Springboard (inom flyg) - en lutande ramp, böjd uppåt, vilket gör att flygplanet kan lyfta med en förkortad startkörning . Vid användning av en språngbräda är det möjligt att uppnå lyft med lägre hastighet än vad som krävs för start från en horisontell bana. Hopphopp används vanligtvis för att lyfta flygplan från hangarfartyg som inte har katapulter .
Den första användningen av ett hoppbacke tros ha inträffat under andra världskriget , när en tillfällig ramp installerades på det brittiska hangarfartyget Furious för att underlätta starten av tungt lastade Barracuda -flygplan som attackerade det tyska slagskeppet Tirpitz . Under kalla krigets era utforskades konceptet som ett sätt att förkorta flygdäckets längd på framtida hangarfartyg, samt för att underlätta driften av allt tungare flygplan till sjöss. Royal Navy visade intresse för hoppbackar på 1970-talet, genomförde en serie försök i samband med den nyutvecklade Harrier VTOL eller STOL fighter , och installerade hoppbackar på nästa generations Invincible-klass hangarfartyg .
Efter att språngbrädan bevisat sitt operativa värde, använde många marintjänster den i sina hangarfartyg och landningsfarkoster, såväl som experimentellt på land. Vid användning av språngbräda kan landning utföras både med hjälp av avledare (kort start, mellanlandning, STOBAR), och med hjälp av vertikal landning av själva flygplanet (kort start, vertikal landning, STOVL). Bland hangarfartyg som byggts under de senaste decennierna är de flesta inte utrustade med katapulter, delvis på grund av de minskade kostnaderna och komplexiteten för skidliftsoperationer.
Ett flygplan med fast vingar får starthastighet under en lång startkörning . När hastigheten ökar skapar vingarna ett ökande lyft . Vid tillräckligt hög hastighet kommer lyftkraften att överstiga flygplanets vikt och flygplanet kommer att kunna flyga kontinuerligt. Om ett flygplan accelererar till starthastighet med endast sina egna motorer krävs en lång landningsbana. Flygplanet på ett hangarfartyg är för kort för att de flesta flygplan ska kunna nå starthastighet.
Språngbrädan i slutet av flygdäcket avviker flygplanets hastighetsvektor med en liten vinkel uppåt, vilket omvandlar en del av flygplanets framåtgående rörelse till en positiv stigningshastighet . Eftersom flygplanet fortfarande rör sig med otillräcklig hastighet för start, börjar det tappa höjd, men backhoppningsstarten ger flygplanet lite extra tid att fortsätta accelerera medan det är i luften [1] .
Många moderna hangarfartyg har inga katapulter, så tunga flygplan måste lyfta med sina egna motorer. Springbrädor gör att du kan lyfta med en tyngre last än vad ett horisontellt däck tillåter. Emellertid är språngbrädan inte en fullständig ersättning för katapulten [2] . Flygplan som F/A18 , som vanligtvis lyfter från en katapult, kan också lyfta från en språngbräda, men detta är endast möjligt till priset av minskat bränsle och/eller stridsbelastning, vilket negativt påverkar dess stridseffektivitet [3] .
Tidiga hangarfartyg kunde starta flygplan genom att helt enkelt vända sig mot vinden och lägga till fartygets egen hastighet till flygplanets hastighet. Under andra världskriget blev bärarbaserade flygplan så tunga att ytterligare utrustning behövdes för att accelerera flygplanet under start . Däckskatapulter användes för att accelerera flygplan till starthastighet, särskilt när man sjösatte tunga flygplan eller när det var obekvämt att ändra kursen på ett hangarfartyg [4] . Språngbrädan användes första gången 1944 när det brittiska hangarfartyget Furies slog till mot det tyska slagskeppet Tirpitz . Ett relativt grovt hoppbacke installerades tillfälligt i slutet av flygdäcket, vilket hjälpte de tungt bombladdade Barracudorna att lyfta [5] [6] .
Under åren efter andra världskriget fortsatte trenden mot en ökning av antalet tunga lastfartygsbaserade flygplan, vilket väckte farhågor om att flygplanets slutvikt skulle överstiga alla katapulters verkliga kapacitet. Forskning har genomförts om alternativa metoder för att assistera start. I en NACA- studie som avslutades 1952 föreslogs att man skulle placera en språngbräda efter katapulten [7] [1] .
Den brittiske forskaren D.Taylor föreslog i sin masteruppsats 1973 att man skulle använda en språngbräda för att underlätta start av Harrier-flygplan. Hans språngbrädadesign med en böj möttes av skepsis till en början, men tjänstemän godkände testning av denna design [6] . De första testerna som provade olika rampvinklar utfördes vid RAE Bedford Aviation Test Center . Flygplanet som användes var en tvåsitsiga Harrier G-VTOL demonstrator . Resultaten verifierades med datorsimuleringar. Tester har visat att prestandan förbättras med ökande rampvinkel, men konstruktörerna valde en minimivinkel för att undvika överdriven stress på flygplanets landningsställ [8] .
På 1970-talet övervägde Royal Navy att bygga en full flight deck cruiser eller lätt hangarfartyg och bestämde sig för att använda en språngbräda i projektet [6] . Följaktligen byggdes hangarfartygen av Invincible-klassen med språngbrädor, vilket avsevärt minskade avståndet som krävdes för att Harriers skulle lyfta, även med en betydande nyttolast [8] [9] . Studsmattan visade sig vara en relativt billig och enkel anordning, bestående av en stålkonstruktion utan rörliga delar. Språngbrädan byggdes på det första fartyget i serien, hangarfartyget Invincible , när det byggdes i Barrow var lutningsvinkeln 7º. Den 30 oktober 1980 gjorde testpiloten befälhavaren David Poole den första starten från en språngbräda i havet i ett Harrier-flygplan. Illustrious var också ursprungligen utrustad med en 7° ramp, medan Ark Royal uppgraderades till 12° då detta visade sig vara optimalt. De två tidigare fartygen uppgraderades därefter och fick språngbrädor med en vinkel på 12°.
Efter framgångarna med Harrier blev backhoppning den accepterade metoden för att lansera flygplan utan behov av sofistikerad utrustning som en katapult. Senare modeller av språngbrädor har förbättringar jämfört med den ursprungliga designen. Det har visat sig att även relativt små gropar eller defekter på en helt slät yta orsakar sprickor i flygplanets landningsställ. Det är av denna anledning som Royal Navy införde snävare designtoleranser för språngbrädans prestanda hos Queen Elizabeth hangarfartyg [6] . En modern hoppbacke kan byggas som en enda löstagbar struktur, placerad på det främre flygdäcket, snarare än helt integrerad i fartygets fören.
Språngbrädor installeras inte bara på hangarfartyg, utan också på många amfibiehelikopterfartyg för att underlätta driften av STOVL-flygplan [6] . UDC typ "Juan Carlos" marinen i Australien och Spanien var också utrustade med språngbrädor. Något ovanligt har den amerikanska flottan aldrig använt hoppbackar på sina landningsfarkoster, trots att de användes flitigt av VSTOL-flygplan som Harrier och F-35 .
I början av det tjugoförsta århundradet var hangarfartyg utrustade med språngbrädor i tjänst med flottorna i Storbritannien, Kina, Indien, Italien, Ryssland, Spanien och Thailand [6] . I och med att det brasilianska hangarfartyget São Paulo gick i pension 2017, är USA, USA och Frankrike de enda länderna som fortfarande använder hangarfartyg med katapulter.
Hangarfartyg från vilka vanliga plan lyfter med språngbräda och landar med hjälp av en arrester kallas STOBAR (Short Take-Off But Arrested Recovery). Piloten ökar dragkraften på flygplanet genom att slå på efterbrännarna, hålla i flygplanet genom att bromsa. På ett hangarfartygs däck höjs två paneler framför landningsstället, vilket säkerställer flygplanets orörlighet. På kommando släpper piloten bromsen; paneler från däcket återgår till sina bon, flygplanet börjar röra sig framåt med maximal dragkraft. Efter att ha övervunnit språngbrädan får flygplanet både horisontella och vertikala komponenter av hastighet [10] [11] .
MiG-29 , med hjälp av hoppbacken från hangarfartyget Kuznetsov, kan lyfta med en hastighet av cirka 130 km/h istället för de vanliga 260. Starthastigheten beror dock på många faktorer, såsom brutto vikt [12] .
Med undantag för USA och Frankrike använder alla världens flottor med flygplansbärande fartyg beväpnade med flygplan språngbrädor för start [13] .
Hangarfartyg designade för kort start och vertikal landning kallas STOVL (Short Take-Off, Vertical Landing). Flygplan gör en normal start med en körning längs däck med maximal motorkraft. När flygplanet närmar sig rampen är de vridbara munstyckena orienterade för att ge både lyftkraft och framåtdragning. Detta ger mer startvikt än en oassisterad horisontell start eftersom språngbrädan ger vertikal fart när det behövs som mest [14] .
Att lyfta från en språngbräda anses vara säkrare än att lyfta från ett platt däck. När Harrier lyfter från amerikanska LHA , avslutar den sin start och börjar flyga 18 meter över vattenytan utan positiv vertikal hastighet . Med hjälp av språngbrädan bryter Harrier av med en positiv vertikal hastighet och stiger endast på grund av tröghet till en höjd av 45 till 60 m över vattnet [13] .
1988 genomförde US Marine Corps AV-8B Harrier II- flygplan en serie testflygningar på det spanska lätta hangarfartyget Principe de Asturias (hangarfartyg). Det visade sig att startsträckan vid en full längd av 230 m på däcket av Tarawa UDC motsvarar en startsträcka på 90 m från ett hangarfartyg utrustat med en språngbräda med en lutningsvinkel på 12°. Denna dramatiska förbättring av prestanda gjorde ett starkt intryck på specialister [13] .
I början av 1990-talet undersökte det amerikanska flygvapnet användningen av hoppbackar för grundläggande flyg; detta tillvägagångssätt sågs som "en möjlig lösning på problemet med otillräckliga landningsbanor i Europa" under det kalla kriget . Det fastställdes att när man använder ett hoppbacke med en avgångsvinkel på 9°, är avståndet som behövs för att ta av F/A-18 Hornet ungefär halverat. [femton]