始速度再加上人力的推动，飞机就可以起飞了。后来，飞机重量增大，速度也提高了，如何从舰上起飞成了一个问题，于是人们开始研究和试验各种外力助推的方法。当时试验的方法主要有：用压缩空气推动，用甘油炸药瞬间爆发的推力推动，用飞轮助飞，用液压式弹射器弹射等。
航母起降方式很多，随着飞机的不断改进，起降技术也不断更新。最早的起降方式就是什么都不用，飞机靠自己的两个轮子就能够起飞和降落，一架小飞机在舰艇上边搭块板就飞走了。到了1911年，美国有一位叫西奥多·埃里森的海军上尉，他发明了一种办法，就是用三条绳子拉着，前边装着砝码，往前头一抛，给一个重力加速度，这样飞机就飞走了。后来，埃里森又对这种原始的弹射器进行改进，研制成功压缩空气弹射器，于1912年11月12日进行了人类史上第一次弹射起飞。
以后研究出一种液压式弹射器，就是搞了一个储压桶，弹射飞机的时候短时间内把那个储备的压力猛然给它释放出去，推动飞机起飞。这个办法倒挺有用，对小飞机很有效。以后就搞飞轮式和火药式的弹射器等等。火药式弹射器很有意思，火药爆炸以后，利用短期产生的爆炸效应，把飞机推出去。这种火药式弹射器现在还在用，现在发射无人机就是用这种方式。把无人机置于发射轨道之上，在后边点燃火药，利用爆炸产生的初始推力一下子就把它给推出去。现在我们发射火箭、卫星都是利用这种火药式推进原理。
飞行甲板的演变
1913年的时候，航母处在萌芽时期，当时是利用巡洋舰和商船改装水上飞机母舰，就是在这类舰船上用木板搭起一个平台，用来携载水上飞机，到达作战海域后，用舰船上的吊车把水上飞机吊到海面上，飞机从海面上起飞执行作战任务。返航时同样停在海面上，再用吊车吊到舰船上，有时则干脆飞回陆地降落。当时英国的肖特-184是一种很不错的水上飞机，属于鱼雷轰炸/侦察机，航速每小时140公里，飞机重量2.4吨，续航力240公里。舰载机主要是陆基通用的轰炸机和战斗机，航速每小时220～280公里，续航力500～900公里，飞机重量1.2吨～4.2吨。利用巡洋舰等作战舰艇改造的常规起降飞机航母，就是把主炮拆了以后，在舰首装一块60～90米长的甲板就可以了。当时的飞机很小很轻，飞行甲板有一个10度左右的自然下滑坡度，飞机发动机开足马力，自己用滑轮向海平面方向滑下去就能起飞了。当时是螺旋桨飞机，飞行速度很慢，这样的方式就能够确保顺利起飞，但是起飞之后怎么降落却成了一个大问题，最早飞机从航母上起飞以后就在陆上降落，或者是落在海面上，然后再用吊车把飞机吊上来。很显然，这样操作太麻烦，也不利于作战使用。后来，就把巡洋舰舰尾的炮也拆了，在上边搭了一个专门用来降落的甲板，很快就解决了飞机着舰的问题。
后来，开始建造常规起降飞机航空母舰，在舰上设有专门的飞行甲板，最初的飞行甲板是首尾两段式的，前面的一段飞行甲板呈倾斜状，向海面自然倾斜一个角度，以便给飞机一个初始速度，让它顺利起飞。在舰艇的尾部则设有另外一个飞行甲板，那是用来让飞机降落的。首尾两段式飞行甲板就是舰首有一段，舰尾有一段，中间为什么没有呢，因为中间是指挥用的舰桥啊，当时的舰桥是舰长指挥舰艇航行和对海对空观察的战位。
在使用中发现，首尾两段式飞行甲板如果单纯从前甲板起飞没有关系，单纯在后甲板降落也没事，如果在前头起飞的同时在后边降落，会产生一种物理现象，即围绕舰桥周边产生一种湍流，这是一种莫名其妙的气流，这个气流很强，再加上海风的话，足以把飞机吹到海里去。很明显，舰桥是造成湍流的最大元凶。那时候的舰桥比较复杂，因为当时的舰艇是烧煤或者烧油的，所以舰上的大烟筒就有三四个，还有好多纵横交错的桅杆，桅杆上装满了雷达和通信设备。这个东西太碍事了，但是把它拆了以后烟囱和桅杆怎么办？后来人们想了个办法，飞机起飞的时候就把三四个大烟囱都给它放倒，这个办法最早是日本人想出来的，等飞机起飞以后再把烟囱给竖起来，这个办法是可以的，但操作起来太复杂了。
后来感觉这样做很麻烦，索性就把中间的舰桥也给拆了，前后两段飞行甲板连通成为通长型飞行甲板，舰面上所有的东西都不要了，就平平的一个甲板。飞行甲板下面用立柱支撑起来，上面一马平川，所以当时人们把这种直通式飞行甲板的航母叫做平原型航空母舰。这样一来就好多了，飞行甲板扩展成200多米，中间有一个网子，前面起飞有100多米，后边降落也有100多米，起飞和降落可以同时进行，如果把网子拿掉以后，从后边往前可以全都用来起飞，所以这种直通式的飞行甲板在第二次世界大战当中非常流行。
直通式飞行甲板有什么问题呢？就是不能起飞大飞机，尤其是喷气式飞机上舰以后，就必须要用蒸汽弹射器了，不能这边弹射飞机，那边降落飞机，这是不可以的。战争进行过程中非常麻烦，有时候前面的飞机着急要起飞，后面的飞机又着急要降落，打了半天仗燃油耗没了，如果不让它降落，一分钟后可能就掉到海里了，不能说等着前面的飞机弹射完了再降落，所以起飞照样进行，降落也应该同时进行。怎么解决这个问题呢？英国有一位上校叫卡梅尔，20世纪50年代他想出了一个主意，他说搞成斜直两段式飞行甲板不就可以了嘛，一段叫直通式飞行甲板，另一段再搞一个斜角飞行甲板，斜角甲板和直通式甲板的夹角是10度，这样如果飞机在直通式飞行甲板上进行，降落就可以在斜角飞行甲板上进行，两架起飞和降落的飞机按照各自不同的轴线进行，两不耽误。
卡梅尔的这个设计最终得到英国海军的认可，美国最早在中途岛号航母上进行了试验，1952年就连续试验了400多次，最后感觉这是个很好的办法，就固定下来了。美国现在所有的航母都采用这种斜直两段式飞行甲板，在斜直两段式起飞甲板上装有4部蒸汽弹射器，斜直两段各装2部，在降落甲板上装4根阻拦索，这样就可以确保飞机起飞和降落同时进行。
舰载机弹射起飞
最早的飞机很轻，只有不到1吨重，俩人一抬就起来了。以后发展到五六吨，速度达到150～200公里，第二次世界大战的时候达到500～600公里，1945年以后喷气式飞机出来了，速度超过1000公里，以后发展到2000公里。速度提升这么快，重量也大了很多，原来一架飞机两三吨、五六吨，一般的弹射器很快就弹射出去了。第二次世界大战的时候有很多弹射器很好用，像液压式弹射器、轮式弹射器都很好，但是那些正规的航空母舰根本不用，像美国的列克星敦等航母，都是三四万吨，很大，舰上的直通式飞行甲板有90～100米长，而飞机很轻，螺旋桨飞机自己就能够起飞，不用弹射，弹射器主要用在护航航母，或者飞机运载航母上，那上边密密麻麻装了几十架飞机，甲板空间很小，只有五六十米，这样的情况下只能弹射起飞。战后初期，航母舰载机发生了一些重大变化：在机种方面，除传统的战斗机、攻击机外，航空母舰上新增加了战斗/攻击机、反潜机、预警机、加油机、侦察机、电子战飞机和直升机等一些崭新的机种。在飞机性能方面，主要的舰载作战飞机都实现了超音速飞行，主要作战飞机的重量已达30吨以上，作战半径达到700公里左右，而且能够进行空中加油。在舰载机的武器配备方面，实现了导弹化和制导化，不仅能够进行远程精确打击，而且还能使用激光制导炸弹凌空轰炸。
1946年，第一架鬼怪型喷气式战斗机在美国海军罗斯福号航空母舰上起飞，这种在重量和速度方面都比螺旋桨飞机大好几倍的新型飞机使航空母舰面临严峻的考验。老式的弹射阻拦装置和直通式飞行甲板已很难满足它的战术需求，于是，航空母舰开始更换新型弹射阻拦装置。
1950年英国海军航空兵后备队司令米切尔率先研制出动力冲程45.5米的BXS-1蒸汽弹射器，它用舰上主锅炉的蒸汽作动力，弹射能量大，安全性和加速性能好，并装备在英国海军英仙座号航空母舰上。1951年8月，英国航空母舰的舰载机第一次从10度斜角的飞行甲板上试飞成功。后来美国人又于1960年研制成功了内燃式弹射器，并安装到企业号核动力航空母舰上。不过，这种内燃式弹射器仍不能令人满意，所以，除装备内燃式弹射器之外，还装备有蒸汽弹射器。
蒸汽弹射器实际就是一台往复式蒸汽机，只不过其动力冲程很长。蒸汽弹射器由发射系统、蒸汽系统、拖索张紧系统、润滑及控制系统等部分组成。工作时，由锅炉产生高压蒸汽，并把这种高压蒸汽储存在蒸汽室里，弹射前，用拖索将舰载机钩在往复车上，一旦将高压蒸汽充入汽缸筒，蒸汽的巨大压力推动活塞，活塞带动往复车，往复车就带动舰载机飞速向前滑动，从而将飞机弹射出去。如美国的C-13型蒸汽弹射器，可将36.3吨重的舰载机以每小时339公里的高速弹射出去。
60多年来，世界上几乎所有大、中型航空母舰都是装备这种蒸汽弹射器。这种弹射器最大的优点就是弹射速度快，基本上20～30秒就可以弹射一架飞机，晚上准备的时间会长一点，大约80秒钟可以弹射一架飞机。像尼米兹级这样的重型航母，设有四台弹射器，在直通式甲板可以同时弹射两架飞机，在斜角甲板也可以同时弹射两架飞机，四架飞机都可以同时弹射出去，不到一个小时，舰上几十架飞机都可以升空，所以这个工作效率是非常高的。
航空母舰通常在舷侧、岛形上层建筑或者前飞行甲板上都标有该舰的舷号，比如尼米兹号航空母舰的舷号是CVN-68，这是表示“核动力航母”，编制序列第68号。飞行甲板通常划分专门的区域，比如飞机调整区、飞机起飞区、飞机降落区、武器装载区、指挥控制区等等。在飞机起飞和降落过程中，严禁无关人员到甲板上去，因为航母在飞机起飞的时候必须保持高速航行，而且风大浪高，舰面上气流不稳定，如果无关人员在舰面上到处溜达，很容易发生危险。
我们平时经常看到美国航母上密密麻麻放了好多飞机，其实那是专门为了拍照片摆设的，平时不能把飞机都放在上面，因为海上很潮湿，盐雾侵袭很严重，如果每天放在飞行甲板上日晒雨淋、盐雾侵蚀，飞机寿命就会大大缩短。因此，平常一般把飞机放在机库里头，用的时候就给它提上来。舰上设有3～4部飞机升降机，机库在下面，飞机从下边乘升降机上来，每一部升降机的提升重量是108吨左右，一次可以提升两架，就是30吨～35吨的飞机可以提升两架，当然在机库停放和进入升降机的时候机翼是折叠的，这样节省空间。
机库位于飞行甲板下面，飞机在机库和飞行甲板之间的移动需要借助于升降机。早期航母的升降机一般布置在飞行甲板的中线上，称之为“舷内升降机”。这种升降机不受风浪影响，但它既影响了飞行甲板的强度，又影响了飞机的起降。美国在1942年完工的埃塞克斯号上首先采用了舷侧式升降机，它消除了上述缺点，不过也存在着易受风浪影响的不足。权衡利弊，舷侧式升降机被普遍应用于现代航母上。美国海军从福莱斯特号开始一律使用舷侧式升降机，一般设4部，左舷1部，右舷3部。
以企业号上的升降机为例，它是用镁铝合金制造的，长23.5米，宽15.9米，面积374平方米，自重105吨。这种升降机可容纳2架主翼折叠的A-7攻击机，具有1分钟内升降全重47.6吨的能力。
飞机乘升降机上来以后，舰面上有专人调整飞机，就是把准备起飞的飞机调整就位，比方说这架飞机要起飞，要用一号弹射器进行弹射，就给它调整到一号弹射器的位置。蒸汽弹射器的原理其实就相当于一个弹弓、弓箭或猴皮筋，先储备能量，然后突然释放能量，一下子就弹出去了。弹射器就像是一个大弓箭，飞机就好像是搭在弓弦上的一支箭，拉满了弓以后突然释放就把箭射出去，就是这个道理。
调整到位以后飞行员打开座舱，开始登机，检查舱室内的仪表工作状况，然后把座舱关闭，伸手示意，把飞机上的牵引挂钩放下去，在空勤人员的帮助下把飞机对准弹射器下边的挂钩，连接到弹射器上，飞机往前稍微走一点，拉紧这个锁钩。空勤人员检查看是不是拉紧了，这个时候飞行员坐在座舱里头，重新检查座舱内仪器仪表的工作状态，看看有没有什么东西没有固定好，哪怕是一枝铅笔随手放在那儿，飞机起飞也会对人造成伤害，因为飞行速度很快。
飞机弹射之前后边有一个挡板，叫做燃气导流板。这个导流板必须要竖起来，因为飞机发动机的尾焰非常炙热，很容易烧坏飞行甲板。如果是单发的发动机要竖一个导流板，双发发动机就竖三个导流板，左边一个，右边一个，后边一个，往前一推，这样飞机尾焰就不会烧坏航母甲板。为防止高温燃气烧坏导流板，导流板还装有供循环冷却水流动的格状水管。目前美国使用的这种水冷式喷气导流板，放下后与飞行甲板齐平，能承受31.572吨重的飞机在中等海况下从上面通过或静止不动地压在板上。
空勤人员检查完了之后，飞行员启动发动机，开到最大马力，松开手刹，让弹射器的动力传递到飞机上来，手抓着油门，但是油门必须要锁定，因为在弹射瞬间飞行员有可能会突然失去知觉，这个时候必须确保始终要给油，发动机处于连续工作状态。飞行员准备好了就示意准备完毕，可以弹射。穿黄背心的弹射器准备人员就启动弹射器，在波峰浪谷的变换过程中抓住一个波浪升起的过程，突然弹射，飞机顶着风、迎着浪似离弦之箭冲出去。这个时机的把握很重要，顺风升力不足，浪涛向下跌落的时候弹射飞机很容易使飞机栽进海里。
飞机弹射出去以后，速度是非常高的，蒸汽弹射的这个推力要比飞机的重量大3～4倍，只有这样才能把它推出去。飞机弹出去之后，在离开航母的瞬间，会有一个短暂的向下沉降，这个时候是非常危险的。沉降的原因是惯性所致，因为飞机太重，或者推力比较小，这是很自然的现象，沉降一下没关系，飞行员马上可以拉起来，然后再往前开，这个过程是非常刺激的。
随着航空母舰吨位的增大，以及弹射和阻拦装置的改进，舰载机的机种结构和战术技术性能都产生了巨大的变化。在机种方面，除传统的战斗机、攻击机外，航空母舰上新增加了战斗/攻击机、反潜机、预警机、加油机、侦察机、电子战飞机和直升机等一些崭新的机种。在飞机性能方面，主要的舰载作战飞机都实现了超音速飞行，主要作战飞机的重量已达30吨以上，作战半径达到700公里左右，而且能够进行空中加油。舰载机的武器配备实现了导弹化和制导化，不仅能够进行远程精确打击，而且还能使用激光制导炸弹凌空轰炸。
对于航空母舰而言，一次舰载机起降就相当于一次中等规模的战争，这话的确不假。一项调查表明，对航空母舰生存能力威胁最大的重大事故有三种：飞机起降、火灾和爆炸。在对215架次舰载飞机的飞行事故进行分析后发现：33％发生在起降时刻、32％发生在空中、35％情况不明。因此，舰载机的飞行事故比岸基飞机要多一倍以上。1981年，美国海军舰载机A级事故率竟是岸基飞机的3.8倍。
蒸汽弹射器的缺点相当明显。众所周知，蒸汽机的热效率是比较低的。为了将淡水烧成蒸汽，必须耗费大量的能源，要为贮存燃料留出额外的空间。如果直接从舰上的动力装置中引出热能，用于航行的功率就要大大降低，舰速会相应减小；而在飞机起飞和降落时，正需要航母以30节左右较高的航速逆风前进，减小航速自然对起降不利。航空母舰分系统多、结构复杂，而蒸汽弹射器除了要在舱内留出设备位置外，还需要大型水箱来存放淡水，弹射1架中型战斗机，大约要消耗1吨淡水。如此一来，整个航母的尺寸和吨位就不得不加大，蒸汽弹射器也因此只能用于大中型航母。一艘大型航母上配备有80架左右的飞机和5000多名舰员和飞行员，每天的淡水消耗量相当惊人。如果不能及时从岸上或辅助船上补充水源，就必须自己制造淡水；而到目前为止，尚没有一种令人满意的高效、节能的淡水制造装置。因此，带蒸汽弹射器的航母的运行费用相当高，一般国家即使装备了航母也根本负担不起。目前，解决航母所需淡水的最佳途径，是利用核动力装置制造淡水。4部蒸汽弹射器每天要消耗淡水320余吨，而1艘大型核动力航母每天可自产淡水3000吨左右，可以满足需要。为了克服上述缺陷，美国下一代航母将使用电磁弹射器。电磁弹射器由通用原子公司研发，它利用电磁技术来弹射舰载机，而不是目前航母上基于蒸汽的弹射技术。海军要求通用原子公司研制4部电磁弹射器，每部重530吨，但每部弹射器最终超重约100吨，使总重超出400吨。海军感觉没关系，就算电磁弹射器重630吨，航母仍能够满足需求。4部电磁弹射器可以共享电气系统和变换器，这样使电磁弹射器的保障系统更加可靠，一个部件出现故障后不会对相应的弹射器产生影响。样机试验表明，电磁弹射器能够将45359公斤的小车加速到每小时200英里。传统的蒸汽弹射系统需要120余名舰员操作，新型电磁弹射系统只需要90人即可。新型电磁弹射器可以让飞行员更加平稳地升空，从而避免了蒸汽弹射器因瞬时过载而导致的颠簸之苦。美国海军2009年采购电磁弹射器，2011—2012年间将其安装到航母上，2015年装有电磁弹射器的福特号航母将服役。
舰载机阻拦着舰
飞机不像导弹，从舰艇上发射出去就不管了，舰载机还有一个回收的问题。飞机在舰艇上起飞的难题解决之后，如何在航行中的舰艇上降落又成了一大难题。刚开始是在飞机底部装一个浮筒式滑橇装置，先在水面上降落，然后用吊车把飞机吊上舰艇。这种办法显然过于笨重，应该考虑一种能让飞机在航行中的舰艇上降落的办法。最简便的办法是人力拉阻着舰，就是飞机着舰前先示意一下或打个招呼，舰上选几个身强力壮的大汉站立于甲板两侧，待飞机着舰之时，便七手八脚地直接拽住降落中飞机的任何部位就可以了。这种办法对付小飞机可以，稍微大一点、重一点、速度快一点的飞机就拽不住了，怎么办呢，人们在飞行甲板的两侧布设了许多装满沙子的麻袋，中间系上一些很粗的绳索，降落中的飞机放下尾钩钩住绳索就可稳稳地落在舰上。这个办法非常有效，一下子就解决了飞机着舰的难题，所以它一直沿用至今，当然阻拦索不再是绳索，而是换成了拇指粗的钢缆，但基本原理是一样的。
超音速战斗机在陆地机场降落的时候，通常要拖降落伞降落，即便如此也要滑跑很长距离才能停稳。大型航母飞行甲板总共才有300多米长，用来降落的区域也就是几十米长，飞机要在这样短的距离上准确降落而且快速停稳难度可想而知。因此，要求飞行员在上航母降落之前，先在陆地上进行起降训练，至少要完成800个起降才能上航母。上航母以后，训练满一年才能正式起降，所以培养一个舰载机飞行员是非常难的。
飞机着舰之前飞行员通过助降系统自己找平衡，高了不行，低了也不行，高了以后就会从航母上空飞过去了，低了以后就会撞到航母尾部甲板坠海，所以必须把握到最佳位置，这个很难，因为飞机本身要保持机身稳定，舰艇虽然很大但在海浪的作用下，纵摇横摇都没有规律可循，瞬息万变，情况复杂，飞行员只有通过大量的训练、自我感觉和经验积累才行。
1952年，英国海军中校格德哈特设计成功了第一代航母助降镜——反射式光学助降镜。这种光学助降镜是在甲板上设置一面大曲率的反射镜，从舰艉向镜面打出灯光，灯光通过镜面反射到空中，给飞行员提供与海平面成3.5～4度夹角的光柱。飞行员则驾驶飞机沿这条光柱往下滑落，同时以飞机在镜子中的位置修正误差，使飞机安全降落在甲板上。通常，助降镜的光柱可照射2海里以上。
20世纪60年代，为适应喷气式飞机着舰的需要，英国人研制成功了“菲涅耳”透镜式光学助降镜。这种助降镜由甲板边缘装置、电源和控制板组成，安放在航空母舰飞行甲板中部靠左舷的一个稳定平台上，以保证透镜发出的光束不受航空母舰摇摆的影响。镜式光学助降镜的装置可发出5层光束。这5层光束与飞行跑道平行，和海平面保持一定的角度，形成5层波面。这5层光束中间为橙色光束，向上向下分别为黄色和红色，两边为绿色基准光束。当舰载机下降时，舰载机飞行员就观察助降镜，如果看到的是橙色光，就可以准确着舰了；如果看到的是黄色光束，说明飞机所在处太高，需要下降高度；如果看到的是红色光束，说明飞机所在处太低，需要上升高度，否则就会撞在航空母舰的舰艉上；如果看到的是绿色光束，说明飞机偏左或偏右了，需调整水平位置。
20世纪70年代以后，美国人为保证飞机全天候盲降，率先装备了“全天候电子助降系统”。这种助降系统通过装设在航空母舰上的精确跟踪雷达，测得飞机在降落过程中的实际位置和运动情况，将这些测得的参数输入计算机中心，得出舰载机正确的着舰位置，并将舰载机的实际位置和正确位置在计算机中心进行比较，然后发射到舰载飞机的终端设备内，指令舰载飞机的自动驾驶仪自动修正误差从而准确着舰。这样，不论晴天还是雨天雾天，舰载飞机都能以几十秒的间隔不断地降落到狭窄的航空母舰甲板上。
在螺旋桨飞机和直通式甲板航母时代，飞机着舰后必须在飞行甲板2/3处停住，否则就会冲入前方停机区。在直通式甲板航母上设有10～15道阻拦索和3～5道防冲网。现代航空母舰的舰载机降落区位于飞行甲板尾部，设有4道阻拦索，阻拦索钢缆有拇指粗，距离舰面高度30～50厘米，第一道阻拦索距离舰尾的距离大约是55米，第一道和第二道之间的间隔是14～15厘米。陆基飞机在快到机场降落的时候要先把起落架放下来，舰载机没有起落架，是一个尾钩，要把尾钩放下来。飞机减速到三四百公里时速，根据气象条件并参照舰尾的助降镜自主降落，尾钩只要钩住一道阻拦索就行。钩住以后，飞机的巨大能量传输到阻拦索，阻拦索通过一系列复杂的齿轮传动系统吸收飞机降落时的能量，强迫飞机在90米的短距停下来，但此时飞机仍应保持三四百公里的时速，一定不能停机，以保持万一不能停稳能够继续复飞的动力，直到飞行员和空勤人员确认后才能够停机。美国航母的MK-73型阻拦索缓冲器可使30吨重的舰载机以140节的速度着舰后滑跑91.5米停止。舰载机停下后，阻拦索自动复位，迎接下一架着舰机的到来。
飞机降落过程是非常危险的，经常出事故。在战争状态下，飞行员因为受伤或神志不清醒，自己难以判断飞机与舰面的相对位置，所以经常出现飞机撞击航母尾部甲板坠海、从航母尾部甲板侧翼坠海、没有钩住阻拦索反而跌跌撞撞冲向上层建筑撞坏其他飞机和舰上设施、多次降落钩不住阻拦索最终因燃油耗尽坠海等事故。但是，从来也没有发生过因阻拦索断裂而导致舰载机坠海的事故，这样的事故却在俄罗斯库兹涅佐夫号航母上发生过，苏-33飞机尾钩钩住阻拦索后发动机停机，结果此时阻拦索突然断裂，飞机已丧失复飞的动力，惯性导致飞机摇摇晃晃地掉进大海。
在白天天气条件良好的情况下，飞机尾钩能够钩住第二道和第三道阻拦索为最佳，这样的飞行员一般占62%～64%。钩住第一道和第四道阻拦索的飞行员就比较少了，约占16%和18%。第一次降落失败后复飞的概率，白天一般是15%，即100架次只有15架次飞机要复飞，绝大多数飞机能够一次降落成功。晚上高一些，复飞率在15%以上。
舰载机垂直起降
航母舰载机弹射器从甘油式、火药式、飞轮式、液压式发展到蒸汽式，现在美国正在建造的新一代航母福特级又发明了电磁式，应该说弹射技术已经非常成熟，而且经历了长达半个多世纪的使用，可靠性很好。尽管如此，这么一个弹射技术其他国家却一直掌握不了。弹射器是航母的关键技术，没有这个东西，重型飞机就很难升空，重型飞机不能上天，航母平台造得再好又有什么用？
20世纪50年代，美国国家航空航天局就曾为航空母舰设计过一种微翘斜板并进行过试用，以便弥补弹射器功率的不足。但由于蒸汽弹射器的功率满足了喷气式舰载机的起飞需要，美国海军不久便将滑橇起飞方式束之高阁。20世纪70年代，英国海军成功试飞垂直/短距起降海鹞式舰载机之后，海军中校道格拉斯·泰勒建议对滑橇起飞方式进行深入研究，以扩展这种飞机的活动空间，提高其作战效能。英国军方采纳了这一建议，并与西班牙合作，在地面上利用斜板滑橇起飞，对海鹞式飞机进行了一系列试验。垂直/短距起降战斗机采用滑橇起飞的好处是，可以节省燃油、增大航程、提高载弹量。
垂直/短距起降飞机的起降方式很特别，发动机是可以旋转的，正常状态下，可以像常规起降飞机那样飞行和降落。如果把发动机旋转一下，让喷口向下，就可以产生向上的升力，这个时候飞机就可以拔地而起，从而实现垂直起飞和垂直降落。飞行员通过调整喷口的方向和角度，便可改变飞机的飞行姿态。这种飞机实际上把固定翼飞机与旋转翼飞机的原理合二为一，综合集成，使用起来很方便，不仅可以在中型航空母舰上使用，1万吨的轻型航母也没有问题，甚至有一块35米×35米大小的空地便可起降，所以非常适合于在较小的岛屿或航母上使用。美国、英国、苏联等分别研制了AV-8B鹞式、海鹞式和雅克式垂直/短距起降飞机，并装备了航母和两栖战舰。1982年马岛海战期间，英国海军特混舰队携载了28架海鹞式飞机，为执行空中作战任务出动1100多架次，为支援进攻出动90多架次，击落阿根廷飞机23架。
作战使用中发现，这种飞机由于在起飞和降落过程中燃油消耗过大，致使其作战半径缩小，武器携载能力降低，作战效能还不如重型直升机好，所以热度迅速降低。在这种情况下，各国又开始思考如何降低油耗的问题，最后英国人发明了滑跃式飞行甲板，就是在飞行甲板上搭建一个上翘的甲板，用来供垂直/短距起降飞机起飞。由于把原来的垂直起飞改变为短距离滑跃起飞，所以节省了燃油，增大了作战距离。这种飞机现在是轻型航母的主战飞机，英国、意大利、西班牙都在使用。
最初，英国海军无敌级的无敌号和卓越号的上翘角度为7度，而皇家方舟号为12度。皇家方舟号航母满载排水量20300吨、能搭载8架海鹞式垂直起降战斗机和12架海王直升机，舰艏部加装了一段滑橇跑道，将飞行跑道约27米长的前端做成向舰艏上翘的曲面。大量的计算和试验证明，斜坡甲板的上翘角为10～15度时，舰载机的滑跑距离最短。滑橇甲板可以增加武器装备或燃油的装载量，增大飞机的作战半径。以无敌级航母为例，当舰载机在其滑跃式甲板上滑跑180米时，机上可多携带1.2吨的燃油或武器。此外，滑橇甲板起飞舰载机相对平直甲板而言更安全、更可靠。平直甲板短距起飞舰载机时，升力稍有不足就容易坠沉入海；而舰载机在滑橇甲板上起飞时，由于增加了向上的动量，在离开舰艏后能稳稳地平飞前行而不易沉坠。继英国第一艘无敌级航空母舰1980年服役之后，意大利海军装有6.5度滑橇甲板的加里波第号航空母舰于1985年服役。1988年服役的西班牙阿斯图里亚斯亲王号、改装的印度维拉特号，以及1997年服役的泰国差克里·纳吕贝特号航空母舰，装设的都是12度滑橇甲板。美国新服役的第四代战斗机F-35也采用了垂直/短距起降的技术，在研制过程中还聘请英国的专家参与其中。F-35不仅具备优良的常规起降能力，短距起降能力也很好，所以将来有可能会取代海鹞式飞机。
除垂直/短距起降飞机外，20世纪80年代美国研制成功一种新型偏转翼飞机，它是集固定翼飞机与直升机特点为一体的高技术舰载机，目前美国正处于研制和试飞阶段，将来主要作为海军陆战队的舰载机。所谓偏转翼飞机就是说它的旋翼可以旋转，在机翼的端部，装有可以旋转的发动机，飞机起飞的时候，旋翼处于水平向上的位置，因而可以像直升机那样垂直起降或在空中悬停；在飞行状态，旋翼可以转向前方，用产生的拉力拉着飞机向前飞行，它的最大飞行速度每小时660公里，比直升机高一倍。美国装备使用的V-22鱼鹰偏转翼飞机，它的最大垂直起飞重量为18吨，如使用150米长的跑道，起飞重量可增大到26.8吨。为便于舰艇携载，V-22的机翼还可以折叠，折叠后的飞机最大宽度只有5.5米。
苏联先后搞了三级航母，都没有试验成功弹射器，这不能不说是一个巨大的遗憾。第一级航母是莫斯科级，因为没有弹射器，只能起降直升机，垂直起降。第二级是基辅级，因为没有弹射器，所以不能携载常规起降飞机。第三级是库兹涅佐夫级，当时苏联下决心解决弹射器问题，因为这一级航母必须携载重型舰载机。但是，苏联组织研究了十多年，弹射器居然没有研究出来。美国实行技术封锁，想学习借鉴也没有机会。在这种情况下，借鉴了英国无敌级航母采用滑跃式飞行甲板的思路，不再把技术攻关的重心放在研究弹射器上，而是转向提高飞机的起降性能。这个思路很重要，从此以后就把精力放在米格-29和苏-27K上，苏-27K以后改名叫苏-33。舰载机的改进重点主要是加大发动机的推力，提高推重比，增强飞机的爆发力，使之能够在很短的距离上依靠自己的巨大推力，无需外力助推自主式起飞。这是一个很重要的观念创新，基本上解决了苏联常规起降飞机上舰的问题。
苏联人一直没有解决蒸汽弹射器的技术问题，因此经过反复论证最终修改为使用滑跃起飞甲板。在一系列的舰载机起降实验之后总结经验再次发展出了长53.5米、宽17.5米，升角改为14度，并安装了新型的阻拦索装置。1982年7月24日，由试飞员沙道夫尼克驾驶苏霍伊设计局的T10-3首次在地面起飞制动试验装置模拟器上作了阻拦索装置的试验。8月21日，由试飞员阿尔法·法斯托维兹驾驶米格-29的舰载型号试验机成功从T-1上起飞，米格-29k原型机起飞重量为12吨，滑跑距离为250米，起飞时速达到240公里。8月27日由沙道夫尼克驾驶的T10-3完成从起飞制动装置上冲出滑跃起飞甲板模拟试验平台装置上起飞的试验。T10-3起飞重量18.2吨，滑跑距离不到230米，即以232公里的时速成功起飞。9月9日，著名的“眼镜蛇”动作试飞员普加乔夫驾驶T10-3从T-1装置上以更短的距离滑跃起飞。试飞后得出的综合数据显示：T10-3起飞重量18吨、最重22吨时，需要滑跑距离142米，起飞速度每小时178公里；米格-29k原型机起飞重量最大14.5吨，起飞滑跑距离150米，起飞速度每小时180公里。之后，陆基型的苏-25YTF也进行了36次起飞降落试验。
根据物理学原理，滑跃式的甲板有一个10～15度上翘的自然坡度，这就为飞机提供了一个向空中投射的抛射角，就是说飞机本身如果推重比很高的话，自己就会产生一个向上抛射的力，八九十米的距离就可以自主起飞了。苏-33是重型飞机，米格-29是轻型飞机，这两种型号飞机的推重比都很好，都具备短距起飞的能力，没有问题。但是，其他飞机则没有这个能力，所以不可能在航母滑跃式飞行甲板上成功起降。所以，苏联创新的这种东西只解决了一部分问题，多种类型飞机在航母上起降的大问题其实并没有解决。现代战争是一体化作战，没有预警机、电子战飞机和空中加油机的配合，光战斗机升空有什么用？只是一个靶子而已！所以，苏联在航母舰载机起降方面仍然处于困境之中，这个问题始终困扰着其航母的发展和使用。
A-12复仇者之死
如果把航空母舰比作是弓，舰载机就是箭，两者结合之后才是“弓箭”。由此可见，舰载机的发展建设是何等重要。舰载机的服役年限通常是15年，超过此限要么退役，要么进行现代化改装。因此，舰载机更新换代的速度非常快，研发和制造舰载机成为航母国家的一项重要任务。大有大的难处，即便是美国，也为如何为航母配备合适的舰载机伤透了脑筋。
20世纪90年代以前，美国军种之间相互独立，一般情况下海军和空军在重大武器装备发展项目方面互不通气，各行其是。海军绝对不使用空军的飞机，因为海军认为自己是老大，为此会提出种种说辞，比如海军舰载机有很多特殊的地方，弹射起飞，阻拦着舰，机翼需要折叠，航电设备特殊等等。20世纪90年代以后爆发的军事革命，强调横向一体化，武器装备要互联互通互操作，各个军种和部队要有联合作战的思路，在这种情况下，海军和空军要想发展重大武器装备项目，就不可能再各行其是了。这种新的形势，对海军舰载机研制项目是一个沉重的打击，致使其费尽周章研制的A-12复仇者舰载隐形攻击机黯然下马，取而代之的是F-35闪电联合攻击战斗机。当然，该型飞机性能很好，由于海军、空军和海军陆战队联合研制，节省了经费，降低了造价，提高了效能，从军事革命的观点来看，也是一个战略机遇。A-12复仇者倾注了美国海军和研制部门的大量心血，A-12复仇者所经历的苦难应该引以为戒，很值得其他航母国家学习借鉴。
20世纪80年代，美国海军提出一种“先进战术攻击机”（ATA）计划的原型机，是美国八大新技术军机计划之一。1988年，美国海军与通用动力和麦道公司集团签订合同。先投资790万美元，时间限期11个月，确定了研制方案。美国海军成立了专门的型号办公室，随后签订研制合同，初步预算4.8亿美元。预计总生产数量858架，海军计划购买620架，海军陆战队购买238架，空军也考虑购买400架，估计平均单价约1亿美元。
原计划在20世纪90年代中期替换A-6攻击机，号称使用了比空军F-117A更先进的隐形技术，同时有效载荷能力也远大于F-117A。A-12采用三角形飞翼式布局，双发双座，载弹量可达10吨。与A-6E相比，A-12的速度更快，航程更远，并且可在内部弹舱内挂载大量武器，以减少阻力并维持低雷达截面外形。在具体的指标上，除要求有良好的隐形性能外，A-12还要求作战半径比A-6E大60%，载弹量高40%，低空水平增速性能，瞬时盘旋角速度和最大盘旋角速度都要比A-6E好，甚至最大盘旋角速度要与F-18C相当或更好一些。在对地攻击时以相对于23毫米高炮燃爆弹为准的被弹面面积计算，应与A-10相当或只有A-6E的1/12，F-18C的1/5。
现在看来这些战术和技术指标也是十分高的，很不容易达到。如研制成功，A-12将是进入美国海军服役的第一种大量采用复合材料的先进隐形舰载飞机，美国空军当时也准备用A-12II型来取代F-111战斗机。A-12的性能与现有飞机比较，最大的进步不是在性能参数上，而是在于隐形。如果说一种雷达能在80公里远处探测到美国海军的飞机，而A-12抵近到16公里时才被探测到，使得敌方的反应时间大大缩短，增加了A-12的任务灵活性和生存能力。当F/A-18和A-6外挂武器作战时，最大速度大大降低，雷达截面则放大数倍，而具有内部弹舱的A-12没有这方面的困扰。
为了提高隐形性能，A-12采用三角形飞翼式布局，完全没有尾翼和明显的机身。机翼面积109.6平方米，翼展20.2米，前缘后掠角约为47度。停放航母机库内时左右翼尖部分可折起，这时翼展只有9.83米，满足对航母载机的尺寸限制，增加在航母内存放数量。机长10.85米，机翼根部厚度约2.1米。双座串列座舱布局，但由于受机翼影响，后座空勤人员下半球能见度很差。在驾驶舱右侧壁板上部装有一个收放式空中加油探管。两台发动机装在机翼当中，梯形进气口在机翼下方，喷口在机翼后上方，这样配置是为了提高隐形性能。
A-12的最大有效载荷为24枚MK-82炸弹，每枚224公斤，另外还有自卫用的先进中距离空对空导弹，总载重6吨以上，相当于F-117A飞机的3倍，而A-12机体大小只比F-117稍大一些。海军声称A-12还可以再外挂武器，但这样做大大增加A-12的雷达可探测性，只适合遂行不需要隐形性能的任务。
A-12的航程超过A-6，当携带12枚MK-82炸弹，按高—低—高剖面飞行，其作战半径为1220公里。A-12的速度和机动性也超过A-6，并具有较强的空空作战能力。
1990年4月，时任国防部部长切尼批准了A-12飞机的采购计划，但作出降低生产速度和取消238架海军陆战队订单的决定，保留了海军620架飞机的订单。切尼同时决定将空军的订单推迟超过5年，从1992年推迟到1998年，并从海军计划中分离。确定首飞日期为1990年12月，1993年进行航母适应性试验，1995年夏进行作战使用鉴定。美国海军订购首批发展型飞机6架，后来增加到8架，每架是2亿美元的天价。
1990年6月美国海军觉察到该项目的发展存在严重的问题，于是与国防部组织联合调查团进行全面审查。1990年11月，调查结果表明主要承包商隐瞒了大量问题没有向海军报告，该项目办公室也没能发现。A-12由于在结构上广泛使用复合材料而备受困扰，复合材料并没有达到预期的减重效果，因达不到要求，一些构件最后不得不使用更重的金属部件来代替。飞机腹部蒙皮开口太多，两个机翼翼梁承受负荷很大，必须加强，复合材料也要特别加厚，改进工作量很大。飞机重量超过30吨，比预期超重30%，逼近航母舰载机重量上限。另外在复杂的逆合成孔径雷达系统上也遭遇困难，先进航电发展全面迟延。
通用动力公司和麦道公司曾要求将其首飞时间推迟到1992年年初。费用方面，据承包商估计，研制费及第一批生产费将超支8.5亿美元以上。最后，由于“不确切因素太多，谁也不能说清楚”，特别是性能和费用方面的问题。由于问题严重，1991年1月7日切尼下决心该项目全部停止研制，并否决了美国海军提出的调整组织、修改战术和技术要求继续研制的方案。当时有人估计A-12已经变得如此昂贵，以至于它会耗尽未来3年内70%的海军飞机预算。
在A-12项目终止后，海军启动AX项目来取代A-12。海军估计AX单机价格1.5亿美元，比A-12“经济”得多。1992财年，AX项目收到1亿美元启动资金。AX基本上是A-12的简化型，在航程、有效载荷，特别是隐形性能方面都低于A-12。海军强调新项目将侧重攻击能力，而舍去华而不实的空战能力，他们不再需要一种“面面俱到”能执行所有任务的攻击机，就像A-12企图达到的那样。但是1993年年初，国会预算草案办公室发现砍掉AX项目将在未来5年内节省36亿美元，于是在1993年年底中止了AX项目，至于A-6E后继机问题，经过几年争论，最后确定了F/A-18舰载机进行大改的方案，这就是现在已装备使用的F/A-18E/F。同时，美国海军与空军联合研制“JSF联合攻击战斗机”已经装备空军使用，2015年起将首先装备福特号航母。
福特号航母至少携载75架飞机，其机种机型大大简化，作战效能成倍提高，使用维护更加方便。舰载机包括4个F/A-18战斗/攻击机中队，F-35闪电II型联合攻击战斗机将加入F/A-18战斗/攻击机编队。同时配合使用这两种超音速战机，可以发挥F-35强大的作战能力。此外，还有一个S-3B侦察机中队，一个E-2C指挥控制飞机中队和一个直升机中队。无人驾驶飞机将正式列编，格鲁曼公司的X-47B无人驾驶飞机将可能成为美国海军第一架航母舰载无人驾驶战斗机的试验机。
舰载机优化组合
进入21世纪后，航母舰载机的机种产生了重大变化。改变了过去那种舰载机航空联队与航母战斗群固定编成的概念，改为根据作战任务灵活编成。海军航母不一定仅携载海军的舰载机，海军陆战队的飞机也可上舰，舰载机的重点是大纵深对地攻击、沿岸和陆上的近距防空与拦截。舰载机机群综合化，才能够保证航母攻防兼备。机群综合化就要求舰载机的种类较全，能分别承担各种作战任务。同时舰载机的武器装备也要综合化，即能对空作战，又能对海、对陆作战，还能进行反潜。
过去的舰载机中A-7和A-6这样的攻击机是主要机种，现在全部撤除，而使用经过改装的歼攻合一型F/A-18C大黄蜂战斗/攻击机作为主要远程对地攻击力量。过去F-14主要是进行舰队防空和空中截击作战，现在F-14全部退役。过去一般都载有一个中队的S-3反潜机和KA-6D加油机，现在都取消了，经改装后S-3B成为侦察、控制和电子战飞机。这些改变，致使机型得到简化，实现了一机多能，具有较强的单机综合作战能力。F/A-18C/D大黄蜂战斗/攻击机改型为F/A-18E/F型后，2000年开始具备初始作战能力，海军采购了1000架，研制费40亿美元，单价3600万美元。改型后航程将增大35%～50%，达3700多公里，作战半径1020公里；有效载荷能力从2.5吨增至4吨，载弹量从7.7吨增至8.2吨，起飞重量增大到30吨；雷达反射面积大大减小，为1.19平方米，作战损失率可减少87%；机动空战能力及夜战能力也将明显提高。
海军的飞机主要是特种飞机、舰载机和舰载直升机，目前海军型战斗机要求具备对地攻击能力，攻击机强调歼攻合一和多用途，预警机逐步改装成相控阵雷达，反潜机也加装反舰导弹和对地对海探测设备，用于反舰作战和战斗支援，直升机已经成为所有舰船必须装备的一种重要装备，所有飞机都要求必须具备夜战能力、电子战能力、全天候作战能力和隐形能力。
一艘航母上配备何种飞机不再有死的硬性规定，如果作战需要更多的对地攻击机，可从美国本土、前进基地或任何地方将海军、海军陆战队，甚至空军或陆军的飞机调往航母，临时进驻航空母舰并以此为基地进行作战。按照这种编成，其他军种的飞机将经常在海军航空母舰上驻留，而航空母舰则真正变成了一个平台，这样发展下去，最终可能导致取消海军航空兵，建设一支多军兵种合成的远征航空兵。机载武器类型因此而发生了重大变化。过去海军航母舰载机从来不使用空军的武器，鱼雷、水雷、大型反舰导弹等是主要武器，不具备强大的对地攻击能力；现在的舰载机则主要是使用空军的机载武器，如杰达姆联合直接攻击弹药、空射导弹、激光制导炸弹、通用炸弹和弹药。
海军航母舰载机的这些变化结果，提高了航母战斗群的全天候远程奔袭作战的能力，与其他军兵种协同作战和空中支援的能力，以及对地精确打击能力。一个典型的航母舰载航空联队，通常装载包括空射导弹、激光制导炸弹、通用炸弹和弹药，具体包括：鱼叉反舰导弹、哈姆反辐射导弹、小牛空地导弹、响尾蛇空空导弹、麻雀空空导弹、白星眼空地导弹、中程空空导弹、百舌鸟反辐射导弹、斯拉姆空地导弹和火神机炮20毫米枪弹等。
新型舰载机型号简化，功能增强。舰载机是航空母舰的称雄之本，是舰上的主要进攻武器，因此其先进性将决定航母作战能力的高低，也常常成为制约航空母舰战斗力发展的瓶颈。近年来，高新技术的运用已使未来航空母舰上的舰载机型号更简化、性能更突出、作战半径也更大。美国与英国、澳大利亚、加拿大等12个盟国共同研制的F-35闪电“联合攻击战斗机”已经开始装备使用，这种第四代战斗机具有超音速巡航、机动性好、载弹量大、多用途等特点，可以减少搭载飞机的种类；而且它具有多种型号，既有垂直/短距起降型，又有舰载常规起降型，下一代美国航母福特号将开始携载此型飞机。
舰载无人机的体积小、重量轻、成本低、费效比高，用途广泛，且可避免人员伤亡。美国海军研制的垂直起降“火力侦察兵”等舰载无人机将装备实用。这些舰载无人机不仅能提供超视距瞄准数据，前视红外和合成孔径雷达等传感器，对广阔的海面进行监视，空中早期预警、战场实时评估等，而且能执行支持两栖登陆作战、反潜、救援和攻击任务，甚至还能配合潜艇作战。随着平台技术和机载遥感技术，特别是精确制导武器技术的发展，无人机还将成为发射精确制导武器的理想平台，航空母舰上的无人机将不仅用于执行攻击任务，其后还将发展成为无人轰炸机。美国从下一代航母福特号开始，将正式装备两个中队24架无人机。
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