Datos rápidos
Catapulta de vapor (C-13)	De 0 a 265 km/h en menos de 2 segundos; utiliza 544 kg de vapor por lanzamiento.
EMALS (Electromagnético)	De 0 a más de 180 mph; utiliza un motor de inducción lineal en lugar de vapor.
Peso de la aeronave	Hasta 100.000 libras (F/A-18E: ~66.000 libras cargado)
Golpe de catapulta	~310 pies (94 metros)
Fuerza G sobre el piloto	3–4 g durante 2–3 segundos
Tasa de lanzamiento	Un avión cada 20 segundos a ritmo acelerado.
Barcos EMALS	USS Gerald R. Ford (CVN-78), USS John F. Kennedy (CVN-79)

El piloto acelera a fondo, alcanzando la máxima potencia militar. Los motores rugen, generando un empuje máximo en seco: 22 000 libras por motor en un F/A-18E Super Hornet. La aeronave se tensa contra el sistema de retención como un velocista en los tacos de salida. El oficial de la catapulta da la señal. El sistema de retención se rompe. Y en los dos segundos siguientes, la aeronave acelera de cero a 165 millas por hora a lo largo de 310 pies de cubierta de vuelo.

Entre tres y cuatro G empujan al piloto contra el asiento. La proa del barco desaparece bajo el morro. El océano inunda el parabrisas. Y entonces, o el avión vuela o no. No hay segunda oportunidad. La cubierta termina. Debajo está el mar.

Esto ocurre aproximadamente 100 veces al día en un portaaviones de la Armada estadounidense durante las operaciones de vuelo. Es uno de los eventos mecánicos más violentos, precisos y espectaculares de toda la aviación.

Vapor: El método antiguo

Durante más de 70 años, la catapulta de vapor ha sido el sistema de lanzamiento estándar en los portaaviones estadounidenses y franceses. Su principio es engañosamente simple: el vapor sobrecalentado del reactor nuclear del buque se almacena en tanques acumuladores bajo la cubierta de vuelo. Al activarse la catapulta, este vapor se libera en un par de cilindros que se encuentran bajo la cubierta. Un pistón dentro de cada cilindro está conectado a una lanzadera, el accesorio metálico que se engancha al tren de aterrizaje delantero del avión.

El vapor se expande explosivamente, impulsando el pistón hacia adelante a una velocidad vertiginosa. La catapulta arrastra la aeronave consigo. En menos de tres segundos, un Super Hornet de 30 toneladas pasa de estar inmóvil a alcanzar la velocidad de despegue. La energía necesaria equivale a acelerar una camioneta de 0 a 240 km/h en un segundo. La catapulta logra esto utilizando únicamente vapor de agua a presión.

Cada lanzamiento consume aproximadamente 544 kilogramos de vapor. Los acumuladores se recargan en segundos gracias al reactor del barco. A máxima potencia, cuatro catapultas pueden lanzar un avión cada 20 segundos, lo que permite que todo el ala aérea del portaaviones despegue en cuestión de minutos.

El problema de la ingeniería

Las catapultas de vapor funcionan. Han lanzado cientos de miles de aeronaves durante siete décadas. Pero tienen limitaciones que se hacen más evidentes con cada generación de aeronaves navales. La principal: las catapultas de vapor liberan su energía en un único y violento pulso. El perfil de aceleración se concentra en la parte inicial: la fuerza máxima se alcanza al principio y disminuye a medida que el vapor se expande y el pistón llega al final de su recorrido.

Esto significa que la aeronave experimenta la máxima tensión al inicio del lanzamiento, cuando las cargas estructurales son mayores. Para cazas robustos y pesados, esto es manejable. Para aeronaves más ligeras —drones de vigilancia, aviones cisterna no tripulados, plataformas de guerra electrónica— el impulso puede ser perjudicial. No es fácil reducir la potencia de una catapulta de vapor. Tiene dos posiciones: máxima potencia y apagado.

Los sistemas de vapor también requieren enormes cantidades de agua dulce (para generar el vapor), complejas redes de tuberías que recorren todo el buque y componentes que requieren un mantenimiento intensivo y que operan bajo temperaturas y presiones extremas. La catapulta del C-13 tiene más de mil piezas individuales, muchas de las cuales deben reemplazarse periódicamente. En un portaaviones que opera a 7000 millas del astillero más cercano, esta carga de mantenimiento es considerable.

EMALS: La Revolución Electromagnética

El Sistema Electromagnético de Lanzamiento de Aeronaves (EMALS) sustituye el vapor por electricidad. En lugar de un pistón impulsado por gas en expansión, el EMALS utiliza un motor de inducción lineal: una serie de electroimanes dispuestos a lo largo de la pista de la catapulta. Al activarse secuencialmente, crean un campo magnético móvil que acelera un carro a lo largo de la pista de forma silenciosa, precisa y con un perfil de aceleración controlable que se puede ajustar para cada tipo de aeronave.

Las ventajas son revolucionarias. El sistema EMALS puede variar su potencia de salida en cada lanzamiento: potencia máxima para un F/A-18E cargado y potencia reducida para un dron cisterna ligero MQ-25 Stingray. La aceleración es más suave, con cargas máximas distribuidas de manera más uniforme a lo largo de la carrera de lanzamiento. Esto reduce la fatiga estructural de la aeronave y prolonga la vida útil del fuselaje. Además, permite que la misma catapulta lance desde un E-2D Hawkeye de 45.000 kg hasta un dron de 9.000 kg sin necesidad de reconfiguración mecánica.

El sistema EMALS también pesa menos, requiere menos mantenimiento y se alimenta de la red eléctrica del buque en lugar de un sistema de vapor independiente. En los portaaviones de la clase Ford, el reactor nuclear genera electricidad que alimenta enormes bancos de condensadores. Cuando se dispara la catapulta, estos condensadores descargan su energía almacenada en el motor lineal en un pulso que dura menos de tres segundos.

Lo que siente el piloto

Los pilotos de portaaviones describen la aceleración máxima como la más intensa que jamás hayan experimentado, exceptuando la eyección. La fuerza G se siente al instante: de 3 a 4 g sostenidas durante toda la aceleración. La cabeza se echa hacia atrás bruscamente. Los brazos quedan inmovilizados. La visión se estrecha. El panel de instrumentos se vuelve borroso. Y toda la existencia se reduce a una sola pregunta: ¿alcanzo la velocidad de vuelo cuando se acaba la cubierta?

Si la respuesta es sí, estás volando. La aeronave supera la proa, se estabiliza momentáneamente al pasar del vuelo asistido por catapulta al vuelo autónomo y luego asciende. Si la respuesta es no —una catapulta fría, una falla de motor en el peor momento posible— la aeronave se sale de la proa y cae al agua. El piloto se eyecta. El avión se hunde. Sucede en segundos.

Los despegues nocturnos añaden otra dificultad. La cubierta solo está iluminada por las tenues luces azules de rodaje. La proa está marcada por unas pocas luces verdes, y luego nada: solo oscuridad donde el mar se encuentra con el cielo. El piloto despega hacia el vacío, confiando en los instrumentos y el procedimiento porque los ojos no tienen con qué guiarse. Es, sin duda alguna, una de las cosas más exigentes que un ser humano puede hacer en una aeronave.

Y lo hacen todos los días. Cien veces. Porque así es como se proyecta el poder aéreo desde medio del océano.

Fuentes: Armada de los Estados Unidos, Comando de Sistemas Aéreos Navales, General Atomics (desarrollador de EMALS)