二战时期战列舰，主要是巨炮，没有舰载机，更没有防空能力
航空母舰上，一架架飞机呼啸而过。世界上第一艘航空母舰是日本19建造的“凤翔号”（也有一说是英国的“竞技神号”，两者的时间差不多）。在第二次世界大战以前，人们认为能搭载更多火炮的军舰和更大口径的火炮具有更大的威力，即“口径即正义”。但在偷袭珍珠港事件和之后的中途岛海战中，人们发现发展的飞机和鱼雷使舰船显得越来越脆弱。于是海战的主角变成了能搭载飞机的航空母舰，而评价航空母舰的便准就变成了能搭载多少舰载机和能在更短的时间里起落更多的舰载机。在此情况下，人们想要一种能将飞机“仍出去”的装置，飞机弹射器的探索就开始了。
火药动力弹射
在第一次世界大战时随着马克沁重机枪等自动化火药武器的出现，人们震撼于火药的威力，自然而然地想到了用火药为动力生产一种能利用爆炸能量自动化地将飞机“仍出去”的装置，据说最早是日本在期研究并使用的，由于早期飞机均为螺旋桨机甚至还有木制的飞机所以重量较轻，用火药弹射的想法还是比较现实的。日本人在伊势级航空战列舰（非航空母舰）上装备了初期的火药弹射器并以此成功地发射了小型水上飞机，这可以看作是最早地水面弹射装置。但是在实际使用中火药弹射器有着难以克服的缺点，问题之一就是只能在甲板上使用，而航空母舰内舱的飞机无法使用；其二是火药爆炸产生的动能并不稳定，极易发生事故；第三是此种方式产生的升力小且时间短，即使是早期的螺旋桨式飞机也并不实用。事实上，火药弹射器最终也只能发射早期的螺旋桨水上飞机。
火药弹射器
美国海军也曾经使用此方法试验性地进行了火药动力弹射，但遇到了与日本同样的问题，最终确定这种方法效果并不如液压弹射器，于是便试着采用液压方式进行飞机弹射。
液压弹射器
二战开始前，美国在“游骑兵”和“约克镇”级航母上装置液压弹射器。具体是先通过动力源挤压和驱动液压油，再以高速流动的液压油推动活塞，由活塞的高速移动带动滑车、滑轮和缆线机构，然后利用缆线和弹射梭带动和牵引飞机加速。这种弹射方式一直使用到了二战末期，其后由于越来越重的舰载机人们不得不寻找新的飞机弹射方式。
液压弹射器工作原理图
经过多次实验后证明液压弹射器方式完全可行，但也并不是这样完美。它确实能将几顿重的飞机抛掷到空中，但问题有二：一方面每次发射后液压装置内的能量耗尽，得重新储能才能进行第二次操作，而这个时间很长（前文说过飞机弹射器主要目的就是能在短时间内起飞更多飞机）；另一方面这种设施操作时磨损很严重，弹射几十次后就会发生漏气或卡壳现象，从而影响工作效率，更严重的是液压油摩擦会引火自燃；最后随着战斗机越来越重，压缩空气的动力也不足以用于弹射飞机，人们必须想出新的办法进行飞机弹射。
二战时期美军使用液压弹射器弹射飞机
二战后期，随着人们认识到航空母舰才是未来海战发展的方向，战列舰和巡洋舰等舰种逐渐退出历史舞台，飞机弹射器迎来了大发展。
火箭动力弹射
在1950年，美国人又试验了火箭助推弹射器，这种方式比火药弹射和液压弹射都简单，就是在飞机起落架附近安装一次性的火箭助推器，飞机起飞时直接点燃火箭，用火箭的动力将舰载机抛至空中实现起飞。
火箭动力弹射器
这种方法的优点是操作十分简便，只需要事先准备火箭助推器就好了。火箭动力弹射的缺点有以下几个：首先是火箭燃烧时必然产生高热的尾焰，这很容易伤到甲板上的人员甚至是点燃油料和弹药，另外对甲板破坏也很大；其次是尾焰周围均为高热范围，这就使人员和其他飞机不能靠近，这反而降低了飞机的起落效率（比如说双跑道或多跑道航母由于尾焰的产生只能同时起落一架飞机）；最后是这种方式弹射必须准备大量的火箭助推器，每次飞机起飞均需消耗2-4个火箭助推器，这就意味着一艘舰载机为50架的航空母舰需要准备约200个火箭助推器，航空母舰上的空间寸土寸金，海员们只能龟缩在格子里睡觉。要拿出这样大的空间储备火箭助推器未免不现实。飞机弹射的探索还在进行中….
现代飞机使用火箭动力弹射
另外说句题外的话，即使现代出现了蒸汽弹射和电磁弹射后，火箭动力弹射的方式仍然有它存在的必要，这种方式现代主要用于极端情况下的起飞，如在荒无人烟的冰原或原始森林迫降后的再次起飞。
蒸汽弹射
蒸汽弹射简单来说就是将飞机的前起落架固定在弹射引导器上，弹射引导器连接藏于航母内部的弹射器，航母内部燃气锅炉内发出的蒸汽导入到弹射器，喷射到活塞上进而拉到弹射引导器推动飞机起飞，最后一刹那松开拖锁抛出飞机。
蒸汽弹射原理图，红色部分为蒸汽
蒸汽弹射的弹射引导器
蒸汽弹射与之前的弹射器相比有了巨大的进步， 它可以在一分钟内起飞2架飞机，而美国的大型航母一般装备有4个蒸汽弹射器，已经能满足飞机起落的基本需求了。但蒸汽弹射器缺点还是不小，首先来说它的体积还是过大；其次它弹射一次需要消耗600公斤左右的淡水，这反而变得不经济（海水由有杂质和腐蚀性并不适合用于蒸汽弹射）；最后它的维修保养都十分麻烦，难以进行长时间的工作。
弹射引导器也有一个发展的过程，如下图
F-4B鬼怪式战机，其没有弹射引导器，可以看到2根钢索
在蒸汽弹射的初期没有弹射引导器，人们只是想到了用2根钢索拖拽飞机向前起飞，后来才慢慢地出现了弹射引导器拖拽前起落架地方式。
电磁弹射
先来看看电磁弹射器是什么样子，如下图：
电磁弹射器
电磁弹射其实就是一个巨大地直线电机，让巨大地电流通过感应线圈从而同时产生向前的磁感力推动飞机起飞，它可以使飞机可以更平稳地加速起飞。
直线电机示意图
电磁弹射器由四个部分组成，分别是感应电动机（使电流通过）、储能子系统、功率转换子系统和控制台。使用电磁感应电动机在电流中产生磁场，从而沿轨道推动飞机起飞。控制台向其他部件发出命令，在飞机起飞的一瞬间需要巨大的能量所以储能子系统在平时就蓄积电能，抛射系统的主要结构为一连串的磁感线圈。起飞时储能子系统供电给抛射系统，电流通过抛射系统的磁感线圈产生磁感力从而将飞机推向空中。
电磁弹射器四个主要部件分布图
与蒸汽弹射相比，它重量轻、成本低、所需维护少，另外还没有蒸汽弹射对淡水的巨大需求。可以说是未来飞机弹射器的主流发展方向。但其也不是尽善尽美的，对电力的巨大需求限制了其发展。这里我们要提到一位伟大的中国人——马伟明院士，其发展的中压直流技术可以将航母自身用电、生活用电和舰载武器用电三者合一，从而从根本上解决了电磁弹射器的“缺电”问题。
国产“中压直流供电系统”
