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德军大部分出击机场都远离合围地域２５０到３５０公里，因此，战斗机为轰炸机和运输机护航已无可能。于是，德军就改在夜间或白天复杂气象条件下飞行。部分敌机乘合围地域以南既无绵密正面又无苏军机场，从该地域南面窜到伏尔加河东岸，尔后再北转，从东面进入斯大林格勒地区。在这种情况下，苏军不得不对敌被围集团组织环形封锁。
封锁区划分为４个空域：１号空域为合围对外正面以外的地区，主要任务是消灭起飞机场上的敌机。在该空域作战的有空军第８、第１６和第１７集团军以及远程航空兵的部队。他们曾先后对德军莫罗佐夫斯克、塔秦斯卡亚、萨利斯克、新切尔卡斯克和罗斯托夫等机场进行了猛烈袭击。最典型的一次是１月９日对萨利斯克机场的成功突击。这次突击是巴赫金大尉带领７架伊尔－２飞机在１个歼击机大队护送下实施的。根据空中侦察的情报得知，在萨利斯克机场上集结有３００多架敌运输机和作战飞机。伊尔－２飞机突然穿云而出，对机场进行了果断的和极其巧妙的第１次攻击，紧接着又先后５次进入目标，用炸弹、火箭弹和枪炮火力击毁击伤７２架敌运输机，空中还击落德战斗机３架，自己仅损失飞机４架。
２号空域位于合围的对内对外正面之间，这个区域是环形的，它分为５个扇区，每个扇区由１个航空兵师负责。在该空域内，歼击机从〃机场待战〃和〃空中待战〃状态出动，截击和消灭德机。
３号空域围绕并紧靠着整个合围地域。在该空域内由高射炮兵消灭德机。为此，在这个区域内集中了各方面军和斯大林格勒军级防空地域的近４００门高射炮和２５０挺高射机枪。
合围地域本身是第４号空域。在这里，空中和地面的德军飞机由航空兵、高射炮兵和野战炮兵负责歼灭。德军的机场白天由歼击机封锁，夜晚由波－２轻型轰炸机封锁。当机场夜航灯打开时，空中值班的波－２飞机立即对该机场投弹。
航空兵和高射炮兵联合对斯大林格勒地区被围德军实施的空中封锁极有成效。在整个封锁过程中，通过空战、突击机场和对空射击等战斗行动，共消灭了近１２００架德国飞机，其中８０％是运输机和轰炸机。德国空军还损失了大批训练有素的飞行员。第６集团军旗均每天只得到５０…８０吨物资，而不是许诺的３００吨。由于得不到必需的物资器材、给养、弹药和汕料，被围德军的作战能力受到严重影响。空中封锁有力地促成了被围德军集群的崩溃。
苏军统帅部粉碎了德军为被围集团解除封锁的企图后，决定彻底消灭该集团。１９４３年１月１０日，在第６集团军拒绝接受敦促投降的最后通牒后，顿河方面军对敌发动了进攻。空军第１６集团军积极支援地面部队突破敌防御地幅，一昼夜内即出动飞机６７６架次，突击了被围德军的部队、司令部以及抵抗枢纽部，从空中牢固地封锁了大罗索什卡和皮托姆尼克机场。苏军轰炸航空兵第２军的飞行员们积极行动，在战役的第１天出动了飞机１７２架次。由于德军的机场距离太远，其战斗机无法到合围地域作战。至１月２２日，苏军开始对德军集团分割围歼，德军被分割为南北两部。１月３１日，南部德军被歼，德军第６集团军司令保卢斯被俘。２月２日北部集群也投降了。
２月２日夜里，德军两架海－１１１式飞机再次满载物资飞到斯大林格勒上空。但是，无论怎么寻找，下面都没有动静。因为战斗已经结束了。
苏军航空兵在斯大林格勒会战中积极而坚决的作战行动，使得苏军在战役的反攻阶段再次夺得制空权。苏军的雄鹰在斯大林格勒上空又得以自由翱翔，对苏军包围并最终消灭德军第６集团军旗了至关重要的作用，并对从根本上削弱德国空军的力量，夺取苏德战场战略制空权创造了有利条件。德国空军作为一支所向无敌的武装集团的形象，从此无可挽回地破灭了。
空中大会战
——库班战役中的苏军航空兵
库班空中会战是苏军在卫国战争期间争夺战略制空权的重大转折点。这次空中交战是在１９４３年春（４月１７日…６月１７日）进行的。按空战次数和参加会战的飞机数量来说，这是苏联卫国战争中最大的空中会战之一，而且这次空中交战与苏军地面部队进行的战役有着紧密的联系，是在军事政治和自然地理因素影响下形成的独特环境中展开的。
〃蔚蓝色防线〃
苏军在斯大林格勒歼灭德军保卢斯集团后，德军统帅部为了挽救起被动态势，在苏德战场酝酿着新的进攻计划。防守塔曼半岛的德军集团对实现其新的进攻计划占有特殊的地位，它面临的任务是保住向高加索进攻的登陆场，并从西线吸收尽可能多的苏军部队。为了挫败德军的企图，苏军最高统帅部给北高加索方面军下达了在库班河粉碎敌集团军的任务。库班河下游和塔曼半岛由编成有１６个师的德军第１７集团军防守。早在１９４３年１月德军统帅部就担心库班集团会被苏军赶下海去，因而用武力强迫当地居民在这些地区构筑了堑壕、防坦克壕、掩体以及德军的工兵、特种部队和野战部队构筑的支撑点和抵抗枢纽部。他们经过四个多月的时间，构筑了若干前后距离为５…２５公里的防御地区。主要防御地带（即〃蔚蓝色防线〃）的纵深达６公里，在〃蔚蓝色防线〃之后３０…４０公里的地方还有几道坚固的防线。〃蔚蓝色防线〃左皮维尔比亚纳亚沙咀，途经亚速海沿岸许多溺谷，尔后逆库尔卡河而上，继而又向东折去，沿阿达古姆河沼泽一直延伸到克雷姆斯卡亚镇，最后防御前沿又向南折去。德军最重要的防御枢纽部就设在克雷姆斯卡亚镇。
苏军北高加索部队的步兵和坦克兵力是德军的１．５倍，炮兵数量上略少于德军。德军由于在库班的地面部队不多，所以就把希望寄托在航空兵的身上。德军把第４航空队主力约１０００架飞机（其中轰炸机５１０架，歼击机２５０架）都调到克里木和塔曼半岛来。４月份，苏军北高加索方面军的空军编成内有空军第４集团军约２５０架飞机；空军第５集团军约２００架飞机；黑海舰队空军大队约７０架飞机和远程航空兵大队６０架飞机。为对两个空军集团军进行有效和集中指挥，苏军成立了北高加索方面军空军司令部，任命维尔希宁将军为司令员。最高统帅部代表、红军空军司令员诺维科夫元帅亲临北高加索前线统一领导和协调北高加索方面军航空兵和友邻南方方面军和西南方面军航空兵的作战行动。
〃小地〃上空的激战
在库班的梅斯哈科地区，苏军占有一个面积约３０平方公里的登陆场。２月５日夜，苏军海军陆战队在新罗西斯克以南登陆并占领了一个正面宽４公里、纵深约２．５公里的登陆场，随后由黑海舰队向这个苏军称为〃小地〃的登陆场运送了２个海军陆战旅、１个步兵旅和１个独立空降兵团共１７０００余人上陆，在这个方向牵制了德军约５个师的兵力。对德军来说，〃小地〃的威胁很大。德军统帅部于４月中旬决定把〃小地〃除掉。为此，德军建立了一个由韦策尔将军指挥的由４个步兵师、５００门火炮和迫击炮以及约１２００架飞机组成的〃韦策尔〃集群。德军于４月１７日早６时３０分经炮火和航空火力准备后，在４５０架轰炸机和２００架战斗机的直接直援下，向〃小地〃及该地以东的苏军阵地实施了猛烈的反冲击，企图一举消灭苏军登陆部队。坚守〃小地〃的苏军部队进行了顽强的抗击，但形势对苏军很不利，因苏军航空兵主要机场都位于克拉斯诺达尔西部和东北部，距梅斯哈科地区达１５０至２００公里，而且平空军第４集团军飞机的飞行航线又要经过经常有云雾遮盖的高加索山脉。德军航空兵的主要机场则位于塔曼半岛距梅斯哈科仅５０至１００公里的平原地带。德军航空兵拥有德空军中最精锐的部队，如〃乌杰特〃战斗机联队和〃麦利德斯〃第５战斗机联队，这些联队不但有一批王牌飞行员，而且全部装备新改装的Ｍ－１０９飞机。德军航空兵利用这些有利条件，以３０至４０架飞机编队轰炸苏军的战斗队形和登陆场地区的码头。由于苏军航空兵兵力不足，无法制止住德军航空兵的突击，虽然地面部队的顽强抗击给德军以较大的杀伤，但德军还是在４月１８日突破了苏军防御前沿，在梅斯哈科东南２公里处的树林中占领了一小块空地。
空战中的英雄
４月２０日，苏德双方航空兵在梅斯哈科地区的战斗活动达到了最紧张的程度。德军调来预备队，准备实施一次总攻击，以便把〃小地〃分割成两个孤立的部分，然后消灭苏军。也就在这一天，苏军把从统帅部大本营预备队中调来的轰炸航空兵第２军、歼击航空兵第３军、航空兵第２混成军和歼击航空兵第２８２师兵力首次投入战斗，一天之内对登陆集群正面的敌步兵和炮兵战斗队形进行了两次密集突击。夜晚时，苏远程航空兵、北高加索方面军的航空兵和黑海舰队的航空兵联合行动，对阿纳帕的德军机场和德军的战斗队形进行了突击，这次突击取得了显著的效果。苏第１８集团军司令员列谢利泽将军在评价航空兵行动时说到�