Введение
Инверсия на американских горках
Стандартная вертикальная петля на американских горках, также известная как Loop the loop или Loop de loop, где участок трассы заставляет пассажиров совершить полный оборот на 360 градусов, является самой простой из инверсий на американских горках. В верхней точке петли пассажиры оказываются полностью перевернутыми.
История
Вертикальная петля – не новое изобретение в мире американских горок. Её истоки можно проследить до 1850-х годов, когда во Франции и Великобритании были построены центробежные железные дороги. Эти аттракционы использовали центростремительные силы для удержания вагона в петле. Одна из первых петель была закрыта после несчастного случая. Позже, в конце XIX века, предпринимались попытки построить американские горки с петлей, такие как Flip Flap Railway в парке Sea Lion, спроектированная инженером по американским горкам Линой Бичер. Аттракцион был спроектирован с полностью круглой петлей (в отличие от каплевидной формы, используемой во многих современных американских горках с петлями), и вызывал травмы шеи из-за сильных перегрузок, возникающих при малом радиусе петли. Следующая попытка построить американские горки с петлей была предпринята в 1901 году, когда Эдвин Прескотт построил Loop the Loop на Кони-Айленде. Этот аттракцион использовал современную каплевидную петлю и стальную конструкцию, однако больше людей хотели наблюдать за аттракционом, чем кататься на нём. В 1904 году Бичер дополнительно переработала вертикальную петлю, придав ей ещё более эллиптическую форму для Loop the Loop в парке Olentangy Park. Следующих попыток построить вертикальную петлю пришлось ждать до разработки американских горок Great American Revolution в Six Flags Magic Mountain, которые открылись в 1976 году. Успех аттракциона во многом зависел от его петли, основанной на клотоиде (вместо круглой формы). Петля стала феноменом, и многие парки поспешили построить американские горки с петлями. В 2000 году был построен современный деревянный роллеркостер с петлей – Son of Beast в Kings Island. Хотя сам аттракцион был сделан из дерева, петля поддерживалась стальной конструкцией. Однако из-за проблем с техническим обслуживанием петля была демонтирована в конце сезона 2006 года. Петля не была причиной проблем аттракциона, но была удалена в качестве меры предосторожности. Из-за несвязанной проблемы в 2009 году Son of Beast был закрыт до 2012 года, когда Kings Island объявил о его демонтаже. 22 июня 2013 года Six Flags Magic Mountain представил Full Throttle – стальной роллеркостер с ускорением и петлей высотой 49 метров (160 футов), которая на момент открытия была самой высокой в мире. По состоянию на 2016 год самая большая вертикальная петля находится на американских горках Flash, произведенных компанией Mack Rides в Lewa Adventure в провинции Шэньси, Китай. Этот рекорд разделяет Hyper Coaster в турецком тематическом парке Land of Legends, построенный в 2018 году, который идентичен Flash в Lewa Adventure.
Петель на подкатальниках
В 2002 году швейцарская компания Klarer Freizeitanlagen AG начала разработку безопасной конструкции для аттракциона – водной горки с петлей. С тех пор во многих парках появилось множество таких горок под названием AquaLoop, построенных компаниями, включая Polin, Klarer, Aquarena и WhiteWater West. Этот аттракцион не имеет вертикальной петли, вместо этого используется наклонная петля (вертикальная петля, наклоненная под углом), что снижает нагрузку на катающегося. Горки AquaLoop оснащены аварийным люком, который может быть открыт, если катающийся не достигнет верхней точки петли.
Физика/механика
Большинство петель американских горок не имеют круглой формы. Широко используемой формой является клотхоидная петля, которая напоминает перевернутую каплю и обеспечивает менее интенсивное воздействие перегрузок на протяжении всего элемента для пассажира. Применение этой формы было впервые реализовано в 1976 году на аттракционе "The New Revolution" в парке Six Flags Magic Mountain, благодаря Вернеру Стенгелю из ведущей инженерной фирмы Ing. Büro Stengel GmbH. При подъеме, от нижней до верхней точки петли, сила тяжести действует против направления движения вагонов и замедляет поезд. Поезд движется медленнее всего в верхней точке петли. После преодоления верхней точки, сила тяжести помогает опустить вагоны вниз по дуге. Если кривизна петли постоянна, то наибольшая сила воздействия приходится на пассажира в нижней точке. Если кривизна трассы меняется резко, например, от горизонтального участка к круговой петле, то максимальная сила возникает практически мгновенно (см. рывок). Постепенные изменения кривизны, как в клотхоиде, уменьшают максимальную силу (позволяя достичь большей скорости) и дают пассажиру время безопасно адаптироваться к изменяющейся нагрузке.