achtbaan

Achtergrond

Een achtbaan is een attractie in een pretpark waarbij passagiers in een reeks auto's op wielen zitten die aan elkaar zijn gekoppeld. De auto's bewegen langs een paar rails die worden ondersteund door een houten of stalen constructie. In bedrijf worden de auto's met een gekoppelde ketting een steile helling op gedragen. Wanneer de auto's de bovenkant van de helling bereiken, rollen ze vrij van de ketting en worden door de zwaartekracht naar beneden voortgestuwd door een reeks vallen, stijgen en draaien. Tenslotte worden de auto's afgeremd tot stilstand bij het startpunt, waar de passagiers uitstappen en nieuwe passagiers instappen. Achtbanen worden door velen beschouwd als de meest opwindende rit in elk pretpark.

Geschiedenis

De oorsprong van de achtbaan gaat waarschijnlijk terug tot Rusland in de jaren 1400, waar ijssleeën een populaire winteractiviteit was. Het werd zo populair dat mensen in relatief vlakke gebieden hun eigen heuvels van sneeuw en ijs bouwden. De toppen van deze kunstmatige heuvels werden bereikt door middel van verhoogde houten torens met trappen vanaf de grond. Tegen een kleine vergoeding konden mensen de trap op en met een slee een snelle, spannende rit de heuvel af.

Tegen de 18e eeuw vonden veel eigenaren van ijsheuvels een manier om het winstpotentieel van de rit buiten de wintermaanden uit te breiden. Ze monteerden wielen onder kleine sleeën en vervingen de ijsheuvels door exemplaren van hout. Langs de helling werden felgekleurde lantaarns opgehangen om 's nachts te kunnen werken.

Bezoekers uit Frankrijk zagen deze attracties, die ze de Russische bergen noemden, en namen het idee mee terug. De eerste achtbaan op wielen werd in 1804 in Parijs geopend en de rage van de achtbaan verspreidde zich snel door heel Frankrijk. Naarmate de populariteit van de attracties groeide, wedijverden operators om de steun van het publiek door snellere en opwindendere achtbanen te bouwen. Helaas hielden veiligheidsvoorzieningen de snelheid niet bij en kwamen ongelukken vaak voor. Tegen het midden van de 19e eeuw eisten het toenemende aantal gewonden en een algemeen verlies van publieke belangstelling hun tol. Een voor een werden de Russische Mountain coasters ontmanteld.

De ontwikkeling van de achtbaan zou daar zijn gestopt als er geen ter ziele gegane kolentrein in de Verenigde Staten was geweest. De Mauch Chunk hellende spoorlijn werd in het begin van de 19e eeuw in Pennsylvania gebouwd om steenkool van een mijn bovenop een berg naar binnenvaartschepen in een kanaal eronder te vervoeren. Muildieren sleurden de lege auto's de heuvel op en de zwaartekracht bracht de geladen auto's, samen met de muilezels, weer naar beneden. In 1874 veranderden mijnbouwactiviteiten en de spoorweg begon toeristen te vervoeren in plaats van kolen. De anderhalf uur durende rondreis kostte een dollar en was meteen een succes. De spoorlijn bleef passagiers vervoeren tot de sluiting in 1938.

Het succes van de Mauch Chunk Hellende Spoorweg als toeristische attractie vormde de inspiratie voor verschillende soortgelijke pretparkritten op kleinere schaal. In de Verenigde Staten bouwde LaMarcus Thompson in 1884 zijn Gravity Pleasure Switchback Railway-rit op het strand van Coney Island, New York. een houten schraag. Aan de andere kant werden de auto's op een parallel spoor geschakeld voor de terugreis.

De tweede achtbaan op Coney Island werd eind 1884 gebouwd toen Charles Alcoke zijn Serpentine Railway opende. Alcoke's achtbaan was de eerste die een ovale baan gebruikte. Ruiters zaten zijdelings op open banken terwijl ze werden meegesleept met wat toen werd beschouwd als een halsbrekende snelheid van 19 km / u. Een derde achtbaan werd in 1885 op Coney Island gebouwd door Phillip Hinkle. Hinkle's achtbaan bevatte een kettinglift om de auto's de eerste heuvel op te dragen, waardoor de passagiers op grondniveau konden instappen en hen een klim bespaarde.

De ontwikkeling van achtbanen bereikte een hoogtepunt in de jaren 1920, toen er meer dan 1500 houten achtbanen in gebruik waren in de Verenigde Staten. De economische tegenspoed van de jaren dertig en de materiële tekorten in oorlogstijd van de jaren veertig maakten een einde aan dat tijdperk. Pretparken sloten bij honderden, en hun houten achtbanen raakten in verval of werden gesloopt. Pas toen Walt Disney in 1959 de Matterhom Bobsled-rit in Disneyland opende, begon het tijdperk van het moderne stalen achtbaanontwerp. Ironisch genoeg duurde het de bouw van een nieuwe houten achtbaan - de enorme Racer op Kings Island bij Cincinnati, Ohio, in 1972 - voordat de achtbaanrage echt weer aansloeg.

Tegen het einde van de jaren negentig waren er naar schatting meer dan 200 grote achtbanen in gebruik in de Verenigde Staten, en er kwamen er elk jaar meer bij. In mei 2000 werd de Millenium Force geopend in Cedar Point in Sandusky, Ohio. Met een hoogte van 310 ft (94 m) en een snelheid van 92 mph (148 kmp), is het de hoogste en snelste achtbaan ter wereld.

Grondstoffen

Achtbanen worden over het algemeen geclassificeerd als houten onderzetters of stalen onderzetters, afhankelijk van de materialen die worden gebruikt voor de draagconstructie.

Houten onderzetters gebruiken massieve houten schraagstructuren om de baan boven de grond te ondersteunen. Het hout is over het algemeen van een constructiekwaliteit zoals Douglas-spar of zuidelijke gele den en is geverfd of anderszins behandeld om bederf te voorkomen. De houten onderdelen worden ondersteund op betonnen funderingen en zijn verbonden met bouten en spijkers. Stalen platen worden gebruikt om kritische verbindingen te versterken. Als voorbeeld van het immense aantal onderdelen dat nodig is om een ​​houten achtbaan te bouwen, gebruikte de American Eagle, gebouwd voor Six Flags Great America in Gumee, Illinois, 2000 betonnen funderingen; 1,6 miljoen ft (487.680 m) hout; 60.720 bouten; en 30.600 pond (13.910 kg) spijkers. Het was bedekt met 9.000 gal (34.065 L) verf.

Stalen onderzetters kunnen dunne, schraagachtige constructies gebruiken om de baan te ondersteunen, of ze kunnen dikke buisvormige steunen gebruiken. Het spoor wordt gewoonlijk gevormd in secties van een paar gelaste ronde stalen buizen die op hun plaats worden gehouden door stalen rongen die zijn bevestigd aan rechthoekige kokerbalken of dikke ronde buisvormige spoorsteunen. Alle blootgestelde stalen oppervlakken zijn geverfd. Stalen onderzetters kunnen net zo complex zijn als houten. Zo gebruikte de Pepsi Max Big One-achtbaan bij Blackpool Pleasure Beach in Blackpool, Engeland, 1270 palen die in de zandgrond werden gedreven voor de fundering; 2.215 ton (2.010 ton) staal en 60.000 bouten. Er waren 42.000 vierkante kilometer (35.087 vierkante meter) geverfde oppervlakken.

De rupsband en hefketting op zowel houten als stalen onderzetters zijn gemaakt van staal en de auto's hebben meestal stalen assen en onderconstructies. De autocarrosserieën kunnen zijn gemaakt van aluminium of glasvezel en de autowielen kunnen zijn gegoten van urethaan of een ander slijtvast, stil lopend materiaal.

Ontwerp

Het ontwerp van een achtbaanrit is het eerste en belangrijkste onderdeel van het productieproces. Omdat elke achtbaan uniek is, moet elk detail letterlijk van de grond af worden ontworpen.

Om te beginnen moeten ontwerpers van achtbanen bedenken wat voor soort rijders de achtbaan zullen gebruiken. Als de achtbaan is ontworpen voor kleine kinderen, zullen de heuvels en bochten zacht zijn en zal de snelheid van de auto's relatief laag zijn. Gezinnen willen meestal een wat snellere rit met veel bochten en matige krachten. Ultieme sensatiezoekers willen extreme hoogten en snelheden.

Ontwerpers moeten dan rekening houden met de beschikbare ruimte voor de achtbaan. Achtbanen nemen niet alleen veel grondruimte in beslag, maar ook veel luchtruimte. Ontwerpers kijken naar het algemene terrein, andere omliggende attracties, hoogspanningslijnen, toegangswegen, meren, bomen en andere obstakels. Sommige pretparken hebben zoveel attracties toegevoegd dat er een nieuwe achtbaan moet worden ontworpen om zich een weg te banen door bestaande attracties en loopbruggen.

Het volgende doel voor de ontwerpers is om een ​​uniek "gevoel" voor de achtbaan te bereiken. Ontwerpers kunnen gebruikmaken van een aantal technieken om een ​​onvergetelijke rit te bieden. De aanvankelijke helling kan steiler worden gemaakt of de snelheid van de liftketting kan langzamer worden gemaakt om de angst van de passagiers te vergroten. Eenmaal de helling op, is de eerste val meestal ontworpen om de steilste te zijn, en daarom de snelste en engste. Andere druppels kunnen worden ontworpen met een kort afgeplat gedeelte in het midden en worden dubbele dips genoemd. Drops met zeer abrupte overgangen naar een vlak of omgekeerd gedeelte worden slammers genoemd omdat ze de passagiers op hun stoel neerslaan. Door de auto's dicht bij de grond te laten rijden, in een zogenaamde gully coaster, ontstaat de illusie van verhoogde snelheid.

De komst van staalconstructie voor onderzetters heeft een aantal variaties op de basisachtbaanrit mogelijk gemaakt. In sommige moderne onderzetters zitten de passagiers onder de sporen in plaats van er bovenop te rijden. In andere rijden de passagiers staand in plaats van zittend. Sommige achtbanen, ook wel bobsleeën genoemd, hebben helemaal geen baan en de auto's rollen vrij in een trog, zoals een bobsleebaan.

Het grootste deel van het daadwerkelijke ontwerp en de lay-out van een achtbaan wordt op een computer gedaan. De hoogte van de eerste helling moet worden berekend om de auto's voldoende energie te geven om ze de hele rit en terug naar het station voort te stuwen. De horizontale en verticale krachten die de beladen auto's op het spoor uitoefenen, moeten op elk punt worden berekend om ervoor te zorgen dat de draagconstructie voldoende is. Evenzo moeten op elk punt de krachten worden berekend die op de passagiers worden uitgeoefend. Deze krachten worden meestal uitgedrukt als "g's", wat een veelvoud is van de kracht die de zwaartekracht op ons lichaam uitoefent. Als een persoon bijvoorbeeld 100 lb (45,5 kg) weegt, dan zou een kracht van 2 g 200 lb (91 kg) op die persoon uitoefenen. Onderzetters in de Verenigde Staten oefenen over het algemeen niet meer uit dan ongeveer 3,5 g, wat de limiet is die de meeste mensen aanvaardbaar vinden. Drie onderzetters buiten de Verenigde Staten oefenen meer dan 6,5 g uit en worden als ultra-extreem beschouwd. Straaljagerpiloten vallen uit bij ongeveer 10 gram.

Omdat elke achtbaan meestal een of meer nieuwe en onbeproefde functies bevat, kan een werkend prototype van de nieuwe functies worden gebouwd voor testen en evaluatie. Het prototype wordt opgesteld in de fabriek van de fabrikant en gewogen testauto's uitgerust met instrumenten worden met de gewenste snelheid door het testgedeelte voortgestuwd. Op basis van deze tests kunnen de ontwerpers hun oorspronkelijke ontwerp wijzigen voordat ze het eindproduct bouwen.

Wanneer de berekeningen, het ontwerp en het testen voltooid zijn, wordt een computer-aided drafting (CAD)-programma gebruikt om gedetailleerde tekeningen te maken voor elk van de duizenden onderdelen die zullen worden gebruikt om de nieuwe achtbaan te bouwen.

Het fabricageproces

De daadwerkelijke fysieke constructie van een achtbaan kan plaatsvinden in een fabriek of op het terrein van het pretpark, afhankelijk van het type en de grootte van de achtbaan. De meeste stalen onderzetters worden in delen in een fabriek gebouwd, vervolgens met vrachtwagens naar de locatie vervoerd en daar neergezet. De meeste houten onderzetters worden stuk voor stuk op de site gebouwd. Hier is de typische volgorde van bewerkingen voor het vervaardigen van zowel moderne stalen onderzetters als klassieke houten onderzetters.

De site voorbereiden

• 1 Voordat de achtbaan kan worden geïnstalleerd, moet het gebied waar deze komt te staan, worden vrijgemaakt en voorbereid. Dit gebeurt meestal in het laagseizoen wanneer het pretpark gesloten is. Als het moet terwijl het park nog open is, wordt het terrein afgezet met een hek om te voorkomen dat publiek het bouwterrein oploopt.
• 2 Als er bestaande constructies, vegetatie of voorzieningen zijn die moeten worden verplaatst of gesloopt, wordt dit eerst gedaan. Als een van de omliggende terreinen moet worden opgevuld of uitgegraven, wordt dat ook op dit moment gedaan.
• 3 Gaten voor de funderingen van de draagconstructie worden opgemeten en geboord of gegraven. Stevige houten vormen zijn geconstrueerd om het beton voor elk funderingspunt vast te houden. In sommige gebieden waar de grond erg zanderig is, kunnen grote houten palen als fundering in de grond worden geheid in plaats van gestort beton te gebruiken. Als er beton wordt gebruikt, wordt dit in mengwagens naar de bouwplaats gebracht en op zijn plaats gepompt door een betonpomp met een lange, scharnierende arm Een voorbeeld van een houten achtbaan. die elke funderingsvorm kan bereiken. Verbindingsplaten worden bovenop elke fundering in het beton ingebed om bevestiging van de steunen mogelijk te maken.

Opzetten van de hoofddraagconstructie

• 4 Als de fundering geplaatst is, begint het werk aan de hoofddraagconstructie. De steunen voor stalen onderzetters - in feite bijna alle onderdelen voor stalen onderzetters - worden in een fabriek gemaakt en in secties op vrachtwagens naar de bouwplaats verscheept. In de fabriek worden de stukken voor elke steun gesneden en in de vereiste vorm gelast met behulp van klemmen om ze in de juiste richting ten opzichte van elkaar te houden. Als er een complexe driedimensionale buiging nodig is, kan dit in een hydraulische buizenbuiger die wordt aangestuurd door informatie van de computer. Op houten onderzetters wordt het materiaal voor de steunen gewoonlijk als onafgewerkt hout naar de bouwplaats verscheept en worden de afzonderlijke stukken ter plaatse gesneden en geassembleerd. In beide gevallen worden de onderste delen van de hoofdsteunen opgetild door een kraan en bevestigd aan de verbindingsplaten die uitsteken vanaf de funderingspunten.
• 5 Zodra de onderste steunen op hun plaats zitten, kunnen ze tijdelijk worden geschoord terwijl de bovenste delen op hun plaats worden getild en verbonden. Dit werk gaat door totdat de hoofddraagconstructie is voltooid.

De track installeren

• 6 Met de hoofddraagconstructie op zijn plaats, wordt de baan geïnstalleerd. Op stalen onderzetters, Een voorbeeld van een stalen achtbaan en auto. baandelen worden in de fabriek gefabriceerd waarbij de rongen en buisvormige rails aan de railsteunen zijn gelast. Nadat de secties naar de locatie zijn gebracht, worden ze op hun plaats getild en worden de spooruiteinden in elkaar geschoven. De secties worden vervolgens vastgeschroefd aan de hoofddraagconstructie en aan elkaar. Op houten onderzetters zijn over de hele lengte van de rit houten spanbalken geïnstalleerd over de bovenkant van de hoofddraagconstructie. Zes tot acht lagen platte houten planken worden in de lengte in twee rijen op de verbindingsbalken geïnstalleerd om een ​​gelamineerde basis voor de rails te vormen. De rails zelf zijn gevormd uit lange, platte stroken staal die in de houten basis zijn geschroefd.
• 7 Op stalen onderzetters, loopbruggen en leuningen zijn langs de buitenkant van het spoor op hun plaats gelast om toegang voor onderhoud en noodevacuatie van passagiers mogelijk te maken. Op houten onderzetters worden de delen van de verbindingsbalken buiten de baan gebruikt als looppaden en worden leuningen geïnstalleerd.
• 8 De liftketting en anti-terugrolmechanismen zijn geïnstalleerd op de liftheuvel en de reminrichting is geïnstalleerd op de eindnadering van het station.

De auto's fabriceren

• 9 De losse auto's voor de achtbaan worden in de fabriek gefabriceerd. De onderdelen van het subframe worden gesneden en gelast. De carrosserieën zijn gestanst uit aluminium of gegoten in glasvezel en vervolgens vastgemaakt aan het subframe. Zitkussens kunnen uit schuim worden gesneden, op een basis worden gemonteerd en met een bekleding worden bedekt. Loopwielen en geleidewielen zijn vastgeschroefd met vergrendelingsbevestigingen. Remvinnen, anti-rollback honden en andere veiligheidscomponenten zijn geïnstalleerd.

De rit beëindigen

• 10 Als de hoofdconstructie klaar is, wordt de elektrische bedrading voor de verlichting aangelegd en kan de hele rit geschilderd worden. Het opstapstation is gebouwd, borden zijn geïnstalleerd en het landschap is geplaatst.

Kwaliteitscontrole

Het ontwerp en de constructie van achtbanen vallen onder tal van veiligheidsvoorschriften van de overheid. De gebruikte materialen moeten aan bepaalde sterkte-eisen voldoen en de daadwerkelijke constructie wordt periodiek gecontroleerd. Elke dag moet de achtbaan grondig worden geïnspecteerd voordat deze in gebruik wordt genomen.

Voordat de rit open is voor het publiek, worden de auto's gevuld met verzwaarde zandzakken en door verschillende circuits gestuurd om ervoor te zorgen dat alles naar behoren werkt. Veiligheidsinspecteurs van de overheid maken een laatste beoordeling voordat ze toestemming geven om te werken.

De Toekomst

De huidige trend naar hogere, langere en snellere achtbanen zal zich waarschijnlijk in de nabije toekomst voortzetten. Dit geldt vooral nu achtbanen populair zijn geworden in Europa, Azië en vele andere buitenlandse landen. In de tussentijd zullen coasterontwerpers op zoek gaan naar nieuwe manieren om rijders een fysieke en visuele sensatie te geven.