Amerikāņu kalniņi var būt vemšanu un asaras izraisoši aizraušanās aparāti, taču tie ir arī aizraujoši sarežģītas fizikas piemēri darbā.

Lai iegūtu virkni automašīnu, izmantojot pilienu, saliekamo, ruļļu un palaišanas mezglu, ir nepieciešamas mašīnbūves inženieru komandas, kas analizē tādus jēdzienus kā spēki, paātrinājums un enerģija. Lai iegūtu priekšstatu par mūsu iecienītāko braucienu zinātni, mēs runājām ar Džefriju Rhoadsu, Purdue mašīnbūves skolas profesoru un universitātes kalniņu dinamikas klases veidotāju.

Circuit pabeigšana

Sāksim ar pamatiem. Amerikāņu kalniņiem, tāpat kā visam pārējam, ir jāievēro enerģijas saglabāšanas likums, tas nozīmē, ka vilciens var braukt tikai tik ātri un tik tālu, cik to ļauj uzkrātās (potenciālās) enerģijas daudzums.

Potenciālā enerģija parasti rodas, vilcienu paceļot kalnā ar ķēdi vai trosi. Vilcienam braucot lejup no kalna, potenciālā enerģija pārvēršas kustīgā (kinētiskā) enerģijā; jo ātrāk vilciens iet, jo vairāk tā ir kinētiskā enerģija.

Kinētiskā enerģija atkal pārvēršas potenciālā enerģijā, automašīnām paceļoties nākamajos kalnos. Tā kā automašīnas noteikti zaudē enerģiju, izmantojot tādus spēkus kā berze un gaisa pretestība, tradicionālā kalniņa augstākais punkts (domājiet: Six Flags Magic Mountain’s Goliāts vai Savīti koloss braucieni) gandrīz vienmēr ir pirmais kalns. Ja ir vēl kāds nozīmīgs kritums, kas pārsniedz augstākos, dizaineri pievieno vairāk pacēlāju (domājiet: lielais kritums Disneja šļakatveida kalna galā).

Daži paliktņi nokrīt tālāk par 90 grādiem, līdzīgi kā pacelšanās kalna galā, izliekoties uz iekšu Valravn Cedar Point. Fizika spēlē ir tāda pati, taču Rhoads saka, ka šie pilieni var piedāvāt akūtāku bezsvara sajūtu.

Citi paliktņi, piemēram, Six Flags Great Adventure’s Kingda Ka vai Cedar Point's Top Thrill Dragster, enerģiju uzglabā palaišanas ierīcēs, ar šķidrumu vai gaisa spiedienu darbināmos flīžu virzuļos vai trasē un automašīnās iebūvētos elektromagnētos. Palaišanas paliktņiem nav nepieciešami gigantiski pacēlāju kalni (kas ietaupa daudz vietas), un tie piedāvā cita veida paredzamu saviļņojumu. Lielie parki vēlas daudzveidīgu braucēju pieredzi, un palaišanas paliktņi ir lielisks veids, kā mainīt sajūtu, saka Rhoads.

Cilpas, pagriezieni un pagriezieni

Inženieri rada aizraušanos ar paātrinājumu - būtībā maina braucēju ātrumu ļoti inženierēti, nedabiski. Piekrastes inženieri aicina Ņūtona kustības likumus panākt, lai braucēji sajustu smaguma un paātrinājuma apvienotos spēkus, kas rada aizraujošu, neparastu ķermeņa sajūtu. Cilpas, korķu skrūves un cieši pagriezieni liek braucējiem & apos; ķermeņi vertikāli un horizontāli aprēķinātos veidos.

Vai esat kādreiz domājuši, kāpēc cilpas ir asaru formas, nevis apļveida formas? Izaicinājums ir veidot pārejas uz cilpu un no tās, 'saka Rhoads. 'Jums jāpārliecinās, ka jūs neizraisāt saraustīšanos vai izmaiņas paātrinājumā, kas var izraisīt sitienu. Jebkurš, kas pārvietojas ar apļveida kustībām, piedzīvo cita veida paātrinājumu, ko sauc par centripetālo paātrinājumu, kas palielinās, jo ātrāk automašīna iet, vai jo mazāks ir aplis. Apļveida cilpa izraisītu triecienu no pēkšņa centrripetālā paātrinājuma pievienošanas. Asaras forma kontrolē šo paātrinājumu, atvieglojot braucēju caur cilpu un novēršot raustīšanos.

Un tad ir ruļļi, kas braucējus var dezorientēt vairākos veidos. Inline pagriezieni ir ruļļi, kas rotē vilcienus ap sliežu ceļu, bet sirds līnijas mēģina pagriezt braucējus ap krūtīm. Koloss Thorpe parkā (augstāk) ir labākais sirds līniju ritēšanas piemērs darbā - 90 sekunžu brauciens var lepoties ar 10 inversijām, ieskaitot četrus secīgus sirds līnijas ritienus. Mēs redzēsim vairāk [paliktņus ar] vairākiem ruļļiem pēc kārtas, teica Rhoads, jo tas rada milzīgu dezorientāciju.

Koks pret tēraudu

Koka paliktņi nevar ļoti labi ievietot cilpas, tāpēc tie bieži mazāk orientējas nekā to tērauda kolēģi. Tad kāpēc daži braucēji dod priekšroku viņiem? Cilvēki ... piemēram, viņu gaidīšana, sīkstums, kas viņus nedaudz pastiprina. Viņi vēlas justies kā struktūra pārvietojas zem viņiem, saka Rhoads. Tērauda paliktņi ir gandrīz pilnīgi pretēji. Tas ir tāpat kā braukt ar antīku transportlīdzekli vai braukt ar jaunāko sporta automašīnu.

Koka paliktņiem parasti nav cilpu vai ruļļu, jo smagā amerikāņu kalniņu vilciena spēka atbalstam būtu nepieciešams pārāk daudz koksnes. Hades 360 pie Mt. Olimps Viskonsīnā atbalsta ruļļu uz koka celiņiem ar tērauda sastatnēm.

Nākamās paaudzes paliktņi

Ir tikai tik daudz veidu, kā jūs varat izmest cilvēkus apkārt mazos ratiņos, sūtot tos uz augšu, uz leju un otrādi. Daži braukšanas celtnieki izveido nodalījumus, kas ripo neatkarīgi no automašīnām, riņķojot asis perpendikulāri sliežu ceļam, kas pievieno vairāk saliekumu, neprasot vairāk cilpu. To tiešām var redzēt vietnē Joker pie Six Flag lieliskā piedzīvojuma (zemāk).

Amerikāņu kalniņu pieredze tomēr ir vairāk nekā tikai to paātrinājumu summa. Citi celtnieki pievieno gaismu, dūmus, nosūta paliktņus pazemē un pievieno galvas un kāju smalcinātājus, tuvu, bet ne pārāk tuvu stieņus, kas nodrošina papildu aizraušanās un / vai terora elementu. Tā ir trajektorija, kurai mēs kādu laiku sekosim, sacīja Rhoads. Lielāki un ātrāki nebūs iespējami daudz ilgāk.