074.1919年:过山车
约翰·米勒(John Miller,1872—1941)
美国俄亥俄州国王岛的“野兽之子”过山车。
电网(1878年),摩天轮(1893年),哈利·波特的禁忌之旅(2010年)
想一下过山车的原理,其实非常简单。你可以将一个自由滚动的汽车放置在第一座山的顶端,然后让其滚到山底。在这个过程中,汽车会释放掉自己储存的所有势能,将其转化成速度。下一座山会矮一些,以适应摩擦力和阻力的损失。
如果建造者使用的是木材,那么过山车通常会非常简单。
但是1919年美国企业家约翰·米勒设计的过山车,推出了更具创造性的路线。通过“米勒的摩擦力下的车轮”,过山车可以扭曲和螺旋。现在,钢管轨道的出现,重力对于人体的压力成为了设计唯一的真正障碍。
爬上第一座山的传统办法是使用链条。它允许过山车在一分钟,甚至更长的时间里慢慢地积攒势能。但是像在奥兰多的“绿巨人过山车”采用的是完全不同的方法。车子从第一座山下出发时,由连接着230个大型电机的橡胶轮驱动。车子的速度在两秒钟之内,从零增加到每小时40英里(每小时64千米),然后跨过第一座山的顶部,直接进入一个反冲阶段,落到第一个谷底。
带着32名乘客满载上山,对其进行快速的加速需要大约11000马力(8000000瓦特)。工程师不能对均衡的电网说“请在两秒钟之内为我提供8兆瓦”,而不考虑多种断电的可能所带来的严重后果。所以,在两次出发的时间之间,系统利用惯性轮释放出它们积累的电力。这使得电网上的负荷趋于均衡。■ 工程学之书