CATOBAR

1. 개요

CATOBAR는 항공모함에서 항공기를 운용하는 방식 중 하나로, 캐터펄트(Catapult)를 사용하여 항공기를 이륙시키고 어레스팅 기어(Arresting gear)를 사용하여 착륙시키는 방식을 의미한다. 캐터펄트는 항공모함 갑판에서 항공기를 빠른 속도로 가속시켜 짧은 활주로에서도 이륙을 가능하게 하며, 어레스팅 기어는 착륙 시 항공기의 속도를 줄여 안전하게 정지시킨다. 현재 CATOBAR 시스템을 사용하는 국가는 미국, 프랑스, 중국 세 곳이며, 미국은 니미츠급 및 제럴드 R. 포드급 항공모함을, 프랑스는 샤를 드 골을, 중국은 푸젠을 운용하고 있다.

2. 작동 방식

CATOBAR는 제트기처럼 대형 중량의 CTOL기를 항공모함의 함재기로 운용할 때, 발함 및 착함 모두에 보조가 필요한 경우를 말한다. 이 중, 캐터펄트를 사용하여 발함하는 방식을 CATOBAR라고 한다. 착함할 때는 어레스팅 기어를 사용하며, 항공기에는 어레스팅 와이어에 걸기 위한 어레스팅 후크가 장착된다.

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CATOBAR 방식은 항공모함뿐만 아니라 지상에서도 사용될 수 있다. 비상시나 활주로가 짧은 급조 비행장에서는 지상에서도 어레스팅 기어를 사용해 착륙하기도 한다.

2.1. 캐터펄트

항공기 캐터펄트는 항공모함 갑판에서 항공기를 빠른 속도로 가속시켜 이륙을 돕는 장치이다. 현대 CATOBAR 항공모함은 주로 증기 캐터펄트를 사용한다. 증기 캐터펄트의 주요 장점은 제공할 수 있는 동력과 제어량이다. 제2차 세계 대전 동안 미국 해군은 유압식 캐터펄트를 사용했다.

미국과 중국은 증기 대신 선형 모터 구동 방식을 사용하여 항공모함 기반 항공기를 발사하는 전자기 캐터펄트 개발을 완료하고 있다. 전자기 캐터펄트는 미국의 제럴드 R. 포드급 항공모함(전자기 항공기 발사 시스템)과 중국의 항공모함 푸젠에서 찾아볼 수 있다.

CATOBAR 방식의 운용은 항공모함에만 국한되는 것은 아니다. 미국 해병대는 단시간에 이설 가능한 MOREST (Mobile arresting gear^영어)를 장비화하고, 전선 근처에 SATO (Short Airfield for Tactical Support^영어)를 설치하여, 작전기를 MOREST에 의해 착륙시키고 JATO에 의해 이륙시키는 운용을 구상했으나, 베트남 전쟁 시 설치된 추라이 비행장에서는, 후에 포장 활주로가 완성되기 전까지 캐터펄트도 설치되어, 육상에서도 CATOBAR 운용이 이루어졌다.

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2.2. 어레스팅 기어

어레스팅 기어는 항공모함 갑판에 착륙하는 항공기의 속도를 줄여 정지시키는 장치이다. 어레스팅 와이어에 걸기 위해 항공기에는 어레스팅 후크가 장착된다. 어레스팅 기어를 사용하면 150m 이내에 착륙할 수 있다. 일반적인 공군 활주로에서는 1700m 이상의 착륙거리가 필요하다.

CATOBAR 방식의 운용은 항공모함뿐만 아니라 지상에서도 사용될 수 있다. 사고 등의 비상시나, 급조 비행장에서 활주로가 짧은 경우 지상에서도 어레스팅 기어를 사용한 착륙이 이루어질 수 있다. 미국 해병대는 단시간에 이동 가능한 MOREST (Mobile arresting gear^영어)를 장비하여, 전선 근처에 SATO (Short Airfield for Tactical Support^영어)를 설치하고, 작전기를 MOREST에 의해 착륙시키고 JATO에 의해 이륙시키는 운용을 구상했다. 베트남 전쟁 시 설치된 추라이 비행장에서는 포장 활주로가 완성되기 전까지 캐터펄트도 설치되어, 육상에서도 CATOBAR 운용이 이루어졌다.

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3. CATOBAR의 장단점

CATOBAR는 항공모함에서 제트기와 같이 무거운 고정익기를 운용할 때 사용하는 방식이다. 발함장치로는 캐터펄트를 사용하고, 착함 시에는 어레스팅 기어를 사용하여 항공기의 어레스팅 후크를 어레스팅 와이어에 걸어 제동한다.

CATOBAR 방식은 STOBAR 스키 점프대를 사용하여 발사할 수 없는 더 무거운 전투기, 조기 경보 항공기 및 UCAV를 지원한다. 인도의 두 번째 국산 항공모함인 비크란트급 INS 비샬은 65,000톤의 배수량을 가질 예정이며, 제너럴 아토믹스가 개발한 EMALS 캐터펄트를 사용할 계획이다.

하지만, 이러한 복잡한 장비들은 STOBAR 방식에 비해 항공모함의 건조 및 운용 비용을 증가시키고, 유지보수에 더 많은 노력을 필요하게 한다.

3.1. 장점

CATOBAR 방식은 제트기처럼 대형 중량의 CTOL기를 항공모함의 함재기로 운용할 때 발함 및 착함 모두에 보조가 필요한 경우를 말한다. 이 중 발함장치로 캐터펄트를 사용하는 방식을 CATOBAR라고 칭한다. CATOBAR는 STOBAR 스키 점프대를 사용하여 발사할 수 없는 더 무거운 전투기, 조기 경보 항공기 및 UCAV를 지원하기 때문이다.

INS 비샬은 인도의 두 번째 국산 항공모함인 비크란트급으로 65,000톤의 배수량을 가질 예정이며, 제너럴 아토믹스가 개발한 EMALS 캐터펄트를 사용할 계획이다.

3.2. 단점

CATOBAR 방식은 제트기처럼 무거운 고정익기를 항공모함에서 운용할 때 사용하는 방식이다. 이 방식은 발함 장치로 캐터펄트를 사용하고, 착함 시에는 어레스팅 기어를 사용하여 항공기의 어레스팅 후크를 어레스팅 와이어에 걸어 제동한다. 이러한 복잡한 장비들은 STOBAR 방식에 비해 항공모함의 건조 및 운용 비용을 증가시키고, 유지보수에 더 많은 노력을 필요하게 한다.

4. 운용 현황

CATOBAR 방식은 항공모함뿐만 아니라 지상에서도 사용될 수 있다. 비상시나 활주로가 짧은 경우 지상에서도 어레스팅 기어를 이용한 착륙이 이루어진다. 미국 해병대는 단시간에 이동 가능한 MOREST (Mobile arresting gear^영어)를 장비하여, 전선 근처에 SATO (Short Airfield for Tactical Support^영어)를 설치하고, MOREST로 착륙시키고 JATO로 이륙시키는 운용을 구상했다. 베트남 전쟁 당시 설치된 추라이 비행장에서는 포장 활주로가 완성되기 전까지 캐터펄트가 설치되어 육상에서도 CATOBAR 운용이 이루어졌다.

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4.1. 현용 CATOBAR 항공모함

미국 해군은 니미츠급 항공모함에서 증기 캐터펄트를 사용하고, 제럴드 R. 포드급 항공모함에서는 전자기 캐터펄트(EMALS)를 사용한다. 프랑스 해군은 샤를 드 골에서 증기 캐터펄트를 사용한다. 중국 인민해방군 해군은 푸젠함에서 EMALS를 사용한다.

4.2. 건조 중인 CATOBAR 항공모함

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📌 열 고정 해제

함급	사진	건조 국가	함선 수	추진 방식	만재 배수량	운용 주체	탑재 항공기	캐터펄트
제럴드 R. 포드		미국	2	원자력	100000ton	미 해군	F/A-18E/F 슈퍼 호넷, F-35C 라이트닝 II, E-2D 호크아이	EMALS
푸젠 (003형)		중국	1	재래식	80000ton 이상	중국 인민해방군 해군	선양 J-15, 선양 J-35, 시안 KJ-600, 하얼빈 Z-20	EM 캐터펄트
076형		중국	1	재래식	48000ton	중국 인민해방군 해군	훙두 GJ-11	EM 캐터펄트
PANG		프랑스	1	원자력	75000ton	프랑스 해군	다쏘 라팔 M 또는 FCAS	EMALS

4.3. 운용 항공기

미국 해군과 프랑스 해군에서 운용하는 CATOBAR 방식 항공모함에서 사용되는 항공기는 다음과 같다. 중국 인민해방군 해군도 CATOBAR 항공모함을 운용한다.

5. 역사

제2차 세계 대전 당시 미국 해군은 유압식 캐터펄트를 사용했다. 베트남 전쟁 시기, 미국 해병대는 추라이 비행장에 임시 CATOBAR 시스템(MOREST, SATO)을 설치하여 운용했다.

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6. 대한민국 해군과 CATOBAR

대한민국 해군은 현재 CATOBAR 항공모함을 운용하고 있지 않다. 경항모 도입 사업이 진행되었으나, 2023년 윤석열 정부는 항공모함 도입 사업을 전면 재검토하기로 결정했다. 그러나 주변국(중국, 일본)의 항공모함 전력 증강에 따라, 대한민국 해군도 장기적으로 CATOBAR 항공모함 도입을 검토해야 한다는 주장이 제기되고 있다. 특히, 독도함급 강습상륙함의 개량을 통해 제한적인 CATOBAR 운용 능력을 확보하는 방안도 거론되고 있다.

이론적으로, 150m의 활주로가 갖추어진 경우, 고정익기를 이착륙시킬 수 있다. 독도함은 200m 활주로를 갖고 있다.