在第一次世界大战时，德国的潜艇在大西洋横行一时，给协约国的舰船造成了巨大损失，因此，在一战之后，各国开始研发一款能够进行反潜作战的飞机，以备未来战争之用，1931年，美国开启了PBY项目，研发水上飞机，在第二次世界大战爆发之前，PBY项目已经发展成熟，并正式命名为卡特琳娜，卡特琳娜水上飞机全长19.47米，翼展31.7米，高6.5米，空重9.5吨，最大起飞重量16吨，配备的是两台普惠R-1830-92发动机，最大航程4100公里，最大升限5700米，最大时速290公里，配备着2挺12.7毫米机枪和1挺7.62毫米机枪，弹仓可以携带4枚225公斤炸弹和4枚147公斤深水炸弹，或者是4枚454公斤炸弹和2枚646公斤鱼雷。
二战爆发之后，面对广袤的太平洋战场，美国开启了全速生产，另外，由于当时只有美国的水上飞机发展成熟，所以英国、法国、荷兰、澳大利亚等国都开始从美国引进，这就使得卡特琳娜成为了有史以来产量最大的水上飞机，达到4000架，另外，卡特琳娜还是用途最为广泛的水上飞机，不仅可以巡逻、侦查、反潜、反舰和轰炸作战，还可以进行运输以及海上救援，为盟军的胜利立下了汗马功劳。在大西洋战场，装备了深水炸弹以及鱼雷的卡特琳娜是德军U型潜艇最难缠的对手，在军舰的支持下，卡特琳娜可以进行超大范围的巡逻侦查，一旦发现德军潜艇可以随时攻击，还可以呼叫其它卡特琳娜过来对德军潜艇穷追猛打，而德军的战机很少能够消灭卡特琳娜，因为虽然德军战机性能优良，但航程太小。
为了应对卡特琳娜，德军潜艇一度以多艘结伴出行的方式进行全方位防空，起初这种战术起到了一定效果，卡特琳娜遭受了损失，后来，盟军也改变了战术，就是在卡特琳娜发现目标之后，只进行跟踪监视，同时呼叫同伴从四面八方同时发起进攻，让德军潜艇防不胜防。
在太平洋战场，潜艇交战较少，海战的主角一般是以航母为主的军舰，因此卡特琳娜的任务主要是夜袭日军军舰和运输船、海上救援和运输。卡特琳娜的速度并不快，在白天攻击日舰很容易被击落，而在夜间，日舰的防御搜索只能依靠雷达，装备着先进无线电高度计的卡特琳娜会在夜间贴着海面进行超低空飞行，避免进入日舰的雷达搜索范围，近距离时，突然发起攻击，尤其是在中途岛海战中，卡特琳娜发挥了巨大作用。航母为主的海战自然会会有大量舰载机进行海上空战，而卡特琳娜可以高效率的进行海上救援，打捞起落水的飞行员，单单是在1943年2月到8月，卡特琳娜就营救了超过200名落水的美军飞行员，因此，美军飞行员会称卡特琳娜为"妈妈"或者"护士长"，当然，也因为卡特琳娜的存在，让相信自己会被救起的美军飞行员在作战中更加勇敢。
另外，卡特琳娜较大的起飞重量可以高效率的运输物资和突击队到目标岛屿，因此，卡特琳娜也被美军士兵称为海上"军马"。二战结束之后，数量庞大的卡特琳娜失去了战争作用，一部分被拆解，一部分被陈列在了纪念馆，还有一部分被转为民用，在旅游观光、森林灭火、地质勘查等方面继续发光发热。
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