какая максимальная перегрузка на американских горках
Физика города: как американские горки встряхивают наш организм
Иллюстрация: Полина Бреева
В обозримом будущем на ВДНХ появится новый парк аттракционов, а уже в 2017 году можно будет покататься на гигантском колесе обозрения диаметром 100 метров. Мы решили разобраться, какие нагрузки испытывает организм во время катания и что за технологии обеспечивают нашу безопасность. Ответы нашли наши друзья из Детского центра научных открытий «ИнноПарк».
Аттракционы делятся на шесть типов:
Перегрузка по линии «голова – таз» заставляет нежестко закрепленные органы (печень, почки) опускаться на максимально возможную глубину. Кровь тоже устремляется вниз – от головы, сердца и легких в брюшную полость и ноги. При этом лицо вытягивается, а голени раздуваются. Если перегрузка действует в обратном направлении, кровь приливает к верхней части тела. Как следствие, кровотечение из носа и разрыв глазных сосудов.
Аттракционы в Москве
Самый популярный в мире аттракцион – катальные горы – российское изобретение. Императрица Елизавета Петровна в 1741 году велела разработать его российскому механику Андрею Нартову. Первую в мире 400-метровую деревянную установку с волнами на поверхности (они-то и создают эффект невесомости) в 1757-м построили архитекторы Ринальди и Растрелли в Ораниенбауме (это под Санкт-Петербургом).
С горы спускалась тележка на колесиках, похожая на сани. Пока государыня получала монаршую порцию экстрима, на запятках за безопасностью бдили два офицера гвардии. В случае чего они должны были спасти ее любой ценой. Екатерине II аттракцион понравился так сильно, что она стали заказывать копии и дарить их другим правителям на дни рождения. Горки покорили Европу, а затем и Америку, где до сих пор называются «русскими».
Вагонетка почти все время едет по радиусу, поэтому здесь действует центростремительное ускорение, равное 8,83 м/с
«Эволюция Москвы»: Как развиваются аттракционы для детей
Величина перегрузок на аттракционах за последние 20 − 30 лет особо не изменилась, поскольку пассажиры не стали более выносливыми. Современные машины спроектированы с помощью программ компьютерного моделирования, перегрузки на каждом метре пути тщательно просчитаны. Если внимательно присмотреться к новым, более скоростным аттракционам, хорошо видно, что их отличительная особенность – большие радиусы поворотов. И это не украшения. Они нужны для поддержания перегрузок в разумных рамках.
Тарзанка – один из опаснейших аттракционов. Человека привязывают за ноги эластичным тросом и либо сбрасывают с высоты, либо оттягивают и выстреливают вверх, как из рогатки. И в том и другом случае человек испытывает перегрузку 3 g – вроде бы допустимую, но не когда мы висим вниз головой. Кровь приливает в мозг так резко, что происходит микроинсульт. После прыжка человек может чувствовать себя нормально, но лет через десять обычный стресс может вызвать кровоизлияние.
О надежности аттракционов говорит тот факт, что в эту сферу инженеры зачастую уходят из космического проектирования. Так случилось с конструктором космических аппаратов завода имени Зверева Владимиром Гнездиловым, который занялся этой работой еще в 1980-х годах. В качестве примера заимствования технологий он приводит сварку с аргоном – дорого, но прочнее не придумаешь.
Елена Стрижакова, Детский центр научных открытий «ИнноПарк»
Каждый день, просыпаясь утром, мы погружаемся в город, полный фактур, звуков и красок. Пока мы идем на работу и гуляем в парке, нам в голову приходит миллион вопросов о том, как же все вокруг нас устроено в этом огромном мегаполисе. Почему под нами дрожит земля, когда под нами проезжает поезд метро? И может ли в Москве произойти землетрясение? Какими видят нас люди из космоса?
Мы предложили коллегам из Детского центра научных открытий «ИнноПарк» дать ответы на наши вопросы и разъяснить, сколько велосипедистов нужно для освещения столицы, какие оптические иллюзии можно увидеть в городе и как начать экономить энергию, не выходя из дома. Так появился проект «Физика города». Новые вопросы и новые ответы ищите на нашем сайте по понедельникам и четвергам.
Смертельные американские горки
Технические характеристики
Протяженность: 7544 м
Высота подъема: 500 м
Высота спуска: 510 м
Время подъема: 120 с
Время спуска: 10 с
Максимальная скорость: 100 м/с
Количество колец: 7
Максимальные перегрузки: 10 g
Время перегрузок: 60 с
Время в пути: 200 с
Принципы действия
Вагонетка на эвтаназийных горках медленно поднимается на полукилометровую высоту, после чего стремительно падает и последовательно проходит семь петель. Двигаясь главным образом за счет силы гравитации, она доводит человеческий организм до перегрузки в 10 g, которая становится фатальной. Максимальные перегрузки на обычных американских горках составляют 4-6 g, а их продолжительность не превышает нескольких секунд.
«Идеальные американские горки это когда вы отправляете на них 24 человека, и все они возвращаются мертвыми. Знаете, это ведь можно устроить».
Джон Аллен, бывший президент Philadelphia Toboggan Company, старейшего из ныне существующих производителей американских горок в мире
Причина смерти
Церебральная гипоксия в результате перегрузок в мозг перестает поступать кислород.
Самые опасные «американские горки» в мире закрыли из-за того, что несколько человек сломали там шеи
В 2010 году литовский дизайнер Юлионас Урбонас придумал устройство для эвтаназии (или казни) в виде гигантских американских горок. Согласно его расчетам, если сделать высоту и скорость достаточно большими, то пассажиры неминуемо погибнут. По мнению дизайнера, они умрут безболезненно и с удовольствием — в общем, достаточно гуманно.
В 2021 году оказалось, что сатирический проект Урбонаса почти воплотили в жизнь японцы. За последние полгода несколько посетителей парка развлечений Fuji-Q Highland буквально переломали себе кости на американских горках. Некоторые из пострадавших получили переломы шеи и позвоночника.
Самые быстрые горки в мире находятся в японском парке развлечений Fuji-Q Highland. Они называются Do-Dodonpa и обещают посетителям «супер-смертельную скорость». Скорость и вправду пугающая: построенный в 2001 году аттракцион разгоняется до 180 км/ч за 1.56 секунды. Приятным бонусом служит то, что отсюда открывается вид на гору Фудзи, но вы вряд ли успеете что либо разглядеть.
При этом за двадцать лет эксплуатации никаких проблем с Do-Dodonpa не было. Вообще, эти устройства на удивление безопасны: последний случай смерти в мире был зарегистрирован в 2007 году, на похожей горке в Осаке. Тогда из-за поломки оси вагончик на полной скорости врезался в ограждение. Но с декабря по август 2021 в Fuji-Q Highland началась странная эпидемия травм: шесть человек закончили поездку с серьезными переломами. Четверо из них сломали шею или позвоночник.
19 августа аттракцион Do-Dodonpa, а с ним и значительная часть парка, были закрыты. Чиновники и компания-производитель аттракциона Sansei Technologies проводят расследование, но никаких проблем найдено так и не было.
Наоя Миясато, профессор архитектуры из Университета Нихон, изучающий конструкции американских горок, дал комментарии изданию VICE и утверждает, что наиболее вероятная причина — неправильная посадка пассажиров.
Возможно, в парке просто стали не так внимательно следить за тем, в каких позах они садятся на кресла. Перегрузка на вершине горки как минимум в три раза превышает силу тяжести, то есть почти такая же, какую чувствуют космонавты во время запуска ракеты. Если сесть неправильно — наклонившись вперед и оставив зазор между телом и сиденьем — получить перелом позвоночника будет не так-уж трудно.
Вообще, Fuji-Q Highland вдвойне не повезло с этими несчастными случаями. Буквально месяц назад парк объявил об открытии нового аттракциона под названием «Сияющий цветок». Это — огромное колесо обозрения, в котором вместо гондол сделаны клетки. Если американские горки позиционируются как «смертельные», то это развлечение рекламировалось как «11-минутная пытка»:
«Два сиденья расположены бок о бок, так что вы вместе будете молиться и вспоминать свои грехи на фоне великолепной горы Фудзи, которая будет простираться перед вами. Вы много раз пожалеете о том, что согласились на это, прежде чем вас выпустят обратно на землю!».
Как видите, у парка довольно смелая и честная рекламная кампания. Но из-за череды переломов пришлось заморозить не только «смертельные» горки, но и «пыточное» колесо обозрения. По крайней мере, пока не закончился расследование.
Самые быстрые «американские горки» (комплекс Formula Rossa)
С тех пор изменилась и конструкция, и высота, и скорости. Но основной принцип, ради чего все затевалось, остался неизменен. Человек, рискнувший прокатиться, получает ощущение головокружительного падения, превращающегося в полет, испытывает резкий выброс адреналина. И, если первый раз не напугал, готов ехать хоть на край света за новыми ощущениями. А производители аттракционов соревнуются в производстве самых-самых-самых американских горок.
Если скорость ветра превышает 10 м/с, аттракцион становится опасным и его закрывают. Причем закрывать и открывать его могут несколько раз в течении дня. При скорости ветра от 5 до 10 м/с работа аттракциона зависит от руководства парка, которые принимают решение, и если они не видят большой угрозы для жизни и здоровья посетителей, то аттракцион могут запустить.
Но едущие в парк специально, чтобы прокатиться на горке, должны учитывать эту особенность и внимательно смотреть прогнозы погоды, чтобы не уйти ни с чем. Так что для посещения надо выбирать безветренный день, или день, когда скорость ветра не больше 5 м/с.