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?
1895年の夏 コニー・アイランドにある遊歩道は 驚異の最新ジェットコースター技術を 一目見ようと人で溢れ返っていました 「Flip Flap Railway」です これはアメリカ初の宙返りのある ジェットコースターでしたが スリル満点の宙返りは 代償を伴いました ジェットコースターの 多くの乗客が深刻なむち打ちや 首の怪我をしたり ましてや 放り出されるという問題が起きました 全てが 自慢の宙返りによるものでした 現在のジェットコースターは 病院に搬送される「スリル」に訴えることなく 遥かに興奮する仕掛けを 作ることができます しかし ジェットコースターは人体に 実際どのような影響を及ぼし また どのようにして恐怖感と安全性を 同時に得ているのでしょうか
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.
あらゆるジェットコースターの 設計の核となるのは重力です 車や電車とは違い ほとんどのジェットコースターは レールの上を ほぼ重力エネルギーのみで 進みます ジェットコースターが 最初の坂を引き上げられると 巧妙に設計されたサイクルが始まり 上り坂で位置エネルギーを蓄え 下り坂で運動エネルギーへと変換します このリズムが 全コースを通して繰り返され ジェットコースター設計士が振り付けた 重力エネルギーのダンスを表します
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.
しかし このサイクルには必ずしも十分に 考慮されなかった重要な要素があります あなたです Flip-Flapがあった当時 設計士が最も重要視したのは ジェットコースターの 途中停止を避けることでした 初期の設計者はそのことを 過度に重視し 下り坂では もの凄い勢いをつけて進み 終着地点に着いた時に 急にブレーキを掛けたのです しかし 重力が車両に影響を与えるのと同時に 乗客にも影響を与えます ジェットコースターの強烈な条件下では 重力の影響は強まります
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”.
ジェット機パイロットや宇宙飛行士や ジェットコースター設計士の間で使われる 共通の単位に 「Gフォース」というものがあります 共通の単位に 「Gフォース」というものがあります 1Gは 地上で感じている重力によって 引き寄せられる 身近な力で これは地球の重力が 私達の体を引き寄せている力です しかし乗車中に 加速したり減速したりすると 乗客は重力をより強く もしくは より弱く感じます 現代のジェットコースター 設計士は人体が 約5Gまで耐えられることを知っていますが Flip-Flapやその同時代のものは 約12Gにまで達していることが当たり前でした そのレベルの重力を受けると 血液は脳から足に急速に流れ 目眩や一時的記憶喪失に繋がります 脳が意識を保つことが 難しくなるからです 網膜の細胞で酸素欠乏が起こると 光を処理する能力が損なわれ 視界が暗くなって色調を失ったり 一時的視覚消失を引き起こしたりします 宙返りになっている状態では 頭部に血液がどっと流れ込み
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.
「レッドアウト」と呼ばれる 視界が 深紅色になる症状を引き起こします それとは逆に マイナスGは無重力状態を作り出します 体の中での 一時的な無重力状態は ほぼ無害ですが 平衡感覚を司る役割を担っている 内耳にある液体が浮くと 乗物酔いを引き起こし得ます しかしより大きな危険性 ― そしてスリルは 設計士が「エアタイム」と 言うものから生じます これは典型的には お尻が座席から離れることであったり 適切な予防措置を取っていないと 放り出されたりすることです 適切な予防措置を取っていないと 放り出されたりすることです 現在のジェットコースターでは 様々な安全ベルトやバーの使用で この問題は大幅に解決されましたが 絶えず変化する乗客の姿勢が どの部分を固定する必要があるのかの 判断を難しくします
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.
幸運にも 現代の設計士は 人体とジェットコースターが 耐えられることを 熟知しています 設計士は これらの相反する力を操り 強い圧力がかかった時の影響を 全く圧力がかかってない時に緩和しています 加えて プラスからマイナスGへの 急な転換により むち打ちや頭痛 腰や首の痛みが生じるので かつてのスリリングなジェットコースターに 共通していた スピードや方向の 急激な変化を無くしました 現代のジェットコースター は より頑丈に作られており 重力に耐えられる数値を 厳密に考慮しています 5Gの負荷がかかると 体は通常の5倍の重さを感じます 仮に体重が45キロだった場合 ジェットコスターには 225キロの重さが加わります 設計士がジェットコースターの 支柱を設計する場合 各乗客の重さを何倍かしたものを 計算にいれなければなりません
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.
この様なジェットコースターでも まだ万人には適してはいません アドレナリンの放出や 目眩や乗物酔いは すぐには無くなりそうにありません しかし現在の抑制のある設計 3Dモデリング やシミュレーションソフトの使用により 以前よりも安全でよりスリルのあるものを 作れるようになりました 人体の限界に関する正確な知識が より速く 高く 宙返りの多い ジェットコースター作りに役立っています しかも レールから 飛び出すこともありません