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  1927年,蘇聯工農紅軍總參謀部組建了防空處。該處在1930年被改組為工農紅軍總參謀部第六局,負責防空。1932年5月,總參謀部第六局被改組為工農紅軍防空局,直接隸屬於蘇聯人民委員會國防人民委員部。  1932年蘇軍組建第一批高炮師。1937年為了組織莫斯科、列寧格勒和巴庫的對空防禦組建了軍級建制的防空軍,而在其他大城市(基輔、明斯克、敖德薩、巴統等)組建了防空師和獨立防空旅。  1939年,防空部隊對空監測通報通訊部隊開始裝備蘇聯第一批國產雷達——RUS-1和RUS-2。  1940年在工農紅軍防空局升級為工農紅軍防空總局。  1941年2月,蘇聯按當時各大軍區的界線劃分為13個防空區,隸屬於軍區司令與工農紅軍防空總局雙重指揮,軍區司令員助理兼任防空區司令,但莫斯科防空區與列寧格勒防空區的司令分別由防空第1軍和防空第2軍軍長兼任。其中9個重要的防空區又劃分出36個旅級防空分割槽,防空分割槽則由防空站組成。防空軍、防空師和獨立防空旅負責大城市和其它重要目標。擔負防空任務的殲擊航空兵部隊仍隸屬於各軍區空軍司令員指揮。防空部隊的防空師與陸軍的高射炮兵師作戰性質相同,但任務與編制不同,裝備更重型更復雜。防空師一般編成為2箇中口徑高射炮兵團、1個小口徑高射炮兵營、1個高射機槍團、1個探照燈團、1個攔阻氣球營、1個對空情報團等,編制裝備有120門中徑高射炮、12門小口徑高射炮、141挺高射機槍、144部探照燈和81個攔阻氣球。  1941年6月22日蘇德戰爭爆發時,蘇聯有13個防空區,隸屬於各大軍區。中央領率機關為工農紅軍防空總局。共擁有3659門高射炮(其中330門小口徑高射炮)、1500具探照燈、850個攔阻氣球、40個殲擊航空兵團約1500架殲擊機。  戰爭爆發後,蘇聯國防委員會採取緊急措施加強了對莫斯科、列寧格勒、高爾基市、雅羅斯拉夫爾等工業區、以及伏爾加河上戰略橋樑的防空掩護。  莫斯科的防空由防空第1軍(轄19個獨立高炮團、高射機槍團和探照燈團,13個獨立高射炮兵營和其他部隊)與歸防空第1軍指揮的防空殲擊航空兵第6軍(轄11個殲擊機團,後增加到23個殲擊機團)擔負。共有殲擊機602架,中口徑高炮796門,小口徑高炮248門,高射機槍336挺,探照燈站618座,攔阻氣球站124座,部署於莫斯科周邊距市中心縱深250公里範圍內。在嚴密的空防組織與火力下,1941年7月22日至1941年12月5日的莫斯科對空防禦作戰中,德軍空襲莫斯科的飛機122批7146架次,只有2.6%的229架次能進入市區上空。在空中擊落德機378架,防空殲擊航空第6兵軍在莫斯科會戰中突擊敵方機場擊毀敵機567架,還摧毀敵方坦克裝甲車450輛,汽車5000臺。1941年11月7日十月革命節,斯大林在紅場公開檢閱了開赴莫斯科郊外前線的野戰部隊。  1941年11月9日,根據戰爭爆發4個多月防空作戰的教訓,蘇聯國防委員會發布了關於加強和鞏固國土防空的第874號命令,對防空部隊體制做了較大改組。把原來各方面軍或軍區領導防空區的以“塊”為主的體制改為由新設立的蘇聯工農紅軍國土防空部隊司令員垂直領導指揮防空區的以“條”為主的體制。米哈伊爾·斯捷潘諾維奇·格羅馬金少將擔任國土防空部隊司令員。國土防空和軍隊野戰防空明確分開。建立了國土防空部隊軍事委員會、國土防空部隊司令部、國土防空部隊殲擊航空兵指揮部和國土防空部隊高射炮兵指揮部。擔負國土防空任務殲擊航空兵部隊不再隸屬於各方面軍或軍區空軍司令員。在歐洲部分的防空區改編為2個軍級的莫斯科防空區和列寧格勒防空區以及13個師級防空區(後又增加3個)。  1942年4月5日,隨著國土防空部隊集中運用其兵力兵器的規模擴大,在莫斯科軍級防空地域的基礎上組建了莫斯科防空方面軍。同時還組建了列寧格勒防空集團軍、巴庫防空集團軍。一些師級防空區改編為軍級防空區。  1943年6月,取消了蘇聯工農紅軍國土防空部隊司令員職位,國土防空部隊由陸軍炮兵司令員領導。在陸軍炮兵司令部下新設立國土防空部隊中心司令部、殲擊航空兵中心司令部和對空情報中心哨。實際上二戰時蘇聯陸軍炮兵規模龐大、作戰與勤務保障浩繁,炮兵司令員根本沒有精力過問國土防空部隊事務。保留原來的遠東防空區、後貝爾防空區和中亞防空區分別劃歸遠東方面軍、後貝加爾軍區、中亞軍區領導。列寧格勒防空集團軍和拉多加湖防空區的作戰指揮仍由列寧格勒方面軍負責。以阿爾漢格爾斯克、科斯特羅馬、克拉斯諾達爾和索契連線為分界線,將防空部隊劃為西防空方面軍和東防空方面軍。西防空方面軍負責前線的淺近後方的防空,編成較大,下轄由莫斯科防空方面軍改編的莫斯科特別防空集團軍、防空殲擊航空兵第1集團軍、11個軍級或師級防空區、14個殲擊航空兵兵團。東防空方面軍負責蘇聯大後方防空,包括了新組建的外高加索防空區、7個軍級或師級防空區、8個殲擊航空兵兵團。  1944年7月,蘇德戰場的戰線推出蘇聯國土以外。蘇軍調整了國土防空部隊的組織結構,組建了一批新的防空軍、師和旅。西防空方面軍和東防空方面軍被拆散。新組建了一批防空方面軍:  1944年7月這次防空部隊大改組,軍級防空區、師級防空區相應改編為防空軍和防空師。防空集團軍、防空軍一般都編制了殲擊航空兵師、團。 防空師主要是由高炮、高機、探照及與其它勤務保障分隊組成。 為了對日本關東軍作戰,1945年蘇軍在遠東地區組建了沿海防空集團軍、阿穆爾河沿岸防空集團軍和後貝加爾防空集團軍,分別隸屬於遠東第一方面軍、遠東第二方面軍、後貝加爾方面軍。  衛國戰爭中,國土防空部隊有超過8萬名官兵因戰功卓著被授予勳章和獎章,有92名官兵榮獲“蘇聯英雄”稱號。  衛國戰爭時期,防空部隊的高射炮兵部隊裡20%以上的成員是女軍人。著名衛國戰爭軍事題材中篇小說《這裡的黎明靜悄悄》就是寫防衛列寧格勒-摩爾曼斯克的基洛夫鐵路171會讓站的高射機槍排的5名女兵,在華斯科夫大士(蘇軍到1972年才設定准尉軍銜)率領下,與一支要祕密潛入炸燬鐵路的德軍空降兵分隊作戰而全部犧牲的故事。  1946年2月在陸軍炮兵司令員領導下重新設立了國土防空部隊司令職務。  1948年正式確立國土防空部隊作為獨立兵種,擔負非邊境地區的內陸地區的防空。組建了12個防空區,取代了戰後初期的4個防空軍區。在各邊境軍區和艦隊組建了邊境防空區,由各軍區和艦隊管理指揮。邊境防空區效果不佳,因此改編為“邊境線空中防禦”,由空軍總司令領導,空軍第一副總司令兼任邊境線空中防禦部隊司令。  1953年6月,隸屬於空軍總司令的邊境線空中防禦司令部被解散。邊境線空中防禦的一部分兵力轉隸各軍區和艦隊,一部分轉隸國土防空部隊。  1954年5月27日,國土防空部隊從一個獨立兵種升格為軍種——國土防空軍。轄各防空軍團(軍區、集團軍)和兵團(軍、師)。各軍區殲擊航空兵在作戰上歸新的國土防空軍指揮。L·A·戈沃羅夫元帥被任命為國土防空軍第一任總司令。  1955年, 莫斯科防空系統開始裝備S-25防空導彈系統。  1955–1956年,開始裝備用於探測低空目標的P-15“小路”米波值班雷達和P-12 “葉尼塞河”米波警戒雷達。  1957年,國土防空軍開始裝備S-75中程防空導彈系統。  1960年3月,所有防空集團軍、防空師,從地名番號改為數字番號。  1961年,第二代殲擊機和空空導彈攔截系統——蘇-9(1959年)、蘇-11-98(1961年)、蘇-15-98、圖-128-S4和雅克-28(1965年)取代了第一代殲擊機——米格-15、米格-7和雅克-25。  1961年,完成了S-125近程低空防空導彈系統的研製  針對美國戰略轟炸機從北冰洋方向對蘇聯的威脅的增大,國土防空軍對北方方向部署了的“盾牌”防空系統。  1967年2月列裝S-200防空導彈系統。這是蘇聯第一種主動制導的地空導彈。至此裝備了一整套防空導彈武器系統防禦體系。  1970年換裝第三代殲擊機——米格-23P和米格-25PD。  1970年代,導彈-空間防禦部隊的兵力和裝備被編入國土防空軍。整合了導彈襲擊預警系統、空間監視系統、反導和反衛星防禦系統。導彈襲擊預警系統於1976年正式擔負戰鬥值班,它包括指揮所、6個預警樞紐(“第聶伯河”雷達)和US-K太空梯隊。1978年裝備了A-135M改進型莫斯科導彈防禦系統,它包括“頓河-2N”雷達、指令-計算所和兩種反導導彈。1978年11月裝備了IS-M反衛星系統。  1979年起開始裝備全新的S-300P防空導彈系統。  1979年12月蘇聯國防委員會通過了決議,國土重新被分成邊境地區和內陸區域。邊境地區的巴庫防空軍區和5個獨立防空集團軍(明斯克、列寧格勒、基輔、阿爾漢格爾斯克、哈巴羅夫斯克)被解散。殲擊航空兵團被從這些兵團中取消並轉隸軍區空軍。  1980年代第四代殲擊機——米格-31(1981年)、米格-29(1983年)和蘇-27(1984年)開始裝備部隊。  1986年1月24日蘇共中央和部長會議決定在邊境軍區恢復了5個以前的防空軍團,重新直接隸屬於防空軍總司令。取代巴庫防空軍區組建了參謀部在第比利斯的獨立防空集團軍  由於防空部隊作戰行動爭分奪秒、戰機稍縱即逝,戰役、戰役戰術、戰術3個層次的指揮所裝備了自動化綜合系統。戰役指揮所裝備了“金剛石”型自動化綜合裝置。戰役戰術指揮所裝備了“光線-1”和“光線-2”自動化指揮系統。各兵種兵團和部隊的戰術級指揮所裝備了“謝涅日”、“向量-2”、“貝加爾”、“邊界-1”、“田野”和AKUP-1型自動化綜合裝置。  1991年底蘇聯解體後,俄羅斯聯邦繼承了國土防空軍的主要人員裝備。1997年7月,國土防空軍作為一個軍種被撤消,防空兵力轉隸空軍,導彈-空間防禦部隊轉隸戰略火箭軍,後來轉隸新組建的空天防禦部隊。空天防禦部隊自2011年12月1日起開始擔負戰鬥值班。
國土防空軍()是蘇聯總結第二次世界大戰經驗教訓,於1948年組建的擔負國土防空任務的軍種。在蘇聯五大軍種中排在戰略火箭軍與陸軍之後。基層部隊平時行政管理由所在大軍區負責,作戰指揮受最高統帥部與國土防空軍總司令部領導。