Ролковите влакчета може да предизвикат повръщане и разкъсване, но те също са очарователни примери за сложна физика на работа.

Получаването на поредица от автомобили чрез възел от капки, обръщане, търкаляне и стартиране изисква екипи от машинни инженери, анализиращи понятия като сили, ускорение и енергия. За да добием представа за науката, която стои зад любимите ни разходки, разговаряхме с Джефри Роудс, професор в Училището по машиностроене в Пърдю и създател на класа по динамика на влакчетата в университета.

Завършване на веригата

Нека започнем с основите. Властите с влакчета, както и всичко останало, трябва да се подчиняват на закона за запазване на енергията, което означава, че влакът може да се движи толкова бързо и доколкото позволява количеството съхранена (потенциална) енергия.

Потенциалната енергия обикновено идва от повдигането на влака на хълм с верига или кабел. Докато влакът се движи по хълм, потенциалната енергия се превръща в движеща се (кинетична) енергия; колкото по-бързо върви влакът, толкова повече кинетична енергия има.

Кинетичната енергия се превръща обратно в потенциална енергия, докато автомобилите се изкачват по следващите хълмове. Тъй като колите непременно губят малко енергия чрез сили като триене и въздушно съпротивление, най-високата точка на традиционния увеселителен парк (помислете: Six Flags Magic Mountain’s Голиат или Изкривен Колос вози) е почти винаги първият хълм. Ако има още един голям спад, идващ по-висок от първия, дизайнерите добавят още асансьори (помислете: големият спад в края на Splash Mountain на Disney).

Някои увеселителни влакчета падат повече от 90 градуса, извивайки се навътре в горната част на хълма на лифта, като на Valravn в Сидър Пойнт. Физиката в играта е същата, но Роудс казва, че тези капки могат да предложат по-остро усещане за безтегловност.

Други увеселителни уреди, като Kingda Ka на Six Flags Great Adventure или Top Thrill Dragster на Cedar Point, съхраняват енергията си в пускови устройства, бутала за пинбол, задвижвани с течност или въздух, или в електромагнити, вградени в пистата и автомобилите. Подложките за изстрелване не изискват гигантски хълмове за вдигане (което спестява много място) и предлагат различен вид изпреварваща тръпка. Големите паркове искат разнообразие от преживявания с ездачи и подложките са чудесен начин да промените усещането, казва Роудс.

Loops, Flips и Turns

Инженерите генерират тръпка чрез ускорение - основно променяйки скоростта на мотоциклетистите по силно проектирани, неестествени начини. Инженерите на увеселителен парк призовават законите на движението на Нютон, за да накарат ездачите да усетят комбинираните сили на гравитацията и ускорението, което създава вълнуващо, необичайно усещане за тялото. Цикли, тирбушони и тесни завои принуждават ездачите & apos; тела вертикално и хоризонтално по изчислени начини.

Винаги ли сте се чудили защо бримките са с форма на капка, а не кръгла? Предизвикателството е проектирането на преходите в и извън цикъла “, казва Роудс. „Трябва да се уверите, че не предизвиквате рязко движение или промени в ускорението, които могат да доведат до камшичен удар. Всичко, което се движи с кръгово движение, изпитва друг вид ускорение, наречено центростремително ускорение, което увеличава, колкото по-бързо се движи автомобилът или колкото по-малък е кръгът. Кръгъл контур би предизвикал потрепване от внезапното добавяне на центростремителното ускорение. Формата на сълзата контролира това ускорение, облекчавайки ездача през бримката и предотвратявайки рязко движение.

И тогава има ролки, които могат да дезориентират ездачите по няколко начина. Вътрешните усуквания са ролки, които въртят влаковете около пистата, но ролките със сърдечна линия се опитват да въртят ездачи около гърдите си. Колос в парк Торп (по-горе) е най-добрият пример за сърдечни ролки на работа - 90-секундното каране може да се похвали с 10 инверсии, включително четири последователни сърдечни ролки. Ще видим още [подложки с] множество ролки последователно едно след друго, каза Роудс, защото това създава огромна дезориентация.

Дърво срещу стомана

Дървените увеселителни влакчета не могат да приберат много добре бримките, така че те често са по-малко дезориентиращи от техните стоманени колеги. И така, защо някои ездачи ги предпочитат? Хората ... като очакването, нестабилността на тях, която ги усилва малко. Те искат да почувстват, че конструкцията се движи под тях, казва Роудс. Стоманените подложки са почти точно обратното. Това прилича на шофиране на антикварно превозно средство спрямо шофиране на най-новия спортен автомобил.

Дървените увеселителни влакчета обикновено нямат бримки или ролки, тъй като ще отнеме твърде много дърво, за да поддържа силата на влак с тежки влакчета. Хадес 360 на Mt. Олимп в Уисконсин поддържа ролка на дървени коловози със стоманено скеле.

Подложки за следващо поколение

Има толкова много начини, по които можете да хвърляте хората с малки колички, като ги изпращате нагоре, надолу и с главата надолу. Някои строители на езда създават отделения, които се търкалят независимо от автомобилите, като обикалят оси, перпендикулярни на пистата, което добавя повече обрати, без да се нуждаят от повече цикли. Наистина можете да видите това на The Жокер в Голямото приключение на Six Flag (По-долу).

Опитът с влакчета в увеселителен парк е нещо повече от просто сбор от техните ускорения. Други строители добавят светлини, дим, изпращат подложки под земята и добавят чопъри за глава и крака, близки, но не твърде близки решетки, които осигуряват допълнителен елемент на тръпка и / или ужас. Това е траекторията, която ще следваме известно време, каза Роудс. По-голямо и по-бързо няма да бъде възможно много по-дълго.