Ponnahduslauta (ilmailussa) - kalteva, ylöspäin kaareva ramppi, joka mahdollistaa lentokoneen nousun lyhennetyllä nousukiidolla . Ponnahduslautaa käytettäessä on mahdollista saavuttaa lentoonlähtö pienemmällä nopeudella kuin vaakasuoralta kiitotieltä vaaditaan. Mäkihyppyjä käytetään yleisesti lentokoneiden nousuun lentotukialuksilta , joissa ei ole katapultteja .
Mäkihypyn ensimmäisen käyttökerran uskotaan tapahtuneen toisen maailmansodan aikana , kun brittiläiseen Furious -lentokukialukseen asennettiin väliaikainen ramppi helpottamaan raskaasti lastattujen Barracuda -lentokoneiden nousua , jotka hyökkäsivät saksalaiseen taistelulaivaan Tirpitziin . Kylmän sodan aikana konseptia tutkittiin keinona lyhentää tulevien lentotukialusten ohjaamopituutta sekä helpottaa yhä raskaampien lentokoneiden käyttöä merellä. Kuninkaallinen laivasto osoitti kiinnostusta mäkihypyihin 1970-luvulla suorittamalla sarjan kokeita yhdessä äskettäin kehitetyn Harrier VTOL- tai STOL-hävittäjän kanssa ja asentamalla mäkihypyjä seuraavan sukupolven Invincible-luokan lentotukialuksiin .
Sen jälkeen kun ponnahduslauta osoittautui käyttöarvonsa, monet merivoimat käyttivät sitä lentotukialuksissaan ja laskeutumisaluksissaan sekä kokeellisesti maalla. Ponnahduslautaa käytettäessä lasku voidaan suorittaa sekä pysäyttimen avulla (lyhyt nousu, välilasku, STOBAR) että itse lentokoneen pystylaskulla (lyhyt nousu, pystysuora lasku, STOVL). Viime vuosikymmeninä rakennetuista lentotukialuksista suurin osa ei ole varustettu katapulteilla, mikä johtuu osittain alhaisemmista kustannuksista ja hiihtohissien monimutkaisuudesta.
Kiinteäsiipinen lentokone nostaa lentoonlähtönopeutta pitkän lentoonlähdön aikana . Nopeuden kasvaessa siivet lisäävät nostovoimaa . Riittävän suurella nopeudella nostovoima ylittää lentokoneen painon ja koneesta tulee jatkuvalentokykyinen. Jos lentokone kiihtyy lentoonlähtönopeuteen käyttämällä vain omia moottoreitaan, tarvitaan pitkä kiitotie. Lentotukialustan ohjaamo on liian lyhyt, jotta useimmat lentokoneet saavuttaisivat nousunopeuden.
Ohjaamon päässä oleva ponnahduslauta poikkeaa lentokoneen nopeusvektorista pienen kulman ylöspäin ja muuttaa osan lentokoneen eteenpäin suuntautuvasta liikkeestä positiiviseksi nousunopeudeksi . Koska lentokone liikkuu edelleen riittämättömällä nopeudella lentoonlähtöön, se alkaa menettää korkeutta, mutta mäkihypyn nousu antaa koneelle hieman lisäaikaa jatkaa kiihdytystä ilmassa ollessaan [1] .
Monissa nykyaikaisissa lentotukialuksissa ei ole katapultteja, joten raskaiden lentokoneiden on noustava lentoon omilla moottoreillaan. Ponnahduslaudoilla voit lähteä lentoon raskaammalla kuormalla kuin vaakasuora kansi sallii. Ponnahduslauta ei kuitenkaan korvaa katapulttia täysin [2] . Yleensä katapultista lähtevät lentokoneet, kuten F/A18 , voivat nousta myös ponnahduslaudalta, mutta tämä on mahdollista vain pienentyneen polttoaineen ja/tai taistelukuorman kustannuksella, mikä vaikuttaa negatiivisesti sen taistelutehokkuuteen [3] .
Varhaiset lentotukialukset pystyivät laukaisemaan lentokoneita yksinkertaisesti kääntymällä tuuleen ja lisäämällä laivan oman nopeuden lentokoneen nopeuteen. Toisen maailmansodan aikana kantoalustaisista lentokoneista tuli niin raskaita, että lisälaitteita tarvittiin lentokoneen kiihdyttämiseen nousun aikana . Kansikatapultteja käytettiin kiihdyttämään lentokoneita lentoonlähtönopeuteen, varsinkin kun raskaita lentokoneita laskettiin vesille tai kun lentotukialuksen suunnan muuttaminen oli hankalaa [4] . Ponnahduslautaa käytettiin ensimmäisen kerran vuonna 1944, kun brittiläinen lentotukialus Furies osui saksalaiseen taistelulaivaan Tirpitziin . Suhteellisen karkea hyppyrimäki asennettiin tilapäisesti ohjaamon päähän, mikä auttoi raskaasti pommilla olevia Barracudasia nousemaan lentoon [5] [6] .
Toisen maailmansodan jälkeisinä vuosina suuntaus kohti raskaiden kantoalusten lentokoneiden määrän kasvua jatkui, mikä herätti pelkoja, että lentokoneen lopullinen paino ylittäisi minkä tahansa katapultin todelliset mahdollisuudet. Vaihtoehtoisia lentoonlähtöapumenetelmiä on tutkittu. Vuonna 1952 valmistuneessa NACA -tutkimuksessa ehdotettiin ponnahduslauta sijoittamista katapultin jälkeen [7] [1] .
Brittitutkija D.Taylor ehdotti diplomityössään vuonna 1973 ponnahduslaudan käyttöä helpottamaan Harrier-lentokoneiden nousua. Hänen ponnahduslautasuunnitelmansa mutkalla suhtautui aluksi skeptisesti, mutta viranomaiset hyväksyivät tämän mallin testauksen [6] . Ensimmäiset testit, joissa kokeiltiin erilaisia ramppikulmia, suoritettiin RAE Bedford Aviation Test Centerissä . Lentokoneena käytettiin kaksipaikkaista Harrier G-VTOL -mielenosoittajaa . Tulokset varmistettiin tietokonesimulaatioilla. Testit ovat osoittaneet, että suorituskyky paranee ramppikulman kasvaessa, mutta suunnittelijat valitsivat vähimmäiskulman välttääkseen liiallisen rasituksen lentokoneen laskutelineeseen [8] .
Kuninkaallinen laivasto harkitsi 1970-luvulla koko ohjaamoristeilijän tai kevyen lentotukialuksen rakentamista ja päätti käyttää projektissa ponnahduslautaa [6] . Tästä syystä Invincible-luokan lentotukialukset rakennettiin ponnahduslautoilla, mikä lyhensi huomattavasti Harrierien lentoonlähtöä vaativaa etäisyyttä jopa huomattavalla hyötykuormalla [8] [9] . Trampoliini osoittautui suhteellisen halvaksi ja yksinkertaiseksi laitteeksi, joka koostui teräsrakenteesta ilman liikkuvia osia. Ponnahduslauta rakennettiin sarjan ensimmäiseen laivaan, lentotukialukseen Invincible , kun sitä rakennettiin Barrowissa, sen kaltevuuskulma oli 7º. 30. lokakuuta 1980 koelentäjä komentajaluutnantti David Poole teki ensimmäisen nousun ponnahduslaudalta mereen Harrier-lentokoneella. Illustrious oli myös alun perin varustettu 7° rampilta, kun taas Ark Royal päivitettiin 12°:een, koska tämä todettiin optimaaliseksi. Kaksi edellistä alusta päivitettiin myöhemmin, ja ne saivat ponnahduslaudat, joiden kulma oli 12 °.
Harrierin menestyksen jälkeen mäkihypystä tuli hyväksytty menetelmä lentokoneiden laukaisussa ilman kehittyneitä laitteita, kuten katapulttia. Myöhemmissä ponnahduslautoissa on parannuksia alkuperäiseen malliin verrattuna. On havaittu, että jopa suhteellisen pienet kuopat tai viat täysin tasaisella pinnalla aiheuttavat halkeamia lentokoneen laskutelineissä. Tästä syystä kuninkaallinen laivasto otti käyttöön tiukemmat suunnittelutoleranssit Queen Elizabethin lentotukialusten ponnahduslaudan suorituskyvylle [6] . Nykyaikainen mäkihyppy voidaan rakentaa yhdeksi irrotettavaksi rakenteeksi, joka sijoitetaan etuohjaamolle sen sijaan, että se olisi integroitu kokonaan laivan keulaan.
Ponnahduslaudat asennetaan lentotukialuksiin, mutta myös lukuisiin amfibiohelikopteritukialuksiin helpottamaan STOVL-lentokoneiden käyttöä [6] . UDC-tyyppinen "Juan Carlos" Australian ja Espanjan laivasto varustettiin myös ponnahduslaudoilla. Hieman epätavallista on se, että Yhdysvaltain laivasto ei ole koskaan käyttänyt laskeutumisaluksissaan hyppyhypyjä, vaikka niitä käyttivät voimakkaasti VSTOL-koneet, kuten Harrier ja F-35 .
2000-luvun alussa ponnahduslaudoilla varustetut lentotukialukset olivat käytössä Ison-Britannian, Kiinan, Intian, Italian, Venäjän, Espanjan ja Thaimaan laivastoissa [6] . Brasilialaisen lentotukialuksen São Paulon eläkkeelle vuonna 2017 lähtien Yhdysvallat, Yhdysvallat ja Ranska ovat ainoita maita, jotka käyttävät edelleen katapulteilla varustettuja lentotukialuksia.
Lentotukialuksia, joista tavalliset koneet nousevat ponnahduslaudalla ja laskeutuvat pysäyttimen avulla, kutsutaan STOBARiksi (Short Take-Off But Arrested Recovery). Ohjaaja lisää koneen työntövoimaa kytkemällä päälle jälkipolttimet ja pitelee lentokonetta jarruttamalla. Lentotukialuksen kannella kaksi paneelia on nostettu laskutelineen eteen, mikä varmistaa lentokoneen liikkumattomuuden. Ohjaaja vapauttaa jarrun käskystä; paneelit kannelta palaavat pesiinsä, lentokone alkaa liikkua eteenpäin suurimmalla työntövoimalla. Ponnahduslaudan ylitettyään lentokone hankkii sekä vaaka- että pystysuuntaiset nopeuden komponentit [10] [11] .
Lentotukialus Kuznetsovin mäkihypyä hyödyntävä MiG-29 voi nousta noin 130 km/h nopeudella tavanomaisen 260 km/h sijaan. Nopeus riippuu kuitenkin monista tekijöistä, kuten bruttonopeudesta. paino [12] .
Yhdysvaltoja ja Ranskaa lukuun ottamatta kaikki maailman laivastot, joilla on lentokoneilla aseistettuja aluksia, käyttävät ponnahduslautoja lentoonlähtöön [13] .
Lentotukialuksia, jotka on suunniteltu lyhyeen nousuun ja pystysuoraan laskuun, kutsutaan nimellä STOVL (Short Take-Off, Vertical Landing). Lentokone suorittaa normaalin nousun juoksemalla kantta pitkin suurimmalla moottorin työntövoimalla. Kun lentokone lähestyy ramppia, kääntyvät suuttimet on suunnattu tarjoamaan sekä nosto- että eteenpäintyöntövoimaa. Tämä antaa enemmän lentoonlähtöpainoa kuin avustamaton vaakalento, koska ponnahduslauta antaa pystysuuntaisen liikemäärän silloin, kun sitä eniten tarvitaan [14] .
Ponnahduslaudalta nousua pidetään turvallisempana kuin tasaisella kannella nousua. Kun Harrier nousee amerikkalaisesta LHA :sta, se lopettaa lentoonlähtönsä ja alkaa lentää 18 metriä vedenpinnan yläpuolella ilman positiivista pystynopeutta . Ponnahduslautaa käyttäen Harrier katkeaa positiivisella pystynopeudella ja nousee vain hitauden vaikutuksesta 45-60 metrin korkeuteen veden yläpuolelle [13] .
Vuonna 1988 Yhdysvaltain merijalkaväen AV-8B Harrier II -lentokone suoritti sarjan koelentoja espanjalaisella kevyellä lentotukialuksella Principe de Asturias. Todettiin, että lentoonlähdön täyspituus 230 m Tarawa UDC:n kannella vastaa 90 metrin lentoonlähtökiitoa lentotukialusta, joka on varustettu ponnahduslaudalla, jonka kaltevuuskulma on 12 °. Tämä dramaattinen suorituskyvyn paraneminen teki vahvan vaikutuksen asiantuntijoihin [13] .
1990-luvun alussa Yhdysvaltain ilmavoimat tutkivat hyppyhypyjen käyttöä perusilmailussa; tätä lähestymistapaa pidettiin "mahdollisena ratkaisuna Euroopan riittämättömien kiitoratojen ongelmaan" kylmän sodan aikana . Todettiin, että käytettäessä mäkihypyä, jonka lähtökulma on 9°, F / A-18 Hornetin lentoonlähtöön tarvittava matka on noin puolet. [viisitoista]