Katapult des Roller Coasters

In diesem ersten Video zur Achterbahn schauen wir uns die Startphase an, zuerst die Kinematik anhand des Geschwindigkeits-Zeit-Diagramms und danach die Dynamik mit Hilfe des Flüssigkeitsbildes. Formeln werden praktisch keine benötigt, weil die wichtige Information in den Bildern steckt.

[petergrossenbacher]

Eine Rekuperation wäre schön bei den eingesetzten Wirbelstrombremsen, besonders beim Abbremsen des Zuges am Ende der kurzen Fahrt.
Durch die sehr hohen Geschwindigkeiten sind viele beziehungsweise lange Bremsen eingesetzt, kostenbewusst werden deshalb die Magnete an den Achterbahnwagen und die Metallschwerter an der Schiene montiert.
Den durch Wirbelströme entstehenden Bremseffekt könnte man sich wie bei elektrischen Bahnen auch zu Nutze machen.
Eine Kombination von Segment-Linearmotoren (LIM oder LSM) mit entsprechenden Vierquadrantenstellern wären sowohl als lineare und rekuperierende Wirbelstrombremsen, als auch nochmals mit dreifacher Halbbrücke für die Ansteuerung der Elektromotoren der Hydraulikpumpen, jeweils als Dreiphasenmotoren in der Buchhaltung der Energie sinnvoll und auch wirtschaftlich machbar.
Bei den Anti-Rückroll-Magnetbremsen auf der Beschleunigungsstrecke, welche vor dem Start eingefahren und danach sofort ausgefahren werden ist eine Rekuperation nicht sinnvoll, sondern eher problematisch.

[petergrossenbacher]

Bei Kingda Ka wird ein Launched Coaster auf Basis eines hydraulisches System verwendet.
Hierbei wird eine Hydraulikflüssigkeit über Pumpen mit etwa 22.500 Liter pro Minute in Speicherbehälter gefördert und dabei der verwendete Stickstoff in zusätzlichen Druckbehältern auf bis 300 bar komprimiert.
Die für das Katapult nötige Energie kann so relativ langsam und gleichmäßig gespeichert werden.
Beim Start drückt das komprimierte Gas das Hydrauliköl aus dem Speicher durch Leitungen auf die kreisförmig angeordneten Hydraulikmotoren.
So kann sehr schnell die gesamte Energiemenge auf eine zentrale Welle bzw. die Seiltrommel übertragen werden, an welcher sich das umlaufend geführte Stahlseil mit einem kleinen Wagen „Caddy“ befindet, an dem sich der Zug (Leergewicht etwa 2050 kg) für den Start einhakt.
Der Zug wird beim Start dann katapultartig nach vorne beschleunigt, bis sich das „Caddy“ nach unten absetzt und der Zug aus eigener Kraft den Anstieg bewältigen kann.
Die Führungsrollen garantieren für eine permanente Vorspannung des kompletten Seilsystems.
Durch den schnellen Anzug des Achterbahnzuges entsteht auf den Umlenkrollen schlagartig für kurze Zeit eine enorme Last, welche durch Kolbenzylinder an den Führungsrollen ausgeglichen werden und damit aber auch, wie die Ventilsteuerung beim Hydromotor, eine gedämpfte Beschleunigung bewirken.
Da dieses System auch Schwächen aufweißt, sind an der Beschleunigungsstrecke Wirbelstrombremsen angebracht, welche falls der Zug den Anstieg durch zu wenig Antriebskraft nicht schafft, ein Rückrollen in den Achterbahnbahnhof und ein Kollidieren mit einem anderen Achterbahnzug verhindert.