Американские горки — это тип аттракциона, использующий форму приподнятой железнодорожной колеи , которая перевозит пассажиров на поезде через крутые повороты, крутые склоны и другие элементы, обычно предназначенные для создания захватывающих впечатлений. [1] [2] Поезда состоят из открытых вагонов, соединенных в одну линию, и такие аттракционы часто можно встретить в тематических парках по всему миру. Американские горки впервые появились в 17 веке, и Ламаркус Адна Томпсон получил один из первых известных патентов на конструкцию американских горок в 1885 году, основанный на железной дороге Switchback , которая открылась годом ранее на Кони-Айленде . [3] [4]
Пути обычно строятся и проектируются как замкнутый контур, в котором поезда отправляются и возвращаются на одну и ту же станцию погрузки . Одна из разновидностей, шаттл-американские горки , в какой-то момент на протяжении поездки разворачивается, чтобы пересечь тот же путь в обратном направлении.
Считается, что самые старые американские горки произошли от так называемых «Русских гор», специально построенных ледяных холмов, расположенных в районе, который сейчас является Санкт-Петербургом, Россия . [5] Построенные в 17 веке, горки были построены на высоте от 21 до 24 м (70 и 80 футов), имели 50-градусный спуск и были укреплены деревянными опорами. Позже, в 1784 году, Екатерина Великая , как говорят, построила горку для катания на санках в садах своего дворца в Ораниенбауме в Санкт-Петербурге. [6]
Развлекательный павильон « Конная гора » (также известный как La Grande Glisade ), спроектированный Бартоломео Франческо Растрелли для царской резиденции в Царском Селе, был построен в 1754–1757 годах. В России он был известен как Катальная гора (буквально «Гора для верховой езды») [7] . Это было огромное здание в форме ротонды . Он имел трассу с пятью холмами, которые зимой покрывались льдом. Летом на трассах использовались тележки на колесах, закрепленные в стальных пазах, установленных на деревянных трассах. Благодаря маятниковому движению, основанному на инерции, все пять холмов можно было преодолеть за один заезд. [8] Аттракцион был спроектирован русским ученым Андреем Нартовым [7] . Англиканский священнослужитель Джон Глен Кинг упоминал, что некоторые англичане, посещавшие Россию, называли их «Летящими горами» и описывали их следующим образом:
Вы заметите, что есть пять горок неравной высоты: первая и самая высокая имеет высоту целых тридцать футов перпендикулярно; импульс, с которым они спускаются, переносит их через вторую, которая примерно на пять или шесть футов ниже, как раз достаточно, чтобы учесть трение и сопротивление; и так далее до последней, с которой они переносятся плавным спуском, почти с той же скоростью, по участку воды на небольшой остров. Эти горки, которые примерно полтора фарлонга в длину, сделаны из дерева, и их можно использовать как летом, так и зимой. Процесс заключается в том, что двое или четверо человек помещаются в небольшую повозку, а один стоит сзади, так как чем больше в ней людей, тем быстрее она движется; она движется на роликах и в пазах, чтобы удерживать ее в правильном направлении, и спускается с удивительной быстротой. Под холмом находится машина, приводимая в действие лошадьми, для того чтобы снова оттянуть повозки вместе с компанией в них. Такая работа, как эта, была бы огромной в большинстве стран из-за труда и расходов, а также огромного количества древесины, использованной в ней. В том же месте есть еще одно искусственное крепление, которое идет по спиральной линии, и, по моему мнению, поскольку я тоже пробовал его, оно очень неприятное; так как оно кажется всегда наклоненным на одну сторону, и человек чувствует опасность упасть с сиденья. [9]
Катальная гора была разобрана в 1792–1795 годах. В настоящее время на ее месте находится Гранитная терраса в Екатерининском парке . [7]
В 1817 году во Франции были построены две американские горки. [10] Les Montagnes de Belleville ( Les Montagnes Russes à Belleville ) в Бельвиле, Париж, имели колеса, прикрепленные к вагонам и закрепленные на рельсах. [11] Promenades Aériennes , открывшийся в парке Божон в Париже 8 июля 1817 года [12], имел колесные вагоны, надежно закрепленные на рельсах, направляющие рельсы, удерживающие их на курсе, и более высокие скорости. [13] Он породил полдюжины подражателей, но их популярность вскоре пошла на спад.
Однако в Belle Epoque они снова вошли в моду. В 1887 году испанский предприниматель Джозеф Оллер , соучредитель мюзик-холла «Мулен Руж» , построил Montagnes Russes de Belleville , «Русские горы Бельвиля» с 656 футами (200 м) трассы, проложенной в форме двойной восьмерки, позже расширенной до четырех петель в форме восьмерки. [14]
В 1827 году горнодобывающая компания в Саммит-Хилл, штат Пенсильвания, построила Mauch Chunk Switchback Railway , гравитационную железную дорогу под уклон, которая использовалась для доставки угля в Mauch Chunk, штат Пенсильвания, — теперь известную как Jim Thorpe . [15] К 1850-м годам «Гравитационная дорога» (как ее стали называть) продавала поездки любителям острых ощущений. Железнодорожные компании использовали похожие пути для развлечения в дни, когда пассажиропоток был низким.
Используя эту идею в качестве основы, Ламаркус Адна Томпсон начал работу над гравитационной железной дорогой Switchback , которая открылась на Кони-Айленде в Бруклине , Нью-Йорк , в 1884 году. [16] Пассажиры поднимались на вершину платформы и ехали в вагончике, похожем на скамью, по 600-футовому (183-метровому) пути до вершины другой башни, где транспортное средство переключалось на обратный путь, и пассажиры отправлялись в обратный путь. [17] Вскоре эта конструкция пути была заменена на овальный замкнутый круг. [13] В 1885 году Филлип Хинкль представил первую полностью замкнутую горку с подъемным холмом , Gravity Pleasure Road , которая стала самым популярным аттракционом на Кони-Айленде. [13] Чтобы не отставать, в 1886 году Томпсон запатентовал свой проект американских горок, которые включали темные туннели с нарисованными пейзажами. «Живописные железные дороги» вскоре появились в парках развлечений по всему округу. [13]
К 1919 году Джон Миллер разработал первые американские горки с нижним трением . [18] В течение следующего десятилетия американские горки распространились в парках развлечений по всему миру и начали эпоху в отрасли, часто называемую «Золотым веком». Одним из самых известных из этого периода является исторический Cyclone , который открылся на Кони-Айленде в 1927 году. Однако начало Великой депрессии в 1930-х годах существенно повлияло на индустрию парков развлечений и положило конец быстрому росту, наблюдавшемуся в Золотой век. Помимо этого, американские горки все еще строились с переменным успехом в зависимости от места. В мае 1932 года железная дорога Scene Railway стала свидетелем своего рода возрождения в Великобритании, включая открытие американских горок в Грейт-Ярмуте . Сегодня это одна из двух панорамных железных дорог, все еще работающих в Великобритании. [19]
В 1959 году Диснейленд представил прорыв в дизайне с Matterhorn Bobsleds , первым постоянным американским горкой, в котором использовалась трубчатая стальная дорожка. Разработанная Arrow Development , трубчатая дорожка отличалась от стандартной конструкции рельсов на деревянных горках, позволяя дорожке изгибаться под более острыми углами в любом направлении, что привело к включению петель, штопоров и инверсионных элементов в макеты дорожек. Чуть больше, чем десятилетие спустя, немедленный успех The Racer на острове Кингс в 1972 году вызвал новую эру энтузиазма в отношении американских горок, что привело к возрождению всей индустрии парков развлечений в течение следующих нескольких десятилетий. [ необходима цитата ]
Существует несколько объяснений названия « американские горки» . Говорят, что оно произошло от раннего американского дизайна, где горки или пандусы были снабжены роликами, по которым катились сани. [13] От этого дизайна отказались в пользу установки колес на сани или другие транспортные средства, но название сохранилось.
Другое объяснение заключается в том, что фраза произошла от аттракциона, который проходил на роликовом катке в Хаверхилле , штат Массачусетс, в 1887 году. Сани, похожие на тобогган, поднимались на вершину дорожки, состоявшей из сотен роликов. Затем этот роликовый тобогган спускался по пологим холмам на пол. Изобретатели этого аттракциона, Стивен Э. Джекман и Байрон Б. Флойд, утверждают, что они были первыми, кто использовал термин «американские горки». [17]
Термин «реактивные горки» используется для обозначения американских горок в Японии, где такие аттракционы очень популярны. [20]
Во многих языках, включая большинство романских языков, название относится к «русским горам». Наоборот, в русском языке их называют «Американские горки» . В скандинавских языках американские горки называют «горно-долинной железной дорогой». В немецком языке есть слово Achterbahn , происходящее от Figur-8-Bahn , относящееся к форме числа 8 ( acht в немецком языке). Это похоже на голландское Achtbaan , в котором acht также означает «восемь».
Поезда американских горок обычно не имеют электропривода. Большинство из них поднимаются на подъемный холм цепью или тросом и спускаются вниз. Потенциальная энергия, накопленная при подъеме на высоту, преобразуется в кинетическую энергию , которая затем преобразуется обратно в потенциальную энергию, когда поезд поднимается на следующий холм. Изменения высоты становятся меньше по ходу пути, так как часть механической энергии теряется на трение и сопротивление воздуха . Правильно спроектированный открытый путь обеспечит поезду достаточно кинетической энергии, чтобы завершить весь путь в различных стрессовых погодных условиях.
Однако не все американские горки оснащены подъемным холмом. Поезд также может быть приведен в движение с помощью пускового механизма, такого как маховик, линейный асинхронный двигатель (ЛИД), линейный синхронный двигатель (ЛСД), гидравлический пуск или приводная шина. Некоторые запущенные американские горки способны развивать большую скорость, используя меньшую длину пути по сравнению с традиционными горками, которые полагаются на обычный подъемный холм.
Тормозной ход в конце круга — наиболее распространенный метод остановки поезда американских горок при его возвращении на станцию. Одним из заметных исключений являются электрические американские горки , которые вместо того, чтобы полагаться на гравитацию, используют один или несколько двигателей для движения поездов по маршруту.
В 2006 году НАСА объявило, что построит систему, использующую принципы, схожие с принципами американских горок, чтобы помочь астронавтам покинуть стартовую площадку Ares I в чрезвычайной ситуации [21] , хотя с тех пор эта система была отменена вместе с остальной частью программы Ares .
Некоторые источники выразили обеспокоенность по поводу способности американских горок вызывать травмы головы и серьезные травмы, такие как разрыв аксонов и повреждение кровеносных сосудов. [22] [23]
Различные механизмы безопасности защищают пассажиров на американских горках. Одним из них является система блокировки . Большинство больших американских горок способны запускать два или более поездов одновременно, и система блокировки предотвращает столкновение этих поездов. В этой системе путь разделен на два или более участков, известных как блоки. В каждом блоке в любой момент времени разрешено находиться только одному поезду. В конце каждого блока есть участок пути, где поезд может быть остановлен при необходимости, например, для предотвращения отправки со станции, остановки лифта или применения тормозов. Датчики определяют, когда проезжает поезд, так что компьютер системы знает, какие блоки заняты. Если поезд пытается войти в занятый блок, механизмы остановки во всех блоках включаются. [ необходима цитата ]
Ограничители — еще один важный аспект безопасности американских горок. Американские горки обычно бывают двух разных типов: ограничители через плечо и ограничители на поясной перекладине. В обоих случаях в ограничителях используются либо гидравлические , либо механические механизмы безопасности. Механические ограничители используют систему, известную как храповой механизм и защелка. При катании на американских горках с системой храпового механизма и защелки можно услышать звук щелчков при опускании ограничителя. [24] Гидравлические ограничители используют поршень и цилиндр. В отличие от механических ограничителей, нет ощущения физического или звукового щелчка от того, что ограничитель зафиксирован на месте. [25] Большинство современных американских горок оснащены датчиками, которые используются для того, чтобы убедиться, что каждый ограничитель зафиксирован. Если все ограничители зафиксированы, он отправит сигнал на компьютер аттракциона, давая ему знать, что он свободен для отправки. Если все ограничители не зафиксированы, поезд не сможет выехать со станции, пока каждый ограничитель не будет зафиксирован. [26]
Тормозные системы, такие как поворотные собачки, используются на нижней части поезда и на наклонном подъемном холме. Когда тележка поднимается на подъемный холм, ее обычно тянет цепь. Собачка движется по неровностям, которые находятся близко друг к другу. В случае, если поезд когда-либо отсоединится от цепи, сработает система противоотката, и он упадет обратно на ближайший упор на спуске, предотвращая падение поезда с подъемного холма. [27]
Другим ключом к безопасности является программируемый логический контроллер (ПЛК), важный компонент компьютерной системы американских горок. Несколько ПЛК работают вместе, чтобы обнаруживать неисправности, связанные с работой, и автоматизировать решения по задействованию различных элементов (например, подъемника, тормозов и т. д.). Периодическое техническое обслуживание и визуальный осмотр инженерами аттракциона также важны для проверки того, что конструкции и материалы находятся в пределах ожидаемых допусков износа и функционируют правильно. Эффективные рабочие процедуры еще больше повышают безопасность. [28]
Проектирование американских горок — еще один важный аспект, требующий практических знаний основ физики для повышения комфорта езды и избежания вредного напряжения для ездока. Проектировщики аттракционов должны тщательно анализировать движение, которому подвергаются ездоки, гарантируя, что оно находится в пределах разумного допуска. Человеческому телу требуется достаточно времени, чтобы отреагировать на внезапные изменения силы, чтобы контролировать мышечное напряжение и избегать вредных последствий, таких как хлыстовая травма . Проектировщики обычно остаются в диапазоне 4–6 G (40–60 мс −2 ) как максимум для положительного ускорения силы тяжести, которое увеличивает ощущение веса и прижимает ездоков к сиденью. Для отрицательной силы тяжести или ощущения невесомости цель составляет 1,5–2G (15–20 мс −2 ) как максимум. Они попадают в диапазон, который считается безопасным для большинства населения. Боковое ускорение также обычно удерживается ниже 2G с помощью различных методов, включая наклон кривых. [29]
Колеса являются важнейшей частью конструкции американских горок. Цель колес — удерживать поезд на рельсах и не допускать его съезда. Большинство колес для американских горок изготавливаются из полиуретана. Существует 3 вида колес для американских горок, в том числе дорожные колеса, боковые фрикционные колеса и колеса с верхним упором. Дорожные колеса движутся по верхней части рельса. Боковые фрикционные колеса движутся по боковой части рельса, чтобы удерживать поезд на рельсах во время поворотов. Колеса с верхним упором движутся под рельсом и не дают поезду сойти с рельса. [30]
Американские горки статистически очень безопасны по сравнению с другими видами деятельности, но, несмотря на все меры безопасности, несчастные случаи все еще происходят. Международная ассоциация парков развлечений и аттракционов (IAAPA) сообщает, что у посетителя есть один шанс из 15,5 миллионов получить травму во время поездки. Кроме того, «в типичный год более 385 миллионов гостей наслаждаются более чем 1,7 миллиардами поездок примерно на 400 североамериканских стационарных объектах». IAAPA обязана ежегодно сообщать о происшествиях на аттракционах в Национальный совет по безопасности. [31] [32]
Американские горки делятся на две основные категории: стальные американские горки и деревянные американские горки . Стальные горки имеют трубчатые стальные рельсы, и по сравнению с деревянными горками они, как правило, известны тем, что предлагают более плавную езду и их способность переворачивать ездоков вверх дном. Деревянные горки имеют плоские стальные рельсы и, как правило, известны тем, что создают «воздушное время» за счет использования отрицательных сил G при достижении вершины некоторых элементов холма. Новые типы рельсов, такие как I-Box и Topper, представленные Rocky Mountain Construction (RMC), улучшают впечатления от езды на деревянных горках, снижают расходы на техническое обслуживание и добавляют возможность переворачивать ездоков.
Третий тип классификации часто называют гибридными американскими горками , которые используют смесь деревянных и стальных элементов для трассы и структуры. Многие, например, имеют трассу, сделанную из стали, и опорную конструкцию, сделанную из дерева. [33] [34] [35] RMC в частности переделал деревянные горки, которые либо пришли в негодность от времени, либо были сочтены парками слишком дорогими в обслуживании. [35] [36] RMC часто заменяет деревянную дорожку своей запатентованной конструкцией стальной дорожки I-Box, при этом повторно используя большую часть деревянной конструкции аттракциона, что приводит к более плавной езде с включением новых элементов дизайна, таких как инверсии, более резкие повороты и более крутые спуски. [36] [37]
Хотя этот термин не был широко использован или принят до 21 века, одним из старейших примеров является Cyclone в Luna Park , который открылся в 1927 году. [38] Он имеет деревянные рельсы и стальную конструкцию. [39] Другие старые примеры включают американские горки с шахтерским поездом , многие из которых были построены Arrow Dynamics . [40] [41] Термин гибрид стал более популярным после представления New Texas Giant в Six Flags Over Texas в 2011 году. [42] Многие в отрасли, однако, продолжают классифицировать американские горки строго только по типу рельсов, маркируя их как стальные или деревянные. [33] [43]
Современные американские горки постоянно развиваются, чтобы обеспечить разнообразные впечатления. Все больше внимания уделяется положению ездоков по отношению к общему впечатлению. Традиционно ездоки сидят лицом вперед, но более новые вариации, такие как стоячие и летающие модели, располагают ездока по-разному, чтобы изменить впечатления. Например, летающая модель размещает ездоков лежащими лицом вперед с пристегнутыми грудью и ногами. Другие способы улучшения впечатлений включают удаление пола под пассажирами, едущими над трассой, как это показано в американских горках без пола . Уникальные элементы трассы, такие как новые инверсии, часто вводятся для предоставления совершенно новых впечатлений.
Несколько классификаций высоты использовались парками и производителями при маркетинге своих американских горок, а также энтузиастами в отрасли. Одна из классификаций, детские горки , — это американские горки, специально разработанные для юных катающихся. После Второй мировой войны парки начали настаивать на строительстве большего количества таких горок, несмотря на ограничения по высоте и возрасту стандартных конструкций того времени. Такие компании, как Philadelphia Toboggan Company (PTC), разработали уменьшенные версии своих больших моделей, чтобы удовлетворить спрос. Обычно они имели подъемные холмы менее 25 футов (7,6 м), и делают это до сих пор. Рост популярности детских горок вскоре привел к разработке «младших» моделей с подъемными холмами до 45 футов (14 м). Ярким примером младших горок является Sea Dragon — старейшие действующие американские горки легендарного дизайнера PTC Джона Аллена, которые открылись на озере Уайандот в 1956 году недалеко от Пауэлла, штат Огайо. [17]
Гиперкостер , иногда стилизованный как гиперкоустер , — это тип американских горок с высотой или перепадом высот не менее 200 футов (61 м). Moonsault Scramble , дебютировавший в Fuji-Q Highland в 1984 году, был первым, кто преодолел этот барьер, хотя термин «гиперкостер» впервые был придуман Cedar Point и Arrow Dynamics с открытием Magnum XL-200 в 1989 году. [44] [45] Гиперкостеры стали одним из самых распространенных типов американских горок в мире, в настоящее время лидируют производители Bolliger & Mabillard и Intamin .
Гига-американские горки — это тип американских горок с высотой или перепадом высот не менее 300 футов (91 м). [46] Термин был придуман во время строительства Millennium Force , американских горок, построенных Intamin в парке развлечений Cedar Point . [47] [48] Хотя Morgan и Bolliger & Mabillard не использовали термин «гига» , [49] обе компании также производили американские горки этого класса.
Strata coaster — это тип американских горок с высотой или перепадом высот не менее 400 футов (120 м). [46] Как и в случае с двумя другими классификациями высоты, термин strata был впервые введен Cedar Point с выпуском Top Thrill Dragster, американских горок высотой 420 футов (130 м), которые открылись в 2003 году. [58] Kingda Ka была второй strata coaster, и она открылась в Six Flags Great Adventure в 2005 году как самые высокие американские горки в мире с высотой 456 футов (139 м). Top Thrill Dragster закрылся в 2021 году после серьезного инцидента, в котором кронштейн оторвался от верхней части аттракциона и ударил женщину по голове, пока она ждала в очереди. Женщина не умерла, и она достигла соглашения с парком развлечений Cedar Point в 2023 году. [59] Впоследствии аттракцион был отремонтирован и модифицирован, и он вновь открылся в 2024 году под названием Top Thrill 2. [ 60]
Superman: Escape From Krypton , 415-футовая (126 м) американская горка, открытая в 1997 году в Six Flags Magic Mountain . Обычно ее не классифицируют как стратосферную горку из-за ее конструкции шаттла , где поезда не совершают полный круг. [58] [61]
Exa coaster — это тип американских горок с высотой или перепадом высот не менее 600 футов (180 м). [62] Термин exa был впервые введен Интамином для Falcon's Flight, 640-футовых (200 м) американских горок, которые, как ожидается, откроются в Six Flags Qiddiya в октябре 2024 года. [63] [64] После завершения строительства это будут самые высокие американские горки в мире. [65]