Coaster Engineering: Pneumatische lancering – Themeparkfreaks
Een achtbaan lanceren met behulp van lucht? Ja, dat is exact wat de Amerikaanse fabrikant S&S op de markt bracht in 2001. Het principe van samengedrukte lucht, dat ze reeds gebruikten voor hun Space Shot-torens, werd dan ook toegepast om een achtbaantrein te lanceren. Vandaag de dag bouwt S&S nog steeds lanceerachtbanen met deze technologie en die behoren tot de meest intense lanceringen ter wereld.
Naast de lanceer-revolutie in de jaren 2000 waar Intamin uitpakte met zeer krachtige lanceringen en aan de haal ging met de records voor de hoogste en snelste achtbanen ter wereld, pionierde de Amerikaanse achtbaanfabrikant S&S met een andere soort lancering.
Ook al heeft deze methode een gelijkaardige opzet als de hydraulische lancering van Intamin, gebruikt S&S samengedrukte lucht in plaats van hydraulische olie: de pneumatische lancering was geboren.
Deze lanceermethode is eigenlijk een afgeleide van hun Space Shot vrijevaltorens, die dezelfde technologie van samengedrukte lucht al gebruikten om inzittenden naar boven te lanceren. Deze pneumatische lancering opende wel de deuren voor nóg intensere lanceringen dan de hydraulische lancering.
Voor een lancering met samengedrukte lucht zijn de volgende onderdelen essentieel. Als eerste is er de lanceerstrook. Deze bestaat uit een catch car waar een stalen kabel aan vastgemaakt is. Deze kabel is langs weerszijden over een groot wiel gespannen. Onder de volledige lengte van de lanceerstrook bevindt zich daarnaast een gigantische cilindervormige luchttank. Deze wordt in twee delen verdeeld door middel van een piston of zuiger: aan deze zuiger zijn de beide uiteinden van de lanceerkabel verbonden.
De grote luchttank onder de lanceerstrook wordt gevoed door een andere persluchttank die rechtstreeks verbonden is aan een grote compressor. Deze compressor staat in voor het samenpersen van de lucht die nodig is voor elke lancering. De koppeling tussen de luchttanken gebeurt met grote stalen luchtbuizen en aanstuurbare kleppen, zodat er niet ongewenst lucht ontsnapt.
Op de neus van de trein is een uitsteekstel voorzien: de launch dog, daar kan de catch car op aanhaken. Verder valt op dat de loopwielen van de treinen volledig zijn vervaardigd uit staal bij de nieuwe generatie Air Launch Coasters van S&S. Dit is hoogstwaarschijnlijk om zo weinig mogelijk wrijving tussen de wielen en de baan te hebben tijdens deze sterke lancering en dus een zo efficiënt mogelijke lanceermethode aan te bieden.
©rcdb – Li Nan
Wanneer de trein vertrekt uit het station en aankomt op de lanceerstrook, moet de trein contact maken met de catch car. Dat gebeurt doordat de haak op de catch car inhaakt op de launch dog vooraan de trein. Al deze tijd is de compressor lucht aan het samenpersen in een grote persluchttank (stap 1).
Wanneer de trein klaar is om te lanceren, opent de klep van tussen de persluchttank en de grote cilinder onder de lanceerstrook. De sterk samengedrukte lucht (rood gedeelte) duwt daardoor de zuiger de andere kant (stap 2). De kabel die aan deze zuiger vastzit zorgt ervoor dat de catch car met een enorme kracht naar voren wordt getrokken. Door de beweging van de zuiger doorheen de cilindervormige tank, drukt ook de lucht langs de andere kant van de zuiger samen (groen gedeelte). Eenmaal de druk aan beide kanten van de zuiger gelijk is, heeft de trein haar topsnelheid bereikt (stap 3). Dan ontkoppelt de trein en gaat die haar eigen weg verder. De lucht aan de andere kant (groen) zorgt er nu voor dat de catch car snelheid mindert en naar de andere kant wordt geduwd (stap 4). Kleppen naar de buitenlucht zorgen dat de samengedrukte lucht kan ontsnappen en zo komt de catch car tot stilstand.
De catch car is vervolgens weer op haar beginpositie gebracht door lucht traag doorheen de andere klep te sturen (groene kant). Eenmaal de catch car terug op haar positie staat, kan de volgende lancering plaatsvinden.
Als grootste voordeel benoemen we uiteraard de hoge graad van versnelling dat dit lanceertype kan leveren. Zo staan in de top 10 van achtbanen met de grootste versnelling maar liefst 5 S&S Air Launch Coasters. Op de eerste plaats staat Do-Dodonpa (Fuji-Q Highland) met een versnelling van maar liefst 32,05 m/s² (3,27 G) en zilver gaat tevens naar S&S met de achtbaan Maxx Force (Six Flags Great America) met een versnelling van 19,37 m/s² (1,97 G). Maar in het verleden zijn er nog twee andere achtbanen door S&S gemaakt waarvan de lancering nog krachtiger is dan deze van Maxx Froce, maar helaas zijn beide achtbanen niet meer in werking. Het gaat om HyperSonic XLC ( Kings Dominion) met een versnelling van 19,86 m/s² (2,02 G) en de zelfs nog krachtigere lancering van Ring Racer (Nürburgring) met een acceleratie van 22,22 m/s² (2,27 G).
De pneumatische lanceringen hebben ook een aantal nadelen. Als eerste is er de gigantische hoeveelheid plaats die het lanceringsprincipe inneemt. Er moet een continue gleuf worden voorzien voor de cilindervormige tank die onder de volledige lanceerstrook moet geplaatst worden. Een tweede punt is dat er een groot gebouw naast de lancering nodig is om de grote compressor, persluchttank en de elektriciteitsvoorziening te huisvesten. In tegenstelling tot LSM-lanceringen die enkel de elektriciteitsvoorziening vraagt, is dat een groot verschil in ruimtegebruik.
Daarnaast is er ook het geluid bij de lancering. Omdat er steeds een deel van de lucht ontsnapt uit de cilinders, gaat dat gepaard met een redelijk wat lawaai vergeleken met een LSM of hydraulische lancering.
De pneumatische achtbaanlancering werd door S&S in 2001 gebruikt op HyperSonic XLC in het Amerikaanse Kings Dominion, deze achtbaan had echter geen lang leven beschoren en sloot in 2007. De tweede Thrust Air Coaster, Do-Dodonpa in het Japanse Fuji-Q Highland, is tot op heden nog steeds de achtbaan met de snelste versnelling ter wereld. De pneumatische lancering katapulteert inzittenden van 0 tot 180 km/h in 1,56 seconden.
S&S heeft hun pneumatische lancering verder op punt blijven stellen en bouwt vandaag de dag nog steeds lanceerachtbanen onder de naam Air Launch Coasters. Deze maken nog steeds gebruik van samengedrukte lucht. Voorbeelden van hun moderne lanceerachtbanen zijn Maxx Force in Six Flags Great America, Bullet Coaster in Happy Valley Shenzhen en OCT Thrust SSC1000 in Happy Valley Wuhan.
Buiten de achtbanen van S&S hebben nog twee andere achtbanen met een pneumatische lancering bestaan. Deze zijn echter vandaag de dag niet meer operationeel, eentje daarvan heeft zelfs nooit in werking geweest. Daarom is de werking van deze twee achtbanen niet besproken in dit artikel.