เครื่องบินขับไล่
เครื่องบินขับไล่ เป็นอากาศยานทางทหารที่ถูกออกแบบมาเพื่อการต่อสู้ทางอากาศกับอากาศยานลำอื่นเป็นหลัก มันตรงกันข้ามกับเครื่องบินทิ้งระเบิดที่ถูกออกแบบมาเพื่อโจมตีภาคพื้นดินโดยการทิ้งระเบิดเป็นหลัก เครื่องบินขับไล่นั้นมีขนาดเล็ก รวดเร็ว และคล่องแคล่ว เครื่องบินขับไล่มากมายจะมีความสามารถรองในการโจมตีภาคพื้นดิน และบ้างก็มีสองบทบาทโดยเรียกว่าเครื่องบินขับไล่ทิ้งระเบิด บางครั้งคำว่าเครื่องบินขับไล่ก็ถูกใช้ร่วมกับเครื่องบินโจมตีภาคพื้นดิน เครื่องบินขับไล่โดยหลักแล้วจะหมายถึงเครื่องบินติดอาวุธที่แย่งครองความเป็นจ้าวทางอากาศเหนือข้าศึกในสมรภูมิ ตั้งแต่สงครามโลกครั้งที่สอง ความสำเร็จและความเหนือกว่าทางอากาศได้กลายมาเป็นปัจจัยสำคัญในชัยชนะของสงคราม โดยเฉพาะสงครามทั่วไประหว่างกองทัพปกติ (ไม่เหมือนกับสงครามกองโจร) การซื้อขาย การฝึก และการดูแลรักษากองบินเครื่องบินขับไล่จะแสดงถึงทุนที่มากมายของกองทัพนั้นๆ
คำว่า"ไฟเตอร์" () ไม่ได้เป็นคำที่ใช้ภาษาอังกฤษอย่างทางการจนกระทั่งหลังสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง ในกองบินของสหราชอาณาจักรเครื่องบินเหล่านี้ถูกเรียกว่า "เครื่องบินสอดแนม"() จนถึงช่วงต้นปี พ.ศ. 2463 กองทัพบกสหรัฐอเมริกา เรียกเครื่องบินขับไล่ว่า "pursuit" อันหมายถึงเครื่องบินติดตาม(การใช้ชื่อนำหน้าเครื่องบินในยุคนั้นจึงเป็นตัว P) ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2459 จนถึงปลายปีพ.ศ. 2483 ในภาษาฝรั่งเศสและภาษาเยอรมนีจะใช้คำที่หมายความว่า "นักล่า" สิ่งนี้ถูกใช้ตามมากมายในภาษาอื่น ๆ ยกเว้นในภาษารัสเซียซึ่งเครื่องบินขับไล่ถูกเรียกว่า "истребитель" (ออกเสียงว่า "อิสเตรบิเตล"), ซึ่งหมายความว่า "ผู้ทำลาย"
ถึงแม้ว่าคำว่า "เครื่องบินขับไล่" หรือ "ไฟเตอร์" ทางเทคนิคแล้วจะหมายถึงเครื่องบินที่ถูกออกแบบมาเพื่อยิงเครื่องบินลำอื่น การออกแบบดังกล่าวยังเป็นแบบหลากหลายบทบาทอย่างเครื่องบินขับไล่โจมตีและเครื่องบินโจมตีภาคพื้นดินที่ขนาดเล็กกว่า ตัวอย่างเช่น ในสงครามโลกครั้งที่สอง กองทัพเรือสหรัฐอเมริกาพึงพอใจในเครื่องบินขับไล่มากกว่าเครื่องบินดำทิ้งระเบิด และพี-47 ธันเดอร์โบลท์ก็เป็นที่นิยมใช้ในการโจมตีภาคพื้นดิน เอฟ-111 ถูกใช้เพื่อเป็นเพียงเครื่องบินโจมตีทิ้งระเบิดเท่านั้น เครื่องบินทิ้งระเบิดโดยทั่วไปแล้วจะหมายถึงบทบาทในการทิ้งระเบิดในระยะไกล ความไม่ชัดเจนนี้ได้ตามมาด้วยการใช้เครื่องบินขับไล่ในการโจมตีทหารราบและสิ่งก่อสร้างด้วยการใช้การยิงกราดลงมาจากฟ้าหรือทิ้งระเบิด
หนึ่งในเครื่องบินขับไล่ที่แพงที่สุดอย่างเช่น เอฟ-14 ทอมแคท และ เอฟ-15 อีเกิล ถูกใช้เป็นเครื่องบินสกัดกั้นในทุกสภาพอากาศเช่นเดียวกับการเป็นเครื่องบินขับไล่ครองอากาศ มีเพียงตอนช่วงท้ายเท่านั้นที่พวกมันมาทำหน้าที่อากาศสู่พื้น เครื่องบินขับไล่/โจมตี หลายภารกิจอย่าง เอฟ/เอ-18 ฮอร์เน็ท มักถูกกว่าและทำหน้าที่ในการโจมตีภาคพื้นดิน หรือในกรณีของเอฟ/เอ-18อี/เอฟ ซูเปอร์ฮอร์เน็ทจะเข้าแทนที่เพราะความสามารถที่หลากหลายเป็นพิเศษของเครื่องบิน
เครื่องบินขับไล่ถูกสร้างขึ้นเพื่อตอบโต้การใช้อากาศยานและเรือบินในการทำหน้าที่ลาดตระเวนสอดแนมและโจมตีภาคพื้นดินในสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง เครื่องบินขับไล่ยุคแรก ๆ นั้นมีขนาดเล็กและมีอาวุธที่เบามากเมื่อเทียบกับเครื่องบินขับไล่ในปัจจุบัน และมักเป็นเครื่องบินปีกสองชั้น ต่อมา เมื่อสงครามทางอากาศและการครองอากาศเริ่มมีความสำคัญมากขึ้น ในสงครามโลกครั้งที่สองเครื่องบินขับไล่เป็นเครื่องบินปีกเดี่ยวที่ทำจากเหล็กพร้อมปืนใหญ่หรือปืนกลที่ปีก เมื่อสิ้นสุดสงครามเครื่องยนตร์เทอร์โบเจ็ทก็เริ่มเข้ามาแทนที่เครื่องยนต์ลูกสูบเพราะแรงขับเคลื่อนที่ดีกว่า และเพราะอาวุธใหม่ ๆ เริ่มเข้ามาอีกมาก
เครื่องบินขับไล่ไอพ่นในปัจจุบันมีเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนหนึ่งหรือสองเครื่องยนต์ และติดตั้งเรดาร์เพื่อใช้ในการหาเป้าหมาย อาวุธจะประกอบด้วยขีปนาวุธอากาศสู่อากาศเป็นหลัก พร้อมกับปืนใหญ่เป็นอาวุธรอง (โดยปกติแล้วจะมีขนาด 20 และ 30 ม.ม.) อย่างไรก็ตาม พวกมันก็สามารถใช้ขีปนาวุธอากาศสู่พื้นได้เช่นเดียวกับระเบิดนำและไม่นำวิถี
ความว่าเครื่องบินขับไล่หรือไฟเตอร์นั้นถูกใช้ครั้งแรกเพื่อบรรยายถึงเครื่องบินสองที่นั่งพร้อมความสามารถในการขนปืน เครื่องบินขับไล่แรกๆ นั้นก็คือ"กันบัส"ที่เป็นแบบทดลองของบริษัทวิกเกอร์สในอังกฤษซึ่งมีรุ่นดีสุดที่เรียกว่าวิกเกอร์ส เอฟ.บี.5 กันบัสในปีพ.ศ. 2457 จุดด้อยของเครื่องบินชนิดนี้คือมันช้า ไม่นานผู้คนก็เริ่มรู้ว่าเครื่องบินนั้นจะต้องรวดเร็วเพื่อไล่เหยื่อของมันให้ทัน
โชคดีสำหรับเครื่องบินทางทหารอีกชนิดหนึ่งที่ได้สร้างออกมาเรียบร้อยแล้ว ซึ่งเป็นต้นกำเนิดของเครื่องบินขับไล่ที่มีประสิทธิภาพ มันมีพื้นฐานมาจากเครื่องบินที่รวดเร็วก่อนสงครามที่ใช้เพื่อการแข่งขัน เครื่องบินสอดแนมของกองทัพไม่ได้ถูกคาดว่าจะสามารถบรรทุกอาวุธได้ แต่ก็เน้นไปที่ความเร็วเพื่อทำให้มันไปถึงจุดที่มันจะตเองทำการสอดแนมและจากนั้นก็กลับมารายงานได้อย่างรวดเร็ว ในขณะเดียวกันก็ทำให้มันยากที่ตะตกเป็นเป้าของปืนใหญ่ต่อต้านอากาศยานหรือเครื่องบินติดอาวุธของข้าศึก
ในทางปฏิบัติ ไม่นานหลังจากที่สงครามเริ่มต้น นักบินเครื่องบินสอดแนมเริ่มติดอาวุธให้ตัวเองเป็นปืนพก ปืนยาว และระเบิดมือเพื่อโจมตีเครื่องบินของศัตรู มันเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เพราะอาวุธสำหรับเครื่องบินสอดแนมในตอนนั้นยังไม่มี อีกวิธีหนึ่งคือการสร้างเครื่องบินสอดแนมขับไล่อย่างแอร์โค ดีเอช.2 ที่มีใบพัดอยู่ด้านหลังของนักบิน ข้อเสียของมันคือแรกฉุกที่มากของโครงสร้างแบบดังกล่าวซึ่งทำให้มันช้ากว่าเครื่องบินที่ไล่หลังมันอยู่ แบบต่อๆ มาจึงมีการติดปืนกลบนเครื่องบินขับไล่ที่สามารถยิงออกนอกวงโค้งของใบพัดได้ 
มีเพียงสองทางเลือกเท่านั้นที่ถูกใช้เป็นอย่างแรกกับเครื่องบินติดตาม ทางเลือกหนึ่งคือการให้มีนักบินคนที่สองที่จะนั่งอยู่ที่ด้านหลังของนักบินเพื่อเล็งและยิงปืนกลเข้าใส่เครื่องบินข้าศึก อย่างไรก็ตามวิธีนี้ก็มีข้อจำกัดในเรื่องพื้นที่ที่จะต้องป้องกันตนเอง และยากที่นักบินทั้งสองจะทำงานร่วมกันได้เพราะในขณะที่อีกคนหนึ่งหลบหลีกนั้นอีกคนหนึ่งก็จะทำการยิงได้ยาก ซึ่งลดความแม่นยำและประสิทธิภาพของพลปืนไป ทางลือกนี้ถูกใช้ในแบบป้องกันสำหรับเครื่องบินสอดแนมสองที่นั่งตั้งแต่ปีพ.ศ. 2458 เป็นต้นมา อีกทางเลือกหนึ่งก็คือการติดตั้งปืนบนปีกด้านบนเพื่อยิงให้เหนือใบพัด ในขณะที่มีความมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการรบแบบรุกต้องมาจากนักบินสามารถขยับและเล็งปืนได้ การวางปืนแบบนี้จึงทำให้นักบินเล็งเป้าได้ยาก นอกจากนั้นตำแหน่งของปืนดังกล่าวทำให้มันแทยเป็นไปไม่ได้ที่นักบินจะหาตำแหน่งยิง มันทำให้ปืนกลนั้นแทบไม่มีประโยชน์แต่ก็เพราะว่านี่คือทางเลือกเพื่อทดแทนเท่านั้น ถึงอย่างไรก็ตามการยิงปืนกลเหนือวงโค้งของใบพัดก็มีข้อดี และยังคงอยู่ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2458 จนถึงพ.ศ. 2461
ความต้องการที่จะติดอาวุธให้กับเครื่องบินติดตามที่ยิงไปทางด้านหน้าโดยที่กระสุนจะผ่านใบพัดเกิดขึ้นอย่างชัดเจนก่อนสงครามจะเริ่มขึ้น และนักประดิษฐ์ทั้งฝรั่งเศสและเยอรมนีก็เริ่มสร้างระบบกลไกที่จะยิงกระสุนออกไปในเวลาเดียวกันกับที่เกิดช่องว่างในการหมุนของใบพัด ฟรานซ์ ชไนเดอร์วิศวกรชาวสวิตเซอร์แลนด์ได้จดสิทธิบัตรอุปกรณ์ดังกล่าวในเยอรมนีเมื่อปีพ.ศ. 2456 แต่งานต้นแบบของเขาก็ไม่ได้ปรากฏตัวออกมา นักออกแบบเครื่องบินชาวฝรั่งเศสชื่อเคย์มง ซูลเนียได้จดสิทธิบัตรในเดือนเมษายนพ.ศ. 2457 แต่การทดสอบก็ไม่ประสบผลสำเร็จเพราะความโน้มเอียงของปืนกลทำให้ความแม่นยำนั้นไม่น่าเชื่อถือ
ในเดือนธันวาคมพ.ศ. 2457 นักบินขาวฝรั่งเศสชื่อโคลอง การ์คอสได้ขอให้ซูลเนียติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวในเครื่องโมคอง-ซูลเนียของการ์คอส โชคร้ายที่ปืนกลฮอทช์คิสที่ใช้ระบบแก๊สนั้นยังเป็นวงกลมซึ่งทำให้กระสุนออกจากปืนช้าเกินไปจนขัดต่ออุปกรณ์ของซูลเนีย เพราะว่าสิ่งนี้เองใบพัดจึงต้องติดเกราะป้องกัน และช่างเทคนิคของการ์คอสชื่อจูลส์ ฮิวก็ติดเหล็กเข้าไปที่ใบพัดเพื่อป้องกันนักบินจากสิ่งที่อาจสะท้อนกลับเข้ามา เครื่องบินปกชั้นเดียวที่ถูกดัดแปลงของการ์คอสได้บินครั้งแรกในเดือนมีนาคมพ.ศ. 2458 และเขาได้เริ่มทำการต่อสู้ไม่นานหลังจากนั้น ด้วยการใช้กระสุนทองแดงขนาด 8 ม.ม.การ์คอสก็ทำแต้มด้วยชัยชนะสามครั้งในสามสัปดาห์แรกก่อนที่เขาเองจะถูกยิงตกในวันที่ 18 เมษายนพร้อมกับเครื่องบินของเขา ทำให้สิ่งประดิษฐ์ทั้งหมดถูกยึดโดยเยอรมนี
อย่างไรก็ตามอุปกรณ์ดังกล่าวที่คิดขึ้นใหม่โดยวิศวกรรมของแอนโธนี่ ฟอกเกอร์เป็นอุปกรณ์แรกที่ติดตั้งเข้ากับเครื่องบินอย่างเป็นทางการ และสิ่งนี้ทำให้เกิดการสร้างเครื่องบินปีกชั้นเดียวแบบฟอกเกอร์ ไอน์เดกเกอร์ที่สร้างความหวาดกลัวเหนือแนวหน้าทางด้านตะวันตก ถึงแม้ว่ามันเป็นการนำอุปกรณ์จากเครื่องบินแข่งขันก่อนสงครามของฝรั่งเศสมาใช้ก็ตาม ชัยชนะครั้งแรกของไอน์เดกเกอร์เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 1 มิถุนายน พ.ศ. 2458 ร้อยโทเคิร์ท วินท์เจนส์ปืนเครื่องบินของเขาในแนวหน้าฝั่งตะวันตก เพื่อขับไล่เครื่องโมคอง-ซูลเนียแบบสองที่นั่งของลูเนฝีล เครื่องบินของวินท์เจนส์เป็นหนึ่งในเครื่องฟอกเกอร์ เอ็ม.5เค/เอ็มจีทั้งห้าลำที่เป็นต้นแบบตัวอย่างของไอน์เดกเกอร์ มันมีอาวุธเป็นระบบกลไลการยิงที่ตรงจังหวะกับใบพัด ปืนกลพาราเบลลัม เอ็มจี14 แบบระบายความร้อนด้วยอากาศ บางมุมก็มองว่านี่คือชัยชนะครั้งแรกอย่างแท้จริงในประวัติศาสตร์การบินของเครื่องบินขับไล่
ความสำเร็จของไอน์เดกเกอร์ทำให้คู่แข่งคนอื่นๆ ในสนามรบต้องพ่ายแพ้ จึงเกิดการสร้างเครื่องบินขับไล่ที่นั่งเดียวแบบที่ไม่เคยมีมาก่อน เครื่องอัลบาทรอส ดี.ไอที่ถูกออกแบบโดยโรเบิร์ต ธีเลนเมื่อปลายปีพ.ศ. 2459 ได้ตั้งรูปแบบคลาสสิกที่เป็นต้นแบบให้กับเครื่องบินทั้งหลายต่อไปอีก 20 ปี เหมือนกับดี.ไอคือพวกมันเป็นเครื่องบินปีกสองชั้น โครงสร้างทรงกล่องที่แข็งแรงของปีกทำให้ปีกที่แข็งแรงมีความแม่นยำในการควบคุมมากขึ้นซึ่งเป็นสิ่งที่สำคัญของเครื่องบินขับไล่ พวกมันมีที่นั่งเดียวซึ่งนักบินจะบังคับเครื่องบินและยังสามารถใช้อาวุธได้อีกด้วย พวกมันติดอาวุธเป็นปืนกลแม็กซิมสองกระบอก ซึ่งได้พิสูจน์ว่ามันเข้ากับระบบยิงเป็นจังหวะกับใบพัดได้ดีกว่าแบบอื่น ท้ายปืนจะอยู่ตรงทางขวาด้านหน้าของนักบิน สิ่งนี้มีความหมายโดยนัยถึงในกรณีอุบัติเหตุ หากเกิดการขัดข้องก็สามารถทำการแก้ไขได้และทำให้การเล็งง่ายยิ่งขึ้น
การใช้เหล็กกับเครื่องบินขับไล่นั้นริเริ่มโดยเยอรมนีในสงครามโลกครั้งที่ 1 แอนโธนี่ ฟอกเกอร์ได้ใช้เหล็กที่คล้ายกับสแตนเลสทำโครงสร้างของเครื่องบิน และวิศวกรชาวเยอรมนีชื่อฮิวโก้ จังเกอร์สได้สร้างเครื่องบินปีกชั้นเดียวแบบหนึ่งที่นั่งที่ทำจากเหล็กทั้งลำขึ้นมา
เมื่อประสบการณ์ในการต่อสู้มากขึ้น นักบินที่ประสบความสำเร็จอย่าง ออสวอลด์ โบลค์ แม็กซ์ อิมเมบมานน์ และเอ็ดเวิร์ด แมนน็อค ได้พัฒนายุทธวิธีและกระบวนท่าเพื่อเพิ่มความสามารถในฝูงบินของพวกเขา ซึ่งทำให้พวกเขารอดชีวิตได้นานและทำให้นักบินหน้าใหม่เข้าร่วมในแนวหน้าได้
นักบินของสัมพันธมิตรและเยอรมนีในสงครามโลกครั้งที่หนึ่งไม่ได้สวมร่มชูชีพ ดังนั้นส่วนใหญ่แล้วพวกเขาจึงไม่รอดชีวิตเมื่อเครื่องบินได้รับความเสียหายอย่างหนัก ร่มชูชีพถูกสร้างขึ้นเมื่อปีพ.ศ. 2461 และถูกใช้โดยเยอรมนีในช่วงปีนั้น แต่ทางสัมพันธมิตรก็ยังคงไม่ใช่ร่มชูชีพด้วยเหตุผลหลายประการ
การพัฒนาเครื่องบินขับไล่เป็นไปอย่างช้าๆ ระหว่างสงคราม การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเกิดขึ้นในช่วงหลังของสงคราม เมื่อเครื่องจักรแบบคลาสสิกของสงครามโลกครั้งที่สองเริ่มทำให้เกิดเครื่องบินปีกชั้นเดียวที่ทำจากเหล็กด้วยโครงสร้างของปีกที่แข็งแรง ด้วยการที่ทุนนั้นมีอย่างจำกัดทางกองทัพอากาศจึงมีแนวโน้มที่จะระมัดระวังในเรื่องการซื้อเครื่องบิน และเครื่องบินปีกสองชั้นยังคงได้รับความนิยมอยู่ในหมู่นักบินเพราะมันรวดเร็ว การออกแบบอย่างกลอสเตอร์กลาดิเอเตอร์ เฟียท ซีอาร์.42 และโพลิคาร์โปฟ ไอ-15 เป็นที่รู้จักกันดีในปีพ.ศ. 2473 และมีพวกมันจำนวนมากที่ยังคงเข้าประจำการอยู่จนถึงปลายปีพ.ศ. 2485 ในกระทั่งปีพ.ศ. 2473 เครื่องบินขับไล่ส่วนใหญ่ยังคงเป็นแบบปีกสองชั้นที่หุ้มด้วยผ้า
ในที่สุดอาวุธของเครื่องบินก็เริ่มถูกนำมาติดที่ด้านในปีก นอกรัศมีของใบพัด ถึงแม้ว่าการออกแบบส่วนใหญ่จะยังใช้ปืนกลสองกระบอกโดยติดตั้งไว้เหนือเครื่องยนต์ (ซึ่งถูกมองว่าแม่นยำกว่า) ปืนกลอากาศขนาดที่เป็นที่นิยมคือขนาด 12.7 ม.ม.และปืนใหญ่ขนาด 20 ม.ม.ซึ่งถูกมองว่าใหญ่เกินไป ด้วยการที่เครื่องบินมากมายมีการออกแบบที่คล้ายคลึงกับสงครามโลกครั้งที่หนึ่งแต่ก็มองกันว่าการใช้อาวุธจากสงครามโลกครั้งที่หนึ่งเพื่อจัดการมันนั้นก็ไร้เหตุผล ด้วยความคิดเช่นนี้ทำให้ช่วงแรกนั้นการรบทางอากาศเป็นสิ่งที่ไร้ประสิทธิภาพ
เครื่องยนต์โรเตอรี่ที่เคยเป็นที่นิยมในสงครามโลกครั้งที่หนึ่งได้หายไปอย่างรวดเร็วและถูกแทนที่โดยเครื่องยนต์แบบใหม่ เครื่องยนต์ของเครื่องบินได้เพิ่มพลังมากกว่ายุคก่อนๆ ความขัดแย้งระหว่างเครื่องยนต์ทั้ง 2 แบบยังคงมีด้วยการที่ทางกองทัพเรือต้องการเครื่องยนต์แบบใหม่ แต่กำลังทางบกต้องการเครื่องยนต์แบบเก่า แบบใหม่นั้นไม่ต้องมีระบบทำความเย็นที่แยกต่างหาก แต่มันก็สร้างแรงฉุด เครื่องยนต์แบบเก่าให้อัตราแรงผลักต่อน้ำหนักได้ดีกว่าแต่มันไม่ทนทาน
บางกองทัพอากาศได้ทำการทดลองเกี่ยวกับเครื่องบินขับไล่ขนาดหนัก (ถูกเรียกว่า"เครื่องบินพิฆาต"โดยเยอรมนี) เครื่องบินเหล่านี้จะมีขนาดใหญ่ มักมีเครื่องยนต์สองเครื่อง บ้างก็ใช้เพื่อทำหน้าที่เครื่องบินทิ้งระเบิดขนาดเบาหรือกลาง การออกแบบดังกล่าวปกติแล้วจะช่วยเพิ่มความจุของเชื้อเพลิงภายใน (เป็นการเพิ่มระยะทำการ) และติดอาวุธขนาดหนัก จากการต่อสู้พบว่าพวกมันอุ้ยอ้ายและเป็นเป้าของเครื่องบินขับไล่ที่มีขนาดเล็กกว่า
นวัตกรรมใหม่ของเครื่องยนต์เกิดขึ้นในยุคที่อาวุธใหม่เข้ามา มันไม่ได้เกิดจากทุนของรัฐแต่มากจากการแข่งขันเครื่องบินของพลเรือน เครื่องบินที่ถูกออกแบบมาสำหรับการแข่งขันมีเครื่องยนต์อันทรงพลังที่จะทำให้พวกมันอยู่จนถึงสงครามโลกครั้งที่สอง
ในช่วงใกล้สิ้นสุดสงครามสงครามกลางเมืองสเปน นี่เป็นโอกาสให้กับกองทัพอากาศเยอรมัน อิตาลี และสหภาพโซเวียตทำการทดสอบการออกแบบเครื่องบินล่าสุดของพวกเขา แต่ละประเทศได้ส่งเครื่องบินมากมายเข้ารบ ในการต่อสู้เหนือสเปน เครื่องบินขับไล่เมสเซอร์สมิตแบบล่าสุดทำการได้ยอดเยี่ยมเช่นเดียวกับโพลิคาร์โพฟ ไอ-16ของโซเวียต เยอรมนีได้เรียนรู้สิ่งต่างๆ ในสงครามสเปนและนำมันไปสร้างเครื่องบินที่ดียิ่งกว่าในสงครามโลกครั้งที่สอง ทางรัสเซียที่พ่ายแพ้ในสงครามยังคงมองว่าเครื่องบินของพวกเขานั้นเพียงพอต่อความต้องการแล้ว ต่อมาไอ-16 ได้ถูกสังหารไปเป็นจำนวนมากโดยเครื่องบินของเยอรมันในสงครามโลกครั้งที่สอง ถึงแม้ว่าพวกมันยังคงเป็นเครื่องบินขับไล่ในแนวหน้าของโซเวียตจนถึงปีพ.ศ. 2485 อิตาลีนั้นพอใจกับเครื่องบินปีกสองชั้นแบบเฟียท ซีอาร์.42 และด้วยขาดงบประมาณพวกเขาจึงยังคงใช้มันต่อไปถึงแม้ว่ามันจะล้าสมัยแล้วก็ตาม
สงครามกลางเมืองสเปนยังได้สร้างโอกาสให้กับยุทธวิธีใหม่ๆ หนึ่งในนั้นได้ส่งผลให้เกิดการจัดฝูงแบบสี่ลำหรือฟิงเกอร์-โฟร์ (finger-four) ขึ้นมาโดยเยอรมนี แต่ละกองบินจะถูกแบ่งเป็นเป็นหลายฝูงบินที่มีฝูงละสี่ลำ แต่ละฝูงบินจะถูกแบ่งเป็นสองคู่ แต่ละคู่จะประกอบด้วยหัวหน้าฝูงและปีกข้าง รูปขบวนที่ยืดหยุ่นนี้ทำให้นักบินมีความระมัดระวังตัวสูง และทั้งสองคู่จะสามารถแยกออกและทำการโจมตีเมื่อใดก็ได้ ฟิงเกอร์-โฟร์ได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในพิธีต่างๆ หลังสงครามโลกครั้งที่สอง
การต่อสู้ทางอากาศเป็นสิ่งสำคัญในสงครามโลกครั้งที่สอง ความสามารถของเครื่องบินในการชี้ตำแหน่ง, ก่อกวน และเข้าสกัดกองกำลังภาคพื้นดินเป็นปัจจัยสำคัญในกองทหารของเยอรมนี และความสามารถของพวกมันในการครองอากาศเหนือฝ่ายอังกฤษทำให้การรุกรานเยอรมนีเป็นไปไม่ได้ จอมพลของเยอรมนีชื่อเออร์วิน รอมเมลได้กล่าวถึงกำลังทางอากาศเอาไว้ว่า "ใครก็ตามที่ต้องต่อสู้แม้มีอาวุธที่ล้ำสมัย กับศัตรูที่ครองอากาศ จะสู้อย่างดุเดือดต่อทหารของยุโรป ภายใต้อุปสรรคเดียวกันและโอกาสเดียวกันในความสำเร็จ"
ในปีพ.ศ. 2473 สองความคิดที่แตกต่างในการรบทางอากาศเริ่มเกิดขึ้น ส่งผลให้เกิดการพัฒนาเครื่องบินปีกชั้นเดียวที่แตกต่างกัน ในญี่ปุ่นและอิตาลียังคงมีความเชื่อว่าเครื่องบินขับไล่ที่มีอาวุธขนาดเบาและความว่องไวสูงจะเป็นบทบาทหลักในการต่อสู้ทางอากาศ เครื่องบินอย่างนากาจิมา เคไอ-27 นากาจิมา เคไอ-43 และมิตซูบิชิ เอ6เอ็ม ซีโร่ในญี่ปุ่น และเฟียท จี.50และแมกชิ ซี.200ในอิตาลีเป็นตัวอย่างชัดเจนในแนวคิดนี้
อีกความคิดหนึ่งซึ่งมีในอังกฤษ เยอรมนี สหภาพโซเวียต และสหรัฐอเมริกาเป็นหลักคือความเชื่อว่าความเร็วสูงและแรงจีหมายถึงการรบทางอากาศที่เป็นไปแทบไม่ได้เลย เครื่องบินขับไล่อย่างเมสเซอร์สมิต บีเอฟ 109 ซูเปอร์มารีน สปิตไฟร์ ยาคอฟเลฟ ยัก-1 และเคอร์ติส พี-40 วอร์ฮอว์คทั้งหมดล้วนถูกออกแบบให้มีความเร็วสูงและอัตราการไต่ระดับที่ดี ความคล่องตัวนั้นก็เป็นสิ่งที่พวกเขาต้องการ แต่มันไม่ใช่เป้าหมายหลัก
ในยุทธการคัลคีนกอลและการรุกรานโปแลนด์ในปีพ.ศ. 2482 สั้นเกินไปที่พวกเขาจะทดสอบเครื่องบินขับไล่ของพวกเขา ในสงครามฤดูหนาวกองทัพอากาศฟินแลนด์ที่มีจำนวนมากกว่าได้ใช้รูปแบบฟิงเกอร์-โฟร์ของเยอรมนีเอาชนะกองทัพอากาศของรัสเซียที่มียุทธวิธีที่ด้อยกว่า
ในยุทธการที่ฝรั่งเศสได้สร้างโอกาสให้กับเยอรมันได้พิสูจน์ประสบการณ์ที่พวกเขาได้รับมาจากสงครามกลางเมืองสเปน กองทัพอากาศเยอรมันพร้อมด้วยนักบินที่มากประสบการณ์และเครื่องบินขับไล่เมสเซอร์สมิต บีเอฟ 109 ที่ยังคงใช้ฝูงบินแบบฟิงเกอร์-โฟร์ ได้พิสูจน์ความเหนือชั้นกว่าฝูงบินสามลำที่บินเป็นตัว V ของฝรั่งเศสและอังกฤษ
ยุทธการที่อังกฤษเป็นปฏิบัติการทางทหารครั้งใหญ่ครั้งแรกที่ต่อสู้เพียงทางอากาศเท่านั้น และมันให้กับบทเรียนอย่างมากกับทั้งสองฝ่าย สิ่งสำคัญที่สุดคือเรดาร์สำหรับตรวจจับเครื่องบินของศัตรู ซึ่งทำให้เครื่องบินขับไล่เข้าสกัดได้อย่างแม่นยำจากระยะไกล มันเป็นยุทธวิธีแบบป้องกันที่ทำให้กองทัพอากาศอังกฤษใช้เครื่องบินขับไล่ที่มีอยู่น้อยให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด ในตอนนั้นกองทัพอากาศอังกฤษมีอัตราการสกัดกั้นได้มากกว่า 80%
ยุทธการอังกฤษยังได้เผยให้เห็นความไม่เพียงพอของเครื่องบินขับไล่ทางยุทธวิธีเมื่อต้องใช้ในการโจมตีระยะไกล แนวคิดเครื่องบินขับไล่ขนาดหนักแบบสองเครื่องยนต์ถูกมองว่าเป็นความล้มเหลวเมื่อเครื่องเมสเซอร์สมิต บีเอฟ 110กองทัพอากาศเยอรมันนั้นขาดความคล่องแคล่วและตกเป็นเป้าได้ง่ายต่อเครื่องเฮอร์ริเคนและสปิตไฟร์ บีเอฟ 110 จึงถูกลดขั้นมาเป็นเครื่องบินขับไล่กลางคืนและเครื่องบินขับไล่ทิ้งระเบิดซึ่งพบว่ามันเหมาะมากกว่า นอกจากนั้นบีเอฟ 109 ของกองทัพอากาศเยอรมันปฏิบัติการในแบบที่สุดระยะของมันและไม่สามารถทำการรบได้นานนัก เมื่อเครื่องบินทิ้งระเบิดขาดการบินคุ้มกัน เยอรมนีก็สูญเสียเครื่องบินมากขึ้น
อย่างไรก็ตามฝ่ายสัมพันธมิตรไม่ได้เรียนรู้ถึงสิ่งนี้จนกระทั่งพวกเขาสูญเสียเครื่องบินทิ้งระเบิดอย่างมากขณะทำภารกิจตอนกลางวัน ถึงแม้ว่าการยืนยันช่วงแรกเป็นเครื่องบินทิ้งระเบิดทางยุทธวิธีที่ทิ้งระเบิดแม่นยำ แม้กระทั่งบี-17 ฟลายอิงฟอร์เทรสและบี-24 ลิเบอร์เรเตอร์ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ก็สูญเสียอย่างหนักให้กับเครื่องบินขับไล่และปืนใหญ่ต่อต้านอากาศยานของเยอรมัน หลังจากการบุกสเวนเฟิร์ทครั้งที่สองกองกำลังทางอากาศของสหรัฐฯ ก็ถูกบังคับให้ต้องสูญเสียเครื่องบินทิ้งระเบิดที่ไร้การคุ้มกันจนกระทั่งมีเครื่องบินคุ้มกันพิสัยไกล ได้แก่ พี-38 ไลท์นิ่ง พี-47 ธันเดอร์โบลท์ และพี-51 มัสแตง การใช้ถังแบบปลดเริ่มเป็นที่นิยมซึ่งทำให้เครื่องบินมีเชื้อเพลิงมากพอที่จะทำการในระยะไกล เชื้อเพลิงเพิ่มเตมถูกจนในถังอะลูมิเนียมใต้เครื่องบิน และถังจะถูกปลดออกเมื่อหมดเชื้อเพลิง วัตกรรมใหม่ทำให้เครื่องบินขับไล่ของอเมริกาบินถึงเยอรมนีและญี่ปุ่นได้ในปีพ.ศ. 2487
เมื่อสงครามดำเนินไปเครื่องบินขับไล่พร้อมนักบินที่มีประสบการณ์ก็มากขึ้นเหนือเยอรมนี ถึงแม้ว่าจะมีการนำเสนอเทคโนโลยีเจ็ทและจรวดของกองทัพอากาศเยอรมันก็ตาม การสูญเสียนักบินที่มีประสบการณ์จำนวนมากของเยอรมันก็ทำให้ต้องฝึกนักบินใหม่อย่างเร่งรีบ เพื่อทดแทนนักบินที่เสียไป ในขณะที่นักบินหน้าใหม่ของสัมพันธมิตรในยุโรปได้รับการฝึกมาอย่างดี นักบินของกองทัพอากาศเยอรมันนั้นไม่ได้รับการฝึกที่มีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะในฤดูร้อนปีพ.ศ. 2487 เมื่อเครื่องบินขับไล่ฝ่ายสัมพันธิมตรมักบินอยู่บริเวณที่ฝึกของนักบินเยอรมัน การฝึกบินในกองทัพอากาศเยอรมันต้องหยุดชะงักเพราะการขาดเชื้อเพลิงในเดือนเมษายนพ.ศ. 2487
สมรภูมิในแปซิฟิกฝ่ายญี่ปุ่นที่มีประสบการณ์ใช้มิตซูบิชิ เอ6เอ็ม ซีโร่รุ่นล่าสุดของพวกเขาเพื่อครอบครองท้องฟ้า ในขณะที่กองทัพอากาศฝ่ายสัมพันธมิตรมักใช้เครื่องบินที่ล้าสมัยเพราะคิดว่าญี่ปุ่นนั้นไม่อันตรายเท่าเยอรมนี นั่นทำให้พวกเขาถูกบังคับให้ต้องล่าถอยจนกระทั่งฝ่ายญี่ปุ่นเริ่มเหนื่อยล้า ขณะที่ญี่ปุ่นเข้าร่วมสงครามพร้อมนักบินที่ฝึกมาอย่างดี พวกเขาก็ไม่เคยทดแทนนักบินที่เสียไปได้โดยที่มีคุณภาพเท่าเดิม แตกต่างจากโรงเรียนของสหรัฐฯ ได้ฝึกนักบินออกมานับพันคนที่มีความสามารถเพียงพอ เครื่องบินขับไล่ของญี่ปุ่นนั้นมีความเร็วและพิสัยไกล และในตอนนั้นนักบินฝ่ายสัมพันธมิตรได้พัฒนายุทธวิธีเพื่อใช้อาวุธที่เหนือกว่าของพวกเขาและการป้องกันของเอฟ4เอฟ ไวลด์แคทและเคอร์ติส พี-40 ตั้งแต่กลางปีพ.ศ. 2485 เครื่องบินขับไล่รุ่นใหม่ของสัมพันธมิตรรวดเร็วกว่าและมีอาวุธที่ดีกว่าของญี่ปุ่น และยุทธวิธีใหม่ๆ ช่วยให้พวกเขาจัดการกับเครื่องซีโร่และนากาจิมา เคไอ-43ที่เร็วกว่าได้ อุตสาหกรรมของญี่ปุ่นไม่สามารถสร้างการผลิตได้มากเท่ากับของฝั่งตะวันตก และเครื่องบินขับไล่ของญี่ปุ่นก็ถูกกำจัดออกจากท้องฟ้ากลางปีพ.ศ. 2487
ความสำคัญในพลังของเครื่องยนต์ลูกสูบเพิ่มอย่างมากในช่วงสงคราม พี-36 ฮอว์คใช้เครื่องยนต์ที่ลูกสูบเรียงกันเป็นวงกลมที่มีกำลัง 900 แรงม้า แต่ไม่นานมันก็ถูกออกแบบใหม่ให้เป็นพี-40 วอร์ฮอว์คที่มีเครื่องยนต์ลูกสูบแถวเรียงที่ให้กำลัง 820 แรงม้า ในปี พ.ศ. 2486 พี-40 เอ็น รุ่นล่าสุดมีเครื่องยนต์อัลลิสันที่ให้กำลัง 1,300 แรงม้า เมื่อสิ้นสุดสงครามเครื่องฟอก-วัลฟ์ ทีเอ 152 ของเยอรมันสามารถให้กำลังได้ 2,050 แรงม้าและพี-51 มัสแตงมีเครื่องแพ็คคาร์ด วี-1650-9 ที่ให้กำลัง 2,218 แรงม้า เครื่องซูเปอร์มารีน สปิตไฟร์ มาร์ค 1 ในปีพ.ศ. 2482 มีเครื่องยนต์เมอร์ลิน 2 ของโรส์รอยซ์ที่ให้กำลัง 1,030 แรงม้า รุ่นต่อมาของมันคือสปืตไฟร์ เอฟ.มาร์ค 21 มีเครื่องยนต์กริฟฟอร 61 ของโรส์รอยซ์ที่ให้กำลัง 2,035 แรงม้า นอกจากนี้เครื่องยนต์ลูกสูบวงกลมเป็นที่ชื่นชอบในเครื่องบินขับไล่จำนวนมากซึ่งให้กำลังตั้งแต่ 1,100 แรงม้าจนถึง 2,090 แรงม้า
เครื่องบินขับไล่พลังเจ็ทลำแรกถูกนำมาใช้ในปี พ.ศ. 2487 และเห็นได้ชัดว่ามันดีกว่าเครื่องยนต์ลูกสูบ การออกแบบใหม่อย่างเมสเซอร์สมิต เอ็มอี 262และกลอสเตอร์ เมเทโอได้แสดงให้เห็นถึงความมีประสิทธิภาพของระบบขับเคลื่อน (เครื่องบินขับไล่เครื่องยนต์เจ็ทที่มีชื่อเสียงอย่างเมสเซอร์สมิต เอ็มอี 163 เกิดขึ้นในเวลาเดียวกันแต่ก็มีประสิทธิภาพที่น้อยกว่า) เครื่องบินขับไล่เหล่านี้จำนวนมากสามารถทำความเร็วได้มากกว่า 660 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และเร็วพอที่จะเทียบกับความเร็วเสียง ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อเครื่องบินดำดิ่งลงมา เบรกอากาศ (อังกฤษ: Dive brake) ถูกเพิ่มให้กับเครื่องบินขับไล่เครื่องยนต์เจ็ทหลังสงครามโลกครั้งที่สองเพื่อลดปัญหาและทำให้นักบินควบคุมเครื่องได้
อาวุธที่ทรงพลังมากขึ้นกลายมาเป็นสิ่งสำคัญในสงคราม เมื่อมันเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องบินปีกชั้นเดียวที่ไม่ได้ถูกยิงตกง่ายๆ ด้วยปืนกล ประสบการณ์ของเยอรมันในสงครามกลางเมืองสเปนทำให้พวกเขาติดตั้งปืนใหญ่ขนาด 20 ม.ม.เข้าไปในเครื่องบินขับไล่ของพวกเขา ไม่นานทางฝ่ายอังกฤษก็ทำตามด้วยการใส่ปืนใหญ่เข้าไปในปีกของเฮอร์ริเคนและสฟิตไฟร์ ทางอเมริกานั้นขาดแคลนอาวุธของพวกเขาเองพวกเขาจึงแทนที่ด้วยการใส่ปืนกลขนาด 12.7 ม.ม.หลายประบอกเข้าไปแทน อาวุธยังคงเพิ่มขึ้นตลอดสงครามด้วยเครื่องเอ็มอี 262 ของเยอรมันที่มีปืนใหญ่สี่กระบอกที่ปลายจมูก ปืนใหญ่นั้นยิงกระสุนระเบิดและสามารถสร้างรูบนเครื่องบินของศัตรูได้มากกว่าแค่สร้างความเสียหายเล็กๆ น้อยๆ มีการถกเถียงกันระหว่างปืนกลที่มีอัตราการยิงสูงกับปืนใหญ่ที่มีอัตราการยิงต่ำแต่ให้การทำลายที่มากกว่า
ด้วยความต้องการการสนับสนุนทางอากาศโดยใกล้ชิดที่เพิ่มขึ้นในสมรภูมิรบ เครื่องบินขับไล่จึงมีระเบิดและถูกใช้เป็นเครื่องบินขับไล่ทิ้งระเบิด การออกแบบเครื่องบินบางแบบอย่างเอฟดับบลิว 190 ของเยอรมันนั้นเหมาะกับบทบาทนี้ ถึงแม้ว่านักออกแบบได้ออกแบบให้มันเป็นเครื่องบินสกัดกั้นก็ตาม ในขณะที่บรรทุกระเบิดอากาศสู่พื้นไว้ที่ใต้ปีก ความคล่องตัวของมันก็ถูกลดลงเนื่องมาจากแรงยกที่น้อยลงและแรงฉุดที่เพิ่มขึ้น แต่เมื่อระเบิดถูกทิ้งเครื่องบินก็จะสามารถเป็นเครื่องบินขับไล่ได้อีกครั้ง ด้วยธรรมชาติที่ยืดหยุ่นของเครื่องบินขับไล่ทิ้งระเบิดมันจึงได้ทำงานที่พิเศษทั้งทางอากาศและพื้นดิน
เทคโนโลยีด้านเรดาร์ที่ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วซึ่งได้พัฒนาขึ้นไม่นานก่อนสงครามโลกครั้งที่สอง มันเหมาะกับเครื่องบินขับไล่บางชนิดอย่าง เมสเซอร์สมิต บีเอฟ 110 บริสตอล บิวไฟเตอร์ เอฟ6เอฟ เฮลแคท และพี-61 แบล็ควิโดว์เพื่อให้พวกมันหาเป้าหมายได้ในตอนกลางคืน เยอรมันได้พัฒนาเครื่องบินทิ้งระเบิดกลางคืนมากมายเมื่อพวกเขาถูกระดมทิ้งระเบิดจากองทัพอากาศของอังกฤษ ทางอังกฤษที่เป็นผู้สร้างเรดาร์ขึ้นมาเป็นคนแรกให้กับเครื่องบินทิ้งระเบิดในปี พ.ศ. 2483-2484 สูญเสียเทคโนโลยีของพวกเขาให้กับกองทัพอากาศเยอรมัน เนื่องมาจากเรดาร์ใช้อย่างในตอนนั้นมันจึงถูกติดตั้งกับเครื่องบินที่มี 2-3 ที่นั่งเพื่อให้มีผู้ใช้เรดาร์ที่ฝึกมาโดยเฉพาะ
โครงการเครื่องบินขับไล่มากมายที่เริ่มขึ้นต้นปีพ.ศ. 2488 ดำเนินต่อหลังสงครามและนำไปสู่เครื่องยนต์ลูกสูบที่ก้าวหน้าซึ่งเข้าสู่การผลิตและประจำการในปีพ.ศ. 2489 ตัวอย่างเช่นลาวอคชคิน ลา-9 (อังกฤษ: Lavochkin La-9) ซึ่งเป็นการวิวัฒนาการจากลาวอคชคิน ลา-7 ที่ประสบความสำเร็จในสงคราม ลา-120 ลา-126 และลา-130 ได้มีการหาวิธีแทนที่โครงสร้างที่เป็นไม้ของลา-7 ด้วยเหล็กแทน เช่นเดียวกับปีกแบบใหม่ที่เพิ่มความคล่องตัวและการเพิ่มอาวุธ ลา-9 เข้าประจำการในปีพ.ศ. 2489 และผลิตจนถึงปีพ.ศ. 2491 มันยังเป็นต้นแบบของการพัฒนาเครื่องบินคุ้มกันอย่างลาวอคชคิน แอลเอ-11 ซึ่งผลิตออกมาเกือบ 1,200 ลำฝนปีพ.ศ. 2490-2494 ในสงครามเกาหลีมันเป็นที่เห็นได้ชัดว่าเครื่องบินขับไล่เครื่องยนต์ลูกสูบนั้นกำลังมาถึงจุดจบและอนาคตเป็นของเครื่องบินขับไล่เครื่องยนต์ไอพ่น
ช่วงนี้ยังเป็นการแสดงให้เห็นถึงการทดลองเครื่องยนต์เจ็ทผสมลูกสูบ ลา-9 ได้ดัดแปลงด้วยเครื่องยนต์เจ็ทสำรองสองเครื่องที่ใต้ปีกแต่มันก็ไม่เคยถูกนำมาใช้ มีเพียงรุ่นเดียวที่นำมาใช้ก็คือไรอัน เอฟอาร์-1 ไฟร์บอลล์ที่ใช้โดยกองทัพเรือสหรัฐฯ ในปีพ.ศ. 2488 การผลิตถูกหยุดเมื่อสงครามสิ้นสุดในวันที่สหรัฐฯ มีชัยเหนือญี่ปุ่น มีเพียง 66 ลำที่ผลิตออกมาและถูกเก็บคืนในปีพ.ศ. 2490 กองทัพอากาศสหรัฐฯ ได้สั่งซื้อแบบผสมเครื่องยนต์ไอพ่นกับเครื่องยนต์ใบพัดจำนวน 13 ลำก่อนการผลิต มันมีชื่อว่าคอนโซลิเดท วัลที เอ็กซ์พี-81 (อังกฤษ: Consolidated Vultee XP-81) แต่โครงการนี้ถูกยกเลิกเมื่อชนะญี่ปุ่นพร้อมงานที่เสร็จไปแล้ว 80%
เครื่องบินลังจรวดลำแรกคือลิฟพิสช์ อองเตอ (เยอรมัน: "Lippisch Ente") ซึ่งทำการบินครั้งแรกเมื่อเดือนมีนาคมพ.ศ. 2461 เครื่องบินที่เป็นจรวดจริงๆ ที่ผลิตออกมาจำนวนมากคือเมสเซอร์สมิต เอ็มอี 163 ในปีพ.ศ. 2487 มันเป็นหนึ่งในโครงการของเยอรมันในสงครามโลกครั้งที่ 2 ที่เล็งไปที่การพัฒนาเครื่องบินพลังจรวด แบบต่อมาของเอ็มอี 262 ถูกติดตั้งด้วยเครื่องยนต์จรวดในขณะที่รุ่นก่อนหน้านั้นเป็นเครื่องยนต์เสริม แต่ก็ไม่ได้ผลิตออกมามากนัก
สหภาพโซเวียตได้ทดลองเครื่องบินสกัดกั้นพลังจรวดหลังจากสงครามโลกครั้งที่สอง มันคือมิโคยัน-กูเรวิชค์ ไอ-270 ซึ่งสร้างออกมาเพียงสองลำ
ในปีพ.ศ. 2493 อังกฤษได้พัฒนาแบบผสมเครื่องยนต์ไอพ่นที่ใช้ทั้งเครื่องยนต์จรวดและเครื่องยนต์ไอพ่น จรวดเป็นเครื่องยนต์หลักในการส่งความเร็วและความสูง และเครื่องยนต์ไอพ่นเพิ่มเชื้อเพลิงในการบิน ส่วนใหญ่แล้วเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องบินลงจอดได้โดยที่ไม่ต้องร่อนลง ซาวน์เดอร์ส-โร เอสอาร์.53 เป็นการออกแบบที่ประสบความสำเร็จและวางแผนที่จะทำการผลิตเมื่อเศรษฐกิจบังคับให้โครงการส่วนใหญ่สั้นลงในปีพ.ศ. 2493 นอกจากนี้แล้วการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเครื่องยนต์ไอพ่นทำให้เครื่องยนต์ผสมล้าสมัย เอ็กซ์เอฟ-91 ธันเดอร์เซปเตอร์เผชิญกับชะตากรรมเดียวกันและไม่มีเครื่องบินแบบเครื่องยนต์ผสมถูกออกแบบมาทดแทน
เครื่องบินขับไล่พลังไอพ่นยุคแรกเริ่มจากการออกแบบเครื่องบินไอพ่นที่ปรากฏตัวในช่วงท้ายของสงครามโลกครั้งที่สองและต้นช่วงหลังสงคราม พวกมันแตกต่างไม่มากจากเครื่องยนต์ลูกสูบในด้านรูปลักษณ์ และใช้กับเครื่องบินปีกนิ่ง ปืนยังคงเป็นอาวุธหลัก แรงผลักดันในการพัฒนาเครื่องยนต์ไอพ่นนั้นก็คือเพื่อให้ได้ความเร็วสูงสุด ความเร็วสูงสุดของเครื่องบินขับไล่มากขึ้นตลอดสงครามโลกครั้งที่สองเช่นเดียวกับเครื่องยนต์ลูกสูบที่พัฒนาไปด้วย และเริ่มเข้าสู่การบินเหนือเสียงที่ซึ่งเครื่องยนต์ลูกสูบไม่สามารถทำได้
เครื่องบินไอพ่นลำแรกถูกสร้างขึ้นในสงครามโลกครั้งที่สองและต่อสู้ในปีสุดท้าย เมสเซอร์สมิตได้พัฒนาเครื่องบินเจ็ทขับไล่ลำแรก คือเอ็มอี 262 มันรวดเร็วกว่าเครื่องบินลูกสูบลำใดๆ และเมื่ออยู่ในมือของนักบินที่มากประสบการณ์มันก็จะเป็นเรื่องยากที่นักบินฝ่ายสัมพันธมิตรจะเอาชนะมันได้ การออกแบบไม่เคยพัฒนามากพอที่จะหยุดการบุกของสัมพันธมิตร และเมื่อรวมกับเชื้อเพลิงที่ขาดแคลน การสูญเสียนักบิน และความยุ่งยากทางเทคนิคของเครื่องยนต์ทำให้การรบน้อยลง ถึงกระนั้นเอ็มอี 262 ได้ชี้ทางให้กับจุดจบของเครื่องบินแบบเครื่องยนต์ลูกสูบ ด้วยการที่ได้รับรายงานถึงเครื่องบินไอพ่นของเยอรมัน กลอสเตอร์ เมเทโอของอังกฤษก็เข้าสู่การผลิตไม่นานต่อจากนั้นและมีสองลำที่เข้าประจำการในปีพ.ศ. 2487 เมเทโอเป็นที่รู้จักในการใช้เข้าสกัดจรวดวี 1 เมื่อสงครามจบงานเกือบทั้งหมดของเครื่องยนต์ลูกสูบก็จบลงไปด้วย มีเพียงไม่กี่แบบที่เป็นการผสมของเครื่องยนต์ลูกสูบกับเครื่องยนต์ไอพ่น อย่างไรอัน เอฟอาร์ ไฟร์บอล มันถูกใช้เพียงสั้นๆ แต่เมื่อสิ้นสุดปีพ.ศ. 2457 เครื่องบินขับไล่ทั้งหมดก็ใช้เครื่องยนต์ไอพ่น
ถึงแม้ว่าจะมีข้อได้เปรียบ เครื่องบินขับไล่ไอพ่นรุ่นแรกๆ นั้นก็ยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบโดยเฉพาะในยุคแรก ช่วงการในงานของพวกมันสั้นมากจนนับเป็นชั่วโมงได้ เครื่องยนต์เองก็บอบบางและเทอะทะ ฝูงบินมากมายของเครื่องยนต์ลูกสูบถูกนำมาใช้จนถึงปีพ.ศ. 2493 วัตกรรมอย่างเก้าอี้ดีดตัวและส่วนหางถูกนำเสนอในช่วงนี้
อเมริกาเป็นหนึ่งในผู้แรกที่เริ่มใช้เครื่องบินขับไล่ไอพ่น พี-80 ชู้ทติ้งสตาร์ (ไม่นานถูกเปลี่ยนชื่อเป็นเอฟ-80) มีความสวยงามน้อยกว่าเอ็ม 262 แต่ก็มีความเร็วในการร่อน 660 กิโลเมตร/ชั่วโมง เท่ากับขีดสูงสุดของเครื่องบินเครื่องยนต์ลูกสูบ อังกฤษได้ออกแบบเครื่องบินไอพ่นมากมายที่รวมทั้งเดอ ฮาวิลแลนด์ แวมไพร์ (อังกฤษ: "de Havilland Vampire") ซึ่งถูกขายให้กับกองทัพอากาศของหลายประเทศ
น่าขันที่เทคโนโลยีของโรส์รอยซ์ได้เปลี่ยนมือจากอังกฤษมาเป็นของโซเวียต ผู้ซึ่งที่ต่อมาได้ใช้มันเพื่อพัฒนามิโคยัน-กูเรวิชค์ มิก-15 ที่ล้ำหน้าของพวกเขาซึ่งเป็นเครื่องบินปีกลู่หลังแบบแรกที่เข้ารบ มันเป็นวัตกรรมแรกที่นำเสนอโดยการวิจัยเยอรมันซึ่งทำให้การบินใกล้เคียงกับความเร็วเสียงได้มากกว่าปีกตรงของเอฟ-80 ความเร็วสูงสุดของพวกมันคือ 1,075 กิโลเมตร/ชั่วโมง สร้างความประหลาดใจให้กับนักบินเอฟ-80 ของอเมริกันในสงครามเกาหลีอย่างมาก พร้อมกับอาวุธเป็นปืนใหญ่ขนาด 23 ม.ม.สองกระบอกและ 37 ม.ม.หนึ่งกระบอกเทียบกับปืนกลของอเมริกัน ถึงกระนั้นในการต่อสู้ระหว่างเจ็ทกับเจ็ทครั้งแรกในประวัติศาสตร์นั้น ซึ่งเกิดขึ้นในสงครามเกาหลีในวันที่ 8 พฤศจิกายน พ.ศ. 2493 เอฟ-80 หนึ่งลำไดเข้าสกัดมิก-15 สองลำของเกาหลีเหนือและยิงพวกมันตก
อเมริกาตอบโต้ด้วยการสร้างฝูงบินปีกลู่หลังของเอฟ-86 เข้าต่อกรกับมิก เครื่องบินสองลำมีความแข็งแกร่งที่แตกต่างกัน แต่ก็ดูเหมือนจะเป็นเทคโนโลยีที่เหนือชั้นอย่างเรดาร์และทักษะของทหารผ่านศึกของฝ่ายอเมริกันทำให้พวกเขาเหนือกว่า
ทั้งโลกเปลี่ยนไปใช้เครื่องบินไอพ่นในช่วงนี้ กรัมแมนได้สร้างเอฟ9เอฟ แพนเธอร์ที่ใช้โดยกองทัพเรือสหรัฐฯ เป็นเครื่องบินหลักในสงครามเกาหลี และมันเป็นหนึ่งในเครื่องบินขับไล่ไอพ่นรุ่นแรกๆ ที่มีสันดาปท้าย เดอ ฮาวิลแลนด์ แวมไพร์เป็นเครื่องบินขับไล่ไอพ่นลำแรกของกองทัพเรืออังกฤษ เรดาร์ถูกใช้กับเครื่องบินกลางคืนอย่างเอฟ3ดี สกายไนท์ซึ่งได้ยิงมิกตกเหนือเกาหลี และต่อมาก็ติดตั้งให้กับเอฟ2เอช แบนชีและเครื่องบินปีกลู่หลังอย่างเอฟ7ยู คัทลาสและเอฟ3เอช ดีมอน ขีปนาวุธอากาศสู่อากาศแบบอินฟราเรดรุ่นแรกๆ อย่างเอไอเอ็ม-9 ไซด์ไวน์เดอร์และขีปนาวุธนำวิถีด้วยเรดาร์อย่างเอไอเอ็ม-7 สแปร์โรว์ซึ่งได้พัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 20 ถูกนำมาใช้ครั้งแรกกับเครื่องบินปีกลู่หลังอย่างคัทลาสและดีมอน
การพัฒนาเครื่องบินขับไล่ยุคที่สองมาจากการพัฒนาของเทคโนโลยี เป็นบทเรียนที่ได้รับมาจากสงครามเกาหลีและเน้นไปที่การปฏิบัติการในสภาพการของสงครามนิวเคลียร์ ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีด้านอากาศพลศาสตร์ การขับเคลื่อน และวัสดุก่อสร้างทำให้นักออกแบบทำการทดลองเครื่องบินใหม่ๆ อย่าง ปีกลู่หลัง ปีกทรงสามเหลี่ยม มีการใช้เครื่องยนต์พร้อมสันดาปท้ายอย่างกว้างขวางซึ่งทำให้พวกมันสามารถบินทะลุกำแพงเสียงได้ และความสามารถในการบินด้วยความเร็วเสียงก็กลายมาเป็นความสามารถโดยทั่วไปของเครื่องบินขับไล่ในรุ่นนี้
การออกแบบเครื่องบินขับไล่ยังได้ผลประโยชน์จากเทคโนโลยีทางไฟฟ้าแบบใหม่ซึ่งทำให้เกิดเรดาร์ที่มีประสิทธิภาพที่มีขนาดเล็กพอที่จะติดตั้งกับเครื่องบินขนาดเล็กได้ เรดาร์บนเครื่องบินจะตรวจจับเครื่องบินศัตรูที่อยู่นอกเหนือการมองเห็น ในทำนองเดียวกันก็มีขีปนาวุธนำวิถีซึ่งกลายมาเป็นอาวุธหลักในครั้งแรกของประวัติศาสตร์เครื่องบินขับไล่ ในช่วงเวลานี้เองขีปนาวุธนำวิถีด้วยอินฟราเรดได้เกิดขึ้น แต่ขีปนาวุธแบบนี้แรกๆ นั้นบอบบางและมีมุมมองที่ด้านหน้าเพียง 30° ซึ่งจำกัดประสิทธิภาพของพวกมัน ขีปนาวุธนำวิถีด้วยเรดาร์ถูกนำเสนอเช่นเดียวกันแต่ตอนแรกๆ นั้นไม่ค่อยเชื่อถือได้ ขีปนาวุธกึ่งเรดาร์ยังสามารถติดตามและเข้าสกัดเครื่องบินของศัตรูได้ด้วยตนเอง ขีปนาวุธอากาศสู่อากาศพิสัยกลางและไกลทำให้มันสามารถยิงได้โดยที่เป้าหมายไม่อยู่ในระยะมองเห็น และทำให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีแบบนี้มากขึ้นไปอีก
ด้วยการที่เห็นว่าประเทศโลกที่สามเริ่มมีกองทัพขนาดใหญ่และอาวุธนิวเคลียร์มันจึงนำไปสู่การออกแบบใหม่ขึ้นมาสองแบบ คือ เครื่องบินสกัดกั้นและเครื่องบินขับไล่ทิ้งระเบิด ทั้งสองแบบถูกลดบทบาทในการต่อสู้ทางอากาศ เครื่องบินขับไล่ความเร็วสูงหรือเครื่องบินสกัดกั้นนั้นมีขีปนาวุธที่เข้ามาแทนปืนและการต่อสู้ของมันจะทำจากระยะที่มองไม่เห็น ผลที่ได้คือเครื่องบินสกัดกั้นถูกออกแบบให้บรรทุกขีปนาวุธได้มากและมีเรดาร์ที่ทรงพลัง โดยลดความเร็วและอัตราการไต่ระดับลง ด้วยบทบาทในการป้องกันทางอากาศเป็นหลัก ความสำคัญจึงอยู่ที่ความสามารถในการเข้าสกัดกั้นเครื่องบินทิ้งระเบิดที่บินอยู่ในระดับสูง เครื่องบินขับไล่ทิ้งระเบิดสามารถสับเปลี่ยนบทบาทระหว่างครองน่านฟ้ากับโจมตีภาคพื้นดิน และมักออกแบบมาให้มีความเร็วสูง ความสามารถในการบินระดับต่ำเพื่อทิ้งระเบิด ขีปนาวุธนำวิถีด้วยเรดาร์และด้วยโทรทัศน์ถูกนำมาใช้เพื่อขยายการใช้ระเบิดแรงโน้มถ่วง และมีบางรุ่นที่สามารถใช้ระเบิดนิวเคลียร์ได้
ยุคที่สามนั้นคือการพัฒนาที่ยิ่งใหญ่ของเครื่องบินขับไล่ยุคที่สอง แต่ส่วนใหญ่แล้วเน้นไปที่ความคล่องตัวและการโจมตีภาคพื้นดิน ในปีพ.ศ. 2503 มีการใช้ขีปนาวุธนำวิถีมากขึ้นในการต่อสู้ทางอากาศ ระบบอิเลคทรอนิกอากาศเริ่มเป็นที่รู้จัก มันเข้ามาแทนที่มาตรวัดแบบเก่าในห้องนักบิน เทคโนโลยีมากมายพยายามลดระยะทางในการนำเครื่องขึ้นหรือนำเครื่องขึ้นลงในแนวดิ่ง แต่แรงขับแบบปกตินั้นประสบความสำเร็จกว่า
ด้านการต่อสู้ทางอากาศนั้นมีการใช้ขีปนาวุธอากาศสู่อากาศ ระบบเรดาร์ และระบบอิเลคทรอนิกอากาศที่พัฒนา ในขณะที่ปืนยังคงเป็นอุปกรณ์พื้นฐาน ขีปนาวุธอากาศสู่อากาศกลายมาเป็นอาวุธหลักของเครื่องบินขับไล่ชั้นยอด ซึ่งใช้เรดาร์ที่ซับซ้อนมากยิ่งขึ้นเพื่อทำแต้มจากการยิงนอกระยะสายตาได้ง่าย อย่างไรก็ตามการทำลายเป้าหมายความเป็นไปได้น้อยมากสำหรับขีปนาวุธนำวิถีด้วยอินฟราเรดเพราะความเชื่อถือได้ที่น้อยและระบบต่อต้านอิเลคทรอนิกที่รบกวนระบบค้นหาของขีปนาวุธ ขีปนาวุธอินฟราเรดได้ขยายมุมมองที่ด้านหน้าเป็น 45° ซึ่งทำให้มันทรงพลังยิ่งขึ้น ถึงกระนั้นอัตราสังหารในการต่อสู้ทางอากาศที่ต่ำของอเมริกาในเวียดนามทำให้กองทัพเรือสหรัฐฯ ตั้งโรงเรียนฝึกท็อปกันที่มีชื่อเสียงเพื่อฝึกการใช้อาวุธ ซึ่งสร้างนักบินที่มีความสามารถสูงทั้งเทคนิคและยุทธวิธี
ในยุคนี้ยังเห็นการขยายความสามารถในการโจมตีภาคพื้นดิน โดยเฉพาะในการใช้ขีปนาวุธนำวิถี และระบบอิเลคทรอนิกอากาศที่มีประสิทธิภาพอย่างแท้จริงสำหรับการโจมตีที่ดีขึ้น รวมทั้งระบบหลบหลีกภูมิประเทศ ขีปนาวุธอากาศสู่พื้นที่มีตัวหาเป้าอย่างเอจีเอ็ม-65 มาเวอร์ริกได้กลายมาเป็นอาวุธหลัก และระเบิดนำวิถีด้วยเลเซอร์ได้กลายมาเป็นที่แพร่หลายด้วยความแม่นยำของมัน การนำวิถีของระเบิดแม่นยำนั้นใช้กระเปาะหาเป้าที่ติดอยู่ที่ส่วนปลาย ซึ่งถูกนำเสนอในกลางปีพ.ศ. 2503
มันยังได้นำมาซึ่งการพัฒนาอาวุธอัตโนมัติที่ใช้เครื่องยนต์ไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนกลไกของปืนใหญ่ มันทำให้อาวุธหลายลำกล้อง (อย่างเอ็ม61 วัลแคนขนาด 20 ม.ม.) สามารถทำอัตราการยิงและความแม่นยำได้เยี่ยม ขุมกำลังที่เชื่อถือได้มากขึ้นและเครื่องยนต์ไอพ่นไร้ควันเพื่อให้มันยากที่จะมองเห็นโดยเครื่องบินลำอื่นจากระยะไกล
เครื่องบินโจมตีภาคพื้นดิน (อย่างเอ-6 อินทรูเดอร์และเอ-7 คอร์แซร์ 2) มีพิสัยที่ไกลขึ้น ระบบโจมตีกลางคืนที่ซับซ้อนขึ้น หรือราคาถูกกว่าเครื่องบินขับไล่เหนือเสียงปีกปรับมุมได้แบบเอฟ-111 ได้ใช้เครื่องยนต์เทอร์โบแฟนแพรทท์ แอนด์ วิทนีย์ ทีเอฟ30 พร้อมสันดาปท้าย โครงการที่ทะเยอทะยานพยายามที่จะสร้างเครื่องบินขับไล่ทวิบทบาทหรือหลายภารกิจ มันจะทำงานได้ดีเท่ากับเครื่องบินทิ้งระเบิดทุกสภาพอากาศ แต่ก็ขาดความสามารถในการเอาชนะเครื่องบินขับไล่ลำอื่น เอฟ-4 แฟนทอมถูกออกแบบเกี่ยวกับเรดาร์ให้เป็นเครื่องบินสกัดกั้นทุกสภาพอากาศ แต่ถูกรวบเข้าเป็นเครื่องบินทิ้งระเบิดหลากประโยชน์ที่ว่องไวพอที่จะหลบหลีกจากการต่อสู้ มันถูกใช้โดยกองทัพเรือ กองทัพอากาศ และนาวิกโยธินสหรัฐฯ ถึงแม้ว่าจุดอ่อนมากมายซึ่งยังไม่ถูกแก้ไขจนกระทั่งเครื่องบินขับไล่ใหม่กว่า แฟนทอมก็ทำคะแนนได้ 280 แต้มในการสังหารทางอากาศ มากกว่าเครื่องบินขับไล่แบบไหนๆ ของอเมริกาในเวียดนาม ด้วยพิสัยและความจุได้เท่ากับเครื่องบินทิ้งระเบิดในสงครามโลกครั้งที่สองอย่างบี-24 ลิเบอร์เรเตอร์ แฟนทอมเป็นเครื่องบินที่ประสบความสำเร็จอย่างมาก
เครื่องบินขับไล่ยุคที่สี่ยังคงเป็นแบบหลายภารกิจและติดตั้งระบบอาวุธและอิเลคทรอนิกอากาศที่ซับซ้อน เครื่องบินขับไล่ได้รับอิทธิพลจากทฤษฎีพลังงาน-ความคล่องตัว (Energy-Maneuverability theory) ที่คิดโดยพันเอกจอห์น บอยด์และนักคณิตศาสตร์ชื่อโธมัส คริสตี้ โดยมีพื้นฐานมาจากประสบการณ์รบของบอยด์ในสงครามเกาหลีและในฐานะครูสอนยุทธวิธีเมื่อปีพ.ศ. 2503 ทฤษฎีดังกล่าวเน้นไปที่ค่าของพลังงานเฉพาะของเครื่องบินที่จะสร้างความได้เปรียบในการต่อสู้
เอกลักษณ์ตามทฤษฎีถูกใช้ในเอฟ-15 อีเกิล แต่บอยด์และผู้สนับสนุนเขาเชื่อว่าตัวแปรเหล่านี้มีน้อย มันเป็นเครื่องบินน้ำหนักเบาที่มีปีกขนาดใหญ่ที่ให้แรงยกมาก ขนาดที่เล็กจะลดแรงฉุดและเพิ่มสัดส่วนแรงผลักต่อน้ำหนัก ในขณะที่ปีกขนาดใหญ่จะเพิ่มการกระจายน้ำหนัก ในขณะที่การกระจายน้ำหนักเพิ่มขึ้นมีแนวโน้มที่จะลดความเร็วและพิสัย มันก็เพิ่มความจุและน้ำมันที่จะทำให้มันบินได้ไกลขึ้น ความพยายามของบอยด์ส่งผลในเอฟ-16 ไฟท์ติ้งฟอลคอน
ความคล่องตัวของเอฟ-16 ได้พัฒนาขึ้นไปอีกด้วยการที่มันถูกออกแบบมาให้มีลดความไม่เสถียรของอากาศพลศาสตร์ เทคนิคดังกล่าวทำให้เกิดระบบควบคุมการบินขึ้นมา (flight control system) ซึ่งตามลำดับสามารถทำได้โดยการพัฒนาคอมพิวเตอร์และระบบร่วม ระบบอิเลคทรอนิกอากาศต้องใช้ระบควบคุมารบินแบบเอฟบีดับบลิว (fly-by-wire) กลายเป็นความต้องการสำคัญและเริ่มแทนที่โดยระบบควบคุมการบินแบบดิจิตอลในเวลาต่อมา นอกจากนั้นแล้วระบบควบคุมเครื่องยนต์ด้วยดิจิตอลแบบเต็มรูปแบบ (Full Authority Digital Engine Controls) มีเพื่อจัดการการทำงานของขุมกำลังของเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนแพรทท์ แอนด์ วิทนีย์ เอฟ100 ความไว้ใจได้ในระบบอิเลคทรอนิกของเอฟ-16 ขึ้นอยู่กับหอควบคุมการบิน แทนที่จะใช้สายเคเบิลและการควบคุมแบบทั่วไป ทำให้มันได้ชื่อเล่นว่าเจ็ทไฟฟ้า (the electric jet) ไม่นานระบบดังกล่าวก็กลายมาเป็นส่วนสำคัญในการออกแบบเครื่องบินขับไล่
วัตกรรมอื่นในเครื่องบินขับไล่ยุคที่สี่ยังรวมทั้งเรดาร์ จอแสดงผลแบบเอชดี คันบังคับ และหน้าจอแสดงผลที่หลากหลาย ทั้งหมดนั้นได้กลายมาเป็นอุปกรณ์ที่สำคัญ วัสดุผสมที่มีโครงสร้างอัลลูมิเนียมแบบรวงผึ้ง และผิวกราไฟท์ถูกใช้สร้างเครื่องบินเพื่อลดน้ำหนัก เซ็นเซอร์หาและติดตามอินฟราเรดกลายมาเป็นที่แพร่หลายสำหรับการใช้อาวุธอากาศสู่พื้น และในอากาศสู่อากาศเช่นเดียวกัน ระบบนำวิถีด้วยอินฟราเรดกลายเป็นอาวุธพื้นฐาน ซึ่งทำให้การเข้าปะทะทำได้หลายมุม ขีปนาวุธนำวิถีด้วยอินฟราเรดพิสัยไกลแบบแรกที่เข้าประจำการคือเอไอเอ็ม-54 ฟีนิกซ์ ซึ่งติดตั้งกับเอฟ-14 ทอมแคท หนึ่งในเครื่องบินขับไล่ปีกปรับมุมได้ที่เข้าสู่การผลิต
อีกการปฏิวัติหนึ่งมาในรูปแบบของความไว้ใจได้แต่ดูแลรักษาง่าย ซึ่งคือชิ้นส่วนพื้นฐาน การลดจำนวนของแผงและลดชิ้นส่วนทั้งหมดที่ซับซ้อนอย่างเครื่องยนต์ เครื่องบินขับไล่เครื่องยนต์ไอพ่นรุ่นแรกๆ นั้นต้องใช้เวลา 50 ช.ม.ของคนงานต่อทุกชั่วโมงของเครื่องบินในอากาศ รุ่นต่อมาลดเวลาทำงานและเพิ่มเที่ยวบินให้มากขึ้น เครื่องบินทางทหารที่ทันสมัยบางรุ่นต้องการเพียงแค่ 10 ช.ม.ต่อหนึ่งชั่วโมงบินเท่านั้น และบ้างก็มีประสิทธิภาพมากกว่า
วัตกรรมด้านอากาศพลศาสตร์ยังรวมทั้งปรกหลากรูปทรงและการใช้ประโยชน์จากกระแสลมในการยกตัวเพื่อทำมุมปะทะให้ได้มากขึ้น
ไม่เหมือนกับเครื่องบินสกัดกั้นยุคก่อนๆ เครื่องบินขับไล่ยุคที่สี่ส่วนมากนั้นถูกออกแบบมาให้ว่องไวในการต่อสู้ทางอากาศ (ยกเว้นมิโคยัน มิก-31 และพานาเวีย ทอร์นาโด เอดีวี) แม้ว่าราคาของเครื่องบินขับไล่จะสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องแต่ก็ยังคงเน้นสำคัญไปที่ความสามารถหลายภารกิจอยู่ ความต้องการของเครื่องบินขับไล่ทั้งสองแบบนำไปสู่ความคิดพยายามทำราคาต่ำแต่คุณภาพสูง มันสะท้อนให้เห็นถึงคุณภาพที่สูงพร้อมราคาที่สูงตามไปด้วย หัวใจของการสร้างเครื่องบินขับไล่คือการเป็นเครื่องบินที่ยอดเยี่ยมแต่มีราคาถูก
เครื่องบินขับไล่ทิ้งระเบิดยุคที่สี่ส่วนใหญ่ อย่าง เอฟ/เอ-18 ฮอร์เน็ทและแดสซอลท์มิราจ 2000 เป็นเครื่องบินทวิบทบาทของแท้ มันถูกออกแบบมาให้เป็นแบบนั้นตั้งแต่แรก มันมาจากระบบอิเลคทรอนิกอากาศซึ่งสามารถสับเปลี่ยนการโจมตีระหว่างอากาศกับพื้นได้
การเพิ่มความสามารถในการโจมตีหรือการออกแบบในช่วงแรกสำหรับบทบาทที่แตกต่างกันไปนั้นกลายเป็นอดีต บทบาทโจมตีถูกมอบหมายให้กับเครื่องบินโจมตีอย่างซุคฮอย ซู-24 และเอฟ-15อี สไตรค์อีเกิลหรือหากจะให้การสนับสนุนระยะใกล้ก็ตกเป็นของเอ-10 ธันเดอร์โบลท์ 2 และซุคฮอย ซู-25
เทคโนโลยีที่ดูเกินจริงมากที่สุดก็อาจเป็นเทคโนโลยีล่องหน ซึ่งเป็นการใช้วัสดุและการออกแบบลำตัวเครื่อง ที่สามารถตรวจจับด้วยเรดาร์ของข้าศึกได้ยาก เครื่องบินล่องหนลำแรกคือเครื่องบินจู่โจมเอฟ-117 ไนท์ฮอว์ค (ปีพ.ศ. 2526) และเครื่องบินทิ้งระเบิดบี-2 สปิริต (ปีพ.ศ. 2532) ถึงแม้ว่าจะไม่มีเครื่องบินขับไล่ล่องหนในยุคที่สี่ แต่ม็มีรายงานถึงการใช้วัสดุดังกล่าวให้กับเครื่องบินขับไล่ยุคที่สี่
เมื่อสงครามเย็นสิ้นสุดลงในปีพ.ศ. 2532 ทำให้หลายรัฐบาลลดการใช้จ่ายทางกองทัพเพื่อสันติ คลังแสงของกองทัพอากาศจึงถูกตัดขาด และโครงการวิจัยและพัฒนาตั้งใจที่จะพัฒนาสิ่งที่คาดว่าจะเป็น"เครื่องบินขับไล่ยุคที่ห้า" หลายโครงการถูกยกเลิกในครึ่งแรกของปีพ.ศ. 2533 ส่วนพวกที่รอดก็ยืดออกไป ในขณะที่การพัฒนาที่เชื่องช้าได้ลดการระดมทุนในแต่ละปี มันก็หวนคืนมาในแบบค่าปรับของโครงการทั้งหมดและราคาของหน่วยในระยะยาว อย่างไรก็ตามในกรณีนี้มันได้ทำให้นักออกแบบมีแรงกระตุ้นในการสร้างคอมพิวเตอร์ ระบบอิเลคทรอนิกอากาศ และระบบการบินอื่นๆ ซึ่งได้เป็นไปได้มากเนื่องจากการสร้างเทคโนโลยีไมโครชิปและเซมิคอนดักเตอร์ในปีพ.ศ. 2523 และพ.ศ. 2533 โอกาสครั้งนี้ทำให้นักออกแบบพัฒนาแบบต่อจากยุคที่สี่ หรืออกแบบใหม่ พร้อมด้วยความสามารถที่ก้าวหน้า การออกแบบพัฒนาเหล่านี้กลายมาเป็น"เครื่องบินขับไล่ยุคที่ 4.5" บ่งบอกว่ามันเป็นส่วนกลางระหว่างยุคที่สี่กับยุคที่ห้า และด้วยการช่วยเหลือจากพวกมันทำให้เกิดการพัฒนาไปไกลยิ่งกว่าในเทคโนโลยีของยุคที่ห้า
เอกลักษณ์เฉพาะของยุคกึ่งๆ นี้คือการใช้งานทางด้านดิจิตอลและวัสดุอวกาศ และมีระบบร่วมกับอาวุธที่ดีเยี่ยม เครื่องบินขับไล่เหล่านี้ถูกออกแบบมาให้ทำงานโดยมีเครือข่ายศูนย์กลางและเป็นเครื่องบินทวิบทบาทที่หลายภารกิจ เทคโนโลยีด้านอาวุธมีทั้งขีปนาวุธระยะไกล อาวุธนำวิถีด้วยจีพีเอส เรดาร์ หมวกแสดงผล และความปลอดภัย การแบ่งข้อมูลที่ป้องกันการรบกวน การออกแบบด้านแรงขับเคลื่อนบางส่วนทำให้เครื่องบินบางแบบสามารถบินแบบซูเปอร์ครูซ (supercruise) ได้ เอกลักษณ์ในการล่องหนใช้เทคนิคทางด้านวัสดุที่ลดการสะท้อนและรูปร่างที่ไม่ธรรมดา
แบบเหล่านี้เป็นการสร้างโครงสร้างจากเดิมที่มีอยู่แล้วหรือไม่ก็ดัดแปลงหรือสร้างขึ้นมาใหม่ตามทฤษฏี อย่างไรก็ตามการดัดแปลงเหล่านี้เป็นการใช้วัสดุผสมสร้างโครงสร้างเพื่อลดน้ำหนัก เพิ่มเชื้อเพลิงเพื่อระยะที่เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น เอฟ/เอ-18อี/เอฟ ซูเปอร์ฮอร์เน็ทที่พัฒนาการมาจากเอฟ/เอ-18 ฮอร์เน็ทและมิโคยัน มิก-29/มิโคยัน มิก-35 เครื่องบินเหล่านี้ใช้เรดาร์แบบใหม่ซึ่งพัฒนามาเพื่อยูโรไฟท์เตอร์ ไทฟูนและแดสซอลท์ราเฟล และ ยาส 39 อีกแบบก็คือเอฟ-15อี สไตรค์อีเกิล เป็นแบบโจมตีภาคพื้นดินของเอฟ-15 อีเกิลที่ได้รับโครงสร้างที่แข็งแกร่งขึ้นและเครื่องยนต์ที่ทรงพลัง ห้องนักบินที่ทันสมัย และระบบนำร่องและหาเป้าที่ยอดเยี่ยม ในยุคที่ 4.5 มีเพียงซูเปอร์ฮอร์เน็ท สไตรค์อีเกิล และราเฟลเท่านั้นที่เข้าทำการรบ
เครื่องบินขับไล่ยุคที่ 4.5 เข้าประจำการครั้งแรกในปีพ.ศ. 2533 และพวกมันยังคงถูกผลิตออกมา ไม่เป็นที่แน่ชัดนักว่าพวกมันจะถูกผลิตพร้อมกับเครื่องบินขับไล่ยุคที่ห้าเนื่องมาจากระดับที่พัฒนาของเทคโนโลยีล่องหนที่ต้องการบรรลุการออกแบบของเครื่องบินขับไล่ที่มองเห็นได้ยาก ซึ่งเป็นหนึ่งในเอกลักษณ์ของเครื่องบินขับไล่ยุคที่ห้า
ในยุคที่ห้านั้นนำโดยเอฟ-22 แร็พเตอร์ของล็อกฮีด มาร์ตินเมื่อปลายปีพ.ศ. 2548 เครื่องบินขับไล่ยุคที่ห้ามีเอกลักษณ์เป็นการที่มันถูกออกแบบตั้งแต่แรกให้ทำงานในระบบอิเลคทรอนิก และใช้วัสดุในการสร้างและรูปร่างที่ใช้เทคนิคสูง พวกมันมีเรดาร์เออีเอสเอและความสามารถในการส่งข้อมูลที่ยากที่จะถูกสกัดกั้น เซ็นเซอร์ค้นหาและติดตามอินฟราเรดใช้ในการต่อสู้ทางอากาศและอากาศสู่พื้น เซ็นเซอร์เหล่านี้เมื่อพร้อมกับระบบอิเลคทรอนิกอากาศ ห้องนักบินที่ทันสมัย หมวกพิเศษ และความปลอดภัย การป้องกันการสกัดกั้นข้อมูลจึงสูงเพื่อสร้างการรวบรวมข้อมูลต่อการระวังตัวในขณะที่ทำให้นักบินทำงานน้อยลง ระบบอิเลคทรอนิกนั้นใช้เทคโนโลยีทางวงจรที่รวดเร็วมาก และมีการส่งข้อมูลที่รวดเร็ว โดยรวมการผสมผสานปัจจัยทั้งหมดสร้างความสามารถที่ยอดเยี่ยมให้กับเครื่องบินขับไล่ยุคที่ห้า
เรดาร์เออีเอสเอให้ความสามารถที่ไม่ธรรมดากับเครื่องบิน มันมีการต้านทานอีซีเอ็มและอินฟราเรด มันทำให้เครื่องบินมีเอแว็กส์ขนาดย่อ ให้การสนันสนุนด้านสงครามอิเลคทรอนิก และการรบกวนทางอิเลคทรอนิก
เทคโนโลยีอื่นๆ ที่เป็นที่รู้จักกันในรุ่นที่ห้าก็คือเทคโนโลยีสงครามอิเลคทรอนิก การสื่อสาร การนำร่อง และการระบุจำแนก ระบบแสดงสถานะของยานหาหนะสำหรับการซ่อมแซม และเทคโนโลยีการล่องหน
การทำงานของความคล่องตัวยังคงเป็นเรื่องสำคัญและถูกพัฒนาโดยแรงขับเคลื่อน ซึ่งยังช่วยลดระยะในการขึ้นและลงจอด การบินแบบซูเปอร์ครูซอาจใช่และไม่ใช่จุดสำคัญ มันทำให้สามารถบินเหนือเสียงได้โดยที่ไม่ต้องใช้สันดาปท้าย ซึ่งสันดาปท้ายเป็นสิ่งที่เพิ่มสัญญาณอินฟราเรดอย่างมากเมื่อใช้เต็มพลัง
หัวใจของเครื่องบินขับไล่ยุคที่ห้าคือการล่องหน มีการออกแบบโครงสร้างและภายในของมันเพื่อลดการสะท้อนและถูกตรวจจับโดยเรดาร์ นอกจากนั้นแล้วเพื่อทำให้มันล่องหนขณะทำการต่อสู้ อาวุธหลักจึงถูกบรรทุกไว้ในห้องเก็บที่ใต้ท้องเครื่องบินและจะเปิดออกเมื่ออาวุธถูกยิง ยิ่งไปกว่านั้นเทคโนโลยีล่องหนได้ก้าวหน้าจนสามารถใช้โดยไม่ต้องสูญเสียความสามารถในการบิน ในแบบก่อนนั้นเน้นไปที่การลดสัญญาณอินฟราเรด รายละเอียดของเทคนิคการลดสัญญาณเหล่านี้เป็นข้อมูลลับ แต่โดยทั่วไปแล้วจะเป็นการใช้รูปทรงพิเศษ วัสดุอย่างพลาสติกเทอร์โมเซทและเทอร์โมพลาสติก โครงสร้างผสมแบบพิเศษ วัสดุกันความร้อน สายตาข่ายที่ปิดบังส่วนหน้าของเครื่องยนต์และช่องระบายความร้อน และใช้วัสดุดูดซับเรดาร์ทั้งด้านนอกและด้านใน
ค่าใช้จ่ายในการพัฒนาและความซับซ้อนของเครื่องบินสูงเท่ากับความสามารถของพวกมัน กองทัพอากาศสหรัฐฯ ได้วางแผนเดิมที่จะซื้อเอฟ-22 จำนวน 650 ลำแต่ในปัจจุบันดูเหมือนจะมีเพียง 200 ลำเท่านั้นที่จะถูกสร้าง ราคาของมันบานปลายเป็น 140 ล้านดอลลาร์สหรัฐ เพื่อขยายราคาในการพัฒนาและการผลิต โครงการจึงจัดขึ้นเพื่อมีประเทศอื่นๆ อีกแปดประเทศมาร่วมเสี่ยงและเป็นหุ้นส่วน ด้วนทั้งหมดประเทศหุ้นส่วนเก้าประเทศคาดหวังที่จะซื้อเอฟ-35 ไลท์นิ่ง 2 มากกว่า 3,000 ลำโดยมีราคาประมาณ 80-85 ล้านดอลลาร์สหรัฐ อย่างไรก็ตามเอฟ-35 ถูกออกแบบมาให้มีสามทางเลือก คือ แบบที่ขึ้น-ลงแบบธรรมดา แบบที่ขึ้น-ลงในแนวตั้ง และแบบที่ใช้บนเรือบรรทุกเครื่องบินซึ่งก็มีราคาแตกต่างกันออกไป ประเทศอื่นๆ ได้เริ่มทำโครงการพัฒนาเครื่องบินขับไล่ยุคที่ห้า โดยมีซุคฮอย พีเอเค เอฟเอของรัสเซียที่คาดว่าจะเข้าประจำการในปีพ.ศ. 2555-2558 ในเดือนตุลาคมพ.ศ. 2550 รัสเซียและอินเดียได้ทำการพัฒนาเครื่องพีเอเค เอฟเอแบบสองที่นั่ง อินเดียยังได้กำลังพัฒนาเครื่องบินขับไล่รุ่นที่ห้าของตนเอง จีนได้รายงานว่าจะสร้างเครื่องบินขับไล่ยุคที่ห้าจำนวนมาก และทั้งญี่ปุ่นและเกาหลีใต้ก็เช่นกัน