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  1906年12月,自萊特兄弟第一次進行重於空氣的飛行實驗三年後,美國軍方開始對飛行感興趣,他們釋出了486號陸軍指標,這個指標的內容是建造一架軍用飛機。1908年2月10日萊特兄弟與美國陸軍簽署了一個合約。  1912年美國陸軍建立航空部門。  從1917年美國進入第一次世界大戰開始,美國陸軍航空勤務隊是美國遠征部隊的一部分。  1926年航空勤務隊更名為美國陸軍航空隊,此時該軍團也開始試驗新的技術如空中加油和新飛機如波音Y1B-9轟炸機和馬丁B-10轟炸機(世界上第一架全金屬單翼轟炸機)和新的戰鬥機。1937年B-17飛行堡壘轟炸機首航。  1941年陸軍航空隊改為美國陸軍航空軍,其總部改為空軍作戰指揮。在1942年3月9日的重大軍事改組中,陸軍航空軍與美國陸軍和美國海軍獲得了同樣大的發言權。  在歐洲美國陸軍空軍不顧英國皇家空軍的反對開始日間轟炸。美軍的戰略是讓轟炸機集隊飛行,通過密集隊形共同的防禦火力來保護自己。這個戰術只部分有效。在對羅馬尼亞普洛耶什蒂的煉油廠和對德國施韋因富特和雷根斯堡軸承廠的轟炸中美軍損失慘重。後來P-51野馬戰鬥機的飛行距離提高,可以為轟炸機提供保護後美軍的損失才降低。在1944年初對德國進行的五天持續轟炸中德國空軍損失了許多有經驗的飛行員。  在太平洋戰場陸軍空軍的B-29轟炸機從中國大陸起飛攻擊日本,此外他們翻越喜馬拉雅山脈向中國提供補給。由於這些轟炸機必須攜帶炸彈和燃料爬行到同溫層來利用那裡的信風,因此減少了其作戰距離。1944年美軍佔領塞班後美軍立即將對日本的轟炸從從高空的精密度的轟炸改為低空的大規模轟炸以消滅日本分散的工業生產網。許多日本城市受大破壞。東京大空襲造成十萬多人喪生。  1945年8月向廣島和長崎投原子彈的也是B-29轟炸機。  哈利·S·杜魯門於1947年建立美國空軍。  1948年蘇聯對西柏林進行陸路和水路封鎖,美國空軍的空運指揮使用C-121運輸機和C-54運輸機對西柏林進行空運。英國皇家空軍在這座空橋中也起了一個非常大的作用。  在朝鮮戰爭中,美軍一開始喪失了其駐韓國的金浦機場,不得不從日本向退到釜山的美軍提供支援。美軍進行仁川登陸後美國空軍重獲金浦機場支援陸軍將朝鮮人民軍一直逼退到中朝邊境。中國人民志願軍入朝後美國空軍為其陸軍提供戰術支援。中、蘇、朝建立米格走廊,主要使用蘇聯造的米格-15戰鬥機。美軍的主力戰鬥機是F-86佩刀戰鬥機。  1954年美國空軍官校在科羅拉多泉開辦。  1976年女性進入美國空軍。  在1991年的海灣戰爭中美國空軍與美國海軍航空兵和其它盟軍的空軍起了非常大的作用。它們在陸戰開始前用了六個星期的時間來摧毀伊拉克的基礎設施和作戰能力。  戰後到美伊戰爭美國空軍是維持伊拉克北部和南部的“禁飛區”的主要力量。  1996年北約在與波斯尼亞和1999年因科索沃與南斯拉夫的戰爭中也使用了美國空軍。  2003年7月22日美國空軍準確應用“精確打擊”,炸死了薩達姆的兩個兒子庫賽·侯賽因與烏代·侯賽因。

  美國空軍主要由空軍部(Department of Air Force)的常備空軍部隊所組成,外加國民警衛隊(俗稱國民兵)的空軍(Air National Guard),由空軍部統管所有美國空軍武力。空軍部包含祕書處(The Secretariat)、參謀部(Air Staff),一級司令部(Major Command)。

  為確保部隊戰備及空軍武力的有效運用,空軍部部長負責該部事務,包括訓練、軍事行動、內部管理、後勤支援及維護,以及空軍成員的福利政策。部長由不具軍人身份的文職人員擔任,總統提名經參議院同意後任命。部長室(The Office of the Secretary)包含首席顧問、審計長、督察長、行政助理、公眾事務主任等數人。

  空軍參謀長由總統從空軍將領裡提名,經參議院同意後任命。 參謀部主要由空軍參謀長(Chief of Staff of the Air Force)和空軍部的軍事顧問組成,其中包括空軍參謀長、副參謀長(Vice Chief of Staff)、助理副參謀長(Assistant Vice Chief of Staff)、總軍士長(Chief Master Sergeant)、四個參謀次長(Deputy Chief of Staff)、美國空軍軍醫總監(US Air Force Sergeon General)、軍法署署長(The Judge Advocate General)、空軍預備隊長(Chief of the Air Force Reserve)和其它部長認為有必要配署的軍民人員。

  美國空軍在本土按職能劃分,在海外按地域劃分,這些單位稱為一級司令部,一個司令部指揮空軍一支大的部隊,它直接受美國空軍參謀部指揮。各個司令部指揮的部隊互相之間互相關聯和補充,提供防禦、進攻和補給部隊。一個作戰指揮部包括(部分或整個)戰略、戰術、太空或防禦部隊或直接支援這些部隊的飛行部隊。一支補給指揮部提供補給、武器系統、補給系統、作戰補給裝備、作戰物資、維護、地面運輸、培訓和訓練或特別服務和其它補給部隊。美國空軍由十一個司令部組成,每個司令部均下設航空隊(下列駐地未標註國名者均駐於美國境內):  第15和第21航空隊本來有編號,但改編為第18航空隊下的遠征機動特遣隊。第15遠征機動特遣隊駐在加州的特拉維斯空軍基地,第21遠征機動特遣隊駐在新澤西州的邁克奎爾空軍基地。  過去每個航空隊有兩個以上航空師(英語:air division),航空師底下又由兩個以上聯隊組成,但該級單位在1980年代後撤銷。

  聯隊是編號空軍下屬的指揮層。一個聯隊約有一千到五千人,它可以完成一個相當大規模的任務。它有維持裝備的任務,其下可有數個大隊和中隊。一個聯隊可以是一個作戰聯隊、一個空軍基地聯隊或一個特別任務聯隊。

  一個作戰聯隊有作戰單位和相關的作戰任務。假如一個作戰聯隊正在完成它所駐的基地的首要任務,那麼它一般也維持和執行該基地。此外一個作戰聯隊在它的行動地區可以自給,在必需情況下可以完成維修、供給和提供彈藥的任務。假如一個作戰聯隊客居一個基地的話,那麼該基地的指揮必須相它提供必要的基地和後勤支援。

  一些沒有作戰聯隊的基地擁有空軍基地聯隊。空軍基地聯隊主要起援助作用,它維持和執行一個空軍基地。一般一個空軍基地聯隊為一個主司令部的總部提供服務工作。  一個聯隊由有不同責任的大隊組成。一個大隊由數箇中隊組成。每個中隊有其各自的責任,每個中隊有一種機種和兩架以上飛機。

  以上描寫的組織方式是和平時期的組織、裝備和戰時準備、訓練的組織方式。戰時美國國家司令部將參戰的部隊的指揮權從它們和平時期的組織層轉交給作戰總司令。

  戰時部隊的最高層是空軍航空航天遠征軍特遣部隊,空軍航空航天遠征軍特遣部隊是空軍向作戰總司令提供的空軍部隊。其總部是一個空軍作戰總部,這個作戰總部幫助總司令計劃和執行空戰支援。每個作戰總部由一個空軍部隊指揮官、空軍部隊參謀和空戰中心組成。作戰總部幫助協調聯合部隊指揮官在其責任範圍內佈署空軍部隊。

  空軍部隊指揮官負責幫助聯合部隊總司令佈署空軍部隊,他有一個特別參謀部和一個參謀部來幫助他命令或組織必要的部隊,保證它們的武裝和訓練來保障完成作戰任務。

  空戰中心是空軍部隊指揮官的情報(intelligence)中心。這個中心的任務是協助聯合部隊指揮官來計劃和完成空軍任務。

  空軍航空航天遠征軍特遣部隊由空軍遠征聯隊或大隊組成。這些部隊從各空軍主司令部獲得它們的作戰部隊,戰後將這些部隊歸還給各空軍主司令部。戰區空軍控制系統負責在作戰過程中佈署這些部隊。

  美國空軍用的飛機:
美國空軍(英語:United States Air Force,縮寫:USAF)是美國軍隊中的空軍軍種。其任務是“通過空中、外太空和網路空間中的武力保護美國及其利益”,它於1947年9月18日正式成立。