电影《复仇者联盟》中的神盾局总部，是一艘硕大无比的巨舰，平日里浮在海面上，就和普通的航空母舰差不多。然而在需要的时候，它能凭借四个超级涡轮引擎，从海上腾跃而起，转为一艘天空中的“飞船”，实在霸气到了极致。
遗憾的是，电影中那种飞天巨舰，要实现颇有些难度。首先是动力问题。在大气层中，要把这起码数万吨重的大块头送上天，对涡轮引擎的功率需求大得吓人。而且这还不是短时间的需求，要长时间在空中停留，乃至翻山跨海，巨舰的引擎始终需要处于高负荷运转中。
其次是自身的生存能力问题。这样一个大家伙真要飞到敌国领空或附近，那就将成为地面防空武器的靶子啦。哪怕您的装备精良，但万一有个闪失，这大家伙给人打下来，可就欲哭无泪了。
因此，目前美国国防部研究的飞行航母，和《复联》中的差别很大。他们更倾向于采用已经成熟的空中平台，也就是用大型飞机进行改造。比如B-1轰炸机和C-130运输机都被他们作为研发对象。在美军的计划中，将给大型轰炸机和运输机加装功能模块，可用于无人机的发射、回收、存放、休整及作战指挥。无人机的块头和重量都大大低于有人战机，对于空中平台的负载也小得多。同时无人机在空中续航的时间也比有人战机要长得多。
在未来的战争中，一架“航空母机”可以携带大量无人机，飞临战区边缘，然后投放出无人机，深入危险战区，进行侦察、巡逻和攻击。这个时期内，由飞行员驾驶的“母机”则一直在战区边缘徘徊，监控、指挥无人机作战。由于母机本身不需要深入敌境，其受到的威胁并不太大。一旦敌军的火力威胁迫近，航空母机可以果断撤离。至于携带的无人战机，即使被击落，也不会因此损失飞行员。对现代战争而言，这种高技术人才的拯救是具有战略意义的。不过，尽管拥有成熟平台，这种“飞行航母”依然必须解决现实的技术问题。比如说，如何在母机本身高速飞行时，进行无人机的释放和回收。
航天母舰除了与之配合的航天战斗机，本身也可搭载一定的武器装备。既包括如常规导弹、核导弹、拦截导弹、密集阵武器等当代武器，也可拥有激光武器、等离子武器、电磁轨道炮等新概念兵器，从而打造成能攻能守的太空霸王。不过，承载的武器越多，航天母舰的体积和重量也就越大。而如何让这么个大家伙到太空遨游，却是个麻烦事儿。不具备空天性能的航天母舰，可以通过火箭直接发射上天，但这种模式受制于火箭本身的运载能力。另外，也可以将航天母舰的各个部分模块化，分别发射到太空，再进行组合拼装。
由于高居外空，航天母舰可以避开大部分地面和大气层武器的拦截，轻易到达敌对国的领土上方，然后使用导弹攻击地面目标。对于敌方的固定轨道太空设施，航天母舰也可以通过变轨接近，然后用自身佩带的武器将其击毁，或者放出所携带的小型航天战机进行攻击。
2004年，美国波音公司正式启动了代号“暗星”的空天航母计划。据称，该计划设想的空天航母，其长度达300米，高度20米，翼展超过100米，载荷量更达800吨，能够携带多架空天战斗机。这艘航母其实是一架巨型的空天飞机，能够在地面上起降，并一直飞到离地面400公里的太空，也可以从太空中返回大气层，用滑翔的方式降落在普通机场。依靠冲压发动机、优秀的空气动力布局以及耐热材料，它在大气层里飞行时，速度将达到5马赫以上。而在外层空间时，其速度更能达到令人恐怖的25至30倍音速。这意味着，它只需要3个小时就能绕地球一圈。
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