Kalneliai gali būti vėmimą ir ašaras sukeliantys jaudulio aparatai, tačiau jie taip pat žavi sudėtingos fizikos darbe pavyzdžiais.

Norint gauti virtinę automobilių per lašelių, apverstų, riedėjimo ir paleidimo mazgą, reikia mechanikos inžinierių komandų, analizuojančių tokias sąvokas kaip jėgos, pagreitis ir energija. Norėdami sužinoti apie mėgstamiausių pasivažinėjimų mokslus, kalbėjomės su Purdue mechanikos mokyklos profesoriumi ir universiteto kalnelių dinamikos klasės kūrėju Jeffrey Rhoadsu.

Grandinės užbaigimas

Pradėkime nuo pagrindų. Kalneliai, kaip ir visa kita, turi laikytis energijos išsaugojimo dėsnio, o tai reiškia, kad traukinys gali važiuoti tik taip greitai ir kiek leidžia sukauptos (potencialios) energijos kiekis.

Potenciali energija paprastai gaunama pakėlus traukinį į kalną grandine ar trosu. Traukiniui leidžiantis nuo kalno, potenciali energija virsta judančia (kinetine) energija; kuo greičiau traukinys važiuoja, tuo daugiau jis turi kinetinės energijos.

Kinetinė energija vėl virsta potencialia energija, kai automobiliai kyla į paskesnes kalvas. Kadangi automobiliai būtinai praranda energiją dėl tokių jėgų kaip trintis ir oro pasipriešinimas, aukščiausias tradicinių kalnelių taškas (pagalvokite: „Six Flags Magic Mountain“ Galijotas arba Susuktas kolosas važiavimai) beveik visada yra pirmoji kalva. Jei yra dar vienas didelis kritimas, kylantis aukščiau nei pirmasis, dizaineriai prideda daugiau keltuvų (pagalvokite: didelis kritimas „Disney Splash Mountain“ gale).

Kai kurie padėkliukai nukrenta toliau nei 90 laipsnių kampu, keltuvo kalvos viršūnėje lenkdami į vidų, kaip ir toliau Valravn Kedro taške. Žaidžiama fizika yra ta pati, tačiau Rhoadsas sako, kad šie lašai gali suteikti ūmesnį nesvarumo jausmą.

Kiti padėkliukai, pavyzdžiui, „Six Flags Great Adventure“ „Kingda Ka“ ar „Cedar Point“ „Top Thrill Dragster“, energiją kaupia paleidimo įrenginiuose, skysčio ar oro slėgiu valdomuose kėglių stūmokliuose arba trasoje ir automobiliuose įmontuotuose elektromagnetuose. Paleidimo padėkliukams nereikia milžiniškų keltuvų kalvų (tai sutaupo daug vietos), ir siūlo kitokio pobūdžio laukiančio jaudulio. Dideli parkai nori įvairiausių važiavimo motociklininkų patirties, o paleidimo padėkliukai yra puikus būdas pakeisti jausmą, sako Rhoadsas.

Kilpos, vartymai ir posūkiai

Inžinieriai jaudulį kuria per pagreitį - iš esmės keičia raitelių greitį labai inžineriniais, nenatūraliais būdais. Pakrančių inžinieriai remiasi Niutono judėjimo dėsniais, kad vairuotojai pajustų bendras gravitacijos ir pagreičio jėgas, o tai sukelia jaudinantį, neįprastą kūno pojūtį. Kilpos, kamščiatraukiai ir griežti posūkiai verčia raitelius & apos; kūnai vertikaliai ir horizontaliai apskaičiuotais būdais.

Ar kada susimąstėte, kodėl kilpos yra ašaros formos, o ne apskritos? Iššūkis yra suprojektuoti perėjimus į kilpą ir iš jos “, - sako Rhoadsas. „Turite įsitikinti, kad nesukeliate trūkčiojantys pokyčiai ar pagreičio pokyčiai, dėl kurių gali atsirasti plakimas. Viskas, kas juda sukamaisiais judesiais, patiria kitą pagreitį, vadinamą centripetaliniu pagreičiu, kuris didėja tuo greičiau, kai automobilis važiuoja, arba tuo mažesnis apskritimas. Apvali kilpa sukeltų staigų centripetalinio pagreičio pridėjimą. Ašaros forma valdo tą pagreitį, palengvina raitelį per kilpą ir apsaugo nuo trūkčiojimo.

Ir dar yra ritiniai, kurie gali dezorientuoti raitelius keliais būdais. Inline posūkiai yra ritiniai, sukantys traukinius aplink bėgių kelią, tačiau širdies ritiniai bando pasukti raitelius aplink krūtinę. Kolosas Thorpe parke (aukščiau) yra geriausias širdies ritmo darbe pavyzdys - 90 sekundžių važiavimas gali pasigirti 10 inversijų, įskaitant keturis iš eilės einančius širdies ritinius. Mes pamatysime daugiau [padėkliukų su] keliais ritiniais vienas po kito, sakė Rhoadsas, nes tai sukelia didžiulį dezorientaciją.

Mediena ir plienas

Mediniai padėkliukai negali labai gerai sutalpinti kilpų, todėl jie dažnai mažiau orientuojasi nei jų plieniniai. Taigi kodėl kai kurie motociklininkai teikia pirmenybę jiems? Žmonės ... patinka jų laukimas, neramumas, kuris juos šiek tiek sustiprina. Jie nori pajusti, kaip struktūra juda po jais, sako Rhoadsas. Plieniniai padėkliukai yra beveik visiškai priešingi. Tai tarsi senovinės transporto priemonės vairavimas, palyginti su naujausio sportinio automobilio vairavimu.

Mediniai padėkliukai paprastai neturi kilpų ar ritinėlių, nes norint palaikyti sunkiojo kalnelinio traukinio jėgą, reikėtų gerokai per daug medienos. „Hades 360“ kalne „Olympus“ Viskonsine palaiko ritinį ant medinių vikšrų su plieniniais pastoliais.

Naujos kartos padėkliukai

Yra tik tiek būdų, kaip galite mėtyti žmones mažais vežimėliais, siųsdami juos aukštyn, žemyn ir aukštyn kojomis. Kai kurie važiavimo statytojai sukuria skyrius, kurie rieda nepriklausomai nuo automobilių, sukdami ašis statmenai trasai, o tai prideda daugiau apverstų, nereikalaujant daugiau kilpų. Tai tikrai galite pamatyti „The Džokeris „Six Flag“ didžiajame nuotykyje (žemiau).

Vis dėlto kalnelių patirtis yra ne tik jų pagreičių suma. Kiti statybininkai prideda žiburių, dūmų, siunčia padėkliukus po žeme ir prideda galvos ir kojų smulkintuvus, artimus, bet ne per arti barus, kurie suteikia papildomo jaudulio ir (arba) teroro elemento. Tai trajektorija, kuria kurį laiką eisime, sakė Rhoadsas. Didesnio ir greitesnio laiko neįmanoma pasiekti.