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Dodonpa - Katapultcoaster der Extreme

Dodonpa bietet neben purer Beschleunigung und Geschwindigkeit einen außergewöhnlichen Vertikalturm

Launch Coaster gibt es viele: Seit Mitte der 70er Jahre katapultieren Antriebssysteme wie Schwungrad, elektromagnetischer LIM / LSM und Hydraulikantriebe die tonnenschweren Achterbahnwagen auf Geschwindigkeiten von bis zu 200 Stundenkilometern. Doch keine dieser Technologien vermag es, mit dem Funktionsprinzip der Firma S&S Worldwide, Inc. aus dem amerikanischen Utah mitzuhalten. Statt 1 bis 1.5g Initialbeschleunigung wie auf modernen LSM-Bahnen oder knapp 2g auf Intamins Hydraulikkatapulten, schießt S&S die Züge mit über 4g Spitzenbeschleunigung auf die Strecke.

Die Achterbahnstarts sind derart durchzugsstark, dass der ein oder andere Parkbetreiber zurückschreckt, für Firmengründer Stan Checketts aber kann es nicht aggressiv genug sein. Das Geheimnis liegt im Medium Luft, welches Checketts mit leistungsstarken Kompressoren auf mehr als das Zehnfache des atmosphärischen Drucks komprimiert, um es anschließend durch gigantische, meterlange Kolbenzylinder zu schießen. Dort treibt die in der komprimierten Luft gespeicherte Energie einen Mitnehmer inklusive Stahlseil und den daran gekoppelten Fahrgastträger voran. Schon die S&S-Verkaufschlager Space Shot und Turbo Drop bereiteten in den 90er Jahren kompromisslosen Airtimespaß bei einer vertikalen Turmfahrt, seit dem Jahre 2001 wird das Antriebskonzept auch zum Abschuss auf Katapultachterbahnen eingesetzt.

Im fernen Japan, im Fujikyu Highland Freizeitpark (die Transkription aus dem Japanischen ist nicht eindeutig, man findet auch oft Fuji-Q) südwestlich von Tokyo, debütierte im Dezember 2001 die S&S-Katapultachterbahn Nummer zwei. Die technischen Kenndaten sind beeindruckend: Auf einer 60 Meter langen Launchgeraden wird der achtsitzige Zug innerhalb von 1,8 Sekunden von Null auf 172 Stundenkilometer beschleunigt. Es zischt und pfeift, und mit einer Spitzenbeschleunigung von 4.25g werden die Fahrgäste in die Sitze gepresst. Knapp 1200 Meter später steht der Zug in der Schlussbremse. Zuvor sind die Mitfahrer quer durch den halben Park gerast, haben eine Hochgeschwindigkeits-Steilkurve mit 150 Metern Durchmesser passiert und schließlich einen 52 Meter hohen Vertikalturm erklommen, der den viergliedrigen Zug an der Rückseite mit einer 90° steilen Abfahrt in die Schlussgerade entlässt.

Camelbacks, weitere Auf- und Abfahrten oder Helices sucht der Besucher vergeblich, obwohl die Restenergie des Zuges noch für die ein oder andere Fahrfigur ausgereicht hätte. Dodonpa setzt zielsicher auf zwei Schwerpunkte: So schnell wie möglich auf Geschwindigkeit zu beschleunigen und diese die Fahrgästen ohne Unterbrechung spüren zu lassen. Der durchzugsstarke Katapultstart, bodennahe Kurven, verschiedene Tunneldurchfahrten und der vertikale Sturz in die Tiefe ermöglichen, die Geschwindigkeit bewusst hautnah zu erleben.

Die Erfolgsgeschichte der Luftdruckantriebe von S&S

Neben Luftdrucktürmen sind in den letzten Jahren skurrile Achterbahnen das zweite Standbein von S&S geworden

Links: Bis zu 100 Meter hoch bauen die S&S Space Shots und Turbo Drops - Mitte: Per Luftdruck werden auch Riesenschaukeln wie Skyhawk im Cedar Point angetrieben

Das 1994 als S&S Power, Inc. gegründete Unternehmen hat sich seit jeher auf extreme Erlebnismaschinen konzentriert und dabei fast ausschließlich das Medium Luft als Energieträger für den Antrieb verwendet. Stan Checketts, neunfacher Familienvater, war vor dem Einstieg in das Vergnügungsanlagengeschäft als Möbelmacher tätig. 30 Jahre lang verfolgte ihn die Idee, Leute in die Lüfte zu katapultieren. Mit dem Space Shot, einem bis zu 100 Meter hohen stählernen Turm, wurde diese Idee in die Tat umgesetzt.

Wie ein Ping-Pong-Ball wird der Fahrgastträger mittels eines langen Druckluftzylinders erst in die Luft katapultiert, um dann herunter- und wieder hinaufzuschwingen und dabei immer mehr an Momentum zu verlieren. Beim Start wiegen die Fahrgäste kurzzeitig viermal so viel wie ihr Körpergewicht, an den Wendepunkten in luftiger Höhe sind sie so leicht wie eine Feder und spüren lang anhaltende Momente der Airtime.

Kritiker verspotten die Turmkonstruktionen wegen ihrer technisch simplen und stellenweise primitiven Bauweise. Doch mehr als 100 weltweite Abverkäufe von Space Shot (Abschuss von unten nach oben), Turbo Drop (Abschuss von oben nach unten), Combo Ride (Abschuss in beide Richtungen) und Double Shot (kompakte Variante des Space Shot, welche die Gondel zweimal in die Höhe katapultiert) sprechen für den Erfolg der luftdruckgepowerten Anlagen. 1999 stieg S&S in das Achterbahngeschäft ein und mit dem Aufkauf der insolventen Arrow Dynamics im Jahre 2002 war der Weg für weitere Kreationen mit dem patentierten Luftdruckantrieb geebnet. Als sich im Jahr 2000 die Besitzverhältnisse änderten, wurde das Unternehmen in S&S Worldwide, Inc. umfirmiert, und neuerdings erfolgt das Marketing unter dem Motto Engineering Excitement.

Im November 1999 wurde schließlich das Geheimnis um den Thrust Air 2000 auf dem Firmengelände in Logan, Utah vor einer Schar von Kunden und Journalisten gelüftet. Der Prototyp der ersten mittels Luftdruck befeuerten Katapultachterbahn bot einen 50 Meter hohen Vertikalturm, der direkt nach der kurzen Katapultgeraden erklommen wurde, um am Hochpunkt mittels eines 180° Vertikalbogens auf der Rückseite senkrecht gen Boden zu stürzen. Ein weiteres Kurvenoval später erfolgte die Bremsung.

Technik mit Tücken

Links: Jeder Wagen hat eine Bogieeinheit mit Learjet-Reifen - rechts: Das I-Träger-Schienenprofil im Detail

Neben dem beeindruckenden Katapultstart bot das Team um den kühnen Tüftler Checketts mit dem Thrust Air 2000 ungewöhnliche Neuerungen: Die Räder unterscheiden sich von herkömmlichen Achterbahnrollen deutlich. Statt Alukernen mit Kunststoffbandagen kommen luftgefüllte Reifen von Learjets zum Einsatz. Diese Pneus sind wie bei Achterbahnen üblich um die Schiene als Lauf, Seiten- und Gegenrollen gruppiert. Die technische Neuerung sollte, so Checketts, den Thrust Air auch bei einem Tempo von 200 km/h fahrbar gestalten - Eine Eigenschaft, die er zum damaligen Zeitpunkt herkömmlichen Achterbahnrollen nicht zutraute.

Die luftgefüllten Reifen bedürfen einer planen Auflagefläche, und so verwendet S&S anstatt Rundrohren standardisierte I-Stahlprofile als Schienen. Die Inspiration holte man sich bei Intamin, welche auf Superman the Escape im Six Flags Magic Mountain bereits derartige Schienenprofile einsetzte. Auf der Intamin-Anlage in Kalifornien werden die Einzelwagen durch Elektromagnete linear beschleunigt, fahren über einen Vertikalbogen einen 120 Meter hohen Turm hinauf, um diesen im Rückwärtsgang wieder hinab zu donnern. Horizontalkurven bietet die Entwicklung aus der Schweiz nicht, doch eben solche kommen beim Konzept des Thrust Air 2000 zum Einsatz. Dabei ist das Biegen der Profile zu einem Horizontalbogen weitaus schwieriger zu handhaben als bei den üblicherweise verwendeten Rundrohren. Die engen Toleranzen einer Rundrohrschiene sind mit der S&S-Konstruktion nicht erreichbar.

Zwei Jahre später, im Frühjahr 2001, debütierte die neue Achterbahnentwicklung im Paramount's Kings Dominion Freizeitpark. Hierfür wurde der Prototyp von der Präsentation im Werk receycled. Doch Hypersonic XLC sollte dem Betreiber mehr Sorgen als Freude bereiten: So fielen die Wagen permanent aus, war die Lebensdauer der als Innovation gefeierten, jedoch sehr teuren, luftgefüllten Flugzeugräder im Vergleich zu herkömmlichen Achterbahnrollen verschwindend gering und die ruppigen Fahreigenschaften der eigenwilligen Fahrzeuge im Zusammenspiel mit der I-Träger Schiene nicht unbedingt verkaufsförderlich. Im Ergebnis war die Spurtreue der Fahrzeuge nicht optimal, die Fahrt glich einem Eiertanz. Selbst wuchtige Stoßdämpfer konnten das Nicken der Fahrzeuge bei der Überfahrt des Stahlturms nicht vermeiden. Die Züge wurden schließlich nach der ersten Saison komplett überarbeitet.

Als Cedar Fair 2006 die Paramount Parks übernahm, war das Ende der Anlage beschlossene Sache: 2007, nach gerade einmal sieben Betriebsjahren, wurde Hypersonic XLC dem Erdboden gleich gemacht. Erst sollte das Katapultmonster in einen Freizeitpark nach Südeuropa verschifft werden, doch auch hier schreckte der mutmaßliche Abnehmer zurück.

Anlage Nummer zwei stand dagegen unter einem weitaus besseren Stern: Das japanische Fujikyu Highland hatte sich bereits vor der Inbetriebnahme des Hypersonic XLC für das Thrust Air Konzept entschieden und konnte sich somit durch die Hiobsbotschaften aus den USA nicht abschrecken lassen, eine schnellere, höhere und längere Version des Luftdruckkonzepts zu erwerben. In Japan geht das Konzept tatsächlich auf: Enge Kurvenzüge gibt es nicht, die Fahrzeuge tendieren dadurch weitaus weniger zum Ausbrechen, und eine Stabsmannschaft an Mechanikern hält die vier Züge auf Vordermann.

Dodonpa ist im Fujikyu Highland angekommen

Links: Der schlicht in rot gehaltene Stationsraum - rechts: Bügel, Gurt und Beinklammer sichern jeden Fahrgast

Dodonpa überbot 2001 alles bisher Dagewesene: Anderthalb Jahre vor Top Thrill Dragster im amerikanischen Cedar Point war sie mit 172 Stundenkilometern Spitzengeschwindigkeit die schnellste Achterbahn der Welt und mit knapp 1200 Metern Streckenlänge die längste unter den Abschussanlagen.

Die Station nebst Startgerade und dazu parallel geführter Bremse wurde auf dem Platz des ehemaligen, mit 7g Beschleunigung fast legendären Shuttle Loops Moonsault Scramble in direkter Nähe zum Hauteingang platziert. Parallel zum Hauptweg erfolgt der Launch auf die nachgeschaltete Gerade, welche schließlich abtaucht, um in einer beeindruckenden 270°-Wende am anderen Ende des Parks auf den Vertikalturm zu führen. Im Vergleich zur ersten Publikumsinstallation in Kings Dominion ist alles deutlich größer dimensioniert. Dodonpa ist im gesamten Park präsent - visuell und auch hörbar: Obwohl die komplette, über 60 Meter lange Abschussstrecke nebst Luftdruckbehältern in einem Tunnel untergebracht wurde, ist das Geräusch des Abschusses ohrenbetäubend.

Der 60 Meter langen, im Tunnel eingehausten Katapultstrecke folgt eine langgezogene Gerade entlang der Hauptachse des Parks

Thematisierung sucht man im Fujikyu Highland nahezu vergeblich, und so ist auch Dodonpa keiner ausufernden thematischen Gestaltung unterworfen worden. Vielmehr ist die Attraktion ein Thema für sich - im übergeordneten Sinne: "Dodonpa" ist im Japanischen die wörtliche Beschreibung für Herzfrequenz, welche im Wartebereich, der Station und dem Beschleunigungstunnel akustisch zu hören ist. Dabei steigert sich die Lautstärke wie auch die Frequenz des eingespielten Herztons, je näher der Besucher dem Abschuss kommt. Bei Wartezeiten von zwei bis drei Stunden - selbst an Wochentagen in der Nebensaison - ein interessanter Effekt, der in der zweckmäßig gestalteten Station mit der dominierenden Farbe rot die einzige Abwechslung bringt.

Die Züge werden auf getrennten Positionen ent- und beladen. Im überdimensionalen Sitz vermag jeder Fahrgast zu versinken, die Sitzfläche ist stark nach hinten geneigt, damit der Bügel sicher den Schoß des Fahrgastes umschließen kann. Zudem werden die Schienbeine arretiert. Obwohl bereits mehrfach durch Flachbildschirme auch für Nichtjapaner verständlich gemacht, weist das Personal darauf hin, den Kopf beim bevorstehenden Katapultstart tunlichst an die Kopfstütze zu legen.

Reibräder manövrieren den viergliedrigen, fast sechs Tonnen schweren Wagenverbund mit seinen überbreiten Fahrzeugen in eine 90°-Rechtskurve direkt hinein in den Abschusstunnel. Das Herz schlägt noch lauter und schneller und wird nun erstmals auch auf Monitoren visualisiert. Dann folgt ein Countdown und schließlich der Moment, der folgen muss: Der Katapultstart.

Simple Technik in überdimensionaler Ausführung

Antriebsschema Air Launch des S&S Thrust Air 2000

Die aufgeständerte Steilkurve

Vorab haben drei jeweils 550 Kilowatt starke und permanent laufende Schraubenkompressoren von Ingersoll-Rand die von außen angesaugte Umgebungsluft auf Betriebsdruck gebracht. Dieser liegt mit rund zehn bar deutlich über dem atmosphärischen Luftdruck von einem bar. Gleichzeitig wird die Luft gefiltert und getrocknet, um die Kondensatbildung bei der folgenden Expansion zu minimieren. Hochdrucktanks dienen als Zwischenspeicher. Die technischen Aggregate bilden in ihrem Erscheinungsbild fast ein kleines Kraftwerk. Vor dem Abschuss wird die aufbereitete und unter Hochdruck stehende Luft in drei lange, parallel zum Launchzylinder installierte Abschusstanks geleitet. Diese werden im Laufe der 1,8-sekündigen Abschusssequenz sequentiell über Ventile dem eigentlichen Launchzylinder zugeschaltet, der knapp 70 Meter lang ist und unterhalb der gesamten Launchstrecke verläuft.

Ein durch den Kolbenzylinder geführtes Stahlseil wird an dessen beiden Enden um zwei Umlenkrollen geführt und ein ebenfalls am Seil befestigter, in der Katapultschiene auf einer zweiten Schiene fahrender Mitnehmerschlitten katapultiert den Wagen über die gerade Abschussstrecke. Dazu wird der entlang der Beschleunigungsstrecke positionierte Zylinder durch einen beweglichen Schieber in zwei Kammern unterteilt. Strömt in die eine Kammer die unter Druck stehende Luft, so wird der Schieber und das daran befestigte Seil längs des Zylinders bewegt. Die Luft entspannt sich und drückt dabei mit Leichtigkeit den Zug voran.

Es knallt beständig, wenn die Ventile nacheinander öffnen und die Luft in den Zylinder strömt. Die Beschleunigung ist gigantisch und erzielt im Durchschnitt 3,4g. Der technische Aufwand für den Abschuss erscheint enorm, trotzdem ist die eigentliche Mechanik recht einfach aufgebaut. Das Catch Car muss nicht etwa wie bei Intamins Hydraulikkatapultcoastern durch eigene Magnetbremsen verzögert werden, sondern bremst auf dem Luftpolster der zweiten Zylinderkammer ab. Zwei Bremstanks mit einem stetig bevorrateten Luftvolumen sorgen für zusätzliche Sicherheit. Beim Beschleunigungsvorgang wird das Volumen in der zweiten Zylinderkammer minimiert, sodass der darin herrschende Druck irgendwann den in der stetig expandierenden Beschleunigungskammer übersteigt und somit das Catch Car wie an einen Gummiseil hägend zurückwirft. Somit löst es sich automatisch vom Zug und schwingt einige Male wild hin und her, bis es nach vier bis fünf Sekunden zum Stillstand kommt.

Die Fahrt im Sekundenrausch

Die Mitfahrer bekommen von der Technik im Abschusstunnel nichts mit, vielmehr sind sie auf ihre eigene Pulsfrequenz fixiert, die bei der Anspannung durch den Katapultstart in die Höhe schnellt: In Sekunde Null drückt es die Insassen mit dem vierfachen ihres Körpergewichtes in die Rückenlehne, nach einer Viertelsekunde hat der Wagen bereits 40 Stundenkilometer erreicht, nach einer Sekunde sind es 140 km/h - wohl dem, der den Anweisungen Folge geleistet und den Kopf an der Stütze angelehnt hat. Unaufhörlich drückt es einen in den Sitz, doch bereits nach 60 Metern ist die Druckkraft wie von Geisterhand verschwunden und das sechs Tonnen schwere Fahrzeug donnert mit 172km/h aus dem Tunnel über eine aufgeständerte, stetig ansteigende, etwa 200 Meter lange Schienentrasse.

Bevor der Wagenverbund in die gigantische Steilkurve einfährt, sackt die Strecke einige Meter in eine Senke ab, leichte Airtime inklusive, durchfährt in einem weiten Linksbogen einen Tunnel und neigt sich schließlich im Uhrzeigersinn um die Längsachse, um den Wagen auf den 270°-Kurvenbogen vorzubereiten. Dieser ist bis zu 20 Meter hoch und bietet deutlich positive G-Kräfte, welche die Mitfahrer senkrecht in die Sitze drücken. Zehn, elf Sekunden dauert diese Kurvenfahrt an, welche immer noch mit Tempo 150 absolviert wird. Der Kurvenausgang führt sehr bodennah durch einen weiteren Tunnel, dann erfolgt der Aufstieg auf den 52 Meter hohen Vertikalturm.

Der 52 Meter hohe Vertikalturm bildet neben der Katapultsequenz das zweite Highlight von Dodonpa

Ein 35 Meter langer Vertikalbogen führt den Zug "sanft" in die Senkrechte, ohne dass die Züge wie beim Prototypen oder beim Hypersonic XLC zu stark beansprucht werden. Am Wendepunkt wartet eine Batterie von mechanischen Bremsen, welche die Geschwindigkeit für die bevorstehende, parabelförmige Überfahrt kontrollieren. Der 180°-Bogen in luftiger Höhe kommt für alle Mitfahrer überraschend - dem Aufstieg folgt in Sekundenschnelle der Abstieg.

Trotz der wuchtigen Stoßdämpfer zwischen den Fahrzeugreihen tendieren die Wagen gerade auf dem Hochpunkt des weiten Parabelbogens zu einem kurzzeitigen Nicken, dennoch weitaus weniger als auf dem Kurvenzug des früheren Hypersonic XLC. Hier haben die Achterbahnpioniere von S&S aus den Fehlern gelernt und die Streckenführung verbessert, auch wenn diese im Vergleich zu den Top Hats von Intamin bei Weitem nicht so perfektioniert erscheint.

Etwas Ejector-Airtime später fällt der Zug einige Meter die 90° steile Abfahrt hinab, dann verhindert ein weiterer vertikal aufgestellter Bogen den Aufprall auf den Boden. Der Wagenverbund wird am unteren Tiefpunkt in eine weite, durch einen gläsernen Tunnel geführte Linkskurve geworfen. Wieder unter freiem Himmel reckt sich die Strecke sehr zügig auf drei, vier Meter Höhe, um einen Fußweg zu überqueren. Anschließend führt die Abschlussgerade parallel zur Startstrecke stetig aufwärts direkt hinein in die Schlussbremse.

Dort wird der Zug etwas unsanft durch mechanische Bremsen verzögert, um mit gemäßigtem Tempo in rund sechs Metern Höhe eine S-Kurven-Kombination hinein in das Stationsgebäude zu absolvieren. Die Fahrt dauert gerade einmal 40 Sekunden, trotz 1100 Meter langer Gravitationsfahrt. Das Geschwindigkeitsabenteuer nebst vorgeschaltetem Beschleunigungskick macht jede Sekunde hautnah erlebbar, insbesondere durch die Tatsache, dass die Strecke sehr bodennah geführt ist und der zweite Höhepunkt der Fahrt, der 52 Meter hohe Vertikalturm, an den Schluss den Abenteuers gestellt wurde.

Luftdruckpower mit Zukunft?!

Dem Vertikalturm folgt eine bodennahe Steilkurve inklusive Tunneldurchfahrt

Nach Dodonpa wartete der Achterbahnfan vergeblich auf weitere Luftdruckcoaster aus dem Hause S&S. So phänomenal der Antrieb die Mitfahrer in den Sitz presst, so unausgereift erscheint die Umsetzung von Schiene und Fahrzeuge. 2005 präsentierte der Hersteller aus Utah Powder Keg, eine umgebaute Familienachterbahn mit Luftdrucklaunch, die früher einmal ein Water Coaster war. Diese ist mit standardisierten Achterbahnrollen ausgerüstet und läuft auf weitaus präziser biegbaren Rundrohren. An die extreme Faszination der beiden vom breiten Publikum fahrbaren Installationen des Thrust Air 2000, Hypersonic XLC und Dodonpa, kann das familienkompatible Gefährt jedoch nicht anknüpfen.

Ein würdiger Nachfolger entsteht vielleicht derzeit am Nürburgring. Direkt entlang der Start- und Zielgeraden der Formel-1-Strecke sollen die Rennzüge innerhalb von 2,5 Sekunden von null auf 217 Stundenkilometer beschleunigt werden, um nach 100 Meter freier Fahrt auf 120km/h heruntergebremst zu werden. Die baulichen Gegebenheiten an der Rennstrecke lassen keine ausgiebigen Schienenverläufe zu, und so folgt der 35 Meter hohen Steilkurvenschleife eine geradlinige Rückfahrt zur Station.

Der Katapultkick am Ring will mit einer Beschleunigung von über 4g aufwarten. Die erreichte Spitzengeschwindigkeit sollte 2009 einen neuen weltweiten Geschwindigkeitsrekord markieren. Die vornehmlich von einem italienischen Produzenten gefertigte Anlage bot zum Formel-1-Wochenende im Juli 2009 eine deutlich gebremste Spitzengeschwindigkeit von 130km/h. Eine Woche später wurde die Abschusstechnik bei Testläufen auf Top-Speed-Niveau unter einem ohrenbetäubenden Knall regelrecht zerlegt. Ein Logikfehler in der Programmierung war die Ursache. Der Schaden war im Herbst behoben, doch nachdem die Hochgeschwindigkeitstests wieder aufgenommen wurden, folgte der nächste Crash des Katapultsystems mit weiterem Sachschaden am Beschleunigungszylinder. Der Eröffnungstermin wurde vom Betreiber auf 2010 verschoben.

S&S scheint trotz derartiger Rückschläge derzeit volle Auftragsbücher zu haben: Die chinesische OCT Gruppe hat unlängst zwei weitere gigantische Katapultachterbahn für ihre Happy Valley Parks in Chenzen und Peking geordert, welche Ende 2010 beziehungsweise bereits im Juli des gleichen Jahres eröffnen sollen. Beide Achterbahnen werden 60 Meter hoch und 140 km/h schnell sein, aber unterschiedliche Layouts aufweisen. Neu für diesen Achterbahntyp von S&S sind Fahrzeuge mit Viererreihen. Für Stan Checketts und sein Team eine weitere Herausforderung...

Text und Bilder: Coastersandmore - jp