Un missile air-air (en anglais, air to air missile ou AAM) est un missile tiré en vol depuis un aéronef, dans le but de détruire une cible aérienne. Comme les missiles surface-air, ce type de missile présente la particularité de devoir atteindre une cible extrêmement mobile (vitesse élevée ou manœuvres brusques), ce qui entraîne des contraintes particulières pour sa conception.
Initialement, le premier moyen de s'affronter entre avions fut par l'usage d'armes légères pendant la première guerre mondiale. Des mitrailleuses étaient installées sur les appareils mais parfois, les pilotes utilisaient des armes de poings pour essayer d'abattre l'adversaire. Ces armes, bien que ne provoquant que peu de dégâts, étaient suffisantes pour les avions fragiles de cette époque. Cependant, la menace des zeppelins nécessite des projectiles plus puissants. Les anglais tentent d'y répondre par des munitions incendiaires ("", "Balles Brock" et "Balles Buckingham"), mais les français parviennent à inventer la première roquette air-air, ancêtre des missiles air-air, la fusée Le Prieur. Avec ces roquettes, les français parviennent à abattre les dirigeables allemands.
Lors de la seconde guerre mondiale, les allemands reprennent le principe des roquettes air-air, surtout dans l'objectif d'abattre les bombardiers ennemis. Dès 1943, ils adaptent la roquette du Nebelwerfer 42 dans une version air-air, la "Werfer Granate 21" qui a un gros pouvoir explosif mais n'est pas très pratique. Un deuxième modèle de roquette air-air est adopté en 1945, la R4M, qui fut aussi utilisée en version air-sol dès 1944.
Les premiers missiles air-air ont été conçus par l'Allemagne pendant la Seconde Guerre mondiale : les deux principaux projets étaient le Henschel Hs-298 guidé par radio et le Kramer X4 filoguidé, mais aucun missile ne fut opérationnel avant la fin des combats.
En 1946, l'USAAF lança le développement d'une première série de missiles air-air américains.
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vignette|Autodirecteur infrarouge du missile IRIS-T. vignette|Un missile AIM-9 Sidewinder touche un North American F-86 Sabre lors d’un tir d’exercice à la base China Lake en 1978. vignette|Autodirecteurs infrarouges des missiles Anti-navire léger et Missile moyenne portée. Le guidage par infrarouge ou autodirecteur infrarouge ou guidage thermique est un système de guidage à infrarouge passif qui utilise l'émission de lumière infrarouge d'une cible pour la localiser et la suivre.
Aerial warfare is the use of military aircraft and other flying machines in warfare. Aerial warfare includes bombers attacking enemy installations or a concentration of enemy troops or strategic targets; fighter aircraft battling for control of airspace; attack aircraft engaging in close air support against ground targets; naval aviation flying against sea and nearby land targets; gliders, helicopters and other aircraft to carry airborne forces such as paratroopers; aerial refueling tankers to extend operation time or range; and military transport aircraft to move cargo and personnel.
vignette|Un missile AIM-9 Sidewinder sur le point de toucher un North American F-86 Sabre lors d’un tir d’exercice à la base China Lake en 1977. vignette|Un Sikorsky SH-60 Seahawk lance des leurres destinés à tromper les missiles à guidage infrarouge. Le guidage est l’ensemble des opérations qui permettent au missile de remplir sa mission, d’approcher de sa cible, malgré l’intervention de perturbations (turbulences de l’air, bruit des détecteurs, mouvement de la cible...).
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