英国空军分布
英国皇家空军的战斗机指挥部归空军上将休·道丁全盘指挥，下辖有 4个飞行大队：第10大队负责保卫英格兰西南地区。第11大队由新西兰人基斯·罗德尼·帕克空军副司令率领，总部在伦敦远郊北霍尔特。该大队的任务是保卫英格兰南部沿海，从怀特岛的西部穿过多佛尔海峡，沿泰晤士河两岸一直到伦敦城的地区。第12大队由空 军副司令特拉德福·利·马洛里指挥，总部在英格兰地区的诺丁汉。该大队负责保卫 从泰晤士入海口以北英国工业集中的英格兰一直到北海沿岸，至约克郡的地区。第13 大队的任务是保卫英格兰北部地区。
不列颠空战时英国把本土分成了四个空军战区边界： 10战斗机群，负责普利茅斯、埃克塞特、布里斯托尔、加的夫、斯旺西、伯明翰及其周边地区；11战斗机群，负责巴斯、南安普顿、朴茨茅斯、坎特伯雷、伦敦、布里斯托尔、伊普斯维奇及其周边地区；12战斗机群，伯明翰、考文垂、伊普斯维奇、诺里奇、诺丁汉、利物浦、曼彻斯特及其周边地区；13战斗机群，负责利物浦、曼彻斯特、桑德兰、纽卡斯尔、格拉斯哥、贝尔法斯特及其周边地区。
高空雷达站的分布为：普利茅斯、坎特博雷及其周围（3处），伊普斯维奇，诺里奇，诺丁汉，桑德兰，纽卡斯尔，格拉斯哥，斯旺西附近。
英国本土4个防空作战地域图
到8月初，皇家空军可用于作战的飞机为700架战斗机和500架轰炸机。8月份生产的1600架飞机中有470架飓风式和喷火式战斗机（1940年夏季之前共有19个中队换装了喷火战斗机，其中只有6个中队装备的具有西斯帕诺机炮的喷火），其中只有喷火具备抗衡BF109的能力，由于飓风在之前的欧陆战斗中表现不佳，因此多数被用于直接攻击来袭的亨克尔轰炸机。发动不列颠空战的是德国空军的3个航空队：以阿尔贝特·凯塞林空军元帅为司令的第2航空队，以施佩勒元帅为司令的第2航空队和以施通普夫空军上将为司令的第5航空队，装备的主要机种有单引擎Me109战斗机、双引擎Me110战斗机、高空机和斯图卡俯冲轰炸机，集结的作战飞机共2669架。
德国空军的大致分布如下：多引擎轰炸机主要部署在加来地区和雷恩；JU87则较分散，从勒阿弗尔到巴黎到安特卫普呈一个V形分布；单发战斗机则是主要集中在瑟堡、勒阿弗尔、加来和安特卫普；多发战斗机除了分布在单发战斗机的地点外，还有一个雷恩地区。
喷火战斗机
德国方面的战斗准备，从数量上看有着明显的优势。656架Bf 109E和168架Bf 110的总共850架战机在虎视眈眈地盯着海峡对面。但英国空军的目标则不是这些战斗机，而是多达1200余架的轰炸机。因为，只有阻止它进入英国领空，才是主要目的。但对负责英国本土防空任务的道丁来说，数量上的劣势，着实让他伤了不少脑筋。 但对英国自身来说，战争的局势未必呈现出一边倒的架势。因为，他们有着自己处于优势的秘密武器——投入实战不久的“雷达”。如果没有了他，可能战局所带来的影响是令英国人沮丧的。
Bf 109E
Bf 110
从30年代开始随着重视本土防空，英国空军着手开始了能够在24小时监控本土空域的计划。此时，英国无线电工程师沃森·瓦特利用无线电波在传播途中遇到金属物体则随即“反弹”的原理，把无线电探测原理变为一门实用技术。1935年2月，在试验中取得了良好的效果。之后的1935年5月份开始，沿英国漫长的海岸线陆续架起了高达70英尺的无线电天线，不分昼夜地对其领空实施了“密切关注”。1943年起正式装备使用，并以其缩写被命名为RADAR（雷达）。
RADAR（雷达）
此后，英国空军逐渐把雷达和战斗机的使用关系趋于合理、协调化。更为欣喜的是，它可以定位飞行在状态下的己方飞机，并引至敌机出现的空域中。至此，英国雷达观测员可以轻易观测到己方飞机和敌机出现的确切位置，及时进行调遣。在二战空中预警方面，用雷达来起到实际效果的，英国可谓是第一家了。但到此时为止，谁都未曾想到这么一个带有天线的“怪物”竟成为阻碍德国实现征服英国计划的最大障碍之一。 但更为令德国方面不曾预料到的是，英国情报部门已经设法截获并读取德国空军的无线电密码信件。虽说当时尚未破解“英格玛”密码，但利用密码解读机“乌特拉”，把德国空军使用的密码体系给顺利破解殆尽。情报方面的优势部分缓解了数量上劣势带来的麻烦，但皇家空军所面对的依旧是一场残酷的战争。
1940年6月后，在多佛海峡上空即将出现的一场空战却迟迟未能上演。加之以来的是，英德双方的电子战、情报战、心理战、宣传战、口水战等混为一体的不列颠空战的前奏。
第一阶段不列颠空战始于1940年7月10日。
在空战第一阶段即1940年7月10日至8月23日，德国空军主要攻击英吉利海峡的护航船队、袭击南部港口，企图诱歼大量英国战斗机，为实施“海狮”登陆行动作准备。道丁指挥部属综合使用战斗机、雷达和高炮，有控制地集中战斗机（在较远的北部保留部分后备力量以对付德国空军的纵深攻势），采取从各个方向截击的作战方式。
战至1940年8月12日，道丁所部以以损失150架飞机的代价，使德国空军损失286架飞机。接着，德国空军在“鹰日”（原为1940年8月13日，因气候不佳而改为1940年8月15日）以第2航空队和第3航空队在大量飞机分4批企图突破东南部防御，另以第5航空队对英国北部实施突袭。道丁预料到德军的行动，指挥北部和南部的战斗机适时迎击，击毁75架德国飞机。德国空军仍不罢休。 [3]
1940年8月16日，德军再次大举出动，但几乎没有取得什么战果。
1940年8月17日，德军只有零星小机群进行了骚扰性的空袭。
1940年8月18日，德军发动了强劲攻势，遭到英军顽强抗击，被击落71架，而英军仅损失27架。
1940年8月19日，戈林在卡琳霍尔庄园官邸召开参谋长会议，总结前一阶段作战情况，决定接下来集中全力攻击英国空军主力第11大队的基地，并停止出动在战斗中损失惨重的容克-87俯冲轰炸机。
1940年8月19日至23日，由于天气原因，空战暂停了五天。不列颠之战的第一阶段至此结束，在这一阶段，德军付出了被击落367架的巨大代价，使英军12个机场和7个飞机制造厂遭到不同程度破坏，6个雷达站一度失去作用，1个指挥中心被炸，1座弹药库和10座储油库被毁，但德军选择目标不集中，一定程度上分散了兵力，降低了突击效果，再加上英军顽强的抗击，没能达到预期目的。英军在这一阶段损失183架。
1940年9月16日至1940年9月19日，由于天气不佳，德军仅进行小规模空袭，战果很小。
为减少飞机损失，戈林下令从1940年10月1日起对伦敦的空袭从白天改为夜间，并鉴于英军战斗机注重攻击轰炸机，忽视战斗机的特点，白天由梅塞施米特-109加挂炸弹，进行偷袭。一开始果然奏效，加挂炸弹的梅塞施米特-109毫无阻拦。
1940年8月13日至23日，德国空军损失290架飞机，空中攻势受挫，而英国战斗机则损失114架。
第二阶段在空战的第二阶段，德国空军企图打开通往伦敦的空中通道，以消灭剩余的的英国战斗机并摧毁其地面设施和飞机制造厂，随后对伦敦实施集中轰炸。道丁命令派遣尽可能多的战斗机去保护南部的飞机制造厂，并对进攻地面设施的敌机实施截击。
从8月24日至9月6日，不列颠之战进入了关键的第二阶段，德军根据戈林的决定，对英军第11大队的主要基地和英格兰南部的飞机制造厂进行了大规模空袭，在这两周时间里，德军每天出动飞机都在1000架次以上，其中8月30日和8月31日两天，更是达到了日均1600架次。轰炸一个波次接着一个波次，空战连着空战，在这决定性的阶段，英军飞行员由于一个多月以来一直处于高度紧张状态，有时一天就要出动几次，已经非常疲惫。
空战开始以来，英军有103名飞行员阵亡，128名重伤，伤亡总数占全部飞行员的四分之一。英国空军开始出现人员紧缺的困境，尤其是富有经验的飞行骨干大量伤亡，连一些年仅二十岁左右的青年就已经算是老手了。就在这样严峻的局面下，深谋远虑的道丁上将依旧没有动用保留在北部纵深地区的280架飞机的后备力量，他的这种战略受到了前线艰苦奋战将士的谴责和后方待命将士的抱怨。尽管如此，英军依然在顽强苦战，
8月24日至9月6日两周中，英军有195架飞机被击落，171架被重创，而同一时间里英国生产出的新飞机加上修复的飞机总数只有269架，英国空军已经是元气大伤。更严重的是英国南部最重要的5个机场都遭到严重破坏，英国空军最重要的指挥中枢——地下扇形指挥中心，指挥中心根据雷达站、地面防空观察哨和空中作战的飞行员发回的敌情报告，进行综合分析评估，再用无线电指挥空中的战斗机作战。
德军通过无线电监听截获了指挥中心与飞行员之间的通话，意识到这些指挥中心的重要性，便全力攻击这种指挥中心，在南部地区和伦敦附近的7个指挥中心有6个被摧毁。英国空军的指挥和通信系统已经到了崩溃的边缘，照这样发展下去，英国空军很快就会失去抵抗的力量。而德军在数量上的优势开始逐步发挥出来，在这两周里，德军损失了214架战斗机和138架轰炸机，但还有足够的力量继续发动攻势。
第三阶段8月24日12架迷航的德军轰炸机飞临伦敦，在市中心投下了炸弹。8月25日根据丘吉尔首相的指示，英国空军出动81架轰炸机空袭柏林，作为报复。尽管空袭造成的物质损失微乎其微，但在心理上极大地震撼了德国。8月28日夜和8月31日夜英军又两次空袭柏林，使柏林市民也真切体会到了战争。希特勒被激怒了，叫嚣要彻底毁灭伦敦。9月3日，戈林召开了参谋长会议，决定从9月7日起攻击重点转为伦敦。9月4日，希特勒在演讲中声称将以夜袭来回报夜袭，英国人投下一千千克炸弹，德国空军将要以十倍、百倍甚至千倍的炸弹去回报。
实际上，德军对伦敦的空袭8月底就已经开始。9月6日晚，德军出动68架轰炸机首次有计划地轰炸伦敦。
9月7日，德军对伦敦的大规模空袭终于开始，黄昏时分，戈林和凯塞林站在加莱海岸的山上，目视着第2航空队625架轰炸机和648架战斗机飞越海峡，飞向伦敦。英军没料到德军会空袭伦敦，起飞拦截的战斗机扑了空，德机向伦敦投下了300吨炸弹和燃烧弹。入夜后，又有250架德机来袭，伦敦没有夜航战斗机，夜间防空只能依靠高射炮和探照灯，空袭从晚上八时一直持续到清晨，伦敦有1300多处起火，很多街区成为一片火海，连英国国王居住的白金汉宫也被炸。在当晚的恐怖空袭中，伦敦市民死300余人，伤1500余人。次日天亮后，阳光都无法穿透伦敦上空浓厚的黑烟。戈林告诉妻子：“伦敦烧起来了！”德军对伦敦实施的大规模空袭，企图以摧毁城区的残暴轰炸，使英国屈服。然而，英国人民在如此惨重的损失下，没有屈服，相反更激起了对纳粹暴政的仇恨和战斗的决心！
从9月7日起，一连七天，德军对伦敦不分白天黑夜实施了大规模空袭，使伦敦蒙受了巨大的人员财产损失。但这损失并没有白费，英国空军得到了至为宝贵的喘息之机，迅速恢复战斗力。此外，英国空军指挥序列也有了变动，战斗机司令部司令道丁和第11大队大队长派克主张以中队为单位的小编队逐次投入战斗，而第12大队大队长马洛里则主张以3至7个中队组成大编队迎战，实战中由于第11大队经常以小编队作战，多次空战出现了德军战斗机竟然是英军的二三十倍这样的众寡悬殊，使英军损失较大。经过一段时间的实战检验，英国空军肯定了大编队作战，以空军副参谋长斯坦莫尔上将接替道丁，第12大队大队长马洛里接替派克，分别担任战斗机司令部司令和第11大队大队长。
9月15日经过八天的调整和补充，英国空军先后出动了19个中队300余架战斗机，迎战前往伦敦的德军200架轰炸机和600架战斗机组成的大机群，激烈的空战持续了整整一天，在英军英勇抗击下，很多德机漫无目的投下炸弹，匆匆返航。全天有56架德机被击落，其中34架轰炸机，另有12架在返航和着陆途中伤重坠毁，还有80架飞机是带着满身的弹痕着陆，英军在空战中损失20架“飓风”和6架“喷火”，还有7架伤重报废。这天是不列颠空战的转折点，德国空军终于意识到，并没有掌握英国南部的制空权，并不能够在白天进行为所欲为的空袭，英国空军不但没有被消灭，而且还很强大。
丘吉尔首相亲临第11大队的指挥中心督战，他将这天称为世界空战史上前所未有的、最为激烈的一天。战后，英国就将9月15日定为不列颠空战日，以纪念这一辉煌胜利。
9月16日和17日，英国空军挟胜利余威出动轰炸机对德军集结在沿海的用于登陆的船只和部队进行了猛烈攻击，击沉击伤近百艘船只，并给德军造成了重大的人员和物资损失，迫使希特勒于9月18日下令停止在沿海集结船只。
9月16日至19日，由于天气不佳，德军仅进行小规模空袭，战果很小。
为减少飞机损失，戈林下令从10月1日起对伦敦的空袭从白天改为夜间，并鉴于英军战斗机注重攻击轰炸机，忽视战斗机的特点，白天由梅塞施米特－109加挂炸弹，进行偷袭。一开始果然奏效，加挂炸弹的梅塞施米特－109毫无阻拦，顺利到达目标上空，轰炸连连得手。英军随即吸取教训，对德军任何飞机都进行拦截，由于梅塞施米特－109加挂炸弹后，非常笨重，不堪一击，损失极大，德军只好终止这一战术。
10月份，德军继续对伦敦进行恐怖空袭，企图以巨大的物质损失和死亡来迫使英国屈服，但在猛烈空袭下，伦敦市民依然照常工作、生活和娱乐，并保持着英国人的乐观和幽默，有位裁缝轰炸期间在店门上贴着“营业照常”的纸条，而当他的小店被炸毁后，他在废墟上挂出了“营业更加照常”的纸条。
10月12日，希特勒决定将“海狮计划”推迟到1941年春，实际上放弃了在英国登陆的计划，所谓推迟仅仅是遮人耳目的幌子，因为德军统帅部早就决定1941年夏入侵苏联，自然不可能再进攻英国了。
第四阶段德军并不甘心这样的失败，仍继续对伦敦并扩大到考文垂、伯明翰、利物浦、南安普敦等城市实施夜间空袭，不列颠战役进入了第四个阶段，在这一阶段中，德军空袭的目的不再是消灭英国空军，而是对英国工业城市进行空袭削弱英国的军事工业，并制造进攻英国的假象，一方面可以牵制英军的大量海陆空军于本土，另一方面还可掩护为进攻苏联而进行的准备。
在这一阶段中，最典型的战斗就是11月14日夜间代号为“月光奏鸣曲”的对英国航空工业基地考文垂空袭。
尤其悲壮的是英军通过破译德军的最高机密——埃尼格玛密码机，事先已经确切掌握了德军的空袭计划，但是为了不让德军察觉这一“超级秘密”，英国战时内阁决定一切照常，既不增加考文垂的防空力量，也不提前发出警报疏散平民。当晚，德军共出动449架亨克尔——111轰炸机，由于德军使用了代号为“X－蜡膏”的无线电导航技术，轰炸非常准确，有394吨爆破弹和56吨燃烧弹落在考文垂市中心，德军还投下了127枚延时炸弹，以破坏英国人的救援行动，考文垂有5万多幢建筑被炸毁，死554人，重伤864人，12家生产飞机零部件的工厂遭到严重破坏，致使英国飞机减产20%，考文垂市区的水、电供应中断35天才恢复，损失相当惨重。
1940年底，由于英军战斗机、高射炮等部队的英勇抗击，德军损失越来越大，为减少飞机损失，德军空袭逐渐由白昼转为夜间，而且规模和强度也逐渐减小，500架次以上的规模屈指可数。因为主要采取夜间面积的战术，除了破坏城市建筑，屠杀平民，制造恐怖气氛外，军事上的作用很小。入冬以后，英伦三岛恶劣的天气也使德军空袭的规模日益下降。
1941年3月起，随着天气的好转，德军的空袭也逐渐加强，这时德军发动空中攻势目的只是为了制造进攻英国的假象，掩盖即将开始对苏联的作战。
5月10日晚，是德国空军主力撤往苏联战场之前对伦敦进行的最后一次大规模空袭，德军发动此次空袭，无非是在放弃进攻英国之前，发泄一下失败的怨气。当晚德军出动500余架次，对伦敦进行狂轰滥炸，所有参战飞行员都得到指示，可以将炸弹扔在任何地方，700吨爆破弹和燃烧弹落在伦敦市区，燃起的大火照亮了大半个夜空，伦敦平民有1436人被炸死，1800余人重伤。
随着6月22日德军进攻苏联的开始，德国空军主力转往苏联战场，对英国的战略空袭也终于停止。人类战争史上最惊心动魄的大空战——不列颠之战终告结束。
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