航空戦艦（こうくうせんかん）とは、戦艦としての大口径砲を装備し、かつ航空母艦又は水上機母艦に準ずる航空機運用能力を持っている軍艦のこと。外観上飛行甲板やそれに類する航空設備を持っている戦艦を一般的に指すと考えれば良い。ただし、公式な艦種として存在したことは無く、また各国で検討が行われ、一部実現したものもあるが、実用的な運用は行われなかった。架空戦記などにはよく登場し、作品によっては戦艦空母と表記される事もある。
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日本
太平洋戦争時、航空母艦の重要性が高まるなか、ミッドウェー海戦において正規空母4隻を失った大日本帝国海軍はそれを補完するためのさまざまな方策を模索した。その一つが既存の艦艇の空母への改装である。大和型戦艦を除く全ての巡洋艦以上の艦艇について改装が検討された。
金剛型戦艦は機動部隊への随伴に最適である高速戦艦で、これを改装することは望ましくなかった。また、長門型戦艦は艦隊決戦では大和型に次ぐ威力を発揮すると期待されたため除外された。扶桑型戦艦、伊勢型戦艦はあらゆる面で他国新鋭戦艦群に劣っていることから最有力候補となり、当時伊勢型2番艦日向が5番砲塔を事故で失っていたことなどから、伊勢型の2隻（伊勢・日向）の空母への改装が決定した。
しかし戦局の悪化に伴う資材不足や工業力の低下などにより、改装には5?6ヶ月程度かかると予測され（一説には1年?1年半）、その間工廠の能力の多くを占有することによる他の艦艇の整備や修理への悪影響、また早急に戦列に復帰させる必要性などから、本格的な空母への改装は見送られた。
当初は船体中部から後部の主砲塔4基を撤去し煙突以後を射出甲板にする案もあったが、工期と資材面で断念され、実際の改装は船体後部の5・6番砲塔を撤去し、格納庫と射出甲板を設けることで航空機22機の搭載を可能とした。当初は搭載機として彗星艦上爆撃機が予定されており、カタパルトによる射出にて発艦、攻撃終了後は近隣の航空母艦又は陸上機地に帰投することとなっていた。後に爆撃も可能な水上偵察機であった瑞雲も搭載することになり、瑞雲の場合カタパルトで射出する点は彗星と同様だったが、水上機である特性から海上に着水させ、それをクレーンで甲板に吊り上げて回収することも可能となった。
しかし、搭載すべき艦載機の生産の遅れや台湾沖航空戦での搭載予定の機体の消耗などにより、続くレイテ沖海戦では搭載機無しで海戦に参加するなど、航空戦艦として実際に運用されることは無かった。改装以後、航空戦力を持たない通常の戦艦として運用され、捷一号作戦に参加して無事生還。北号作戦では、その飛行機格納庫を物資積載場所として利用し、作戦を成功させた戦歴がある。戦争末期の米軍による呉軍港空襲によって2隻とも大破着底の損害を受け、終戦後解体された。
イギリス
1917年に就役したフューリアスは当初、艦橋より前に発艦専用の飛行甲板、後ろに18インチ単装砲を装備しており、史上初の航空戦艦と見なすこともできる。ただし、意図があってあえて航空戦艦として設計された訳ではなく、航空母艦という新しい種類の艦を作るための試行錯誤の過程に過ぎない。着艦が事実上不可能なため航空機を運用するには問題が大きく、半年足らずで砲塔は撤去され、それ以降も改装が続けられ航空母艦の基本的レイアウトを確立する。
また1926年、ヴィッカース社の軍艦設計部長であったジョージ・サーストン卿がブラッセイ海軍年鑑誌上で複数の案を発表している。前半部分に主砲を搭載し、その直後から後部までを飛行甲板と格納庫とし、アイランド形式の艦橋を右舷に設けるレイアウトだった。当時はワシントン海軍軍縮条約下であったため、非条約加盟国向けの提案であったが採用されることはなかった。
第二次世界大戦中においても、 ライオン級戦艦を元にサーストン卿の案による航空戦艦が計画されたものの、そもそものライオン級戦艦自体が未成であったために単なる机上の案に終わっている。
アメリカ
第二次世界大戦以前に、全通飛行甲板の前後や全通甲板の直下に主砲塔を装備した航空戦艦が提案されたが、建造される事はなかった。なお、この案はアメリカの造船会社よりソビエト海軍に提案されたが、実現する事は無かった。アイオワ級戦艦が1980年代に現役復帰する際に、後部にスキージャンプ甲板を設けハリアーを搭載する航空戦艦案があったが、これも実現しなかった。
フランス
フランス海軍最後の戦艦ジャン・バールは、未完成のままナチス・ドイツ軍によるフランス侵攻から逃れ自由フランス軍に参加したが、そのままでは戦える状態ではなかった。どのような形で竣工させるかについて戦艦案や空母案、解体廃棄案など幾つか出された案の中に航空戦艦案もあった。前半部に4連装38センチ砲2基、その直後から艦尾まで飛行甲板を設け50機前後の艦載機を搭載すると言うものだったが、費用の面で実用的でないとされ、純然たる戦艦として竣工した。
航空戦艦の意義
「戦艦の砲撃力と空母の航空運用力を持つ万能艦」とは航空戦艦でよく用いられるセールストークであり、架空戦記などでは人気があるコンセプトの軍艦である。しかし実際には戦艦と空母の長所を兼ね備えたというよりも、お互いの長所を相殺する兵器であるとの説が一般的である。
戦艦としては大口径の主砲が必要不可欠であるが、これは超弩級戦艦クラスの大口径砲の場合、艦の中心線上以外には設置できない。それでは空母としての飛行甲板設置が困難となり、射撃統制の為の上部構造物も艦載機の着艦を困難にする。また主砲射撃時の凄まじい衝撃は、デリケートな航空関係の装備に悪影響を及ぼすし、砲撃中の搭載機運用は不可能となる。また長大な飛行甲板と格納庫は主砲の射界を制限してしまう。
空母としては多数の艦載機を運用するための格納庫、弾薬庫や航空燃料のタンクが不可欠だが、これは砲撃戦時に砲弾が直撃すると非常に危険である。その防御に戦艦並みの厚い装甲を施した場合は、重心が上がって転覆しやすいなど不安定な艦になってしまう。
第二次世界大戦前の各国海軍では航空戦艦の設計や提案は実際に多くなされており、実現寸前まで行ったものもある。当時の艦載機は実用化されて間もなく、航続距離が短く兵器搭載量が僅かだったり、天候による運用上の制約が大きい等の理由で、艦隊兵力としての信頼性が低かった。空母も誕生間もない艦種で運用法が定まっていなかった。海軍の主力であった大艦巨砲と艦載機の組み合わせは大変魅力的であり、各国海軍で様々な運用法を模索する過程で、戦艦と空母を組み合わせた航空戦艦というアイデアが生まれてきたと考えられる。
しかし結局のところ、新造艦としての航空戦艦は一隻も実現していない。これはワシントン海軍軍縮条約において戦艦の新造禁止と、空母の備砲の制限がなされたためである。航空戦艦のアイデアを利用して、空母の名目で戦艦に匹敵する砲力の艦を建造する事が懸念されたためである（条約の制限枠いっぱいの、つまり重巡洋艦に匹敵する砲力の空母は建造されている）。条約を締結していない国に対して航空戦艦の提案がなされた事があるが、結局それらの国では航空戦艦を含めて、巡洋艦を越えるサイズの艦の建造に着手できなかった。そして条約の失効後においても航空戦艦の提案はなされたものの、実際の建造はなされなかった。その頃には既に空母の運用の経験が蓄積され、純然たる戦艦と空母を建造・運用したほうが実用的であるとの結論に至ったものと思われる。
航空戦艦は戦艦と空母を同時に建造・運用する能力のない中小の海軍での運用に適するという意見もある。一部には船団護衛、空母直衛艦、搭載機による索敵などに活用できるという説もある。また用途が船団護衛や哨戒などであるならば、巡洋艦以下の艦艇にはアウトレンジでの防衛力をもつ戦艦は有効な戦力となりえたとされている[要出典]。しかし航空戦艦として実戦で運用された例が皆無のため、これらの説の真偽も定かではない。
なお、航空機・ミサイルの時代となった現在、航空機運用能力と強力な固定武装の双方を備えた艦として、ソ連はキエフ級航空巡洋艦・アドミラル・クズネツォフを建造している。これらの艦は現代の航空戦艦と言えない事も無い。しかしながらこれら艦の艦種名はモントルー条約に対しての政治的処置として、「重航空巡洋艦（"Tyazholiy Avionosnyy Kreyser (TAKR)"）」となっている（詳細は下記の航空巡洋艦・航空駆逐艦の欄にて）。
航空巡洋艦・航空駆逐艦
巡洋艦、駆逐艦で航空戦艦と同様のコンセプトを持った艦種。航空戦艦の場合とは異なり、実際に多数建造されており、実戦での活躍例も多い。これは巡洋艦という艦種は偵察も主任務としており、航空機を搭載する事はこの任務に適った運用であり、航空戦艦の場合とは違って利点が大きかったからである。
また第二次世界大戦後はヘリコプターの実用化により、これを搭載する能力を備えた艦が多数建造される事となった。ジェット機の運用能力を持った正規空母を保有し得る国は極めて限られたために、それ以外の国にとって空母の代替として、ヘリコプター運用能力を持った艦は、大変魅力的なものとなった。
スウェーデン
1930年起工、1934年竣工した航空巡洋艦ゴトランドは、いわゆる航空巡洋艦の嚆矢となった艦である。基準排水量4,700 t は他国の軽巡洋艦並みかそれより若干小型であるが、水上機搭載数は6機と非常に多く、航空巡洋艦の名に相応しい。
日本
大日本帝国海軍
艦の後部を航空艤装に充て、水上偵察機6機を搭載する利根型重巡洋艦や後部主砲を撤去して航空艤装を装備し水上機11機を搭載可能な航空巡洋艦に改装された最上、潜水艦隊旗艦として水上偵察機6機を搭載可能な大淀などがこれに当たる。
海上自衛隊
はるな型ヘリコプター搭載護衛艦海上自衛隊所属のヘリコプター搭載型護衛艦 (DDH) はるな型・しらね型は駆逐艦としては異例の3機の対潜哨戒ヘリを搭載運用する能力を持つ。対潜哨戒、偵察、場合によっては救助や掃海、ヘルファイア空対艦ミサイル等を搭載しての対艦攻撃などの任務に従事する。これは事実上、上記の利根型などのコンセプトを引き継いでおり、運用上の実体は航空駆逐艦とでもいうべき艦種である。
なお、後継艦種のひゅうが型護衛艦は全通甲板を持ち火砲を搭載しないヘリコプター搭載護衛艦（実質的にはヘリ空母）として建造されている。
ソ連・ロシア
キエフ級航空巡洋艦ヘリコプターを運用可能な巡洋艦として、1960年代にモスクワ級ヘリコプター巡洋艦を建造している。艦前部に対空・対潜ミサイル発射器を取り付け、中央部に艦橋などの構造物を配し、後部をヘリ甲板とする、典型的な航空巡洋艦の形態をしている
キエフ級V/STOL空母はロシア海軍における分類では重航空巡洋艦であること、飛行甲板は持っているものの、艦の前部には飛行甲板ではなく火砲やミサイル発射機を装備し、主に対潜任務に従事することから、航空巡洋艦と呼んでも支障はない。
アドミラル・クズネツォフ級空母もまたロシア海軍における分類では重航空巡洋艦であるが、こちらは全通甲板を持つこともあり、航空巡洋艦と呼ばれることはほとんどなく、モントルー条約に対する政治的配慮であると考えられている。ロシア海軍の言い分では、同艦の項にもあるように対艦ミサイルの搭載有無で判断されるという。
イタリア
1964年にアンドレア・ドリア級ヘリコプター巡洋艦2隻が、1969年にヴィットリオ・ヴェネトが就役している。戦後のヘリコプター搭載水上艦の先駆けとなった艦である。ただし現在では3艦とも退役し、後継としてはジュゼッペ・ガリバルディが建造されている。
イギリス
イギリス海軍のインヴィンシブル級航空母艦は、当初は指揮巡洋艦（ヘリコプター搭載巡洋艦）として計画されたが、STOVL機ハリアーの開発に成功し艦載型のシーハリアーを搭載することになったので軽空母に艦種変更された。
架空の航空戦艦・航空巡洋艦
実在する艦がほとんどなく、また特別な種別のためか、惹かれる要素があるらしく、多くの架空戦記やSF作品などの創作に登場する。本項ではその例を幾つか挙げる。
架空戦記
信玄型（『旭日の艦隊』）
全通飛行甲板・右舷に砲塔・艦橋。
虎狼型（『旭日の艦隊』）
V字型飛行甲板・前部に砲塔。
米利蘭土型（『紺碧の艦隊』）
前面に射出機・後部に砲塔。
東光（『紺碧の艦隊』）
全通飛行甲板・前部に砲塔をやや右舷寄りに配置。
土佐（『超超弩級戦艦土佐』）
両舷に全通飛行甲板。
筑後（『凍てる波涛』）
両舷前部に飛行甲板。
ハンニバル（『時空戦艦大和 日本沈没を救え』）
後部飛行甲板。
ジークフェルド（『時空戦艦大和 日本沈没を救え』）
後部スキージャンプ付飛行甲板。
ソビエツキー・ソユーズ（『機密空母赤城』）
全通飛行甲板の前後に砲塔。
ソビエツカヤ・ウクライナ（『東の太陽西の鷲』）
全通飛行甲板の前後に砲塔。
スキピオ（『東の太陽西の鷲』）
全通飛行甲板片舷に砲塔。
伊勢型（諸作品、日向のみ登場の場合もあり）
『新・紺碧の艦隊』
後部交差式飛行甲板前部に砲塔。
『兵隊元帥欧州戦記』
艦橋は戦艦時のまま、その前後に非貫通の飛行甲板・旧3番砲塔のみ残存。固有艦載機は持たず、他艦の艦載機に対する洋上補給基地として運用された。
『旭日の戦旗』
後部から左舷斜めにかけて全通飛行甲板、右舷前部に砲塔、艦橋を配置。
蒼龍（『鋼鉄の紋章』）
斜め飛行甲板・前部に砲塔。
伊吹（『クリムゾン・バーニング』）
斜め飛行甲板・前部に砲塔。
アトランティカ級（『レッドサン ブラッククロス』）
全通飛行甲板の前に砲塔。作中の名称は航空重巡洋艦である。架空戦記においては珍しく、活躍する存在ではなく役立たず扱いされており、後に改装により砲塔を撤去し、純粋な空母となる。
SF作品
SF作品においては、全くの架空の存在であるため、現実の水上艦艇のリアリティに束縛される必要は全く無いため、作中において宇宙戦艦と設定されていても多数の宇宙戦闘機を搭載、あるいは宇宙空母と設定されていても強力な火力を有する例が多い。
ヤマト（『宇宙戦艦ヤマト』シリーズ）
日本における宇宙戦艦の代名詞とも言うべき艦ではあるが、戦闘機や作業艇などを多数搭載している。その数は、軽空母並みとも言われている。
戦闘空母（『宇宙戦艦ヤマト』シリーズ）
艦体前半は飛行甲板、後部は艦橋とその前後に主砲を中心線上に配置。攻撃モードでは甲板を反転させてミサイル発射台や砲台などを出現させる。
デスラー戦闘空母（『宇宙戦艦ヤマト』シリーズ）
上記の旗艦発展型。甲板内にデスラー砲を収納している。
宇宙空母（『宇宙戦艦ヤマト2』）
艦体前半は本作に登場する通常の主力戦艦とレイアウトは同じだが、後半に飛行甲板を持つ。ゲームではキエフ級航空巡洋艦を模倣した、艦左舷にアングルド・デッキを持つ「戦闘空母（バトルキャリア）型」として登場。
プレアデス（『宇宙戦艦ヤマト 新たなる旅立ち』）・ガリアデス（『ヤマトよ永遠に』）
円盤状の艦体に高くそびえる艦橋と艦前半の左右両舷に主砲を配置。艦首中央部に幅広の艦載機発進口があり、多数の艦載機を配備している。どちらかといえば空母の機能を優先した艦といえる。ガリアデスはプレアデスの同型艦。
ブルーノア（『宇宙空母ブルーノア』）
中心線上に艦橋と主砲配置、左右両舷に全通飛行甲板。
ホワイトベース、アーガマ、ネェル・アーガマ、ラー・カイラム、アークエンジェル（『機動戦士ガンダム』シリーズ）
本艦を筆頭にしたガンダムシリーズの主人公搭乗艦などに搭載しているモビルスーツと呼ばれる機動兵器の運用を主とした母艦的性格を有しつつも、有力な砲雷撃戦闘能力を有していることから、空母と戦艦双方の性格を備えた理想的な意味での航空戦艦である。