How rollercoasters affect your body - Brian D. Avery

Переводчик: Anna Pecot Редактор: Ростислав Голод

In the summer of 1895, crowds flooded the Coney Island boardwalk

Летом 1895 года толпы людей заполонили набережную Кони-Айленда,

to see the latest marvel of roller coaster technology:

чтобы своими глазами увидеть последнее чудо индустрии аттракционов —

мёртвую петлю «Флип-флэп-рэйлуэй».

the Flip Flap Railway.

This was America’s first-ever looping coaster

Это был первый в истории США аттракцион,

спроектированный по петлеобразной траектории.

– but its thrilling flip came at a price.

Но щекочущее нервы сальто оказалось отнюдь не безвредным развлечением.

The ride caused numerous cases of severe whiplash,

Многие посетители получали хлыстовые травмы головы и шеи

neck injury and even ejections,

и даже выпадали из вагонеток —

all due to its signature loop.

и всё из-за пресловутой петли.

Today, coasters can pull off far more exciting tricks,

В наше время любители американских горок могут испытать более захватывающие трюки,

without resorting to the “thrill” of a hospital visit.

но уже без «удовольствия» очутиться на больничной койке.

But what exactly are roller coasters doing to your body,

Какое влияние на организм оказывают американские горки?

and how have they managed to get scarier and safer at the same time?

И как смогли аттракционы стать для посетителей

не только более захватывающими, но и безопаснее?

At the center of every roller coaster design is gravity.

Секрет конструкции американских горок — в силе гравитации.

Unlike cars or transit trains,

В отличие от автомобилей и поездов

most coasters are propelled around their tracks

вагонетки большинства американских горок

almost entirely by gravitational energy.

движутся по рельсам благодаря гравитационной энергии.

After the coaster crests the initial lift hill,

Достигнув первого пика подъёма,

it begins an expertly engineered cycle –

вагончики начинают движение по тщательно спроектированному пути,

поочерёдно накапливая потенциальную энергию во время подъёма

building potential energy on ascents and expending kinetic energy on descents.

и расходуя кинетическую энергию во время спуска.

This rhythm repeats throughout the ride,

В таком ритме вагончики проходят всю траекторию движения,

acting out the coaster engineer’s choreographed dance

словно исполняя танец, придуманный инженерами-«хореографами»

of gravitational energy.

с использованием гравитационной энергии.

But there’s a key variable in this cycle that wasn’t always so carefully considered:

Но в этих расчётах была важная переменная, о которой конструкторы не задумывались, —

это посетители аттракциона.

you.

In the days of the Flip-Flap,

Когда «Флип-флэп» только появился,

ride designers were most concerned with coasters getting stuck

инженеров больше волновало, чтобы аттракцион не остановился

somewhere along the track.

где-нибудь на полпути.

This led early builders to overcompensate,

Поэтому поначалу инженеры попросту перестарались,

hurling trains down hills

задействовав по максимуму кинетическую силу на спуске

and pulling on the brakes when they reached the station.

и всю тормозную силу по окончании аттракциона.

But as gravity affects the cars, it also affects the passengers.

Но действию силы гравитации подвержены не только вагончики, но и пассажиры.

And under the intense conditions of a coaster,

И с учётом экстремальных нагрузок американских горок

gravity’s effects are multiplied.

сила тяжести увеличивается в разы.

There’s a common unit used by jet pilots,

Пилоты реактивных самолётов,

космонавты

astronauts,

and coaster designers called “g force”.

и инженеры-разрабочики американских горок используют термин перегрузка.

One G force is the familiar tug of gravity you feel when standing on Earth

Всем нам хорошо знакома перегрузка в 1 g: мы испытываем её,

находясь в неподвижном состоянии на земной поверхности, —

– this is the force of Earth’s gravitational pull on our bodies.

это сила, с которой Земля притягивает тело человека.

But as riders accelerate and decelerate,

На американских горках пассажиры двигаются то с ускорением, то с замедлением,

they experience more or less gravitational force.

соответственно испытывая бо́льшую или меньшую гравитационную силу.

Modern ride designers know that the body can handle up to roughly 5 Gs,

Сегодня проектировщики американских горок знают,

что человек в среднем способен выдержать перегрузку до 5 g.

but the Flip-Flap and its contemporaries routinely reached up to 12 Gs.

Однако на горке «Флип-флэп» и других аттракционах того времени

перегрузка могла достигать12 g.

At those levels of gravitational pressure,

При таком уровне гравитационного давления

blood is sent flying from your brain to your feet,

происходил отток крови из мозга к ногам,

leading to light-headedness or blackouts

что приводило к головокружению и потере сознания,

as the brain struggles to stay conscious.

связанным с гипоксией головного мозга.

And oxygen deprivation in the retinal cells impairs their ability to process light,

При кислородной недостаточности клетки сетчатки не могли обработать свет,

causing greyed out vision or temporary blindness.

что приводило к потере цветового зрения или временной слепоте.

If the riders are upside down, blood can flood the skull,

Когда человек оказывается вверх ногами, происходит кровоизлияние в головной мозг,

causing a bout of crimson vision called a “redout”.

и в глазах появляется красная пелена.

Conversely, negative G’s create weightlessness.

Напротив, при отрицательных перегрузках наступает состояние невесомости.

Within the body,

Для организма краткосрочная невесомость почти безопасна.

short-term weightlessness is mostly harmless.

От невесомости пассажира может укачивать,

It can contribute to a rider’s motion sickness

ведь жидкость во внутреннем ухе оказывается в подвешенном состоянии,

by suspending the fluid in their inner ears

which coordinates balance.

что влияет на координацию движений.

But the bigger potential danger

Однако бо́льшую опасность,

– and thrill –

вызывающую экстремальные ощущения,

comes from what ride designers call airtime.

представляет то, что инженеры называют нулевой гравитацией.

This is when riders typically experience seat separation,

При этом теряется контакт с сиденьем,

и без надлежащих мер безопасности

and, without the proper precautions,

ejection.

пассажиры могут выпасть из вагончика.

The numerous belts and harnesses of modern coasters

Многочисленные ремни и фиксирующие перекладины

have largely solved this issue,

практически устранили эту проблему на современных аттракционах.

but the passenger’s ever-changing position can make it difficult

Но поскольку положение тела во время поездки постоянно меняется,

to determine what needs to be strapped down.

бывает сложно определить, как его необходимо зафиксировать.

Fortunately, modern ride designers are well aware

Однако современным инженерам хорошо известны

of what your body, and the coaster,

максимально допустимые нагрузки

can handle.

Coaster engineers play these competing forces against each other,

как на организм человека, так и на конструкцию аттракциона.

Разработчики намеренно сталкивают противодействующие силы,

to relieve periods of intense pressure with periods of no pressure at all.

чередуя периоды сильного напряжения со спокойными периодами.

And since a quick transition from positive to negative G-force

А поскольку резкие переходы

от положительной к отрицательной перегрузке

can result in whiplash, headaches, and back and neck pain,

могут привести к травмам головы, шеи и спины,

they avoid the extreme changes in speed and direction

стараются не допускать внезапной смены скорости и направления движения,

so common in thrill rides of old.

что было характерно для аттракционов первого поколения.

Modern rides are also much sturdier,

Современные конструкции горок стали также гораздо прочнее —

closely considering the amount of gravity they need to withstand.

их проектируют с учётом максимальных потенциальных нагрузок.

At 5 G’s, your body feels 5 times heavier;

При перегрузке в 5 g вес человека увеличивается в 5 раз,

so if you weigh 100lbs,

то есть если пассажир весит 45 килограммов,

you’d exert the weight of 500 lbs on the coaster.

его вес увеличится до 225 килограммов.

Engineers have to account for the multiplied weight

Инженеры-конструкторы должны учитывать многократное увеличение

of every passenger when designing a coaster’s supports.

веса каждого пассажира, чтобы спроектировать опорную конструкцию.

Still, these rides aren’t for everyone.

И тем не менее, американские горки — развлечение не для каждого.

The floods of adrenaline, light-headedness, and motion sickness

Посетители аттракциона могут испытать не только прилив адреналина,

aren’t going anywhere soon.

но также головокружение и укачивание.

But today’s redundant restraints, 3D modeling and simulation software

Но благодаря чрезмерному количеству креплений,

трёхмерному и имитационному компьютерному моделированию

have made roller coasters safer and more thrilling than ever.

современные американские горки стали

более безопасными и захватывающими.

Our precise knowledge about the limits of the human body

Точные представления о границах человеческих возможностей

have helped us build coasters that are faster, taller, and loopier

помогли нам построить аттракционы,

которые стали более быстрыми, высокими и петлеобразными,

– and all without going off the rails.

и перестали «радовать» посетителей побочными эффектами.