諾門坎空戰是20世紀最著名的六次大空戰之一，蘇聯通過諾門坎空戰的勝利不僅沉重打擊了日軍航空兵的囂張氣焰，奪取了這一地面的制空權，同時又為航空兵支援地面部隊作戰積累了寶貴實戰經驗。
日軍空襲得手，遭蘇、蒙軍反擊
日本自明治維新以來，在一連串對外侵略戰爭中不斷得手，使其挑戰世界霸權的野心日益膨脹。
1939年5月11日,日軍藉口一名士兵被蘇軍打死,挑起事端。繼而出動大批部隊入侵中蒙邊境的諾門坎地區。一時間，日本關東軍、偽滿洲國軍與蘇、蒙軍幾十萬人，在這塊不毛之地展開了一場激烈的戰爭。
6月27日上午3時，137架日機在海拉爾機場起飛，編隊佈滿海拉爾上空。6時20分，日軍機群到達蘇軍塔木察格布拉格機場上空，隨即對機場進行狂轟濫炸，機場頓時黑煙覆蓋。此次空襲，日軍大獲全勝，擊落蘇軍戰機99架，擊毀地面戰機25架。
取得戰果的日軍迅速集結3.6萬兵力、182輛坦克、112門各種火炮、180架飛機和400輛汽車。地面部隊在飛機的掩護下向哈拉哈河西岸攻擊，中午時攻佔河東岸的謝爾陶拉蓋高地。蘇軍組織150輛坦克、154輛裝甲車、90門大炮和全部飛機，分三路反攻。
7月3日上午7時，第一批蘇軍轟炸機和殲擊機對日軍進行了轟炸和掃射。同時，蘇蒙軍的大炮猛烈轟擊日軍集群。這兩股火力立即阻止日軍行進，日軍無法開展火力，只顧匆忙地沙地上挖掘個人掩體。上午9時，蘇軍第11坦克旅的150輛坦克向龜縮在沙丘掩體的日軍開火。此役日軍損兵3000餘人。
8月20日，蘇、蒙軍發起了全殲日軍第六集團軍的總反擊。清晨，蘇軍153架轟炸機在100架戰鬥機的掩護下開始突擊。蘇軍機群飛越日軍前沿陣地，集中突擊日軍炮兵陣地和裝甲部隊集結地。8時30分，蘇軍再次出動200架飛機突擊了日軍的前沿陣地和縱深預備隊，這種超強度的火力準備已經打亂了日軍的防禦部署。15分鐘後，地面部隊以坦克為先導發起了衝擊，很快突破了日軍防禦陣地。至此，第六集團軍覆滅已定，日本人輸了這場戰爭。
蘇軍加強防空部署，亡羊補牢
空襲的屢屢得手迫使雙方迅速加強戰場的防空力量。戰爭之初，蘇軍就為每個步兵師配備了12門37毫米高射炮，之後又調集了4個機械化防空團，每個機械化防空團都裝備了數十門76毫米車載式高射炮和37毫米高射炮。
6月12日，日軍經過周密部署，派出強大的機群和坦克裝甲車輛對蘇蒙軍的陣地進行突擊。然而，由於情報洩露，蘇軍對日軍的襲擊早有準備，立即出動了60架伊15戰鬥機進行截擊。
突然出現的蘇軍戰鬥機群，打亂了日軍毫無戒備的航空兵編隊，本來準備對地面進行攻擊的日軍航空兵急忙應戰。伊15戰鬥機很快擊落了數架日軍轟炸機。日軍殲擊機企圖撕開伊15的陣形，但蘇軍戰鬥機一直保持密集編隊，使日機始終無隙可乘。
日軍增援的50架戰鬥機加入戰鬥，它們從高處向蘇軍伊15編隊發起攻擊。蘇編隊指揮員立即命令部分兵力迎擊來敵。戰鬥在兩個高度層次同時展開。蘇軍戰鬥機已無法保持原有隊形，遂以單機與敵格鬥，空中一片混亂。
雙方不時有油料耗盡的飛機退出戰場，立即又有新的兵力加入戰鬥。戰鬥最激烈時，交戰飛機多達280架。這次空中交戰持續了整整8個小時，蘇軍損失了34架飛機，擊落擊傷日機50多架。
6月27日，在日軍轟炸蘇軍塔木察格布拉格機場的作戰中，蘇軍在機場部署的大量高射炮為保護機場起到了較大的作用，由於火力密集，多架日軍飛機選擇在高空投彈或提前投彈，導致炸彈偏出目標，減少了蘇軍的損失，同時還擊落了6架日軍飛機。
制空權，主宰了戰爭的天平
隨著戰況的持續，“制空權”的爭奪愈演愈烈。一些系列大規模的空戰持續上演。
為此日軍陸軍航空兵先後投入了第7、9、12、15飛行旅團，共8個戰鬥機中隊、2個輕型轟炸機中隊、6個重型轟炸機中隊和2個偵察機中隊。作戰飛機400多架。
蘇軍也毫不示弱，先後投入遠東空軍第22、56、70戰鬥機團，第38、56高速轟炸機團，第150混成轟炸機團，T-3轟炸機中隊，機場防禦飛行團。作戰飛機532架飛機。
6月26日，蘇軍出動了150架飛機空襲日軍甘珠爾廟、阿木古郎將軍廟一帶的集結地和野戰機場。在接近機場時遇到60架日軍戰鬥機的攔截。伊16殲擊機在遠距離發射火箭彈，日軍飛行員對這種遠射程大威力武器毫無戒備，中彈的飛機當即凌空爆炸。短短几分鐘便有6架日機被擊中。空戰持續2個多小時，直至雙方油料耗盡。這次交戰蘇軍以損失2架飛機的微小代價換取了擊落19架日機的勝利。
雙方不僅在前沿陣地進行激戰，在敵人的後方也展開了大規模的奇襲。由於8月21日、22日戰鬥進行得十分激烈，在大沙地域，蘇軍遇到了日軍異常頑強的抵抗，人員和裝備不斷地減少。為此，蘇軍開始動用戰略預備隊第203空降旅對日軍後勤補給線實施突襲，第203空降旅成功切斷了日軍的補給線，日軍前線部隊彈藥迅速耗盡，無力支撐戰鬥，最終選擇潰敗。
9月15日，日本駐蘇大使東鄉與蘇聯外交部長莫洛托夫簽訂停戰協定，雙方於9月16日凌晨2時停止一切實際軍事行動。
諾門坎是蘇聯在參加第二次世界大戰前夕進行的一場規模較大的作戰，作戰中蘇軍通過幾次大規模的空戰，較早地確立了戰場的制空權。續而，地面部隊又在空軍有力地配合下發動了連續的突擊，不給日軍任何喘息機會，牢牢掌握了戰場的主動權，當正面作戰遇到阻礙時，靈活運用空降部隊對其後方補給線進行襲擊，瓦解正面戰場日軍抵抗的決心，最終取得了戰爭最後的勝利。
諾門坎空戰的勝利不僅沉重打擊了日軍航空兵的囂張氣焰，同時又為空軍支援地面部隊作戰積累了寶貴實戰經驗。
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