过山车是美国人的主要娱乐和创意。它们的流行已经有几个世纪的历史了，充满活力和丰富历史．它们可以追溯到15世纪俄罗斯的冰上雪橇。它最终在19世纪初随着宾夕法尼亚州的Mauch Chunk Switchback铁路来到了美国，尽管它最初的目的是将煤炭运上山。
到20世纪初，全国有1500个木制过山车。目前,它它是地球上最高的过山车，成为匠心和建筑的奇迹。
本质上，过山车是一种利用重力和惯性使火车车厢在轨道上加速的机器。然而，自从Mauch Chunk Switchback铁路以来，建筑技术已经取得了长足的进步。更复杂的设计，更快的速度和更高的结构现在是常态。
虽然过山车的建造过程看起来有点复杂，但它们的构造并不太复杂。看看过山车究竟是如何制作的，或者直接跳到信息图表在下面。
设计过程
与所有的建设项目一样，在建造过山车之前，每个方面都是先设计好的。这是为了确保在最后的旅程中实现最大程度的安全和刺激。
选择过山车类型
弄清楚组成过山车类型的不同方面是至关重要的，因为它会极大地影响过山车的整体设计。有四个方面在选择过山车类型时要考虑的因素，它们是:
- 预期的骑手-根据过山车的目标乘客，过山车的体验可能会非常不同。如果他们是孩子，那么骑行会有平缓的山丘和斜坡。然而，年长的骑手在骑行中追求高速度和极限高度。
- 材料木材和钢材是建造过山车的两种主要材料。然而,钢由于它的多功能性和提供元素的能力，如更平稳的乘坐和颠倒使用更多。
- 火车/车类型火车是运送乘客的交通工具。有18种不同类型的过山车列车，从经典的侧面摩擦过山车，比如纵身一跃或者现代的倒置过山车骑马的蝙蝠侠在那里，跑道位于车手头顶上方。
- 跟踪布局-过山车的轨道布局会影响整个旅程。例如，在课程中，一个8字形轨道包含至少一个8字形形状，而螺旋形轨道包含顺序的螺旋状循环，看起来像一个螺旋形螺旋。
设计师可以以任意顺序或同时找出这三个方面。在这个阶段，要做的就是弄清楚他们想要建造什么。
添加山丘和循环
过山车的刺激部分来自于巨大的山丘、大循环和急转弯。然而，这些方面并不只是为了刺激而设计的。在整个行驶过程中，它们会影响和改变火车的速度和高度。
过山车的第一个山被称为把山-通常是最大的。当火车下降时，动能积聚起来，为火车提供了足够的能量，以完成整个行驶过程。如果没有一个足够大的升降山，过山车就无法完成它的旅程。
然后，在整个行驶过程中，这些环有助于控制火车的速度和力量。
维尔纳·斯坦格尔(Werner Stengel)在1975年设计了今天过山车中使用的完整的360度垂直环。斯坦格尔设计了这个回路，叫做回旋曲线循环在美国，顶部的曲率半径较小，这将导致速度放缓，并允许乘客在倒立时留在座位上。
为了理解这是如何工作的，想象一下把一桶水从你的头上晃过，而没有泼到你自己。惯性使重力向下压在水面上，即使是在上下颠倒的时候。同样的情况也发生在人们身上
然而，这并不是循环的唯一目的:它们可以防止人们昏倒。重力过大会导致人昏倒。通过使用垂直环来降低骑行速度，重力就会降低。过山车越大、越快，这种效应就越明显。
有时，游乐园的游乐项目太多，以至于设计师不得不将过山车与其他景点“穿插”在一起。这可能会影响过山车的整体设计，如果设计中没有考虑到山丘或环岛，就会增加或阻碍过山车的运行。
升降机和制动器
过山车是一种客运列车，车厢在轨道上相互连接。然而，由于通常没有发动机，重力和动量可以保持飞行。下面让我们来看看不同类型的升降机，它们帮助火车上山，而刹车系统的设计则有助于阻止它们。
- 链提升-这是最传统的方式让火车移动到升降机山。它们类似于自行车链或长传送带，是上山时听到喀喀声的原因。
- 弹射起飞电梯-这是另一种移动火车上山的方式在较新的过山车。它们通常用于有空间或高度限制的新游乐项目，利用能量和压缩空气推动列车前进。有六种类型发射系统：
- 电磁系统发射时使用能储存大量电能的强电磁铁。还有两种类型的电磁系统:直线感应电机(LIM)和线性同步电机(LSM)，它们更新更有效率，但也稍复杂一些。
- 液压发射系统使用几个装满液压油和氮气的泵，几根发射电缆和一个发动机(本质上是一个大轮子)来推动火车前进。
- 气动系统就像液压，但用的是空气而不是液体。它们通常更简单，但没有液压系统那么强大，但加速度是一致的。
- 飞轮系统使用一个连接在电缆上的大飞轮快速旋转来启动火车。
- 弹射系统先放下重物，绕上缆绳，然后把火车拉到最大速度。这些过山车不是很高，时速只有60英里。
- 摩擦轮使用一个电动车轮，既可以保持火车的速度，也可以利用车轮和火车之间的摩擦使它更快。
- 刹车系统过山车使用刹车系统来减速或停止。制动系统主要有两类:
- 调整刹车让火车慢下来。
- 刹车块让火车完全停下来。
设计师选择建造的过山车类型将影响过山车使用的升降机和制动系统。
测试设计
一旦设计阶段的所有东西都选定了，剩下的就是测试了。模拟可以用专门化来完成计算机软件专门用于过山车，大多数测试都是这样进行的。但是，如果设计了新功能，则需要构建工作原型以评估新设计的可行性。
如果原型不起作用，这可能是因为新功能的设计仍然需要完善，或者它被证明是不安全的。然而，如果原型失败了，设计师就必须回头重新评估设计。如果原型工作成功，那么就可以开始制造阶段。
制造过程
一旦过山车的设计完成，场地的位置就会被清除掉。建造真正的过山车首先要创建支撑结构，由支撑梁和框架组成，然后是轨道，由轨道和其他安全移动过山车的部分组成。
安装支撑结构
支撑系统是过山车上的所有东西都要放置的地方。一切都是从下往上安装的，从地基开始。洞是用铲子挖的挖掘机用混凝土填充来建立基础，用木制模型来支撑模型。
如果土壤是沙质的，就用木桩来代替混凝土作为地基。然而，连接板被附加到基础上，以连接到支撑梁。
根据设计师决定使用的材料类型，安装可能略有不同。
- 为木过山车，木材被运送到切割地点，并安装在现场。
- 为钢过山车，零件是在工厂按规格制造，然后运到现场进行组装。
然而，较低的支撑结构的主要部分将降低使用起重机在连接到支撑结构的连接板上。在安装上部部分时，下部部分可以使用木梁进行支撑。
该框架的设计是根据乘客类型、重力和列车消耗的能量计算得出的。通常情况下，支撑结构框架由连接到支撑柱的横梁组成，与上层建筑的建造方式相似摩天大楼．
安装轨道
一旦主要支撑结构就位，轨道就安装在顶部。它们的安装方式取决于所使用的材料类型。
- 在木过山车，连接梁-梁连接和加强两个柱-安装在整个轨道长度，整个旅程。
- 过山车由钢将轨道部分分开运输到现场。这些部件被连接起来，然后用螺栓/焊接在支撑结构上。
过山车的部分安全性在于轨道可以防止火车车轮脱轨。通常情况下，木制过山车的轮子上有宽唇，可以防止它们滑出轨道，防止横向移动。
一旦轨道安装，链式升降机或发射升降机与任何安全机制和制动系统一起安装。
像防回滚系统或传感器这样的安全机制被用来确定过山车是否停止工作。
一旦所有这些都完成，实际的火车车厢将被运送到现场。将执行测试运行，以确保一切正常工作。一些个性化的设置，如灯光、摄像机设置和油漆将根据过山车的主题添加。然后过山车就可以坐了。
需要注意的是，如果履带没有正确安装，可能会发生大面积的损伤和损坏。这就是为什么从支撑结构到轨道安装都必须精确完成的原因。幸运的是，过山车伤害是非常罕见的在美国，每百万人中只有1.2人受伤。
找出过山车是如何建造的是一个奇迹，因为它精确地展示了如何建造的建设发展趋势继续被新应用。过山车越来越高、越来越快、越来越长，这种趋势还会继续下去，我们会找到新的方式，为乘客提供全新的刺激!
