戰略彈道飛彈發展
戰略彈道飛彈的機動發射一般可以分為地面機動、水面機動、水下機動和空中機動四種。空中機動發射方式與其它幾種相比，具有發射費用低，準備時間短，機動性、隱蔽性好等一系列優點，因此美蘇在戰略飛彈發展過程中都曾試圖開發這一技術。但由於技術過於複雜，使發展過程一波三折。
空地戰略彈道飛彈階段
戰略彈道飛彈這時，美國國防部提出了對正在改進的“民兵”飛彈進行空射部署的構想，波音公司首先提出了一種“巡航彈道飛彈”的構想：這一方案是將密閉在容器里的“民兵”3飛彈放在現有的“民兵”地下井里，容器內的飛彈固定在一個飛行平台上，平台的翼面摺疊在飛彈周圍。接到報警後，用冷發射方法將容器彈出地下井，藉助固體助推器把容器送上大約6000米高空，然後拋掉容器，容器內飛行平台的主翼和尾翼展開，隨之渦輪風扇發動機起動，平台帶著“民兵”3飛彈作亞音速巡航飛行，飛行時間可持續12小時。在這期間，飛彈可隨時從空中發射出去。解除警報後，飛彈可以回收，可再次使用。在波音公司提出的巡航彈道飛彈方案中，飛行平台的總質量約為50噸，其中固體助推器約18噸，巡航用燃料約13噸。飛行平台的翼展為24-27米，總長21米。可以看出這種方案成本不菲，而且巡航時間有限，因此軍方並不看好，於是又提出了利用運輸機空中發射的方案。
美國空軍1974年首次在C-5“銀河”運輸機上發射了不帶彈頭的“民兵”飛彈，驗證了飛機發射彈道飛彈的可能性。這一技術雖然雖終沒有採納，但是為以後的MX“和平衛士”飛彈和空射航天運載火箭技術奠定了基礎。
在上世紀80年代初期部署MX飛彈時，軍方再次提出了空中巡航方案。攜載MX飛彈的飛機，平時停在跑道上，常備不懈；危機時作空中巡航，待命實施飛彈的空中發射。按照美國國防部的計畫，首先使用C-5運輸機，先裝備10架，每架飛機攜載1枚MX飛彈：最終以續航能力強的“大鳥”取代C-5。“大鳥”飛機每架攜載1枚MX飛彈，巡航速度為185.2千米／小時，巡航高度為1500米，續航時間為2~5天。MX飛彈從飛機上投放出來後，在空中成垂直狀態，然後點火發射。
空中巡航方案的主要優點是反應靈活，生存能力較強。但由於飛機巡航成本高，空中精確定位困難，對蘇聯潛地飛彈的反應時間太短，且與美國當時的預警能力不太適應，因此美國國會最終還是否決了這一方案。
轟炸機裝的蘇聯“矛隼” 上世紀80年代初，隨著“民兵”3的改進和MX飛彈的部署，美國彈道飛彈打擊精度大幅度提高。蘇聯為了提高其戰略核力量的生存能力，開始大力發展各種機動部署方案，空中機動部署就是其中一種，為此，蘇聯南方設計局提出了空基“矛隼”型飛彈系統方案。
空基“矛隼”方案計畫用蘇聯當時正在研製的圖-160超音速戰略轟炸機，採用內置式裝載，一次最大可以載2枚飛彈，在超音速下完成飛彈與載機的分離，這樣可以提高飛彈的初始速度，節約燃料。蘇聯為此還專門開發了“矛隼”彈道飛彈。該彈長10．7米，直徑1．6米，射程7500千米，有效載荷1．4噸，攜帶6枚分導式子彈頭，精度(CEP)600米。飛彈投放3秒後，一級火箭發動機點火。然後，制導系統開始工作，該飛彈採用天文坐標方位儀確定初始位置，然後利用衛星導航系統讀取飛彈速度和精確坐標。可見，該飛彈對航天系統依賴較大。
蘇聯南方設計局從1983年7月開始，到1984年12月對“矛隼”方案進行了論證，並完成了草案設計。但該方案由於技術難度過大和經濟拮据，而被擱置。
空天反衛星飛彈階段
戰略彈道飛彈1984年，美國對該系統進行了兩次試驗，但都沒有成功。1985年10月13日進行的試驗摧毀了軌道高度555千米的報廢衛星，以後計畫在1986年再進行幾次試驗。但不久美國國會重申禁止試驗反衛星系統，這迫使美國空軍不得不取消了以後的發展試驗，使該計畫無疾而終。
這一時期，蘇聯也利用米格-31戰鬥機進行了類似的反衛星武器發射試驗。傳聞蘇聯1987年進行了一次此類空間發射，但飛行器未能進入軌道，落到了太平洋中。
空射運載火箭階段
戰略彈道飛彈美國用B-52托起“飛馬座” 軌道科學公司的“飛馬座”為三級固體運載火箭，全長16．9米，直徑1．27米。翼展6．7米，採用飛機下掛式空射方式。早期“飛馬座”載機為B-52轟炸機，運載火箭吊掛在機翼下，後來又用L-1011運輸機改裝成載機，火箭也改為吊掛在機腹下。發射時，L-1011將火箭載到約12千米的
海洋上空後進行投放，火箭水平自由下落5秒後啟動第一級發動機。1990年4月5日，“飛馬座”固體運載火箭發射成功。
在發展民用技術的同時，美國並沒有忘記其軍事用途。軌道科學公司受美國國防部委託，利用“飛馬座”對彈道飛彈發射進行過多次測試，以發展遠程高速打擊武器系統。目前，“飛馬座”系統經過10多年的發展，已經證明是經濟上可負擔得起而又可靠的小型運載器。它可以將大約454千克的有效載荷送入近地軌道，發射費用為2200萬-2600萬美元。目前，該系統已經執行了30多次任務，發射了70多顆衛星。“飛馬座”是迄今為止世界上唯一投入商業運營的空射運載火箭。
蘇聯為安-124扯起“三角帆” 蘇聯解體前，委託曾設計了“矛隼”空射飛彈的南方設計局設計一種空射運載火箭系統，該設計局利用“矛隼”開發中積累的經驗提出了“斯別斯號三角帆船”方案。該系統採用安-124CK作為載機，運載火箭由固體燃料火箭發動機、兩種改進的控制裝置和一個整流罩配套而成。該項目在1989-1991年進行了草圖設計，但由於蘇聯解體而沒有最終完成。後來，烏克蘭對南方設計局擁有的這一技術非常看好，於1994年投資研究從伊爾-76TD發射起飛質量18．5噸、運載能力200千克的空射固體運載火箭，在1996-1997年又研究用安-124為載機，以SS-24飛彈二、三級為基礎的“鷹”空射固體運載火箭。目前這些計畫仍在進行，並尋求國際合作。
總體來看，這一階段的空射技術以民用為主，而月在巨大經濟利益的驅動下，取得了一定成就。但是專家普遍認為，這種空中發射衛星的技術實際與彈道飛彈空中發射的原理和過程基本一致，只不過前者搭載的是衛星，後者搭載的是彈頭而已。
彈道飛彈空中發射技術
戰略彈道飛彈掛載式呈將飛彈掛在載機的機翼下或腹部，發射時先自由投放飛彈．再啟動火箭發動機。雖然這種方式的投放相對簡單，但火箭的外部尺寸和形狀受很大限制，會對飛機的氣動外形造成一定影響，飛彈體積一般不會太大。
內置式是將飛彈置於載機的機艙內，發射時機艙打開，通過外力作用使飛彈沿著機艙導軌滑出或自由投放。這種裝載方式不會影響載機的氣動外型，但火箭與載機分離後火箭的姿態穩定比較困難．分離過程對飛機的影響較大。這種方式適合體積較大但比載機小的中型彈道飛彈，例如，蘇聯的“矛隼”採用轟炸機內置方式，美國的MX和蘇聯的“斯別斯號三角帆船”方案均採用的是運輸機內置方案。
背負式裝載方式是將飛彈固定於載機的背部，發射時通過飛彈運載器的機翼產生足夠大的升力，使運載器同載機分離。背負式同下掛式一樣，也存在對載機氣動外形的影響．但對飛彈尺寸限制不多，可以充分利用載機的運載能力。由於這種裝載方式較為笨重，不易經常性巡邏使用，缺乏軍事用途的靈活性，因此常用於民用航天發射，在美蘇的太空梭發射方案中均出現過這種裝載方式。目前美國研製的Aitlaunch三級固體運載火箭，日本研製的M-V改進型三級固體運載火箭，均分別採用波音747-400E和波音747進行背負式空中發射方案。
發射過程與技術難點 機載空對地彈道飛彈一般採用水平投放形式發射．也就是當飛機飛到離目標一定距離時，在一定的高度上釋放飛彈，當飛彈下降一定距離後，經過延時，彈上的火箭發動機點火啟動，隨後，飛行控制系統控制飛彈．使飛彈升高，並沿著預定的彈道飛向目標。
空中發射彈道飛彈涉及到載機和飛彈兩個方面，而且發射過程在運動中進行，因此技術難度遠比其它發射方式大。這也是這種發射方式具有巨大優勢而又難以推廣的主要原因。
首先是運載難。彈道飛彈體積和重量都較大。美國的“飛馬座”全長16．9米，載機B-52長49米。蘇聯的“矛隼”飛彈長10．7米，採用內置的載機圖-160全長54米。目前俄羅斯和烏克蘭在研的空射運載火箭更大，火箭有效載荷達1噸以上。裝載飛彈後，飛機的飛行靈活性受到很大限制，特別是採用外掛方式更是這樣．這就要求載機必須具有較高承載能力。因此，一般由轟炸機攜帶的都是近、中程彈道飛彈，像“矛隼”這樣射程遠的較少。
二是投放難。載機速度越快，投放高度越高，飛彈和火箭的初始速度才越高，所需燃料也就越少。但是載機速度高、飛彈重量大會對載機的承載能力提出較高要求，而且在高空高速飛行中，投放大型飛彈後，載機會突然變輕，使飛機面臨失控的危險。此外，火箭發動機啟動時的尾流和火箭飛行軌跡可能對飛機造成擾動，這些都將影響載機的安全性、
三是制導難。陸基彈道飛彈在發射前都對發射點和目標點的大地坐標進行過精確測量，並將測量參數裝定在飛彈上，以控制飛行程式。採用空射方式，因無法確定飛機發射點的精確坐標，也就無法使飛彈在進入彈道前獲取準確的定位信息，這也是彈道飛彈空射比陸射困難的重要因素。美國和蘇聯的空射彈道飛彈幾乎都採用了天文和衛星輔助的制導方式，以確定飛彈起飛點的精確坐標，並在飛行中不斷修正，以保證制導精度：這使空射彈道飛彈對天基保障系統的要求高於一般彈道飛彈。
空基彈道飛彈的優點
戰略彈道飛彈免遭首輪突襲，提高生存性 為了避免潛在敵人的戰略栓打擊，核國家都將各種方式的機動方案作為提高自身生存能力的重要手段。為此，科學家發展了裝載在地面車輛上的公路、鐵路機動彈道飛彈，裝載在水面艦艇或潛艇上的艦射或潛射彈道飛彈。但這些運載工具的運動速度不高，而且一般為平面運動。對於大當量的核武器打擊，這些載具只能靠捉摸不定的運動來迴避。載具一旦，被敵核武器的爆炸區域覆蓋，除非躲避在預設掩體內或利用鐵路隧道等既有地形，否則也一樣難逃厄運。雖然潛艇隱藏在水下，但海水可以將水面或水下的核爆炸以壓力波的形式傳遞到潛艇艇體上，在一定範圍內同樣可以摧毀潛艇。另外，這些機動方式基本依靠飛彈的遠距離飛行打擊敵國腹地的戰略目標，而飛彈射程的增加，無疑要增大飛彈的體積，降低打擊精度，提高飛彈製造成本，延長飛行時間，降低打擊突然性，使其被攔截的機率大大增加。
採用空中發射技術後，飛彈載機可以在自己國家的防空區內任意巡航機動。即使巡航區遭到核打擊，只要距離爆炸點不是太近，基本可以逃過被摧毀的命運(類似於飛機空中投擲核武器)。可以說這是目前較少的兼備了機動和抗打擊雙重能力的校武器部署方案。
多方向攻士，突破彈道飛彈防禦 理論上講．採用空中發射
技術的載機幾乎可以在世界任何地方起飛並可飛到敵國外圍的任何方向，在高空任意發射飛彈，而不受地理位置的限制，這無疑將成為目前彈道飛彈防禦系統的夢魘，因為美國、俄羅斯等國的彈道飛彈防禦系統，無論是早期預警雷達還是主要攔截武器，都有主要工作方向。例如美國的地基中段防禦系統(CMD)的雷達主要部署在格陵蘭，攔截彈主要部署在阿拉斯加。
擴大飛彈射程，規避條約限制 射程是衡量戰略彈道飛彈的重要指標，但也是軍備控制談判中重點關注的因素，因此大國的遠程戰略飛彈部署往往受到國際條約的限制。採用空中發射方式可以使載機儘量靠前部署，以飛機的航程替代飛彈的射程，這無疑可以彌補中短程飛彈射程的不足，使其具備遠程戰略打擊的能力。
減少發射燃料，降低維護成本 洲際彈道飛彈一般採用三級火箭的設計方案，其中第一級的體積和推力一般最大，因為它要將彈頭和另外兩級火箭送到空中預定高度。而空中發射方式可以省去這一級火箭。如果載機在高速飛行的情況下發射，還可以使飛彈火箭發動機在點火前就具備較高的速度，從而節省了發射燃料。例如，俄羅斯圖-160的最大飛行速度超過兩倍音速，如果在該速度下投放“矛隼”飛彈，就可以使飛彈很快加速到原三級洲際彈道飛彈一級火箭分離的速度。
此外，空中發射還省去了龐大的地面發射場，飛彈的測控儀器等設備也可以安裝在載機上，這對俄羅斯和烏克蘭等國家尤為重要，拜科努爾發射場位於哈薩克斯坦境內，因此俄羅斯為使用該發射場，每年需要向哈支付大量的租借費用。如果採用空中發射，部分替代民用運載火箭發射或軍用飛彈的試驗發射，就可以節省地面發射場的一般維護費用。據俄羅斯專家測算，從地面發射1千克有效載荷需2．5萬-3萬美元。在海上發射需7000~9000美元，而空中發射僅需5000-6000美元。可見，無論是運載火箭還是戰略飛彈，採用空中發射方式都是減少費用的有效途徑。
發展前景
戰略彈道飛彈俄羅斯啟動“空中火箭計畫” 為了發展空射火箭技術。俄羅斯從1997年開始啟動“空中火箭計畫”。研製之初是為了占領輕型衛星發射的國際市場，主要是出於商業考慮。根據俄羅斯當時的構想，“空中發射”系統可完成多重任務，比如：為低軌道通信衛星提供組網和補網發射；發射用於監測地球表面和近地空間環境狀況的衛星；發射各類太空艙及完成其它太空任務。實施“空中發射”計畫需投入1-3億美元，該系統建成後每年進行10次發射，三年便可收回投資。若每月發射四五次，就可占據低軌道衛星發射市場近一半的份額。
該方案以改進的安-124運輸機為載機，擬採用“飛行號”運載火箭作為空中發射火箭。“飛行號”為兩級液體火箭。在發射過程中，安-124先將100噸重的空中火箭攜帶到10-11千米高空，到達預定點後載機尾部艙門打開，載機機身逐漸豎起。當達到一定角度後．依靠大功率活塞將運輸發射箱以相對載機48千米／小時的速度推出。發射箱利用降落傘離開載機，隨後運載發射箱與火箭分離，6秒後火箭的一級點火。2001年，俄空中發射公司改裝4架安-124用於航天發射的申請得到俄政府的批准。俄“空中發射”項目負責人希羅博科夫不久前表示，研究工作已基本結束，預計將於2006年初進行首次空中衛星發射。
此外，俄羅斯和哈薩克斯坦還利用冷戰時期空基反衛星計畫的研究成果，聯合實施了一項“伊希姆”計畫，目的是用米格-31發射運載火箭將小型太空飛行器送到預定軌道。據悉，通過這種方法可將160千克重的有效載荷送入地球軌道。這一市場極具發展潛力，預計到2020年，國際小型太空飛行器市場的總價值將達到15億美元。
美國推進“快速反應空間運輸”計畫 除了前面提到的“飛馬座”外，波音和錫奧科爾推進公司還在研製一種新型空射系統，近地軌道運載能力大約為3噸。該系統正作為一個近期的低成本軍用系統來研製，可用於支援部署和補充低軌道通信衛星。增強美軍戰術反應能力。該系統是軍民多用途的運載器，可以用於高超音速飛行研究、遙感和技術研發。美空軍可能用它發射空間機動飛行器，這屬於空軍目前實施的“快速反應空間運輸”(ORS)計畫，固為目前美國一顆衛星的成本為500萬美元，發射成本則要達到2500萬美元，並且還得用幾周到幾個月的時間進行準備。因此空軍急需推進“快速反應空間運輸”計畫，將運載火箭的準備時間，從幾個星期或幾個月縮短為幾個小時或幾天，同時大幅度降低其成本。該計畫預計2014年投入運行。
其它國家躍躍欲試 除了美俄外，烏克蘭、法國和以色列等國家也在開展機載空射火箭技術研究，這與這些國家缺少國家發射場有一定關係。烏克蘭曾開展了多個彈道飛彈和運載火箭型號的機載發射技術研究，作過火箭1:1模型的掛飛投放試驗，其技術目前仍處於世界一流水平。2001年4月11日，烏克蘭國家航天局宣布它耗資3億美元，由南方科研生產聯合體在兩年內完成兩種空射衛星運載系統。以色列的方案是以F-15重型戰鬥機為載機，在20千米以上的高空，以超音速狀態發射運載微小衛星的固體運載火箭。
