Вот это поворот: как устроены аттракционы

     Для чего мы ходим в парк аттракционов? Для радости, конечно, для получения позитивных эмоций. А откуда они берутся? Существует мнение, что они возникают из-за выброса адреналина, который вырабатывают надпочечники в стрессовых, опасных для жизни ситуациях. Оказывается, это не совсем верно. Адреналин сам по себе не обладает психоактивным действием, это «гормон боя» – благодаря ему учащается сердцебиение, сужаются сосуды кожи и кишечника, растет уровень тромбоцитов, предотвращая потерю крови при ранении, расщепляется больше глюкозы в мышцах, что делает их мощнее, и расширяются зрачки для более четкого зрения. Адреналин – гормон, мобилизующий организм. Но в организме есть другие гормоны – эндорфины, которые отвечают за притупление болевых ощущений, чтобы человек не умер от болевого шока при получении травмы. Выработка эндорфинов тоже увеличивается во время стресса – вместе с адреналином. А так как на аттракционе болевой шок нам не грозит, то лишние эндорфины повышают настроение, когда мы «благополучно спасаемся». Выходит, главное условие получения удовольствия – знать, что мы контролируем обстановку и нам не угрожает реальная опасность. 

Почему люди, несущиеся в этих вагонетках, не выпадают? За это отвечают сила тяжести и центробежная сила. Когда вагонетка проходит мертвую петлю и человек висит вниз головой, центробежная сила должна превышать силу тяжести. Для этого у вагонетки должен быть достаточный импульс – чтобы он получился с нужным значением, проектировщики специально рассчитывают кривизну петель.  Понятно, что аттракцион аттракциону рознь. Скажем, в комнате смеха с кривыми зеркалами умереть можно, только если разобьешь лоб, катаясь по полу от хохота, поэтому мероприятия по соблюдению безопасности там бессмысленны. А вот американские горки – это место, где инженер по технике безопасности чувствует себя очень тревожно. Это как в анекдоте про авиапассажиров, которые делятся на три группы: первая очень любопытна и объявления слушает с интересом – это новички; вторая группа со скучающим видом листает прессу весь полет – это опытные пассажиры; третья группа сразу крепко пристегивается, закрывает глаза с первых минут полета, а при аварийных сообщениях начинает мелко дрожать – это пилоты. 

КОНЕЧНО, ЭТО ШУТКА, сегодня инженер вполне уверен в надежности аттракциона. Почему? Потому что в реальной жизни разработка аттракциона – техническая задача, не терпящая никакой самодеятельности, и русское «авось» здесь никак не применяется. Аттракционы проектируются не просто так, они должны соответствовать государственным стандартам: ГОСТу Р 52170-2003 «Безопасность аттракционов механизированных. Основные положения по проектированию стальных конструкций» и ГОСТу 33807-2016 «Безопасность аттракционов. Общие требования». И эти ГОСТы не какая-то сугубо отечественная разработка – они основаны на европейском стандарте ЕN 13814 «Механизмы и конструкции передвижных и стационарных парков. Безопасность» и на американском ASTM F 2291 «Стандартная практика проектирования аттракционов и других устройств для развлечений». А стандарты безопасности, как известно, – литература, написанная кровью, в ней заключен опыт безопасной эксплуатации, и несоблюдение ГОСТа чревато уголовным наказанием, то есть тюрьмой.
 

Поперечные перекладины не дают вывалиться. Фото: Marcelo Toso, www.500px.com

Чтобы ось весом 70 т и длиной 14 м доставить на место, пришлось прокладывать железную дорогу. 

КОНСТРУКЦИЯ КОЛЕСА получилась прочной и надежной – до самого конца (в 1906 году его разобрали) с колесом ничего не случилось. Правда, сейчас считается, что Феррис слишком уж перестраховался. Но технологии того времени не позволяли качественно оптимизировать конструкции, подвергаемые множеству знакопеременных нагрузок. А сейчас позволяют. К примеру, самое большое на данный момент колесо обозрения High Roller в Лас-Вегасе в два раза выше колеса Джорджа Ферриса – 168 м. При этом оно вращается на оси длиной 24 м и весом всего 70 т. Да, всего, ведь это столько же, сколько весила ось первого в мире колеса существенно меньшего размера. Причина такого радикального уменьшения массы становится понятна, если посмотреть на торец оси.  РАЗУМЕЕТСЯ, предел выносливости человеческого организма существует. Его рассчитал литовский инженер и дизайнер Юлионас Урбонас, отец которого был директором парка аттракционов. Урбонас спроектировал гипотетическую «горку для эвтаназии» – Euthanasia Coaster. Идею подал Джон Ален, бывший президент старейшей компании по производству аттракционов Philadelphia Toboggan Company, который однажды сказал: «Конечный вариант американских горок – это когда вы отправляете на них 24 человека, и все они возвращаются мертвыми». Урбонас подошел к делу с технической стороны и сделал множество вычислений. Его консультировал Майкл Грести из Лаборатории пространственной дезориентации при лондонском Имперском колледже – он изучает нарушения вестибулярного аппарата, проблемы головокружения и укачивания в транспорте.  НА САМОМ ДЕЛЕ сейчас при проектировании горок предел перегрузок – 5 g. Это столько, сколько испытывают космонавты при взлете. Так как большинство из нас не космонавты, подобные ощущения возникают лишь на доли секунды: большие радиусы поворотов сглаживают серьезные нагрузки. Волноваться не надо – американские горки проектируют в основном люди, работавшие ранее в аэрокосмической области. Уж они-то на перегрузках не одну собаку съели.