롤러코스터

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배경

롤러코스터는 여러 대의 바퀴가 연결된 자동차에 승객이 앉는 놀이공원 놀이기구입니다. 자동차는 나무나 강철 구조물로 지지되는 한 쌍의 레일을 따라 움직입니다. 작동 중에 자동차는 연결된 체인에 의해 가파른 경사를 올라갑니다. 자동차가 경사면의 정상에 도달하면 체인에서 벗어나 중력에 의해 일련의 낙하, 상승 및 회전을 통해 아래쪽으로 추진됩니다. 마지막으로 자동차는 승객이 내리고 새로운 승객이 타는 출발점에서 정지합니다. 롤러코스터는 많은 사람들이 놀이 공원에서 가장 흥미진진한 놀이기구로 간주합니다.

연혁

롤러코스터의 기원은 1400년대 러시아로 거슬러 올라갑니다. 이곳에서는 얼음 썰매가 인기 있는 겨울 활동이었습니다. 비교적 평평한 지역의 사람들이 눈과 얼음으로 자신의 언덕을 건설할 정도로 인기를 얻었습니다. 이 인공 언덕의 꼭대기는 지상에서 계단이 있는 높은 나무 탑을 통해 도달했습니다. 적은 비용으로 계단을 오르고 썰매를 타고 언덕을 빠르고 흥미진진하게 내려올 수 있습니다.

1700년대에 이르러 얼음 언덕의 많은 소유자들은 겨울을 넘어서도 라이드의 잠재적인 수익을 확장할 수 있는 방법을 찾았습니다. 그들은 작은 썰매 아래에 바퀴를 달고 얼음 언덕을 나무로 만든 언덕으로 대체했습니다. 야간 작업이 가능하도록 경사면을 따라 밝은 색의 등불을 걸었습니다.

프랑스에서 온 방문객들은 러시아 산이라고 불리는 이 놀이기구를 보고 아이디어를 다시 가져왔습니다. 1804년 파리에서 최초의 바퀴 달린 코스터가 문을 열었고 코스터 열풍은 프랑스 전역으로 빠르게 퍼졌습니다. 놀이기구의 인기가 높아짐에 따라 운영자는 더 빠르고 흥미진진한 코스터를 제작하여 대중의 후원을 받기 위해 경쟁했습니다. 안타깝게도 안전장치가 속도를 따라가지 못하고 사고가 잦았다. 1800년대 중반까지 부상자 수가 증가하고 대중의 관심이 전반적으로 상실되었습니다. 러시아산 마운틴 코스터가 하나씩 해체되었습니다.

롤러코스터의 개발은 미국에서 사라진 석탄 운반 철도가 없었다면 거기서 멈췄을 것입니다. Mauch Chunk 경사 철도는 1800년대 초에 펜실베니아에서 건설되어 산 꼭대기의 광산에서 아래 운하의 바지선으로 석탄을 운반했습니다. 노새는 빈 차를 언덕 위로 끌어 올렸고 중력은 노새와 함께 짐을 실은 차를 다시 내려왔습니다. 1874년에 광산 작업이 바뀌었고 철도는 석탄 대신 관광객을 수송하기 시작했습니다. 왕복 1시간 30분에 1달러가 들었고 즉시 성공했습니다. 철도는 1938년 폐쇄될 때까지 승객을 계속 태웠습니다.

관광 명소로서 Mauch Chunk 경사 철도의 성공은 소규모의 유사한 놀이 공원 놀이기구에 대한 영감을 제공했습니다. 미국에서 LaMarcus Thompson은 1884년 뉴욕 코니 아일랜드 해변에서 자신의 Gravity Pleasure Switchback Railway를 건설했습니다. 한 푼에 라이더는 한 고가 역에서 다른 고가 역으로 이어지는 일련의 완만한 언덕을 지나는 자동차를 탔습니다. 나무 받침. 반대쪽 끝에서 자동차는 왕복 여행을 위해 평행 트랙으로 전환되었습니다.

코니 아일랜드의 두 번째 롤러코스터는 1884년 말 찰스 알코크(Charles Alcoke)가 서펜타인 레일웨이(Serpentine Railway)를 열었을 때 건설되었습니다. Alcoke의 코스터는 타원형 트랙 디자인을 사용한 최초의 제품입니다. 라이더는 당시 19km/h(12mph)의 목이 부러지는 속도로 휘젓는 대로 열린 벤치에 옆으로 앉았습니다. 세 번째 코스터는 1885년 Phillip Hinkle가 Coney Island에 건설했습니다. Hinkle의 코스터는 첫 번째 언덕까지 자동차를 운반하기 위해 체인 리프트를 통합하여 승객이 지상에서 탑승할 수 있게 하고 오르막을 절약할 수 있도록 합니다.

롤러코스터 개발은 1920년대에 미국에서 1,500개 이상의 목재 코스터가 운영되던 때 절정에 달했습니다. 1930년대의 경제적 어려움과 1940년대의 전시물자 부족으로 그 시대는 막을 내렸다. 수백 명에 의해 폐쇄된 놀이 공원과 나무 롤러코스터는 파손되거나 무너졌습니다. 1959년 Walt Disney가 Disneyland에서 Matterhom 봅슬레이 타기를 열 때까지는 현대 강철 롤러코스터 디자인의 시대가 시작되었습니다. 아이러니하게도, 1972년 오하이오주 신시내티 인근 킹스 아일랜드에 거대한 레이서라는 새로운 목조 코스터를 건설해야 코스터 열풍이 다시 불타올랐습니다.

1990년대 후반까지 미국에서는 200개 이상의 주요 롤러코스터가 운영되고 있는 것으로 추정되었으며 매년 더 많은 롤러코스터가 추가되고 있습니다. 2000년 5월, 밀레니엄 포스는 오하이오 주 샌더스키의 시더 포인트에서 문을 열었습니다. 310피트(94m) 높이에 92mph(148kmp)로 달리는 이 롤러코스터는 세계에서 가장 높고 빠른 롤러코스터입니다.

원자재

롤러코스터는 일반적으로 지지구조에 사용되는 재료에 따라 나무코스터와 강철코스터로 분류된다.

나무 코스터는 지상의 트랙을 지지하기 위해 거대한 나무 가대 스타일의 구조를 사용합니다. 목재는 일반적으로 Douglas fir 또는 Southern Yellow pine과 같은 건축 등급이며 열화를 방지하기 위해 페인트를 칠하거나 달리 처리합니다. 나무 구성 요소는 콘크리트 기초에 지지되고 볼트와 못으로 결합됩니다. 강판은 중요한 조인트를 보강하는 데 사용됩니다. 나무 코스터를 만드는 데 필요한 엄청난 수의 부품의 예로, 일리노이 주 구미에 있는 Six Flags Great America를 위해 제작된 American Eagle은 2,000개의 콘크리트 기초를 사용했습니다. 160만 피트(487,680m)의 목재; 60,720 볼트; 30,600파운드(13,910kg)의 못. 그것은 9,000갤런(34,065L)의 페인트로 코팅되었습니다.

강철 코스터는 트랙을 지지하기 위해 얇은 가대 스타일 구조를 사용하거나 두꺼운 관형 지지대를 사용할 수 있습니다. 트랙은 일반적으로 직사각형 상자 거더 또는 두꺼운 원형 관형 트랙 지지대에 부착된 강철 지지대에 의해 제자리에 고정된 한 쌍의 용접된 원형 강철 튜브의 섹션으로 형성됩니다. 노출된 모든 강철 표면은 도색되어 있습니다. 강철 코스터는 나무 코스터만큼 복잡할 수 있습니다. 예를 들어, 영국 블랙풀의 블랙풀 플레저 비치(Blackpool Pleasure Beach)에 있는 펩시 맥스 빅 원(Pepsi Max Big One) 코스터는 기초를 위해 모래 토양에 박힌 1,270개의 말뚝을 사용했습니다. 강철 2,215톤(2,010미터톤), 볼트 60,000개. 42,000 sq. yd (35,087 sq. m)의 칠해진 표면이 있었습니다.

나무 및 강철 코스터의 트랙 및 리프트 체인은 강철로 만들어지며 자동차에는 일반적으로 강철 차축과 하부 구조가 있습니다. 차체는 알루미늄이나 유리 섬유로 만들 수 있으며, 자동차 바퀴는 우레탄이나 오래 지속되는 저소음 재료로 주조할 수 있습니다.

디자인

롤러 코스터 타기의 디자인은 제조 공정의 첫 번째이자 가장 중요한 부분입니다. 각 롤러코스터는 고유하기 때문에 모든 세부 사항은 문자 그대로 처음부터 설계되어야 합니다.

시작하려면 롤러 코스터 설계자는 어떤 종류의 라이더가 코스터를 사용할지 고려해야 합니다. 코스터가 어린 아이들을 위해 설계된 경우 언덕과 커브가 완만하며 자동차의 속도는 상대적으로 느립니다. 가족들은 일반적으로 많은 회전과 적당한 힘으로 다소 빠른 승차를 원합니다. 궁극의 스릴을 추구하는 사람들은 극한의 높이와 속도를 원합니다.

그런 다음 설계자는 코스터에 사용할 수 있는 공간을 고려해야 합니다. 롤러코스터는 지상 공간뿐만 아니라 공기 공간도 많이 차지합니다. 설계자는 일반 지형, 기타 주변 놀이기구, 전력선, 진입로, 호수, 나무 및 기타 장애물을 살펴봅니다. 일부 놀이 공원에는 너무 많은 놀이기구가 추가되어 새로운 롤러코스터가 기존 놀이기구와 산책로를 통과하도록 설계되어야 합니다.

디자이너의 다음 목표는 코스터의 독특한 "느낌"을 얻는 것입니다. 디자이너는 기억에 남는 승차감을 제공하기 위해 여러 기술을 사용할 수 있습니다. 초기 경사를 더 가파르게 만들거나 리프트 체인의 속도를 느리게 만들어 승객의 불안감을 높일 수 있습니다. 일단 경사면을 오르면 첫 번째 드롭은 일반적으로 가장 가파르기 때문에 가장 빠르고 무섭게 설계됩니다. 다른 방울은 중간에 짧은 납작한 섹션으로 디자인할 수 있으며 이중 딥이라고 합니다. 평평하거나 위로 향하는 섹션으로 매우 갑작스럽게 전환되는 드롭은 승객을 좌석으로 내리기 때문에 슬래머라고 합니다. 협곡 코스터라고 하는 곳에서 자동차를 지면 가까이에서 달리게 하면 속도가 빨라지는 듯한 착각이 들게 됩니다.

코스터를 위한 강철 구조의 출현은 기본적인 롤러 코스터 타기에 많은 변형을 허용했습니다. 일부 현대식 코스터에서는 승객이 트랙 위에 타지 않고 트랙 아래에 매달려 있습니다. 다른 곳에서는 승객이 앉지 않고 서서 탄다. 봅슬레이로 알려진 일부 코스터에는 트랙이 전혀 없으며 자동차는 봅슬레이 달리기처럼 물마루에서 자유롭게 굴러갑니다.

롤러코스터의 실제 디자인과 레이아웃의 대부분은 컴퓨터에서 수행됩니다. 첫 번째 경사면의 높이는 차량을 타고 역까지 끝까지 추진할 수 있는 충분한 에너지를 제공하도록 계산되어야 합니다. 적재된 차량이 트랙에 가하는 수평 및 수직 힘은 지지 구조가 적절한지 확인하기 위해 모든 지점에서 계산되어야 합니다. 마찬가지로 승객에게 가해지는 힘은 모든 지점에서 계산되어야 합니다. 이러한 힘은 일반적으로 중력이 우리 몸에 가하는 힘의 배수인 "g"로 표현됩니다. 예를 들어, 사람의 체중이 100파운드(45.5kg)라면 2g의 힘은 그 사람에게 200파운드(91kg)의 힘을 가합니다. 미국의 코스터는 일반적으로 대부분의 사람들이 견딜 수 있는 한계인 약 3.5g을 넘지 않습니다. 미국 외 지역에서 세 개의 코스터는 6.5g 이상의 힘을 발휘하며 극한의 것으로 간주됩니다. 제트 전투기 조종사는 약 10g에서 기절합니다.

각 코스터는 일반적으로 하나 이상의 새롭고 시도하지 않은 기능을 통합하기 때문에 테스트 및 평가를 위해 새 기능의 작동하는 프로토타입을 구축할 수 있습니다. 프로토타입은 제조업체의 시설에 세워지고 장비가 장착된 가중 테스트 자동차는 원하는 속도로 테스트 섹션을 통해 추진됩니다. 이러한 테스트를 기반으로 설계자는 최종 제품을 만들기 전에 원래 설계를 변경할 수 있습니다.

계산, 설계 및 테스트가 완료되면 CAD(Computer-Aided Drafting) 프로그램을 사용하여 새 코스터를 만드는 데 사용할 수천 개의 부품 각각에 대한 세부 도면을 준비합니다.

제조 공정

롤러코스터의 실제 물리적 건설은 코스터의 종류와 크기에 따라 공장이나 놀이공원 부지에서 이루어질 수 있습니다. 대부분의 강철 코스터는 공장에서 섹션별로 제작된 다음 현장으로 트럭으로 옮겨져 세워집니다. 대부분의 나무 코스터는 현장에서 한 조각씩 제작됩니다. 다음은 현대식 강철 코스터와 클래식한 목재 코스터를 제조하기 위한 일반적인 작업 순서입니다.

사이트 준비

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1 롤러코스터를 설치하기 전에 설치 장소를 정리하고 준비해야 합니다. 이것은 일반적으로 놀이 공원이 문을 닫는 비수기에 수행됩니다. 공원이 아직 열려 있는 동안 해야 하는 경우 일반 대중이 건설 현장을 헤매는 것을 방지하기 위해 해당 지역에 울타리가 쳐져 있습니다.

2 기존 구조물, 식생, 유틸리티 등을 이동하거나 철거해야 하는 경우 이 작업을 먼저 수행합니다. 주변 지형을 채우거나 굴착해야 하는 경우 해당 작업도 이때 수행됩니다.

3 지지 구조 기초를 위한 구멍을 조사하고 드릴 또는 파냅니다. 견고한 나무 형태는 각 기초 지점에 대한 콘크리트를 고정하도록 구성됩니다. 토양이 매우 모래인 일부 지역에서는 콘크리트를 붓는 대신 큰 나무 더미를 기초로 땅에 박을 수 있습니다. 콘크리트를 사용하는 경우 믹서 트럭으로 현장으로 가져오고 길고 관절이 있는 암이 있는 콘크리트 펌프로 펌핑합니다. 목재로 만든 롤러코스터의 예. 각 기초 형태에 도달할 수 있습니다. 커넥터 플레이트는 지지대를 부착할 수 있도록 각 기초 상단의 콘크리트에 매립됩니다.

주요 지지 구조 설치

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4 기초가 완성되면 주 지지 구조물에 대한 작업이 시작됩니다. 강철 코스터용 지지대(사실상 강철 코스터의 거의 모든 부품)는 공장에서 만들어지고 트럭 섹션으로 작업 현장으로 배송됩니다. 공장에서 각 지지대의 조각을 적절한 방향으로 고정하기 위해 고정 장치를 사용하여 필요한 모양으로 절단 및 용접합니다. 복잡한 3차원 굽힘이 필요한 경우 컴퓨터의 정보로 제어되는 유압식 튜브 벤더에서 수행할 수 있습니다. 나무 코스터에서 지지대의 재료는 일반적으로 미완성 목재로 현장으로 배송되고 개별 조각은 현장에서 절단 및 조립됩니다. 어느 경우든 주 지지대의 하부는 크레인으로 들어 올려 기초 지점에서 돌출된 커넥터 플레이트에 부착됩니다.

5 하단 지지대가 제자리에 있으면 상단 부분을 제자리로 들어 올려 연결하는 동안 임시로 지지할 수 있습니다. 이 작업은 주요 지원 구조가 완료될 때까지 계속됩니다.

트랙 설치

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6 주 지지 구조가 제자리에 있으면 트랙이 설치됩니다. 스틸 코스터에는 강철로 만든 롤러코스터와 자동차의 예. 트랙의 섹션은 트랙 지지대에 용접된 지지대와 관형 트랙을 사용하여 공장에서 제조됩니다. 섹션을 현장으로 가져온 후 제자리로 들어 올려 트랙 끝을 함께 밀어 넣습니다. 그런 다음 섹션은 주요 지지 구조 및 서로에 볼트로 고정됩니다. 나무 코스터에서 나무 타이 빔은 놀이기구의 전체 길이를 따라 주요 지지 구조의 상단에 설치됩니다. 6~8겹의 평목판을 2열의 타이 빔 위에 세로로 설치하여 레일의 적층 베이스를 형성합니다. 레일 자체는 나무 바닥에 나사로 조여진 길고 평평한 강철 스트립으로 형성됩니다.

7 철제 코스터에서는 통로와 난간이 선로 외부를 따라 용접되어 유지 보수 접근과 승객의 긴급 대피가 가능합니다. 나무 코스터에서는 선로 외부의 타이 빔 부분을 보도로 사용하고 난간을 설치합니다.

8 리프트 힐에는 리프트 체인과 롤백 방지 장치가 설치되어 있으며, 역으로의 최종 접근에는 제동 장치가 설치되어 있습니다.

자동차 제작

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9 코스터용 개별 차량은 공장에서 제작됩니다. 서브프레임 조각이 절단되고 용접됩니다. 본체는 알루미늄으로 각인되거나 유리 섬유로 성형된 다음 서브프레임에 고정됩니다. 시트 쿠션은 폼에서 자르고 바닥에 장착하고 실내 장식품으로 덮을 수 있습니다. 러닝 휠과 가이드 휠은 ​​잠금 패스너로 제자리에 볼트로 고정됩니다. 브레이크 핀, 안티 롤백 도그 및 기타 안전 구성 요소가 설치됩니다.

라이딩 종료

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10 본관 공사가 완료되면 조명을 위한 전기배선을 설치하고, 놀이기구 전체를 도색할 수 있다. 탑승장을 만들고 표지판을 설치하고 조경을 합니다.

품질 관리

롤러코스터의 설계 및 건설은 수많은 정부 안전 규정의 적용을 받습니다. 사용된 재료는 특정 강도 요구 사항을 충족해야 하며 실제 구조는 정기적인 검사를 받아야 합니다. 매일 코스터는 작동하기 전에 철저히 검사해야 합니다.

라이드가 대중에게 공개되기 전에 자동차는 무게가 실린 모래주머니로 채워지고 모든 것이 제대로 작동하는지 확인하기 위해 여러 회로를 통과합니다. 정부 안전 검사관은 운영 승인을 받기 전에 최종 검토를 확인합니다.

미래

더 높고, 더 길고, 더 빠른 코스터에 대한 현재의 추세는 아마도 가까운 장래에 계속될 것입니다. 롤러코스터가 유럽, 아시아 및 기타 여러 국가에서 인기를 얻게 된 지금은 특히 그렇습니다. 그 동안 코스터 디자이너는 라이더에게 신체적, 시각적 스릴을 줄 새로운 방법을 모색할 것입니다.