上述三个攻击波返回母舰的飞行员，向小泽报告击伤美军5艘航母和1艘巡洋舰，比真实情况夸大了许多，使小泽认为战果辉煌，决定出动所有飞机乘胜追击，给美军更大的打击。十时十五分，乙队出动了50架飞机，其中轰炸机27架、战斗机20架、鱼雷机3架，在目标海域没有发现美舰，便按计划飞往关岛降落，在关岛将要着陆时遭到了美机的攻击，日军14架战斗机、9架轰炸机和3架鱼雷机被击落，降落在关岛的日机，机场跑道因美军轰炸而被严重破坏，所以在着陆时受到很大损失，几乎没有一架不受伤，因而无法再次起飞参战。十时二十 分，甲队出动18架飞机，其中轰炸机10架，鱼雷机和战斗机各4架，途中遭到美机有力拦截，被击落轰炸机8架、鱼雷机1架，另有1架鱼雷机因伤势过重于返航途中坠海。十时三十分，乙队再度派出9架轰炸机和6架战斗机，到达目标海域没有发现美军，便在附近进行搜索，结果终于找到了美军的第二航母大队，立即实施攻击，美军“邦克山”号航母被一枚炸弹击中，所幸损伤轻微，日机则在美舰猛烈高炮火力下，损失了5架轰炸机和4架战斗机。日军距离美军最近的丙队，忙于回收返航的飞机，没有出动飞机。

　　日军在这四次攻击中，总共损失192架，而在关岛降落的飞机也大多被击毁，航母上的舰载机只剩102架，其中战斗机44架、战斗轰炸机17架、轰炸机11架和鱼雷机30架。小泽原打算如果战果较大，则于次日前进至马里亚纳群岛附近，继续实施攻击；如战果较小，则暂时向西退避，调整兵力后再行决战，但直到傍晚，仍不清楚战果究竟如何，又不清楚出击的飞机中有多少在关岛着陆，只得率领舰队向北航行，后又转向西北航行。并进行海上加油，准备次日再战。

　　由于“羽黑”号巡洋舰的通信系统较弱，小泽于20日十二时再改以“瑞鹤”号航母为旗舰。

　　19日的战斗中，美军飞机没有对日军舰队实施攻击，倒是“大青花鱼”号和“刺鳍”号潜艇先立下头功，击沉了日军两艘三万吨级的大型航母。日军组织了四次对美军舰队的攻击，出动飞机286架次，损失192架，却只击伤美军2艘航母和2艘战列舰。美军仅损失战斗机23架。

　　美军挫败了日军的四次攻击，回收了出动的飞机之后，天色已晚。斯普鲁恩斯知道美军已经胜券在握，日军迂回攻击塞班岛登陆滩头的可能已不复存在，指示米切尔夜间可组织侦察机搜索，舰队则连夜进至能够攻击日军舰队的位置，一旦确实掌握日军舰队位置，明晨即可发起攻击。米切尔根据这一指示，除留下第四大队在塞班岛海域负责压制关岛和罗塔岛日军航空基地，亲率其余三个大队彻夜西进，准备明日攻击，他考虑到飞行员已经激战整整一天，相当疲劳，夜间没有派出飞机搜索。

　　20日天亮后，米切尔指挥舰队一面西进一面出动飞机进行搜索，但直到中午，仍未发现日军舰队。米切尔知道美军舰队航速为24节，日军舰队航速仅18节，直到现在没有发现日军，肯定是追击的航向不对，便改为向西北追击，下午十六时许，才有一架飞机报告在西北约220海里发现日军舰队，距离远不说，而且出击飞机返航时天色肯定全黑了，美军大部分飞行员还没有进行过夜间着舰训练，但如果现在不出击，等待次日天亮再出动，就将失去战机，米切尔思考一番后，决心立即出击！十六时二十分，美军航母转向逆风组织舰载机起飞，地勤人员行动极其迅速，在十分钟里就有216架飞机升空，其中战斗机85架、轰炸机77架、鱼雷机54架。由于航程较远，所有战斗机和轰炸机都携带了机腹副油箱。

　　航母在舰载机起飞后，恢复西北航向全速前进，以尽量缩短舰载机返航的距离。

　　美军第一攻击波起飞不久，侦察机又更正了日军舰队的新位置，比原来报告的又远了60海里，米切尔一度曾考虑将第一攻击波召回，与其参谋人员商量后，决定不召回第一攻击波，但取消了正准备出击的第二攻击波。

　　十七时三十分，美机先发现了日军的补给船队，部分美机立即进行了攻击，击沉了日军“玄洋丸”和“清洋丸”两艘油船，击伤了“速吸”号油船。其余美机继续向西，很快发现了日军舰队，便展开攻击。

　　小泽早在十六时就知道美军航母编队正在后面进行追击，而且自己位置也已暴露，肯定会遭到美军飞机的攻击，便停止海上加油，全速向西北撤退，并以部分水面舰只组织了一支断后编队，向东航行，担负掩护。随后将舰队残存的75架战斗机尽数派出，进行空中掩护，同时三个编队相互靠拢，缩小间距，以便发扬护航军舰的防空火力。

　　美机临空后，先与空中的日军战斗机发生空战，尽管日机数量上、性能上以及飞行员素质上都比美军差，被击落40余架，仍相当顽强拼死苦战，协同水面舰只的防空火力击落美机20架，美机突破日机空中拦截后，对日军舰队进行了猛烈攻击，击沉了“飞鹰”号航母，击伤了“瑞鹤”号、“隼鹰”和“千代田”号航母、“榛名”号战列舰和“摩耶”号巡洋舰。

　　美机完成攻击后，开始在越来越暗的夜色中返航。一些在战斗中受伤的飞机首先因燃油耗尽坠海，没有受伤的飞机也陆续有些因为燃油耗尽而在海上迫降。返航的飞机到达舰队上空时，航母已经转向顶风做好了接受飞机着舰的准备，但根据美国海军的战时规定，要实行严格的灯火管制。返航的飞机在舰队上空盘旋，除了少数技术高超的飞行员外，大多数飞行员根本无法分辨出哪些军舰是航母，也就无法降落。这些飞机有的燃油已经用完，有的即将用完，飞行员打开识别灯，在舰队上空盘旋，并不断用无线电急切呼叫航母指示位置，但航母没有任何反应，一些飞行员只好放弃了着舰的打算，在海面进行迫降。此时编队司令米切尔在旗舰作战舱里来回踱步，焦急地思考，如果打开航行灯，整个舰队就有可能遭到日军潜艇的攻击；如果不打开灯，这批飞机和飞行员将会白白损失，他独自沉思了片刻，最终果断地下令：“开灯！”，因为他深知，失去了这批飞机和飞行员，特混编队也就失去了战斗力。

　　刹那间，所有的航母都打开了红色的桅顶灯，甚至连航行灯、锚灯都打开了，为了更清楚地显示航母位置，还用大功率的探照灯垂直向上照射，飞行甲板上灯火通明，亮如白昼，有些军舰还发射了信号弹，整个舰队热闹异常，有人说就像是好莱坞的彩排、中国的春节和美国的独立日赶到了一起。航母还不断用无线电和广播通知飞行员，可以在任何一艘航母上降落。尽管如此，返航的飞行员因燃油即将耗尽，有些竟然不顾信号和指挥，争先恐后降落，秩序混乱，发生了多起事故，一位飞行员不顾“列克星顿”号航母的等待信号，强行降落，结果一连撞上甲板上刚降落的六架飞机，造成两死六伤；还有两架飞机都急于降落，保持不住着舰间距，在“邦克山”号航母上空相撞，两死四伤。不过，也有奇迹，一架战斗机和一架轰炸机几乎同时在“企业”号航母上降落，战斗机尾钩钩住了第二根拦阻索，轰炸机则钩住了第五根拦阻索，双双安然无恙。而驱逐舰和水上飞机一见有飞机在海面迫降，就立即赶去援救落水飞行员。至二十二时，舰载机的着舰作业才告结束，总共有80余架飞机因迫降或相撞而损失，是战斗损失的四倍，由于驱逐舰和水上飞机的全力营救，落水飞行员除49人外，大都获救。

　　米切尔随即率领编队西进，20日整个夜间和21日上午，都沿着飞机返航的航线航行，以搜寻落水的飞行员。斯普鲁恩斯原想乘胜追击，扩大战果，并计划在21日白天再次出动飞机或使用战列舰为主的水面战舰，彻底消灭小泽的残部。但21日上午，美军的侦察机发现日军舰队在360海里外正以20节航速向西北撤退，而美军为了救援落水飞行员，航速仅16节，双方的距离正越来越大，眼看无法追上，斯普鲁恩斯只好下令停止追击，向塞班岛靠拢，以配合登陆编队完成登陆任务。

　　小泽于20日晚八时四十六分接到丰田的撤退命令，便率领机动舰队本队向中城湾撤退，而掩护本队撤退的断后编队，因敌情不明夜战无望，小泽命其停止东进，也向西北撤退。此时，日军舰队的舰载机仅剩35架，战列舰和巡洋舰上的舰载水上飞机也仅剩12架，几乎丧失了战斗力。

　　21日小泽命令断后编队驶往吉马拉斯岛，本队则驶向中城湾，撤退途中，由丙队的11架飞机实施空中警戒，其余两个战队的飞机则做好随时起飞准备，一旦发现美军飞机前来，全部起飞做最后的决死战斗。

　　22日小泽率本队驶入中城湾，断后编队则因航行途中海况恶劣也转至中城湾，休整一天后，返回濑户内海，受伤的军舰开往船厂修理，其他军舰返回柱岛锚地。机动舰队的补给船只23日进入吉马拉斯岛，装上婆罗洲的原油后驶往濑户内海。

　　这场有史以来规模最大的航母间海战，至此结束。日军将此次海战称为“马里亚纳海战”，美军则称为“菲律宾海海战”，海战中，美军仅2艘航母、2艘战列舰和1艘巡洋舰受轻伤，无一艘军舰沉没，舰载机损失117架。日军被击沉航母3艘、油船2艘，被击伤航母3艘、战列舰、巡洋舰和油船各1艘，舰载机损失404架，占全部舰载机的92%；岸基飞机损失247架，几乎全军覆没；此外日军出动的36艘潜艇也被击沉20艘。

　　（四）

　　这场海战，日军投入了联合舰队的全部主力舰只和大部分岸基航空兵，原想一举扭转战局，不料又以惨败而告终，特别是舰载航空兵损失高达92%，这对于日军而言是致命的，没有半年十月的时间，根本无法恢复成一支现代化的舰队，尤其是飞行员的损失更是难以弥补，在短时期里，日军的航母部队就不能称其为有战斗力的部队，从而使中太平洋上的制空权、制海权彻底落入美军之手，美军继而取得了战略进攻更有利的条件。

　　日军失利的原因主要有：

　　一， 对美军的战略进攻方向没有作出正确判断。日军大本营一直都以为美军的战略主攻方向是新几内亚——棉兰老岛，因此将机动舰队置于塔威塔威，就是因为该地距离预计战场较近，当5月27日麦克阿瑟指挥的西南太平洋战区的部队在比阿岛登陆后，日军更是认为美军太平洋舰队将到达新几内亚以北海域，立即迅速向该方向调集兵力，并准备在帛琉海域与敌决战，同时将潜艇部队配置于加罗林群岛以南，以尽早发现美军舰队，甚至美军6月11日开始对马里亚纳群岛实施炮火准备，日军仍然认为是美军牵制性行动，不以为然。直到6月15日美军的大批登陆舰艇到达塞班岛海域，并开始换乘，这才意识到美军的主攻方向是在马里亚纳，为时已晚。

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