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1 / 16 La chaîne fait tout le travail Une chaîne tire le train sur une pente de 40° à 3 m/s jusqu’à ce que les passagers soient à 42,5 m, 40 m au-dessus de la vallée. Chaque kilogramme de train gagne 9,81 × 40 = 392 joules. Après la crête, aucun moteur ne touche le train avant les freins. Avec le son activé, on entend les cliquets anti-recul claquer sur la crémaillère.
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01 La chaîne fait tout le travail Une chaîne tire le train sur une pente de 40° à 3 m/s jusqu’à ce que les passagers soient à 42,5 m, 40 m au-dessus de la vallée. Chaque kilogramme de train gagne 9,81 × 40 = 392 joules. Après la crête, aucun moteur ne touche le train avant les freins. Avec le son activé, on entend les cliquets anti-recul claquer sur la crémaillère.
02 La hauteur devient vitesse En descendant, l’énergie potentielle devient énergie cinétique : ½v² = g·h. Sans pertes, 40 m plus les 3 m/s de la remontée donnent 28,2 m/s (101 km/h). Avec le frottement et la résistance de l’air, le modèle atteint 99 km/h en bas.
03 Lourd en bas En bas, la voie s’incurve vers le haut ; le siège doit donc pousser plus fort que votre poids, de v²/R. La courbe est dessinée pour que la charge monte progressivement jusqu’à environ 3,5 g. La figure à côté du bouton de tour montre cette poussée sur le corps du passager ; la ligne rouge de la courbe la montre au fil du temps.
04 Le sommet du looping À l’envers, la gravité seule peut courber votre trajectoire en un cercle de rayon r si v² = g·r. Le train arrive à 53 km/h : v² vaut 214 m²/s² contre g·r = 9,81 × 8,2 = 80, donc les passagers restent plaqués dans leur siège, à environ 1,7 g.
05 Un looping circulaire fait mal Ce type de parcours plus ancien a un looping circulaire de 12 m de haut. Abordé depuis une voie droite, un cercle se met à courber d’un seul coup, et la charge saute à plus de 8 g en bas. Le looping à clothoïde du looping en acier atteint environ 4,5 g.
06 Flotter au-dessus de la butte Le sommet de la butte épouse de près l’arc d’une balle lancée. La voie s’éloigne presque aussi vite que vous tombez, donc le siège pousse avec moins de la moitié de votre poids, environ 0,45 g ici. Au-dessous de 0,2 g, l’affichage compte le temps comme de l’apesanteur.
07 Des buttes faites pour l’apesanteur Le parcours en bois aller-retour n’a pas de looping. Ses cinq buttes sont dessinées pour environ 0 g au sommet, si bien que les passagers décollent de leur siège à chacune : environ 7,7 s d’apesanteur en un tour, contre aucune sur le looping en acier.
08 Un lancement au lieu d’une remontée Des moteurs linéaires le long d’une voie de lancement de 116 m poussent le train à 1,4 g, du pas d’un piéton à 194 km/h en environ 3,8 s. L’énergie vient des moteurs plutôt que d’une chaîne et arrive en quelques secondes.
09 Par-dessus le top hat À 54 m/s, la formule de l’énergie permet une montée de 149 m. Le top hat fait 135 m de haut ; avec le frottement et la résistance de l’air, le train passe donc le sommet à environ 42 km/h. Réduisez la vitesse de lancement à 52 m/s et le train redescend en arrière, où les freins de la voie de lancement le rattrapent.
10 Suspendu sous la voie Sur la montagne russe inversée, les rails sont au-dessus de la tête des passagers. Le tonneau zéro g se vrille le long de l’arc que suivrait une balle lancée, si bien que les passagers ressentent presque 0 g en se retournant.
11 Tourner autour du cœur La trajectoire de ce modèle est la ligne du cœur des passagers, la ligne qui traverse leur poitrine. Dans un tonneau sur la ligne du cœur, les rails se vrillent autour de cette ligne alors que le cœur avance en ligne droite : les passagers se retournent simplement et pendent à -1 g au milieu.
12 Des sièges qui tournent Sur la montagne russe 4D, chaque paire de sièges tourne sur son propre axe. La voie est la même pour tous, mais le siège fait tourner le corps ; la même charge peut donc vous plaquer dans le siège, le long du dos ou vous en arracher.
13 Le looping à reculons La navette n’a pas de circuit. Un lancement envoie la voiture dans le looping jusqu’à 94 km/h puis dans une tour verticale. Elle s’arrête, redescend à reculons à travers le looping et monte la tour arrière, puis revient en gare, où elle est arrêtée.
14 Freins magnétiques Des ailettes de cuivre le long de la voie passent devant les aimants sous le train. Les courants de Foucault dans les ailettes s’opposent au mouvement avec une force qui croît avec la vitesse, si bien que la vitesse diminue linéairement avec la distance. Ici, les freins ramènent le train de 90 à 50 km/h avant le virage.
15 Trois roues autour du rail Chaque coin d’une voiture a une roue porteuse sur le rail, une roue de guidage sur le côté et une roue anti-soulèvement dessous. À l’envers ou sur une butte d’apesanteur, la roue anti-soulèvement maintient la voiture sur la voie. John Miller l’a brevetée en 1919.
16 Combien de g, c’est trop La montagne russe familiale reste entre 0,6 et 2,5 g. Les manèges pour jeunes enfants sont souvent maintenus près de 2 g et les montagnes russes familiales près de 3 g, alors que beaucoup de grandes montagnes russes dépassent 4 g pendant une seconde ou deux.
Remontée par chaîne Une pente de 40° avec une chaîne mobile entre les rails. Des cliquets sous les voitures s’y accrochent et la chaîne hisse le train à 3 m/s. Une crémaillère dentée à côté empêche le train de reculer si la chaîne s’arrête. Voie de lancement Des moteurs linéaires sur une longue ligne droite poussent le train avec une force constante, ici jusqu’à 1,4 g. Ni chaîne ni butte de remontée : l’énergie arrive en quelques secondes. Première descente La crête s’incurve doucement, puis la voie plonge. La courbe du bas est dessinée pour environ 3,5 g, afin que la charge monte progressivement. Looping vertical Haut de 26 m sur le looping en acier. En clothoïde, son rayon passe d’une très grande valeur à l’entrée à 8,2 m au sommet. Désactivez Looping à clothoïde pour obtenir un cercle de même hauteur. Butte d’apesanteur Une butte arrondie dont le sommet épouse de près la trajectoire d’une balle lancée, si bien que le siège pousse les passagers avec moins que leur poids. Top hat Droit vers le haut à 90°, par-dessus un sommet arrondi, puis droit vers le bas. Seul un train lancé a l’énergie nécessaire pour franchir une tour aussi haute. Tonneaux et tire-bouchons Des pièces qui retournent les passagers : un tonneau zéro g sur l’arc d’une balle lancée, un tonneau sur la ligne du cœur autour de la poitrine des passagers et un tire-bouchon qui s’enroule autour d’une ligne à côté de la voie. Freins magnétiques Des rangées d’ailettes de cuivre le long de la voie. Les aimants sous le train, en passant devant les ailettes, créent des courants de Foucault qui le ralentissent, d’autant plus fort qu’il va vite. Ils ralentissent le train avant un virage et à la fin. Voie Deux rails d’acier espacés de 1,1 m sur des traverses, portés par un gros tube central (un tablier de bois sur le parcours en bois). Les virages sont relevés pour que les passagers soient plaqués dans leur siège et non poussés de côté. Tour verticale Une tour en cul-de-sac sur la navette à looping. La voiture y monte jusqu’à l’arrêt, puis redescend à reculons. Supports Des colonnes d’acier sur des semelles de béton, des portiques en A là où la voie est haute, des palées de bois sur le parcours en bois. La voie inversée est suspendue à des bras qui enjambent le train. Gare Quai d’embarquement avec la cabine de l’opérateur. Des pneus d’entraînement dans la voie mettent le train en mouvement et l’arrêtent à la fin du tour. Train De trois à sept voitures selon le parcours : voitures à sièges classiques, voitures suspendues sous la voie, sièges sur ailes ou sièges 4D qui tournent sur leur propre axe. Dans le modèle, il pèse 6000 kg à plein. Ensembles de roues Chaque coin d’une voiture a trois roues autour du rail : porteuse, de guidage et anti-soulèvement. Une ailette de cuivre sous la voiture montre où agirait un frein magnétique. Roue porteuse Elle roule sur le dessus du rail et porte le poids de la voiture et des passagers. Les pneus en polyuréthane sont plus silencieux que l’acier et roulent avec moins de frottement que le caoutchouc. Roue de guidage Elle roule contre le côté du rail et garde la voiture centrée dans les virages. Roue anti-soulèvement Elle passe sous le rail. À l’envers ou sur une butte d’apesanteur, quand la voiture voudrait se soulever, cette roue la maintient sur la voie. Cliquet anti-recul Une crémaillère dentée à côté de la chaîne et un cliquet articulé sous la voiture. Le cliquet retombe dans chaque dent pendant la montée, ce qui produit le cliquetis, et il retient la voiture si elle se met à reculer. Frein magnétique Des rangées d’aimants avec une ailette de cuivre qui passe entre elles. L’ailette en mouvement est parcourue de courants de Foucault qui la freinent. La force croît avec la vitesse et s’annule quand la voiture s’arrête.
