Proč smyčky horských drah nejsou kruhové - Každý milovník vzrušení, který navštívil zábavní park, by dokázal (pravděpodobně podrobně) popsat adrenalin, který se dostavuje při jízdě na horské dráze. Vysoká rychlost, vítr a neodvratný pocit, že jste ve smyčce převráceni vzhůru nohama - to vše ještě umocňuje vzrušení! Ale pokud jste se někdy podívali blíže, všimli jste si něčeho docela zajímavého: tyto smyčky nejsou dokonale kulaté. Ve skutečnosti vůbec nejsou kruhové.

Tato konstrukční volba není jen estetická - je to chytrá kombinace fyziky a techniky, která zajišťuje, že jízda je stejně bezpečná jako vzrušující. Jaký je vědecký základ těchto nekruhových smyček? Projděte si tuto galerii a zjistěte to.

© Getty Images

Vzrušující zážitek -

Zábavní park v Pensylvánii známý jako Hershey Park se pyšní atrakcí známou jako SooperDooperLooper, která dosahuje rychlosti 72 km/h a řítí se po vzrušující smyčce dlouhé 23 metrů.

© Getty Images

Nepravdivé informace -

Podle webových stránek Hershey Parku je SooperDooperLooper "vůbec první loopingovou dráhou na východním pobřeží". Ve skutečnosti to však není pravda. Na ostrově Coney Island se totiž nacházely první dvě loopingové horské dráhy v Americe, a to 75 let před SooperDooperLooperem.

© Shutterstock

Vzrušující začátek -

Dvě horské dráhy se jmenovaly Flip Flap Railway a Loop the Loop, ale na rozdíl od SooperDooperLooper (který je v provozu už asi 50 let) nevydržely tyto první dráhy na Coney Islandu ani deset let.

© Getty Images

Geometrická záležitost -

Ukázalo se, že smyčky horských drah by ve skutečnosti neměly být kruhové, což je důvod, proč horské dráhy nevydržely. Jaký je tedy důvod jejich tvaru? Pojďme se na to podívat!

© Getty Images

Rodiště horské dráhy -

Smyčkové horské dráhy se v Evropě poprvé objevily již v roce 1842. Tehdy se jim říkalo odstředivé dráhy a nebyly příliš oblíbené ani úspěšné.

© Getty Images

Krátká životnost -

Odstředivé železnice se objevily na několika dalších místech v Evropě, ale všechny měly krátkou životnost a velmi rychle ztratily svou novost.

© Getty Images

Flip Flap Railway -

Ačkoli v dnešní době mnoho lidí zbožňuje horské dráhy se smyčkami, lidé v 19. století je rozhodně neměli v oblibě. Tento sentiment se přenesl do Ameriky, kde byla v roce 1895 postavena první smyčková horská dráha v zemi, již zmíněná Flip Flap Railway.

© Public Domain

Kruhy -

Důvodem, proč se lidem nelíbila horská dráha Flip Flap, byl její tvar. Ve fyzice jsou dokonalé kruhy oblíbené, ale lidská zkušenost s tímto názorem málokdy souhlasí.

© Public Domain

Vysoké rychlosti -

Aby horská dráha dokázala objet celou kruhovou smyčku Flip Flap, musely se vozy na dráze pohybovat neuvěřitelnou rychlostí a zároveň měnit směr. To mělo samozřejmě velmi negativní dopad na lidské tělo.

© Shutterstock

Změna směru -

Když se cestující blížili ke kruhové smyčce, železniční trať je nutila stoupat vzhůru, přestože skutečná hybnost se snažila přimět jejich těla, aby pokračovala v přímém pohybu rovnoběžně se zemí.

© Shutterstock

Gravitační síly -

Tak rychlá změna směru způsobuje prudký nárůst gravitačních sil (neboli G-síly). Pro představu, zemská gravitace se rovná síle jednoho G, zatímco při startu rakety se obvykle dosáhne síly o něco vyšší než tři G.

© Getty Images

Nezdravá zkušenost -

Cestující na horské dráze Flip Flap zažili při jízdě po kruhové smyčce sílu až 14 Gs!

© Getty Images

Horní hranice -

Pro lidské tělo je síla 6 G opravdu maximum, které je schopno na horské dráze zvládnout, a to pouze po dobu jedné sekundy. Při této síle se cestujícímu doslova vyplaví všechna krev z hlavy a omdlí.

© Shutterstock

Příliš velká síla -

Simulace provedené na kruhové smyčce klapky Flip Flap ukazují, že cestující by během jedné sekundy pocítili sílu od jednoho G do 14 G. Síly se pak snížily na devět G, když horní část horské dráhy dosáhla vrcholu, a poté se opět zvýšily na 14 G, když se horská dráha vrátila do spodní části smyčky. Okamžitě by síly klesly zpět na 1 G.

© Public Domain

Dřevěná konstrukce -

Cestující na Flip Flap byli z tohoto zážitku naprosto dezorientovaní, což ještě zhoršovala skutečnost, že konstrukce horské dráhy byla vyrobena převážně ze dřeva, které se pod tlakem může roztahovat a stlačovat.

© Getty Images

Nová horská dráha -

Další smyčková horská dráha postavená na Coney Islandu (Loop the Loop) byla postavena v roce 1902 a byla vytvořena tak, aby se vyhnula problémům, které způsobila dráha Flip Flap. Zaprvé byla celá vyrobena z oceli, která nabízela větší stabilitu než dřevo.

© Getty Images

Snížené síly -

Smyčka dráhy byla také změněna na tvar obrácené slzy. Stlačením boků se dosáhlo snadnějšího přechodu do smyčky a ze smyčky horské dráhy. Tím se snížily G-síly a jízda byla plynulejší.

© Shutterstock

Jeden další problém -

Přestože byly problémy většinou vyřešeny, horské dráhy měly stále jeden zásadní problém: kapacitu. Žádná horská dráha v té době nemohla pojmout více než několik jezdců najednou, protože smyčky byly malé, což znamenalo, že i vozy musely být malé.

© Public Domain

Omezení -

Do většiny vozů horské dráhy se vešly pouze čtyři osoby, přičemž horská dráha mohla vyjet přibližně jednou za pět minut. Nakonec to nebyl nijak zvlášť výnosný byznys.

© Public Domain

Konec trati -

Flip Flap vydržel sedm let, zatímco Loop the Loop devět let. Mnoho dalších smyčkových horských drah v jiných částech světa bylo krátce poté uzavřeno a všeobecně se věřilo, že tím dráhy pro smyčky skončily.

© Getty Images

Zcela nový svět -

V roce 1959 představil Disneyland v Kalifornii atrakci známou jako Matterhorn. Přestože horská dráha neměla smyčku, byla to první horská dráha na světě vyrobená z trubkové oceli.

© Getty Images

Trubková ocel -

Na rozdíl od běžné oceli, která je pevná a velmi těžká, je trubková ocel dutá. To znamená, že je lehčí a snadněji se ohýbá. Na rozdíl od dřeva unese trubková ocel mnohem větší hmotnost.

© Shutterstock

Nový druh horské dráhy -

V roce 1976 se v zábavním parku Six Flags Magic Mountain poprvé na světě objevila smyčková horská dráha vyrobená z trubkové oceli. Tato horská dráha, pojmenovaná Great American Revolution, stlačila smyčku ještě více do takzvané "klotoidní smyčky".

© Getty Images

Klotoidní smyčka -

U smyčkových horských drah měli konstruktéři mnohem větší kontrolu nad G-silou a nad tím, kolik jí cestující zažijí. V případě Velké americké revoluce nedosahují síly G více než 4,9.

© Public Domain

Opravdu, opravdu vysoký -

Vzhledem k tomu, že trubková ocel je odolnější, byla Velká americká revoluce postavena ve výšce 113 stop (35 metrů) a byla schopna unést najednou 20 jezdců.

© Getty Images

Soutěž popularity -

Od té doby si smyčky horských drah získaly po celém světě velkou oblibu. Některé zábavní parky nabízejí dvojité smyčky a bláznivé smyčky, které testují hranice lidského vzrušení.

© Shutterstock

Věž hrůzy -

V současnosti je horskou dráhou s největším počtem G-sil na světě Tower of Terror, která se nachází v zábavním parku Gold Reef City v Jihoafrické republice. Tato horská dráha vykazuje sílu až 6,3 Gs!

© Shutterstock

Nejvyšší -

Nejvyšší vertikální smyčka horské dráhy na světě se nachází v Číně a jmenuje se Flash. Byla postavena v roce 2016 ve výšce ohromujících 171 stop (52 metrů) a najdete ji v zábavním parku Lewa Adventure.

© Getty Images

Severní Amerika -

Pokud hledáte nejvyšší vertikální smyčku na severoamerickém kontinentu, pak se podívejte na Six Flags Fiesta Texas, kde se horská dráha známá jako Full Throttle pyšní smyčkou o délce 160 stop (49 metrů).

Zdroje: (Vox) (TwistedSifter) (Ultimate Roller Coaster) (American Coaster Enthusiasts) (The Cooper Union) (Britannica)

© Shutterstock