Real Looping Slide und wie man sie realisieren kann

    Hallo,


    ich habe mir mal überlegt, wie eine Rutsche mit echten und nicht nur abgeschrägten Looping aussehen könnte.
    Erstmal hat ein echter Looping zwei Probleme:
    - sehr hohe g-Kräfte
    - falls man ihn nicht schafft, kann es ernsthafte verletzungen geben
    Ich habe mir ein Lösungsvorschlag für diese Probleme überlegt:
    Der Looping wird durchgehend mit Schaumstoff gepolstert, wobei der Schaumstoff mit einer Plane überzogen ist, wo dann das Wasser drüberfließen kann. Zusätzlich sind in dem Rutschbelag dann kleine Löcher drin, die von Saugnäpfen angesteuert werden. Eine leistungsstarke Sauganlage mit elektronischer Überwachung der Wasser-/ Rutschergeschwindigkeit und so soll verhindern, dass man den Kontakt zum Looping verliert. Die Sauganlage wird kontinuierlich angesteuert, sodass der Rutscher weder an Schwung wegen des Ansaugens verliert noch unsanft abgebremst wird, falls der Rutscher den Looping doch nicht schaffen sollte. Es soll natürlich auch Notausstiege für den Fall, dass man es nicht schafft geben.


    Es wird äußerst leistungsfähige Elektronik benötigt, damit die Saugnäpfe auch richtig angesteuert werden. Das Gewicht des Rutschers muss auch elektronisch festgestellt werden, deswegen sollte es ein Fallklappenstart geben, wobei die Fallklappe integrierte Gewichtssensoren besitzt.


    Was haltet ihr von dieser Idee?

    Klingt abenteuerlich und ein wenig utopisch, aber warum nicht ;)


    Es hat schon Versuche mit komplett senkrechten Loopings gegeben. Das "Nichtschaffen" des Loopings war das geringere Problem im Vergleich zu der Tatsache, dass hohe G-Kräfte auftreten, die über der zulässigen Norm liegen. Derzeit schreibt die Norm (soweit ich weiß, ist es die EN-1069) vor, dass nicht mehr als 2,6 g wirken bzw. eine Beschleunigung von bis zu 4 g nicht länger als 0,1 Sekunden dauert. Beim Eintritt in einen senkrechten Looping wirken aber mal gut und gerne 8 g, würde ich jetzt mal behaupten. Man munkelt aber, dass gewisse niederländische Hersteller derzeit einen senkrechten Looping bauen wollen.


    Die Mechanik mit den Saugnäpfen stelle ich mir etwas schwierig vor - man muss bedenken, dass die menschliche Anatomie nicht von geraden Flächen lebt, sodass das Ansaugen wahrscheinlich sehr schwer sein wird. Und das Ganze muss ja auch mit einer solchen Kraft versehen sein, dass man bei einem Speedlevel von 50 - 60 km/h "angesaugt" und daher verlangsamt wird. Bei solchen Geschwindigkeiten rutscht man vermutlich einfach über die Löcher hinweg.


    Ganz zu schweigen von den Fehlern, die dort passieren. Sensoren sind sehr anfällig, vor allem in der Menge. Je mehr High Tech, umso öfter wird die Bahn defekt sein und für enttäuschte Badegäste sorgen.


    Trotzdem ein sehr interessanter Ansatz, danke fürs Teilen und dass du dir soviel Mühe gemacht hast. Ein eigenes Topic mit Ideen zu neuen Rutschenkonzepten wäre doch vielleicht mal was :)


    Willkommen im Forum übrigens!

    Also das mit den g-Kräften wusste ich auch. Das Saug-Kontinuum soll nur in der oberen Hälfte des Loopings wirksam werden. Mit dem Saug-Kontinuum meine ich, dass unter der Rutschoberfläche pneumatische Saugstellen sind; diese müssen nicht unbedingt Saugnäpfe sein, sondern einen kontinuierlichen Saugstrom bilden. Es soll auch eine spezielle Rutschoberfläche benutzt werden, sodass der Rutscher nahtlos drüberrutschen kann. Jetzt ein wenig Physik...
    Sei etwa p = 1 bar der Unterdruck, der generiert wird und m = 80 kg das Gewicht des Rutschenden (er hat die Fläche A in Kontakt zur Rutsche). Dann gilt das Kräftegleichgewicht, wo Gewichtskraft durch Saugkraft und spezifische Zentrifugalkraft in Gleichgewicht sind:
    m*g = p*A + F_zentrifugal (*)
    Zusätzlich gilt noch F_zentrifugal = m*a_zentrifugal = m*v²/r mit der Rutschgeschwindigkeit v und dem Radius des Loopings in der oberen Hälfte r (wobei in diesen Beispiel r = 2m gilt). Da a_zentrifugal maximal 2,6g, d.h. etwa 2,6*9,81m/s² betragen darf, darf die obere Hälfte des Loopings in diesen Beispiel nicht schneller als mit v_max = 7,14m/s oder gerundet v_max = 7 m/s = 25,2km/h durchrutscht werden. Also das Kräftegleichgewicht (*) ist dann erfüllt, wenn im Scheitelpunkt die Geschwindigkeit von mindestens etwa 17km/h erreich wird. Mithilfe des Energieerhaltungssatzes erhält man bei reibungsfreier Rutsche v = 3m/s =ewa 11km/h. Es muss also noch ein kleiner Beitrag an Saugenergie geleistet werden.


    Nach einer kurzen Rechnung erhalte ich dann, dass die Saugkraft mehr als die Hälfte der Gewichtskraft betragen muss. Es ist der Unterdruck umgerechnet von p = 10 N/cm² gegeben. Also 1cm² angesogene Fläche trägt dann etwa 1 kg Gewicht. Und da schon paar hundert cm² von den Saug-Kontinuum mit dem Rutscher in Kontakt ist, wird das Kräftegleichgewicht auf jeden Fall erfüllt.


    Das war jetzt mal ein kurzer Ausflug in die Physik. Jetzt zu der ganzen Technik: So viel High-Tech wird da auch nicht benötigt, es muss die Position des Rutschers erkannt werden, um dann zu bestimmen, welcher Teil des Saug-Kontinuums aktiviert wird oder nicht. Dabei soll ein sogenanntes "Wanderventil" verwendet werden, d.h. das öffnende Ventil wandert mit dem Rutscher mit.


    Das sind so meine aktuellen Ideen; ich habe noch eine Skizze angehängt.

    Dateien

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    Ein wichtiger Pun kt ist, dass ein solcher Loop definitiv die form eines Klothoiden-Loopings (siehe neue Achterbahnen braucht). Der damalige Looping im ActionPark hatte einen Kreisrunden Looping. Beim Klothoiden-Looping wird jedoch bewirkt, dass man sanfter (und somit nicht so g-lastig) in den Looping geleitet wird, während man am Scheitelpunkt (wo die Geschwindigkeit geringer ist), durch einen engeren Verlauf rutscht.


    Hier ein Bild: http://fachbegriffe.coasterfan.de/looping2.260x249.gif
    Und hier der ungünstige kreisrunde Loop im Actionpark: http://wwwc.mentalfloss.com/wp…/06/action-park-slide.jpg

    also meine berechnung war nur aus einer vereinfachenden annahme. Man kann ja an bestimmten Kurvenpunkten mithilfe der Taylor-Entwicklung einen Krümmungsradius angeben.


    Und wie findet ihr den Vorschlag von dem Loop?

    Zitat von Mike


    Und hier der ungünstige kreisrunde Loop im Actionpark: http://wwwc.mentalfloss.com/wp…/06/action-park-slide.jpg

    ???



    In Erding wurde vor ein paar Jahren eine "echte" Looping Rutsche für Galileo (ProSieben) gebaut:



    Es ist in diesem Fall zwar keine Röhre, aber man sieht, wie problematisch eine Wasserrutsche mit "echtem" Looping ist. Außerdem kann man gut erkennen wie hoch die Geschwindigkeit / der Startpunkt sein muss um einen "Mini-Looping" zu durchrutschen. - Geneigte Loopings wie im Miramar dürften als senkrechte Version in der Praxis nahezu unmöglich sein.


    Kryomaxim :
    Bei der Physik gibt es bekanntlich immer Theorie und Praxis. - Sehr oft hat die Theorie auf dem Papier nichts mit der späteren Realität zu tun. Vor allem weil bestimmte Faktoren nicht oder nicht ausreichend berücksichtigt wurden und anschließend dann nachgebessert oder z.T. sogar abgerissen werden muss.


    Dann kommen natürlich noch stark variierende Faktoren wie die Kleidung, Behaarung, Gewicht und Körperspannung hinzu.


    Hauptproblem dürften aber - und da schließe ich mich tuberides1 an - die G-Kräfte sein. Die Vorstellung als ohnmächtig gewordener Rutscher im Wasser zu liegen ist nicht wirklich angehnem.


    tuberides1 :


    Wie funktioniert in Looping Rutschen der Wasserzu- bzw. abfluss? - Im Looping wird die Rutsche vermutlich benebelt? Aber wie/wo läuft das Wasser wieder ab? - Theoretisch müsste es im Tiefpunkt der Rutsche einen Abfluss geben. - Sonst würden sich dort ja Unmengen bremsenden Wassers sammeln. Spürt man diesen Abfluss beim drüber Rutschen?

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    Ich studiere übrigens Agewandte Mechanik an der TU Darmstadt und habe schon sämtliche Physik-Kenntnisse.
    Ihr könnt mich also fragen, wenn es um etwas Richtung Physik geht.
    Auch in Mathe habe ich dann auch viele Kenntnisse, z.B. in Differentialgeometrie (damit kann man Kurvenverläufe von Rutschen mathematisch berechnen).

    Die Bewässerung in Loopingrutschen funktioniert in der Tat in den meisten Fällen mit Wasserdüsen, zumindest in der Schleife. Unmittelbar vor und nach dem Looping, sprich in den beiden tiefsten Punkten, läuft das Wasser durch Gitter ab, die man aber nicht spürt. Danach wird die Rutsche wieder neu bewässert, da der Sprühnebel aus der Schleife nicht für den Rest der Bahn ausreicht. bei den Klarer-Bahnen geschieht das mit einem Wasserstrahl, der nach der Loopingausfahrt rechts aus der Wand schießt (leider genau auf Augenhöhe). Bei Aquarena-Loopings habe ich immer den Eindruck, als käme das Wasser von unten, man rutscht quasi direkt über die Düse drüber. Besonders in Wörgl und Weinheim merkt man das mitunter deutlich.



    Zitat

    Ich studiere übrigens Agewandte Mechanik an der TU Darmstadt und habe schon sämtliche Physik-Kenntnisse.
    Ihr könnt mich also fragen, wenn es um etwas Richtung Physik geht.
    Auch in Mathe habe ich dann auch viele Kenntnisse, z.B. in Differentialgeometrie (damit kann man Kurvenverläufe von Rutschen mathematisch berechnen).


    Physik war immer eines meiner Hassfächer ;) Finde es wirklich gut, dass wir einen Experten hier im Forum haben, denn für Otto Normalrutscher sind Dinge wie das Zustandekommen von G-Kräften doch oftmals schwer nachvollziehbar.

    Eine Polsterung mit Schaumstoff würde die G-Kräfte wohl nicht unter 2,6 G drücken, denke ich, und nur dafür sorgen, dass man den Looping nicht schafft. Es sei denn, die Gefällstrecke vor dem Looping ist sehr steil und lang, aber dann wäre da wieder das Problem mit den G's. 8 G sind extrem viel, das hält nicht jeder aus.


    Auf Achterbahnen gibt es ja höher gesetzte Limits, wird Zeit, dass das auch bei Wasserrutschen geschieht. :)

    Es gibt aber einen Trick, wie man die g-Kraft im Looping auf etw. konstanten Niveau halten kann.
    Es gilt nämlich für die Beschleunigung, mit der man an die Röhre gepresst wird:
    Beschleunigung = Rutschgeschwindigkeit zum Quadrat geteilt durch den Krümmungsradius des Loopings + Anteil der Schwerkraft.
    Der Krümmungsradius kann von Punkt zu Punkt variieren und damit kann er immer so angepasst werden, dass die Beschleunigung konstant beibt. Man bedenke, dass man mit zunehmender Höhe im Looping an Fahrt verliert.


    Mit einen einfachen Algorithmus in einen Computerprogramm kann die Wahl der Krümmungsradien bestimmt werden. Außerdem kommt da noch die Reibung in Abhängigkeit von Gewicht und so zum Tragen. Diese kann im Algorithmus auch berücksichtigt werden, indem man über alle möglichen Szenarien des Rutschens "aufsummiert".


    Was meint ihr zu diesen Vorschlag?

    War euch übrigens bekannt, dass Klarer ursprünglich beabsichtigte, einen komplett vertikalen Looping als Rutswche zu bauen? Dieser sollte damals ins Aquamagis gehen, und das noch vor der ersten Loopingrutsche in Toplice! Als Klarer jedoch nach zahlreichen Tests doch auf den angeschrägten Loop umstellen musste, war dann Aquarena früher dran. Da aber Klarer wohl irgendwie irgendwas zuerst in Absicht hatte, tobte ein ziemlicher Justizstreit zwischen den beiden Herstellern:
    Nachzulesen hier:
    http://www.wettrutschen.de/arc…lileo_eXtrem_looping.html

    Also ich glaube, dass Ansaugstellen eigentlich auch keinen Sinn machen, denn:
    - es kann dann sein, dass man den Looping nicht schafft
    - die Badebekleidung wird vermutlich am ehesten angesogen, sodass es dann zu Verletzungen kommen kann


    Nun denke ich mir ein System aus, was dennoch einen Vertikallooping möglich machen könnte. Dabei ist die Form des Vertikalloopings elektronisch anpassbar, indem die Verteilung der Krümmungsradien entsprechend des Rutschvorgangs angepasst wird. Ist der Rutscher zu langsam, wird der Krümmungsradius immer weiter vergrößert, sodass er nicht in die Vertikale des Loopings kommt und dann einfach abgebremst wird, ohne dass er sich dann verletzen wird. Falls genügend Schwung für den Looping da ist, passt sich die Form so an, dass die g-Kräfte nicht zu hoch werden.


    Das klingt schon eher machbar, oder?

    Kryomaxim :


    Physikalisch und technisch machbar wäre das auf jeden Fall, allerdings ist die Frage ob hier der Tüv mitspielt. Ich denke, dass die Gefahr einfach zu groß ist, dass früher oder später sich jemand das Genick brechen könnte...


    Entweder, wenn die automatische Nachjustierung nicht funktioniert oder wenn eine Person Panik bekommt und Angst davor hat "abzustürzen" und die zweite Hälfte des Loopings nicht zu packen - besonders nachdem sie den Scheitelpunkt des Loopings durchrutscht hat und entsprechend langsam wurde. In Looping-Acherbahnen hat man ja mitunter genau dieses Gefühl.


    Wenn man Reissäcke mit der Rutsche transportieren würde, wäre es sicherlich was anderes. - Da Personen jedoch alle unterschiedlich und mitunter sehr spontan reagieren (z.B. hochschrecken, abstützen oder die Körperspannung loslassen) dürfte das Risiko viel zu hoch sein. - Ich persönlich möchte jedenfalls nicht der Ingenieur sein, der seinen Kopf dafür hinhalten und ständig damit rechnen muss, dass irgendjemandem etwas passiert. Meine ehemaligen Profs und Dozenten haben in ihrem Umfeld schon Dinge erlebt, die ich nicht erleben möchte.

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    der link geht nicht. Fürt mich nur zu nem upload ding, wo ich mich anmelden muss ::)

    Lieblingsrutschen:
    1. Grüner Hai @ Miramar Weinheim; Doppelloops@ Weinheim/ Wörgl
    2. Trichter @ Obertshausen; Wildwasserfluss @ Stralsund, Splash @ Weinheim
    3. Turbo @ Tabbs Tabarz; Blauer Wal @ Weinheim

    Interessante Präsentation.


    So mal im Allgemeinen meine Meinung: Ich wäre gegen so einen richtigen Looping, mir wäre da die Verletzungsgefahr zu hoch und besonders die G-Kräfte. Und ich glaube auch das der TÜV das wahrscheinlich nicht mitmachen würde. Aber wer weiß, möglich ist alles. ;D

    Ein komplett vertikaler Looping wird extrem schwierig werden, das ist mir schon klar.
    Meine Idee beruht auf folgenden Prinzipien:
    - Man nehme erstmal eine Loopingrutsche mit den bereits bekannten abgeschrägten Loop
    - Dann baue man an den Röhren-Verbindungsfugen ein elektronisches Röhren-Drehsystem ein, dieses lässt die Form der Rutsche leicht verändern und die Fugen sind dadurch nach wie vor nicht zu spüren
    - Dieses Drehsystem kann den abgeschrägten Looping etwas aufrechter kippen, aber nicht komplett in die Vertikale übergehen lassen
    - Die Dynamik der Rutsche wird computergesteuert angepasst


    In der Mathematik werden solche stetigen Veränderungen der Form auch als Homöomorphismen bezeichnet.
    Bei diesen System muss der Rutscher also nicht zwangsläufig durch einen steilen Loop rutschen, sondern nur, falls dynamische Gegebenheiten günstig sind.