In the summer of 1895, crowds flooded the Coney Island boardwalk to see the latest marvel of roller coaster technology: the Flip Flap Railway. This was America’s first-ever looping coaster – but its thrilling flip came at a price. The ride caused numerous cases of severe whiplash, neck injury and even ejections, all due to its signature loop. Today, coasters can pull off far more exciting tricks, without resorting to the “thrill” of a hospital visit. But what exactly are roller coasters doing to your body, and how have they managed to get scarier and safer at the same time?
Durant l'été 1895, des foules se rassemblèrent à Coney Island pour voir la dernière merveille des montagnes russes : la Flip Flap Railway. C'était le premier manège de ce type en Amérique, mais ses frissons avaient un prix. Ce manège causa plusieurs cas de graves coups du lapin, blessures au cou et même des éjections, tous causés par sa boucle caractéristique. Aujourd'hui, ces manèges arrivent à faire des tours bien plus excitants, sans recourir aux « frissons » d'une visite à l'hôpital. Mais quel effet ont les montagnes russes sur votre corps et comment ont-elles pu devenir
At the center of every roller coaster design is gravity. Unlike cars or transit trains, most coasters are propelled around their tracks almost entirely by gravitational energy. After the coaster crests the initial lift hill, it begins an expertly engineered cycle – building potential energy on ascents and expending kinetic energy on descents. This rhythm repeats throughout the ride, acting out the coaster engineer’s choreographed dance of gravitational energy.
plus effrayantes et plus sûres en même temps ? Au centre du design de toute montagne russe, il y a la gravité. Contrairement aux voitures et aux trains, la plupart de ces manèges sont propulsés sur les rails quasi complètement grâce à l'énergie gravitationnelle. Après avoir passé la première montée, le manège commence un cycle habilement conçu, accumulant de l'énergie potentielle sur les montées et dépensant de l'énergie cinétique dans les descentes. Ce rythme se répète tout au long du trajet, exécutant la danse d'énergie gravitationnelle chorégraphiée par le concepteur du manège.
But there’s a key variable in this cycle that wasn’t always so carefully considered: you. In the days of the Flip-Flap, ride designers were most concerned with coasters getting stuck somewhere along the track. This led early builders to overcompensate, hurling trains down hills and pulling on the brakes when they reached the station. But as gravity affects the cars, it also affects the passengers. And under the intense conditions of a coaster, gravity’s effects are multiplied.
Mais il y a une variable dans ce cycle qui n'a pas été toujours prise attentivement en considération : vous. Aux temps du Flip Flap, les ingénieurs travaillaient surtout à ce que les wagons ne restent pas coincés quelque part sur les rails. Cela mena les premiers constructeurs à surcompenser, lançant les trains en bas des descentes et tirant les freins lorsqu'ils atteignaient la gare. Et comme la gravité affecte les voitures, elle affecte aussi les passagers. Et sous les conditions intenses des montagnes russes, les effets de la gravité sont multipliés.
There’s a common unit used by jet pilots, astronauts, and coaster designers called “g force”. One G force is the familiar tug of gravity you feel when standing on Earth – this is the force of Earth’s gravitational pull on our bodies. But as riders accelerate and decelerate, they experience more or less gravitational force. Modern ride designers know that the body can handle up to roughly 5 Gs, but the Flip-Flap and its contemporaries routinely reached up to 12 Gs. At those levels of gravitational pressure, blood is sent flying from your brain to your feet, leading to light-headedness or blackouts as the brain struggles to stay conscious. And oxygen deprivation in the retinal cells impairs their ability to process light, causing greyed out vision or temporary blindness. If the riders are upside down, blood can flood the skull, causing a bout of crimson vision called a “redout”.
Il y a une unité commune utilisée par les pilotes de jet, les astronautes et les concepteurs de manèges appelée « g ». Un type de « g », c'est la pesanteur qu'on ressent sur Terre, c'est-à-dire la force d'attraction gravitationnelle de la Terre sur nos corps. Mais, lorsque les passagers accélèrent et décélèrent, ils ressentent plus ou moins la force gravitationnelle. Les concepteurs des manèges modernes savent que le corps peut supporter un maximum d'environ 5 G, mais le Flip Flap et ses contemporains atteignaient facilement 12 G. Avec une telle pression gravitationnelle, le sang est envoyé du cerveau aux pieds, causant des étourdissements ou des évanouissements parce que le cerveau peine à rester conscient. Le manque d'oxygène dans les cellules rétiniennes affecte leur capacité à traiter la lumière, provoquant une vision floue ou cécité temporaire. Si les passagers sont la tête en bas, le sang ne peut pas affluer dans le crâne,
Conversely, negative G’s create weightlessness. Within the body, short-term weightlessness is mostly harmless. It can contribute to a rider’s motion sickness by suspending the fluid in their inner ears which coordinates balance. But the bigger potential danger – and thrill – comes from what ride designers call airtime. This is when riders typically experience seat separation, and, without the proper precautions, ejection. The numerous belts and harnesses of modern coasters have largely solved this issue, but the passenger’s ever-changing position can make it difficult to determine what needs to be strapped down.
causant une crise de vision cramoisi appelée « voile rouge ». En revanche, des G négatifs créent l'apesanteur. Dans le corps, une brève apesanteur est généralement sans danger. Cela peut concourir au mal des transports d'un passager en suspendant le fluide dans ses oreilles internes, qui coordonne l'équilibre. Mais le plus grand danger potentiel, et la sensation la plus forte, vient de ce que les concepteurs appellent temps d'antenne. Cela se vérifie quand les passagers vivent une séparation des sièges, et, sans les précautions nécessaires, l'éjection. Les ceintures et harnais des manèges modernes ont en grande partie résolu le problème, mais la position en constant mouvement des passagers peut rendre difficile déterminer ce qui doit être attaché.
Fortunately, modern ride designers are well aware of what your body, and the coaster, can handle. Coaster engineers play these competing forces against each other, to relieve periods of intense pressure with periods of no pressure at all. And since a quick transition from positive to negative G-force can result in whiplash, headaches, and back and neck pain, they avoid the extreme changes in speed and direction so common in thrill rides of old. Modern rides are also much sturdier, closely considering the amount of gravity they need to withstand. At 5 G’s, your body feels 5 times heavier; so if you weigh 100lbs, you’d exert the weight of 500 lbs on the coaster. Engineers have to account for the multiplied weight of every passenger when designing a coaster’s supports.
Heureusement, les concepteurs des manèges modernes sont conscients de ce que votre corps, et le manège, peuvent gérer. Les ingénieurs mettent ces forces concurrentes les unes contre les autres pour relâcher des périodes de pression intense avec des périodes sans pression. Et vu qu'une transition rapide d'un G positif à un G négatif peut donner lieu à coups du lapin, migraines, et douleurs au dos et au cou, ils évitent des changements extrêmes de vitesse et de direction qui étaient communs dans les manèges d'antan. Les manèges modernes sont aussi beaucoup plus solides, prenant attentivement en compte la gravité qu'ils doivent supporter. A 5 G, votre corps paraît 5 fois plus lourd ; donc, si vous pesez 50 kg, vous exercez un poids de 250 kg sur le manège. Les ingénieurs doivent prendre en compte le poids multiplié de chaque passager lorsqu'ils conçoivent la structure du manège.
Still, these rides aren’t for everyone. The floods of adrenaline, light-headedness, and motion sickness aren’t going anywhere soon. But today’s redundant restraints, 3D modeling and simulation software have made roller coasters safer and more thrilling than ever. Our precise knowledge about the limits of the human body have helped us build coasters that are faster, taller, and loopier – and all without going off the rails.
En tout cas, ces manèges ne sont pas pour tout le monde. Les décharges d'adrénaline, les étourdissements et le mal des transports ne vont pas disparaître. Mais aujourd'hui, les moyens de contention, les logiciels de modélisation 3D et de simulation ont rendu les montagnes russes plus sûres et excitantes que jamais. Notre connaissance précise des limites du corps humain nous a aidés à construire des montagnes russes qui sont plus rapides, grandes et pleines de boucles