グラーフ・ツェッペリン級航空母艦
しかしこうした変更に応えるために必要な構造修正は、艦の設計に大きな変更を要求して困難であり、時間がかかりすぎると判断され、問題は棚上げされた。
主な対空防御は12門の10.5cm砲であり、6基の砲塔にペアで搭載された。これらのうち3基は空母の艦橋前方に配置され、また3基は後方に配された。これらの砲が左舷側に発砲した際は、爆風で飛行甲板上に駐機した艦載機に損傷を及ぼす可能性があり、これは避けられない危険だった。また砲戦中にはどのような飛行作業でも制限を受けることとなった。
グラーフ・ツェッペリン級航空母艦の第二の対空兵装は、飛行甲板の端に沿ってスポンソンを設け、この上に据えられた11基の3.7 cm SK C/30連装砲で構成された。4基は右舷側に、6基が左舷側、そして1基が船首楼に装備された。それに加え、7挺の20mm MG C/30機関銃が単装形式の基部に収容され、空母の両端に配置された。4挺は左舷側、3挺は右舷側である。これらの機関銃は後に四連装装備へと変更された。
1937年、グラーフ・ツェッペリンからの発艦が翌年末に予定され、バルト海沿岸のトラーフェミュンデに置かれたドイツ空軍の実験的な試験用設備では、試作された空母艦載機のテストを行うという長期計画が始められた。こうした第三帝国の試験設備は4つあり、これはそのうちの1つで、本部はレヒリンに置かれていた。この試験には模擬的な空母への発着艦を実行し、将来の空母搭乗員を訓練することが含まれていた。
この滑走路にはグラーフ・ツェッペリンの飛行甲板の輪郭線が塗装された。さらにそれから、滑走路を横切って吊された制動索の上を通り、甲板へ降着するシミュレーションが行われた。制動索は、DEMAG社(Deutsche Maschinenfabrik A.G. Duisburg)によって製造された電気機械式制動装置に装着された。この試験はハインケルHe 50、アラドAr 195、そしてアラドAr 197の機体を使用して1938年3月から始められた。この後、ブレーメンのアトラス・ヴェルケがさらに強力な制動ウィンチを供給し、フィーゼラーFi 167やユンカースJu 87といった、より重量のある航空機が試験されるようになった。
当初のいくらかの不具合の後、ドイツ空軍の操縦者たちは1,800回の試行の内、1,500回の制動をともなう降着に成功した。
トラーフェ川の河口につながれた長さ20mの艀に空気式カタパルトを搭載し、これを用いて発進が練習された。ハインケル社設計のカタパルトは、ドイチェヴェルケ・キール(DWK)によって製造され、風の状況によっては航空機を速度145km/hに加速することができた。グラーフ・ツェッペリン上と同じ方法を意図し、試験飛行機はまずクレーンによって折り畳み可能な発進用トロリーの上に吊り上げられた。
カタパルトの試験計画は1940年4月に開始され、また5月上旬までに36回の発進が実施された。後の研究のために全てが注意深く文書化され、記録撮影された。17回はアラドAr 197、15回は改修されたユンカースJu 87Bにより、また4回はメッサーシュミットBf 109Dを使用した。更なる試験が続行され、6月までにドイツ空軍当局はカタパルトシステムの性能に完全に満足していた。
特に気蓄器の容量が限られること、また発艦の間に不可欠となる充填時間が長いことが挙げられる。しかしこうしたシステムの1つの利点として、グラーフ・ツェッペリンは艦を風に向けて航行させる必要がなく、また風が弱すぎて重たい艦載機に十分な揚力を与えられない状況下でも機を発艦できた。さらにこの艦は、艦載機の発艦と着艦を同時に実施できた。
迅速なカタパルト発艦を容易にし、また時間のかかるエンジンの暖機運転の必要性を除くため、格納庫の甲板上では最大8機までの艦載機が蒸気予熱器を用いて、空母からの発艦態勢を維持することができた。これらは艦載機のエンジンを摂氏70度の運転温度に維持できた。これに加え、エンジンオイルは専用の貯油槽で予熱され、それから発艦前の短時間のうちに手動ポンプにより艦載機のエンジンに入れられた。ひとたび艦載機がエレベーターで飛行甲板まで上がったとき、必要があれば、飛行甲板上のソケット部にコンセントをつなぐ電気予熱機を用いて機の油温を維持できた。このようにして、これらのエンジンをすでに通常の動作温度、またはその近辺に調整しておくことで、艦載機を即時カタパルト発進させることができた。