Die Weite des Weltraums birgt seltsame Dinge, die Menschen vielleicht nie verstehen werden
Jeder, der schon einmal einen Vergnügungspark besucht hat, kann das Adrenalin, das bei einer Achterbahnfahrt entsteht, wahrscheinlich genau beschreiben. Die hohen Geschwindigkeiten, der Wind und das unvermeidbare Gefühl, in einer Schleife plötzlich kopfüber zu hängen – all das trägt zum Nervenkitzel bei! Aber wenn Sie einmal genauer hingeschaut haben, werden Sie etwas Interessantes feststellen: Die Loopings sind nicht perfekt rund. Sie sind sogar überhaupt nicht rund.
Bei dieser Designentscheidung geht es nicht nur um Ästhetik – es ist eine clevere Kombination aus Physik und Technik, die dafür sorgt, dass die Fahrt ebenso sicher wie aufregend ist. Welche Wissenschaft steckt also hinter diesen eben nicht kreisförmigen Loopings? Klicken Sie sich durch diese Galerie, um es herauszufinden.
In einem Vergnügungspark in Pennsylvania, dem Hershey Park, gibt es ein Fahrgeschäft namens SooperDooperLooper, das eine Geschwindigkeit von 72 km/h erreicht, während es um einen aufregenden 23 m langen Looping saust.
Laut der Website des Hershey Parks ist der SooperDooperLooper "die allererste Looping-Achterbahn an der Ostküste". Aber das stimmt eigentlich nicht. Denn auf Coney Island gab es die ersten beiden Looping-Achterbahnen in Amerika, 75 Jahre vor dem SooperDooperLooper.
Die beiden Achterbahnen hießen Flip Flap und Loop the Loop, aber im Gegensatz zum SooperDooperLooper (der seit etwa 50 Jahren in Betrieb ist) überdauerten diese frühen Coney-Island-Achterbahnen nicht einmal ein Jahrzehnt.
Es hat sich herausgestellt, dass Achterbahnschleifen eigentlich nicht kreisförmig sein sollten, weshalb die Achterbahnen nicht überlebt haben. Was ist also der Grund für ihre Form? Schauen wir uns das mal an!
Looping-Achterbahnen tauchten in Europa bereits 1842 zum ersten Mal auf, als in Frankreich und Großbritannien die Centrifugal Railways ("Zentrifugal-Bahnen") entstanden. Diese frühen Fahrgeschäfte nutzten die Zentrifugalkraft, um die Wagen sicher durch die Loopings zu führen.
Sie waren jedoch nur von kurzer Dauer und verloren schnell ihren Reiz.
Obwohl viele Menschen heutzutage Achterbahnen mit Loopings lieben, war dies im 19. Jahrhundert definitiv nicht der Fall. Diese Einstellung wurde auch nach Amerika übertragen, als 1895 die erste Looping-Achterbahn des Landes, die bereits erwähnte Flip-Flap-Achterbahn, eröffnet wurde.
Der Grund für die Abneigung gegen die Flip-Flap-Achterbahn war ihre Form. In der Physik werden perfekte Kreise geliebt, aber die menschliche Erfahrung stimmt mit diesem Gefühl nur selten überein.
Damit eine Achterbahn ihre Schleife ganz durchfahren konnte, mussten die Wagen der Achterbahn mit unglaublicher Geschwindigkeit fahren und gleichzeitig die Richtung ändern. Das hatte natürlich sehr negative Auswirkungen auf den menschlichen Körper.
Wenn sich die Fahrgäste einer Schleife näherten, wurden sie von der Schiene nach oben gezwungen, obwohl der eigentliche Schwung ihre Körper dazu zwingen wollte, sich in einer geraden Linie parallel zum Boden weiterzubewegen.
Ein so schneller Richtungswechsel führt zu einem Anstieg der Gravitationskräfte (oder G-Kräfte). Zum Vergleich: Die Schwerkraft der Erde entspricht einer G-Kraft, während Raketenstarts in der Regel etwas mehr als drei Gs erreichen.
Die Fahrgäste der Flip Flap erlebten eine Kraft von bis zu 14 G während der Fahrt durch den Looping!
Für den menschlichen Körper sind sechs G die höchste Kraft, die er in einer Achterbahn aushalten kann, und das auch nur für etwa eine Sekunde. Bei dieser Kraft wird einem Fahrgast buchstäblich das gesamte Blut aus dem Kopf gezogen, und er würde ohnmächtig werden.
Simulationen des Loopings dieser Achterbahn zeigen, dass die Passagiere innerhalb einer Sekunde von einer Kraft von 1 G auf 14 Gs beschleunigt wurden. Die Kräfte reduzierten sich dann auf 9 Gs, als die Achterbahn den höchsten Punkt erreichte, bevor sie wieder auf 14 Gs anstiegen, als die Bahn zum unteren Ende der Schleife zurückkehrte. Danach sanken die Kräfte augenblicklich wieder auf 1 G.
Die Fahrgäste der Flip Flap waren von der Fahrt völlig desorientiert, was durch die Tatsache verschärft wurde, dass die Achterbahn hauptsächlich aus Holz gebaut war – einem Material, das sich unter Druck dehnen und verformen konnte.
Die nächste auf Coney Island gebaute Looping-Achterbahn (Loop the Loop) wurde 1902 gebaut und sollte die Probleme der anderen Achterbahn vermeiden. Erstens war sie vollständig aus Stahl gefertigt, was mehr Stabilität bot als Holz.
Der Looping der Achterbahn wurde ebenfalls in eine umgedrehte Teardrop-Form gebracht. Durch das Zusammendrücken der Seiten wurde der Übergang in und aus dem Looping der Achterbahn erleichtert. Dies reduzierte die G-Kräfte und sorgte für eine sanftere Fahrt.
Auch wenn die Probleme weitgehend gelöst waren, hatten Achterbahnen immer noch ein großes Problem: die Kapazität. Keine Achterbahn der damaligen Zeit konnte mehr als ein paar Fahrgäste auf einmal aufnehmen, da die Loopings klein waren, was bedeutete, dass auch die Wagen klein sein mussten.
Die meisten Achterbahnwagen boten nur Platz für vier Personen, und die Achterbahn konnte nur etwa alle fünf Minuten in Bewegung gesetzt werden. Letztendlich war es kein besonders lukratives Geschäft.
Die Flip-Flap-Achterbahn hielt sieben Jahre, während Loop the Loop neun Jahre hielt. Viele andere Looping-Achterbahnen in anderen Teilen der Welt schlossen kurz darauf, und es wurde allgemein angenommen, dass dies das Ende der Achterbahn war.
Im Jahr 1959 eröffnete Disneyland in Kalifornien eine Attraktion, das Matterhorn. Obwohl die Achterbahn keinen Looping hatte, war sie die erste Achterbahn der Welt, die aus Stahlrohr gefertigt war.
Im Gegensatz zu normalem Stahl, der durch und durch massiv und extrem schwer ist, ist Stahlrohr hohl. Das bedeutet, dass er leichter ist und sich leichter biegen lässt. Im Gegensatz zu Holz kann Stahlrohr ein viel höheres Gewicht tragen.
Im Jahr 1976 stellte der Freizeitpark Six Flags Magic Mountain die weltweit erste Looping-Achterbahn aus Stahlrohr vor. Die Achterbahn mit dem Namen Great American Revolution verengte den Looping noch mehr zu einem so genannten "Klothoiden-Looping".
Bei Achterbahnen in Form einer Klothoide hatten die Konstrukteure viel mehr Kontrolle über die G-Kräfte und darüber, wie viele davon die Fahrgäste erfahren sollten. Im Fall der Great American Revolution erreichen die G-Kräfte nicht mehr als 4,9.
Da Stahlrohre haltbarer sind, wurde die Great American Revolution mit einer Höhe von 35 m gebaut und konnte 20 Passagiere auf einmal tragen.
Seitdem erfreuen sich Achterbahnschleifen auf der ganzen Welt großer Beliebtheit. In einigen Freizeitparks gibt es Doppelschleifen und verrückte Loopings, die die Grenzen des menschlichen Rausches austesten.
Die Achterbahn mit den höchsten G-Kräften der Welt ist derzeit der Tower of Terror im Freizeitpark Gold Reef City in Südafrika. Die Achterbahn hat eine Kraft von bis zu 6,3 G!
Die höchste Vertikallooping-Achterbahn der Welt befindet sich in China und heißt Flash. Sie wurde 2016 mit einer erstaunlichen Höhe von 52 m gebaut und befindet sich im Lewa-Adventure-Vergnügungspark.
Wenn Sie auf der Suche nach dem höchsten Vertikallooping auf dem nordamerikanischen Kontinent sind, dann suchen Sie nicht weiter als Six Flags Fiesta Texas, wo eine Achterbahn namens Full Throttle einen Looping von 49 m aufweist.
Quellen: (Vox) (TwistedSifter) (Ultimate Roller Coaster) (American Coaster Enthusiasts) (The Cooper Union) (Britannica)
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Bei dieser Designentscheidung geht es nicht nur um Ästhetik – es ist eine clevere Kombination aus Physik und Technik, die dafür sorgt, dass die Fahrt ebenso sicher wie aufregend ist. Welche Wissenschaft steckt also hinter diesen eben nicht kreisförmigen Loopings? Klicken Sie sich durch diese Galerie, um es herauszufinden.