КАК РАБОТИ РОЛИЧНА ПЛАНИНА
Конструкциите с влакчета в увеселителен парк имат очарователна история, която започва в Русия. Предците на този вид развлечения са изкуствени дървени склонове, покрити с лед, върху които се пускат шейни, които накрая кацат в купчина пясък. Между историците имаше някои различия, свързани с точното развитие на тези шейни, за които някои от тях твърдят, че са били колесни коли.
Идеята за изграждане на такова средство за забавление е поета в началото на осемнадесети век от руснаците от французите. По това време десетки обществени градини се бяха появили във всички краища на Париж и, за да забавляват тези, които се разхождаха, бяха организирани игри, концерти, балове, представления и т.н. В една от тези градини беше подредено първото влакче в увеселителен парк. По-топлият климат във Франция, в сравнение с Русия, повлия на развитието на влакчетата. Тъй като ледът имаше тенденция да се топи, французите започнаха да строят восъчни склонове, като в крайна сметка добавиха джанти към шейните, които приличаха на автомобили.
За кратко време градините на Париж имаха своя собствена влакче в увеселителен парк. Техните инженери се състезаваха в създаването на повече криви, възходи и падения, неравности и т.н.
От копаене, влакче в увеселителен парк
Първото американско влакче в увеселителен парк е Mauch Chunk Switchback Railway, построено в планините на Пенсилвания в средата на 1800 г. Пътеката, първоначално проектирана да изпраща въглища до железопътна линия, е преконфигурирана, за да направи „живописни обиколки“. Срещу долар туристите можеха да се разходят спокойно до върха на планината, последвано от нетипично спускане, с хмел и скорост.
През следващите 30 години тези живописни разходки продължиха да процъфтяват, така че се появиха дървените влакчета, подобни на тези, които познаваме днес. Тези машини са били основната атракция в увеселителните паркове, популярни в САЩ, като Kennywood Park в Пенсилвания и Coney Island в Ню Йорк. С Втората световна война производството на влакчета с влакчета намалява, но през 70-те и началото на 80-те години настъпва втори бум, съживявайки развлекателната индустрия. Тази епоха представи много иновативни влакчета в увеселителен парк, тръбни, стоманени.
Компоненти на влакче в увеселителен парк
На пръв поглед влакче с влакчета прилича на пътнически влак. Състои се от поредица от свързани автомобили, движещи се по релси. Но за разлика от пътнически влак, влакчето с влакче няма собствен двигател или източник на енергия. През по-голямата част от пътуването влакът се движи от гравитацията и инерцията. За да изградите този импулс, трябва влакът да започне на върха на пистата или да има силен старт.
Пускане на влакче в увеселителен парк
Традиционният механизъм за повдигане е дълга верига (или няколко вериги), която минава нагоре по хълма под коловоза. Веригата е фиксирана в примка, която е увита около зъбно колело, едно в горната част и едно в долната част на хълма. Влакът се задвижва от обикновен мотор, разположен в долната част на хълма.
Някои нови модели влакчета с влакчета използват система тип катапулт, за да задвижат влака. Има няколко вида изстрелвания на катапулт, но всички те правят почти едно и също нещо. Вместо да плъзгат влака нагоре по хълм, за да изградят енергиен потенциал, тези системи стартират влака с кинетична енергия за кратък период от време.
Популярна катапултна система е линейният асинхронен двигател. Линейният асинхронен двигател използва електромагнити за изграждане на две магнитни полета - едно на коловоза и едно на дъното на влака, които се привличат едно към друго. Основните предимства на тази система са скорост, ефективност, издръжливост, точност и маневреност.
Друга популярна система включва използването на десетки колела, които се въртят, за да пуснат влака. Колелата са разположени в два съседни реда, по протежение на коловоза, изтласквайки влака напред.
Както всеки влак, влакчето с влакче се нуждае от спирачна система, за да може да спре точно в края на пътуването или при извънредна ситуация. При влакчето с влакчета спирачките не са вградени във влака, а са вградени в железопътната линия под него.
Тази система е много проста. Поредица от скоби са разположени в края на пистата и на няколко други спирачни точки. Централен компютър управлява хидравлична система, която затваря тези скоби, когато влакът трябва да спре.
Руска физика и планини
Целта на първоначалното изкачване на влакче в увеселителен парк е да се изгради един вид потенциален резервоар за енергия. Концепцията за потенциалната енергия, често наричана позиционна енергия, е много проста: когато влакът се издига, гравитационната сила се намесва и теглото му може да го изтегли надолу на по-голямо разстояние. Постоянно се сблъсквате с това явление, мислете за шофиране на кола, колоездене или издърпване на шейната до върха на голям хълм. Потенциалната енергия, която генерирате, изкачвайки се на хълм, може да се освободи като кинетична енергия - енергията на движението, която ще ви отведе.
Тъй като движещият се обект има тенденция да остане в движение (първият закон на Нютон), влакът ще запази скоростта си, дори докато се движи нагоре по релсата, като се намесва, разбира се, със силата на гравитацията. Когато влакът по маршрута си се изкачи на едно от малките хълмове, кинетичната енергия се превръща обратно в потенциална енергия. По този начин ходът на трасето непрекъснато преобразува енергията, от кинетика, до потенциал и обратно.
Това колебание в ускорението е това, което прави американските влакчета толкова забавни. В повечето влакчета с влакчета хълмовете падат във височина, докато се движите по пътеката. Това е необходимо, тъй като общият енергиен резервоар, изграден на повдигащия хълм, постепенно се губи поради силата на триене между влака и коловоза, както и между влака и въздуха.
На най-основното си ниво влакче в увеселителен парк е - кола, която използва гравитация и инерция, за да изпрати влак по специален коловоз.
Усещанията, предлагани от влакчетата с влакчета
В момента, в който сте в влакче в увеселителен парк, тялото ви усеща ускорението по странен начин. Когато машината набере скорост, действителната сила, действаща върху вас, е седалката, която тласка тялото напред. Но поради инерцията на тялото си, ще почувствате сила пред себе си, която ви тласка на стола. По този начин ще почувствате ускорението, което ще дойде от обратната посока. Тази сила (за простота ще я наречем ускоряваща сила) се чувства точно като силата на гравитацията, която ви дърпа на Земята. Всъщност силите на ускорение се измерват в G-сили, където 1 G е равно на силата на гравитационното ускорение близо до повърхността на Земята (9,8 m/s2, или 32 ft/s2).
Когато се намирате в влакче в увеселителен парк, ще забележите, че ускорението и положението на автомобила към земята непрекъснато се променят, което кара силите на гравитацията и ускорението да си взаимодействат по няколко интересни начина. Когато прекосите стръмен хълм, гравитацията ви дърпа надолу, докато ускоряващата сила ви повдига нагоре. С определена скорост на ускорение тези противоположни сили се балансират помежду си, което ви кара да почувствате безтегловност - същото чувство, което парашутистът има при свободно падане. Ако ускори достатъчно бързо, ускоряващата сила надвишава гравитационната сила, което ви кара да се чувствате сякаш сте издърпани. Ако ускорявате, на стръмен хълм, ускоряващата сила и гравитацията се изтеглят в една и съща посока, което ще ви накара да се чувствате много по-трудно от нормалното.
Разходката с влакче в увеселителен парк има странен ефект върху тялото ви, защото тялото ви не е напълно твърдо - то е съставено от няколко свързани части. Когато тялото ви е ускорено, всяка част от него се ускорява поотделно. Пейката ви отблъсква назад, мускулите зад вас изтласкват някои органи, които от своя страна изтласкват други органи. Ето защо ще усетите разходката с цялото си тяло.
Обикновено всички части на тялото се бутат една срещу друга поради постоянната сила на гравитацията. Но при „свободно падане“, когато машината се спуска на скорост от хълм, почти няма сила, действаща върху вас. В този случай частите на тялото няма да се натискат толкова много. Създаденото усещане е, че те няма да тежат. Стомахът изведнъж е много лек, защото има по-малка сила на натискане, което ви създава усещане за празнота. Същото се случва, когато пътувате в долина със скорост, с кола или когато слизате от асансьора.
Във влакче в увеселителен парк тези усещания се допълват от всякакви визуални реплики - оказва се - „с главата надолу“, шеметни височини и преходни структури от типа. Визуалните сигнали са важна част от разходката, тъй като те ви казват какво следва. Вашето тяло може да не усеща скоростта всеки път, но със сигурност ще усеща всеки път, когато има промяна на скоростта (ускорение).