항공모함 캐터펄트
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1. 개요
항공모함 캐터펄트는 항공모함에서 항공기를 이륙시키기 위해 사용되는 장치이다. 초기에는 스프링이나 무게를 이용한 방식이 사용되었으며, 이후 압축 공기, 유압, 증기 방식을 거쳐 현재는 전자기식 캐터펄트(EMALS)가 개발되어 사용되고 있다. 캐터펄트는 항공모함의 운용 효율성을 높이는 데 기여했으며, 특히 무거운 제트 항공기의 이륙을 가능하게 했다. 증기식 캐터펄트는 제2차 세계 대전 이후 널리 사용되었으며, 21세기에는 전자기식 캐터펄트가 개발되어 에너지 효율성과 항공기에 가해지는 스트레스를 줄이는 장점을 가지고 있다.
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| 항공모함 캐터펄트 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 유형 | 항공기 발진 장치 |
| 용도 | 항공모함 상륙함 |
| 사용 국가 | 미국 프랑스 브라질 러시아 (구 소련) 중국 인도 |
| 역사 | |
| 개발 | 영국 해군 미국 해군 |
| 초기 사용 | 제1차 세계 대전 |
| 작동 방식 | |
| 주요 방식 | 증기식 캐터펄트 전자식 캐터펄트 (전자기식 항공기 발진 장치, EMALS) |
| 작동 원리 | 고압 증기 또는 전자기력으로 항공기를 짧은 거리에서 가속 항공기가 이륙 속도에 도달하도록 도움 |
| 기술적 특징 | |
| 증기식 캐터펄트 | 작동 매체: 고압 증기 주요 사용 항공모함: 니미츠급 항공모함 등 |
| 전자식 캐터펄트 (EMALS) | 작동 매체: 전자기력 주요 사용 항공모함: 제럴드 R. 포드급 항공모함 |
| 장점 | 더 넓은 범위의 항공기 발진 가능 더 정밀한 제어 더 낮은 유지 보수 비용 (이론상) |
| 단점 | 높은 초기 개발 및 설치 비용 기술적 복잡성 |
| 현대의 캐터펄트 | |
| 주요 제조사 | 제너럴 아토믹스 (EMALS) |
| 주요 사용 항공모함 | 제럴드 R. 포드급 항공모함 (EMALS) 니미츠급 항공모함 (증기식) 샤를 드골함 (증기식) 랴오닝함 (스키 점프 방식과 캐터펄트 혼용) INS 비크라마디티야함 (스키 점프 방식) |
| 기타 | |
| 관련 용어 | 어레스팅 후크 어레스팅 와이어 스키 점프 |
2. 역사
항공모함 캐터펄트는 함재기의 신속한 이륙을 돕는 중요한 장비이다. 1954년 미국 해군은 포레스탈급 항공모함부터 증기식 캐터펄트를 사용하기 시작했으며, 최근에는 USS 제럴드 R. 포드 (CVN-78)와 같은 최신 항공모함에 전자기식 캐터펄트가 도입되고 있다.
초기에는 스프링, 플라이휠, 화약, 유압, 공기 등 다양한 방식의 캐터펄트가 실험되었다. 라이트 형제는 1904년부터 무게추와 데릭 방식의 캐터펄트를 사용해 이륙 거리를 단축했다.[2] 제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전 사이에는 수상기 발전을 위해 군함에 캐터펄트가 장착되어 정찰 및 초계 임무를 수행했다.
제2차 세계 대전 중 영국 해군은 CAM쉽에 로켓 추진 캐터펄트를 장착해 호커 시 허리케인 전투기를 발사했다. 그러나 이 방식은 조종사 생존 문제와 운용 유연성 부족으로 MAC쉽 등장과 함께 사라졌다. 제2차 세계 대전 이후, 영국 해군은 증기식 캐터펄트를 개발하여 제트기를 항공모함에서 이륙시켰다.[8] 미국 해군도 이를 도입하여 항공모함 운용 능력을 향상시켰다.
21세기에는 선형 유도 전동기와 전자석을 이용한 전자기식 캐터펄트가 개발되어 에너지 효율을 높이고 유지 보수를 줄이는 방향으로 발전하고 있다.
2. 1. 초기 역사
항공 개척자이자 스미소니언 협회 사무총장인 새뮤얼 랭글리는 성공적인 비행 모델과 1903년의 실패한 에어로드롬을 발사하기 위해 스프링 작동식 캐터펄트를 사용했다.[1] 라이트 형제도 1904년부터 제한된 거리에서 이륙을 돕기 위해 무게와 데릭 스타일의 캐터펄트를 사용했다.[2]thumb의 캐터펄트, 하우스보트, 그리고 실패한 유인 에어로드롬(1903)|left]]
1912년 7월 31일, 시어도어 고든 엘리슨은 미국 해군 캐터펄트 시스템에서 발사된 최초의 사람이 되었다. 해군은 압축 공기 캐터펄트 시스템을 개발하여 메릴랜드주, 애나폴리스의 Santee Dock에 설치했다. 첫 번째 시도에서 엘리슨 중위는 비행기가 램프를 떠날 때 기수가 위를 향하고 측풍을 받아 비행기가 물속으로 밀려들어 거의 사망할 뻔했으나, 잔해에서 무사히 탈출했다. 1912년 11월 12일, 엘리슨 중위는 정박된 석탄 바지선에서 해군 최초의 성공적인 캐터펄트 발사 기록을 세웠다. 1915년 11월 5일, 헨리 C. 머스틴 해군 중령은 항해 중인 함선에서 최초의 캐터펄트 발사를 실시했다.[3]
1920년대부터 수상기가 실용화되면서, 각국 해군은 군함에 수상기를 탑재하여 정찰·초계에 사용했다. 그러나 초창기에는 항해 중인 함선에서 수상기를 발함시킬 수단이 없어, 함을 정지하고 수상기를 데릭으로 수면에 내려야 했다. 이러한 불편을 해소하기 위해 비행 갑판이 없는 전함·순양함에서 수상기를 직접 발함시키는 수단으로 캐터펄트 연구가 진행되었다. 수많은 시제품을 거쳐 실용적인 캐터펄트가 개발되었고, 제2차 세계 대전이 시작될 무렵에는 많은 전함·순양함이 캐터펄트와 수상기를 장비하게 되었다. 전함·순양함 등 포격을 주 목적으로 하는 함에 탑재된 수상기는 탄착 관측 임무도 수행했고, 대부분의 대형함이 캐터펄트를 탑재했다. 이 외에도 수상기를 다수 싣고 캐터펄트로 발함시키는 수상기 모함이라는 전문 함종도 생겨났다. 잠수함과 같은 소형 함에서도 캐터펄트를 탑재하면 수상기 운용이 가능했다.
대일본제국 해군은 화약식 캐터펄트를 순양함 이상 함정에 탑재하고, 전함에는 탄착 관측용 2좌 수偵(수상 정찰기)를, 순양함에는 정찰 목적의 3좌 수偵를 운용했다. (야마토급 전함은 캐터펄트 2기와 넓은 격납고 덕분에 두 기종 모두 탑재). 함대 전체 정찰은 순양함 수偵로 담당하고, 항공모함 함재기를 정찰에 적극 활용하는 것은 후년까지 이루어지지 않았다. 개조를 통해 항공 전함이 된 이세급 전함은 22기의 함재기를 캐터펄트 2기로 1분 간격 사출을 계획했고, 항공모함 보조 전력으로 개발된 급유함 "하야스이"에도 동일한 화약식 캐터펄트가 장비되었다. 그러나 순간적인 폭발적 가속을 하는 화약식은 기체와 캐터펄트 본체에 가해지는 부하가 커서 연속 사출이나 어뢰 등 병장 만재 상태의 함공 발진에 부적합했고, 이를 대체할 완전 무장 상태 함재기 연속 사출 가능 캐터펄트 개발도 실패하여, 대일본제국 해군 항공모함에는 캐터펄트가 장비되지 않았다. (항공모함 "가가"는 장비 준비로 갑판에 홈이 만들어졌지만 실현되지 않음). 구조상 압축 공기를 많이 사용하는 잠수함은 압축 공기식 캐터펄트를 I-400형 등 다수에서 운용했지만, 수상 함정에서는 일부 함정에 실험적으로 장비되는 데 그쳤다.
독일은 증기 캐터펄트 실용화에 세계 최초로 성공하여, CAM쉽과 유사한 대형 수상기나 비행정 운용을 위한 캐터펄트 함을 운용했다.
영국은 상선을 적기 공격으로부터 보호하기 위해 상선에 육상용 전투기 1기만 발사 가능한 캐터펄트 1기를 장비한 CAM쉽을 건조했다. CAM쉽에서 발함한 전투기는 모함 귀환이 불가능하여 조종사가 종종 사망하고 운용상 유연성도 없어, 상선에 간이 비행 갑판을 설치해 항공모함 형태로 만든 MAC쉽 등장으로 사라졌다. MAC쉽에는 캐터펄트가 장비되지 않았다.
미국 해군의 캐터펄트 역사는 다음 항에서 상세히 설명한다.
미국 해군은 항공모함 실용성 탐구를 위해 실험적으로 개조된 미국 최초 항공모함 랭글리에 화약식 캐터펄트를 장비, 1922년 11월 18일 세계 최초로 항공모함 캐터펄트 발함에 성공했다. 그러나 항공모함용으로 실용적이지 않아 1928년 철거되었고, 랭글리는 1936년 수상기 모함으로 개조되었다. 렉싱턴급에는 플라이휠과 클러치를 조합한 TypeF MkII 캐터펄트가 장비되었지만, 임시로 수상기를 비행 갑판에서 발함시킬 필요가 있을 때를 위한 것으로, 함상기 발함용은 아니었다.
함상기 발함용 캐터펄트는 레인저 · 요크타운급에 유압식이 장비되었지만, 요크타운급은 태평양 전쟁 개전 후 저출력으로 실전에 부적합하여 철거되었다. 실전에서 실용적인 개량형 유압식 캐터펄트는 에식스급부터 장비되었으며, 이후 F6F 등 대형 신형기 운용 시 엔터프라이즈(CV-6)에도 재장비되었다. 에식스급은 캐터펄트 미탑재 항공모함에 비해 신속하게 다수 항공기를 긴급 발함시킬 수 있었고, 대형화, 중량화된 신형기 발함도 가능했다. 정규 항공모함뿐 아니라 소형, 저속인 호위 항공모함에서도 탑재된 캐터펄트는 신형기 운용을 가능하게 했다.
제2차 세계 대전 종전 후, 헬리콥터 발달로 항공모함 외 함정에 고정익기 탑재 필요성이 급감하면서, 이들 함정에서 캐터펄트는 급속히 사라졌다. 미국 해군은 1949년 말까지 전함·순양함 탑재 수상기를 모두 HO3S 등의 함재 헬리콥터로 교체했다.
육상에서도 캐터펄트를 사용하면 이륙용 활주로가 필요 없어진다. (제로 거리 발진 방법도 있으며, 제로 거리 발진에 캐터펄트를 병용하기도 한다). 착륙이 필요 없는 경우, 캐터펄트 사용은 유효하다.
육상 캐터펄트 사용 사례로, 제2차 세계 대전 중 독일 공군은 V-1 비행 폭탄 지상 발사에 사용했다. V1 발사 캐터펄트는 과산화수소 발생 수증기를 사용하는 발터 기관으로, 초기 스팀 캐터펄트이기도 하다. C자형 파이프와 셔틀 구조는 현재 스팀 캐터펄트와 유사하지만, 사용 시마다 교체해야 했다. 대일본제국 해군 특공기 사쿠라 개량형(엔진 제트 엔진화, 항속 거리 연장)인 사쿠라 43형 지상 발사용으로 지바현미요시촌 지온인과 시가현히에이산 엔랴쿠지에 캐터펄트가 설치되었지만, 실전에 사용되지 않았다. 베트남 전쟁에서 남베트남 전개 미국 해병대 항공 부대가 초기에 캐터펄트를 사용했다.
육상 글라이더 운용에서도 고무 밴드를 묶은 "고무삭"을 캐터펄트로 사용하는 고무삭 발항 이륙 방법이 있으며, 민간 스카이 스포츠 중심으로 제2차 세계 대전 전부터 행해졌다. 모형 항공 분야에서는 유사 방식을 모형 크기로 축소한 고무 캐터펄트가 사용된다.
2. 2. 제1차 세계 대전과 전간기
미 해군은 화약과 플라이휠을 활용한 캐터펄트 등 다양한 동력원과 모델을 실험했다. 1924년 12월 14일, L. C. 헤이든 중위가 조종하는 Martin MO-1 관측기는 화약을 동력으로 사용하는 캐터펄트를 사용하여 USS 랭글리에서 발진했고, 이후 이 방법은 순양함과 전함에서 사용되었다.[4]1929년, 독일 여객선 SS 브레멘과 SS 오이로파는 Heinkel 항공 회사에서 설계한 압축 공기 캐터펄트를 장착했고,[5] 1930년대 전반기에 남대서양 횡단 우편 항공에 도르니어 Wal 쌍발 비행정이 사용되었다.
제2차 세계 대전까지, 그리고 그 동안 항공모함의 대부분의 캐터펄트는 유압식이었다. 그러나, 수상함의 미 해군 캐터펄트는 5인치 포와 유사한 폭발 장약을 사용하여 작동했다. 일부 항공모함은 격납고 갑판에 캐터펄트가 장착되어 가로 방향으로 발사되었지만, 짧은 활주 거리 등의 문제로 인해 인기가 없었고, 전쟁 후반기에는 사용이 완전히 중단되었다.[4]
항공모함을 제외한 많은 해군 함선은 정찰 및 초계용 수상기, 수상 비행기 또는 수륙 양용기를 탑재했다. 이들은 캐터펄트로 발진하여 해상에 착륙하여 크레인으로 회수되었다. 잠수함 항공모함의 개념은 전쟁 기간 동안 여러 국가에서 개발되었으며, 잠수함이 소수의 수상기를 발진하여 공격 작전 또는 포병 관측에 사용하고, 항공기가 착륙하면 잠수함이 회수하는 방식으로 사용되었다. 영국 해군 순양전함에서 최초의 발진은 1918년 3월 8일 HMAS 오스트레일리아에서 이루어졌다. 이후, 많은 영국 해군 함선이 캐터펄트를 탑재하고 1~4대의 항공기를 탑재했다; HMS 프린스 오브 웨일스와 같은 전함 또는 순양전함은 4대의 항공기를 탑재했고 HMS 로드니는 2대를 탑재했으며, HMNZS 리앤더와 같은 소형 군함은 1대를 탑재했다. 탑재된 항공기는 Fairey Seafox 또는 Supermarine Walrus였다. HMS 넬슨과 같은 일부 함선은 캐터펄트를 사용하지 않고 항공기를 바다에 내려 이륙시켰다. 일부 함선은 제2차 세계 대전 중 (HMS 듀크 오브 요크), 또는 그 전에 (HMS 라밀리즈) 항공기와 캐터펄트를 제거했다.
제2차 세계 대전 중, 여러 함선이 로켓 추진 캐터펄트를 장착했는데, 먼저 전투기 캐터펄트 함이었고, 그 다음에는 "캐터펄트 무장 상선"을 의미하는 CAM ship으로 알려진 무장 상선이었다. 이들은 적 정찰 폭격기를 몰아내기 위한 호송 임무에 사용되었다. CAM 함은 호커 시 허리케인 1A를 탑재했고, "Hurricat" 또는 "Catafighter"라고 불렸으며, 조종사는 착륙할 수 있는 곳으로 비행하지 못하면 탈출해야 했다.[6]
전쟁 중 Colditz Castle에 수감된 영국 전쟁 포로들은 성 지붕에서 Colditz Cock 글라이더를 발사하기 위해 무거운 돌을 채운 떨어진 욕조를 캐터펄트의 동력으로 사용하는 탈출 시도를 계획했다.
지상 발사 V-1은 일반적으로 ''Dampferzeuger''("증기 발생기")로 알려진 장치에 의해 경사 발사대 위로 추진되었다.[7]
항공기가 발달하고 수상기가 실용화된 1920년대부터, 군함에 수상기를 탑재하여 정찰·초계에 사용하는 움직임이 각국 해군에서 일어났다. 그러나 초창기에는 항해하는 함상에서 수상기를 발함시킬 수단이 없었기 때문에, 함을 정지하고 수상기를 데릭으로 수면에 내려야 했다. 이러한 불편을 해소하기 위해, 비행 갑판을 갖지 않은 전함·순양함 위에서 수상기를 직접 발함시키는 수단으로 캐터펄트 연구가 진행되었다. 수많은 시제품을 거쳐 실용적인 캐터펄트가 개발되었고, 제2차 세계 대전이 시작될 무렵에는 많은 전함·순양함이 캐터펄트와 수상기를 장비하게 되었다. 전함·순양함 등 포격을 주 목적으로 하는 함에 탑재된 수상기에는, 이 외에도 탄착 관측이라는 임무가 있었고, 대형함의 대부분이 캐터펄트를 탑재했다. 이 외에도, 수상기를 다수 싣고 캐터펄트로 발함시키는 수상기 모함이라는 전문 함종도 생겨났다. 또한, 잠수함과 같은 소형 함에서도 캐터펄트를 탑재하면 수상기 운용이 가능했다.
대일본제국 해군에서는 화약식 캐터펄트를 순양함 이상의 함정에 탑재하고, 전함에는 탄착 관측을 목적으로 한 2좌 수偵(수상 정찰기)를, 순양함에는 정찰을 목적으로 한 3좌 수偵를 탑재하는 운용을 했다 (캐터펄트 2기를 장비하고 격납고가 넓었던 야마토급 전함에는 두 기종 모두 탑재되었다). 또한 함대 전체로 정찰은 순양함의 수偵로 하기로 하고, 항공모함 함재기를 정찰에 적극적으로 사용하는 것은 후년까지 이루어지지 않았다. 또한 개조로 항공 전함이 된 이세급 전함에서는 22기의 함재기를 캐터펄트 2기를 사용하여 1분 간격으로 사출하는 계획으로, 항공모함의 보조 전력으로 개발된 급유함 "하야스이"에서도 동일한 화약식 캐터펄트가 장비되었다. 그러나 순간적으로 폭발적인 가속을 하는 화약식 캐터펄트는 기체 및 캐터펄트 본체에 가해지는 부하가 커서 연속 사출이나 어뢰 장비 등 병장 만재 상태의 함공 발진에는 적합하지 않았고, 화약식을 대체할 만한 완전 무장 상태의 함재기 연속 사출이 가능한 캐터펄트 개발에도 실패했기 때문에, 대일본제국 해군의 항공모함에는 캐터펄트가 전혀 장비되지 않았다 (항공모함 "가가"에는 장비 준비로 갑판에 홈이 만들어졌지만 장비는 실현되지 않았다). 구조상 압축 공기를 많이 사용하는 잠수함에서는 압축 공기식 캐터펄트가 사용되었고, I-400형 등 많은 잠수함에서 운용되었지만, 수상 함정에서는 일부 함정에 실험적으로 장비되는 데 그쳤다.
독일에서는 증기 캐터펄트의 실용화에 세계 최초로 성공하여, CAM쉽과 유사한 대형 수상기나 비행정을 운용하기 위한 캐터펄트 함을 운용했다.
영국에서는 상선을 적기의 공격으로부터 보호하기 위해, 상선에 1기의 육상용 전투기만 발사 가능한 캐터펄트 1기를 장비한 CAM쉽을 건조했다. CAM쉽에서는 발함한 전투기는 모함으로 귀환 불가능하며 조종사는 종종 사망하고, 운용상의 유연성도 없었기 때문에, 상선에 간이 비행 갑판을 설치하여 항공모함 형태로 만든 MAC쉽의 등장으로 인해 사라졌다. MAC쉽에는 캐터펄트가 장비되지 않았다.
미국 해군에서의 캐터펄트 역사에 관해서는 다음 항에서 상세히 설명한다.
제2차 세계 대전 종전 후, 헬리콥터의 발달로 인해, 항공모함 이외의 함정에 고정익기를 탑재할 필요성이 급격히 감소하면서, 이들 함정에서 캐터펄트는 급속히 자취를 감췄다. 예를 들어 미국 해군에서는 1949년 말까지, 전함·순양함에 탑재되었던 수상기는 모두 HO3S 등의 함재 헬리콥터로 교체되었다.
육상에서도 캐터펄트를 사용하면, 이륙용 활주로가 필요 없어지는 (그 외에 제로 거리 발진이라는 방법도 있으며, 제로 거리 발진에 캐터펄트를 병용하는 경우도 있다). 그 자리에서의 착륙을 필요로 하지 않는 경우, 캐터펄트의 사용은 유효한 수단이 된다.
육상에서의 캐터펄트 사용 사례로는, 제2차 세계 대전 중 독일 공군에서 V-1 비행 폭탄의 지상 발사에 사용되어 실전에 사용되었다. V1 발사에 사용된 캐터펄트는, 과산화수소에서 발생하는 수증기를 사용하는 발터 기관으로, 초기 스팀 캐터펄트이기도 하다. C자형 파이프와 셔틀에 의한 구조도 현재의 스팀 캐터펄트와 유사하지만, 실은 사용 때마다 교체해야 했다. 대일본제국 해군의 특공기 오카의 개량형 (엔진의 제트 엔진화·항속 거리 대폭 연장)인 오카 43형의 지상 발사용으로 지바현미요시촌의 지온인과 시가현히에이산 엔랴쿠지에 캐터펄트가 설치되었지만, 이쪽은 실전에 사용되지 않았다. 베트남 전쟁에서는, 남베트남에 전개한 미국 해병대 항공 부대가, 초기에 캐터펄트를 사용했다.
육상에서 이루어지는 글라이더의 운용에서도, 여러 개의 고무 밴드를 묶은 "고무삭"을 캐터펄트로 사용하는 고무삭 발항이라는 이륙 방법이 있으며, 민간에서의 스카이 스포츠를 중심으로 제2차 세계 대전 전부터 행해지고 있다. 또한, 모형 항공 분야에서는, 유사한 방식을 모형 사이즈로 축소한 고무 캐터펄트가 사용되고 있다.
미국 해군은 항공모함의 실용성을 탐구하기 위해 실험적으로 개조되어 탄생한 미국 최초의 항공모함 랭글리에 화약식 캐터펄트를 장비했으며, 1922년 11월 18일에 세계 최초로 항공모함에서 캐터펄트로 발함하는 데 성공했다. 그러나 항공모함용 캐터펄트로서 실용적이지 않아 1928년에 철거되었으며, 랭글리 자체도 1936년에 수상기 모함으로 다시 개조되었다. 이어진 렉싱턴급에는 플라이휠과 클러치를 조합한 TypeF MkII 캐터펄트가 장비되었지만, 이 캐터펄트는 임시로 수상기를 비행 갑판상에서 발함시킬 필요가 생겼을 때를 위한 것이었으며, 함상기 발함용은 아니었다.
함상기 발함용 캐터펄트는 레인저 · 요크타운급에 유압식이 장비되었지만, 요크타운급에서는 태평양 전쟁 개전 후에 저출력으로 실전에 부적합하다 하여 일단 철거되었다. 실전에서 실용성이 있는 개량형 유압식 캐터펄트가 장비된 것은 에식스급부터였으며, 이후 F6F 등 대형의 신형기를 운용하게 되었을 때 엔터프라이즈(CV-6)에도 재장비되었다. 에식스급은 캐터펄트 미탑재 항공모함에 비해, 신속하게 다수의 항공기를 긴급 발함시킬 수 있었으며, 대형화되고 중량이 증가한 신형기의 실용적인 발함도 가능하게 되었다. 또한, 정규 항공모함뿐만 아니라, 소형으로 비행 갑판이 짧고, 저속인 호위 항공모함에서도, 탑재된 캐터펄트는 신형기의 운용을 가능하게 했다.
그러나 현재의 캐터펄트에 비하면 저출력에 연속 사용의 한계 등이 있어, 정규 항공모함에서는 모든 탑재기를 캐터펄트로 사출하는 것은 불가능했지만, 그럼에도 캐터펄트 미탑재의 일본 해군에 비해 운용상 큰 이점이 되었다. 캐터펄트만 있으면 다수의 기체를 갑판에 내어, 짧은 시간 안에 전 기체를 발함 가능하게 된다. 처음에 캐터펄트로 사출 가능한 만큼 기체를 발함시키면, 나머지는 갑판상에 여유가 생기므로, 나머지 기체는 자력 활주로 발함이 가능하기 때문이다. 경항공모함 · 호위 항공모함의 대량 건조와 맞물려, 미국 해군 항공모함에 장비된 캐터펄트는 전황에 크게 기여했다.
2. 3. 제2차 세계 대전
제2차 세계 대전까지, 그리고 그 동안 항공모함의 대부분의 캐터펄트는 유압식이었다.[4] 그러나, 미 해군 수상함의 캐터펄트는 5인치 포와 유사한 폭발 장약을 사용하여 작동했다.[4] 일부 항공모함은 제2차 세계 대전 전과 중에 격납고 갑판에 캐터펄트가 장착되어 가로 방향으로 발사되었지만, 짧은 활주 거리, 격납고 갑판의 낮은 높이, 항공기 이륙을 위한 함선의 전진 속도를 추가할 수 없는 점, 그리고 수면과의 더 낮은 간격 때문에 인기가 없었다.[4]제2차 세계 대전 중, 여러 함선이 로켓 추진 캐터펄트를 장착했는데, 먼저 전투기 캐터펄트 함이었고, 그 다음에는 "캐터펄트 무장 상선"을 의미하는 CAM ship으로 알려진 무장 상선이었다.[6] 이들은 적 정찰 폭격기를 몰아내기 위한 호송 임무에 사용되었다. CAM 함은 Hawker Sea Hurricane 1A를 탑재했고,[6] "Hurricat" 또는 "Catafighter"라고 불렸으며, 조종사는 착륙할 수 있는 곳으로 비행하지 못하면 탈출해야 했다.[6]
전쟁 중 콜디츠 성에 수감된 영국군 전쟁 포로들은 성 지붕에서 콜디츠 콕 글라이더를 발사하기 위해 무거운 돌을 채운 욕조를 캐터펄트의 동력으로 사용하는 탈출을 시도했다.
지상 발사 V-1은 일반적으로 ''Dampferzeuger''("증기 발생기")로 알려진 장치에 의해 경사 발사대 위로 추진되었다.[7]
2. 4. 냉전 시대와 증기식 캐터펄트
영국 해군은 제2차 세계 대전 이후 자국의 항공모함 함대를 위한 새로운 캐터펄트 시스템을 개발하고 있었다. RNV의 사령관 C. C. 미첼은 슬롯 실린더를 사용하여 차세대 해군 항공기를 효과적이고 효율적으로 발사하는 증기 기반 시스템을 권장했다. 1950년부터 에릭 "윙클" 브라운과 같은 조종사가 페르세우스에서 시험 비행한 결과 그 효과가 입증되었다. 해군은 1950년대 중반부터 더 무거운 제트 전투기를 발사할 수 있는 증기 캐터펄트를 도입했다. 화약 구동 캐터펄트도 고려되었지만, 충분한 힘을 가질 수 있었지만, 항공기 프레임에 훨씬 더 큰 스트레스를 가하고 장기간 사용하기에 적합하지 않을 수도 있었다.[4]발사 시, 릴리스 바가 증기 압력이 올라갈 때 항공기를 제자리에 고정시킨 다음 파단(또는 "해제"; 구형 모델은 잘리는 핀을 사용)되어 피스톤이 고속으로 갑판을 따라 항공기를 끌어당긴다. 약 2~4초 이내에 캐터펄트의 작용과 겉보기 풍속(선박 속도 플러스 또는 마이너스 "자연"풍)에 의한 항공기 속도는 항공기가 엔진 하나를 잃더라도 비행할 수 있을 만큼 충분하다.[8]
미국 해군은 1954년 포레스탈급 항공모함부터 증기식 캐터펄트를 항공모함에 사용하기 시작했다.
2. 5. 전자기식 캐터펄트 (EMALS)
21세기 초, 여러 해군들은 선형 유도 전동기와 전자석으로 작동하는 캐터펄트를 개발 중이다. 전자기식 캐터펄트는 원자력 추진 항공모함에서 에너지 효율성이 높고, 압축 공기를 다루는 데 있어서의 위험을 줄여준다. 가스 터빈 추진 선박에서는 별도의 증기 보일러를 설치해야 하는 필요성을 없애준다.
미 해군의 제럴드 R. 포드급 항공모함, 영국 해군의 퀸 엘리자베스급 항공모함, 중국 해군의 003형 항공모함은 전자기식 캐터펄트를 사용할 계획이다.[20][21]
제너럴 아토믹스가 개발한 전자기식 항공기 사출 시스템(EMALS)은 항공기에 가해지는 스트레스를 줄이고, 점진적이고 지속적인 가속을 통해 발사 중 더 많은 제어를 제공한다. 또한 솔리드 스테이트 부품을 사용하여 유지 보수 요구 사항을 줄일 것으로 예상된다.[18]
1945년 웨스팅하우스의 일렉트로펄트 시스템에서 선형 유도 전동기가 실험된 적이 있다.[19]
3. 캐터펄트 방식
USS 렉싱턴 – 플라이휠
HMS 커레이저스 – 유압
1927
1934
