Un avión de patrulla marítima, también conocido simplemente como avión de patrulla o por el antiguo término de bombardero de patrulla —hasta los años 1950 aproximadamente—, es un avión diseñado para operar sobre el mar durante largos periodos en misiones de Patrulla Marítima (MPA), Guerra antisubmarina (ASW), Guerra antisuperficie (ASuW), Reconocimiento aéreo (ISR) y Búsqueda y rescate (SAR).
Las primeras aeronaves que ahora se identificarían como bombarderos de patrulla fueron utilizadas por el Real Servicio Aéreo Naval británico durante la Primera Guerra Mundial, principalmente en patrulla antisubmarina. Al principio los dirigibles eran las únicas aeronaves capaces de permanecer en el aire durante largos periodos de tiempo —hasta 10 horas— necesarios para las patrullas mientras llevaban una carga útil. Las patrullas de menor alcance eran realizadas por bombarderos adaptados como el Sopwith 1½ Strutter. Posteriormente en la guerra, los aeroplanos fueron desarrollados específicamente para desempeñar ese papel. Estos solían ser grandes aviones con flotadores como el Short 184 o hidroaviones como el Felixstowe F.2.
Muchos de los aviones de patrulla de la Segunda Guerra Mundial eran reconversiones de bombarderos de largo alcance o aviones comerciales, siendo las principales conversiones el Focke-Wulf Fw 200 alemán y el B-24 Liberator estadounidense. Los Fw 200 Condor patrullaban las aguas del Atlántico en busca de convoyes, para proporcionar la información a los submarinos alemanes, mientras que los B-24 eran empleados durante la guerra para patrullar las áreas entre Islandia y Groenlandia en búsqueda de submarinos alemanes. También fueron empleados aviones fabricados exclusivamente para ese propósito como el Short Sunderland británico y el PBY Catalina estadounidense.
Después de la guerra la función de patrulla en general fue toma por conversiones de aviones de línea civiles que tenían mejor rendimiento y mayor alcance que la mayoría de bombarderos de la Segunda Guerra Mundial. Los últimos bombarderos de reacción de los años 1950 no disponían de la autonomía suficiente para largos periodos de patrulla sobre el mar, y lo más importante, no tenían la baja velocidad de merodeo necesaria par las operaciones antisubmarinas. La principal amenaza para las potencias de la OTAN desde los años 1960 hasta los 1980 eran los submarinos soviéticos, que eran localizados principalmente mediante el uso de sonoboyas, y que podían ser atacados con torpedos guiados.
Desde el final de la Guerra Fría la amenaza de un ataque submarino a gran escala es remota, y muchas fuerzas están reduciendo sus flotas de aviones de patrulla. Los que se mantienen en servicio son usados principalmente para labores de control de la zona económica exclusiva y lucha contra el contrabando.
Los aviones de patrulla marítima suelen estar equipados con una amplia gama de sensores:
Un avión de patrulla marítima normalmente lleva una tripulación de unos 12 hombres (entre los que destaca la figura del Coordinador Táctico TACCO o Comandante de Misión), incluidos tripulantes de reserva, para así poder operar de forma efectiva los equipos durante un máximo de 12 horas seguidas.
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