سرنشینان غلتکی ممکن است ماشین های مهیج استفراغ و اشک آور باشند ، اما آنها همچنین نمونه های جذاب فیزیک پیچیده در کار هستند.

دریافت یک رشته اتومبیل از طریق یک گره قطره ، تلنگر ، رول و پرتاب نیاز به تیم هایی از مهندسان مکانیک دارد که مفاهیمی مانند نیروها ، شتاب و انرژی را تجزیه و تحلیل کنند. برای اینکه ایده علمی در مورد سواری مورد علاقه خود را بدست آوریم ، با جفری رهادز ، استاد دانشکده مهندسی مکانیک Purdue’s و خالق کلاس دینامیک غلتک دانشگاه صحبت کردیم.

تکمیل مدار

بیایید با اصول شروع کنیم. سرنشینان غلتکی ، مانند هر چیز دیگری ، باید از قانون صرفه جویی در انرژی پیروی کنند ، به این معنی که قطار فقط می تواند با سرعت و تا آنجا که مقدار انرژی ذخیره شده (بالقوه) اجازه می دهد ، حرکت کند.

انرژی بالقوه معمولاً از بلند کردن قطار در بالای تپه ای با زنجیر یا کابل تأمین می شود. هنگامی که یک قطار به پایین یک تپه می رود ، انرژی پتانسیل به انرژی متحرک (جنبشی) تبدیل می شود. هرچه قطار سریعتر حرکت کند ، انرژی جنبشی آن بیشتر است.

با بالا رفتن ماشین ها از تپه های بعدی ، انرژی جنبشی دوباره به انرژی بالقوه تبدیل می شود. از آنجا که اتومبیل ها لزوماً از طریق نیروهایی مانند اصطکاک و کشش هوا مقداری انرژی از دست می دهند ، بالاترین نقطه در یک زیر لیوانی سنتی (فکر کنید: Six Flags Magic Mountain's جالوت یا کولوسوس پیچ خورده سواری) تقریباً اولین تپه است. اگر افت عمده دیگری بیشتر از اولین باشد ، طراحان آسانسورهای بیشتری اضافه می کنند (فکر کنید: افت بزرگ انتهای کوه Splash کوه دیزنی).

بعضی از ناوچه ها بیش از 90 درجه پایین می آیند و در بالای تپه آسانسور به سمت داخل منحنی می شوند والراون در Cedar Point. فیزیک بازی یکسان است ، اما Rhoads می گوید این قطره ها می توانند احساس حاد تر بی وزنی را ایجاد کنند.

سایر سرنشینان مانند Six Flags Great Adventure’s Kingda Ka یا Cedar Point’s Top Thrill Dragster انرژی خود را در لانچرها ، پیستون های پین بال دزدگیر با فشار مایع یا هوا یا مغناطیسی های الکتریکی تعبیه شده در پیست و اتومبیل ها ذخیره می کنند. سرنشینان پرتاب به بالابرهای عظیم الجثه (که باعث صرفه جویی در فضای زیادی می شود) نیاز ندارند و هیجان پیش بینی شده دیگری را ارائه می دهند. Rhoads می گوید ، پارک های بزرگ تجربه های متنوعی از سوارکار را می خواهند و پرتابگرها راهی عالی برای تغییر احساسات هستند.

حلقه ، تلنگر و چرخش

مهندسان از طریق شتاب هیجان ایجاد می کنند - اساساً سرعت موتورسواران را به روشهای کاملاً مهندسی شده و غیر طبیعی تغییر می دهند. مهندسان Coaster از قوانین حرکتی نیوتن درخواست می کنند تا سوارکاران بتوانند نیروهای جاذبه و شتاب ترکیبی را احساس کنند ، که باعث ایجاد هیجان هیجان انگیز و غیرمعمول بدن می شود. حلقه ها ، چوب پنبه ها و پیچ های محکم موتورسواران را مجبور می کنند & apos؛ اجسام بصورت عمودی و افقی به روشهای محاسبه شده.

تا به حال فکر کرده اید که چرا حلقه ها به جای دایره شکل ، قطره های اشک دارند؟ Rhoads می گوید ، چالش طراحی انتقال به داخل و خارج از حلقه است. 'شما باید اطمینان حاصل کنید که حرکت تند و سریع یا تغییر شتابی را که منجر به شلاق زدن می شود ، القا نمی کنید. هر چیزی که با یک حرکت دایره ای حرکت می کند ، نوع دیگری از شتاب را تجربه می کند به نام شتاب مرکز گریز ، که هرچه سریعتر ماشین افزایش یابد یا دایره کوچکتر شود. یک حلقه دایره ای باعث تکان خوردن از اضافه شدن ناگهانی شتاب سانتریپتلی می شود. شکل قطره اشکی این شتاب را کنترل می کند و از طریق حلقه سوار را راحت می کند و از حرکت تند و سریع جلوگیری می کند.

و سپس رول وجود دارد ، که می تواند سواران را از چند طریق گمراه کند. پیچ های درون خطی رول هایی هستند که قطارها را در اطراف مسیر می چرخانند ، اما رول های قلب می توانند سواران را در اطراف سینه خود بچرخانند. کلوسوس در پارک تورپ (در بالا) بهترین نمونه از رول های قلب قلب در محل کار است - در 90 ثانیه حرکت 10 وارونگی ، از جمله چهار رول قلب پی در پی وجود دارد. Rhoads گفت ، ما بیشتر [تعداد زیادی زیرانداز با رول] مختلف را به صورت سری در پشت سر هم خواهیم دید ، زیرا این امر باعث ایجاد گسیختگی فوق العاده ای می شود.

چوب در مقابل فولاد

زیر بشکهای چوبی به خوبی حلقه ها را در خود جای نمی دهند ، بنابراین آنها معمولاً کمتر از نمونه های فولادی خود گمراه می شوند. پس چرا بعضی سوارها آنها را ترجیح می دهند؟ مردم ... مانند پیش بینی ، سختی آنها که کمی آنها را سرگرم می کند. روآدز می گوید ، آنها می خواهند احساس کنند سازه ای در زیر آنها حرکت می کند. زیر لیوان های فولادی تقریباً برعکس هستند. این مانند رانندگی با وسیله نقلیه عتیقه در برابر رانندگی با جدیدترین اتومبیل اسپرت است.

زیر بشکهای چوبی دارای حلقه یا رول نیستند ، زیرا برای حمایت از نیروی قطار سنگین غلتکی چوب به مقدار زیادی چوب احتیاج دارد. Hades 360 در کوه المپ در ویسکانسین از رول در مسیرهای چوبی با داربست های فولادی پشتیبانی می کند.

زیر لیوانی های نسل بعدی

فقط روش های بسیاری وجود دارد که می توانید با ارسال آنها به بالا ، پایین و وارونه ، مردم را با گاری های کوچک به اطراف بچرخانید. برخی از سازندگان اتومبیل سواری محفظه هایی را ایجاد می کنند که به طور مستقل از اتومبیل ها می چرخند و محورهای عمود بر مسیر را می چرخانند ، که چرخش های بیشتری را بدون نیاز به حلقه های بیشتر اضافه می کند. واقعاً می توانید این را در The مشاهده کنید جوکر در Six Flag & apos؛ s Great Adventure (زیر)

هرچند تجارب غلتکی چیزی بیش از مجموع شتابهای آنها نیست. سازندگان دیگر اضافه کردن چراغ ، دود ، ارسال زیر لیوانی به زیر زمین ، و اضافه کردن هلی کوپترهای سر و پا ، میله های نزدیک اما نه خیلی نزدیک که عنصر اضافی هیجان و / یا وحشت را فراهم می کنند. روآدز گفت ، این مسیری است که ما برای مدتی دنبال خواهیم کرد. بزرگتر و سریعتر برای مدت طولانی تری امکان پذیر نیست.