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3D-Simulation Barnstorm für Drayton Manor |
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What you see is what you get - Was bislang in der Welt des
Dokumentendesigns am PC Stand der Technik war, zieht nun auch in
die Welt der Achterbahnkonstruktion ein, zumindest in den
Enwicklungsabteilungen bei Maurer Söhne in München. Das
in Zusammenarbeit mit der Universität Duisburg entwickelte
XTRAC Software Tool vereinigt Trackdesign, Dynamik- sowie
Statikkalkulation, Produktionsvorbereitung, computerunterstützte
Schienenfertigung und die Qualitätssicherung in einer
einzigen Programmoberfläche.
Schon während des Trackdesigns wird im Hintergrund die
Dynamik des Fahrzeugs mit mathematisch hochkomplexen Modellen
berechnet, um eine hohe Produktqualität bereits in der
Designphase zu erzielen. Was der Kunde zu diesem Zeitpunkt erhält,
spiegelt das Produkt in allen Facetten wider. Selbst Drehfahrzeuge
eines Spinning Coaster können mit XTRAC
realistisch simuliert werden.
Kreative Ideen sind im Achterbahnbau nur die halbe Miete. Erst
das perfekte Zusammenspiel von Fahrzeug und Schiene bietet den
Designern die Möglichkeit, neue und einzigartige
Layoutkonfigurationen im Grenzbereich des Möglichen zu
realisieren. Längst ist bekannt, dass der Thrillfaktor einer
Achterbahn nicht von ihrer Höhe und Geschwindigkeit
abhängt, sondern von der Abfolge und Kombination der
Beschleunigungswechsel. Vor allem Einzelfahrzeuge ermöglichen
im Vergleich mit bis zu 20 Meter langen Zugkonfigurationen extreme
Fahrfiguren. Dies verfolgt Maurer Söhne schon seit
einigen Jahren mit ihren Drehfahrzeugen und will es mit dem X-Car
vollenden. 2005 wird der kurvenreiche Schienenstrang sogar die
Grundfläche eines Boomerang Coaster mit Leben füllen.
Mit Barnstorm entsteht die zweite Xtended Anlage für
den englischen Drayton Manor Park. Kurvenradien von
minimal zweieinhalb Meter verlangen dabei nach einer aufwändigen
Optimierung des Tracks.
Schon mit Beginn der X-Car Entwicklung vor etwa vier
Jahren begannen die Maurer Söhne Ingenieure mit der
Programmierung einer hochentwickelten Softwarelösung, welche
die Planung dieser neuartigen Achterbahngeneration "in-house"
ermöglicht.
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3D-Modell der Landschaft |
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XTRAC ist das NoLimits der Achterbahningenieure:
In einer 3D-Umgebung wird das Landschaftsmodell eingelesen und der
Designer kann direkt mit der Platzierung der Schiene beginnen.
Stetig expandierende Elementbibliotheken unterstützen seine
Arbeit. Die Besonderheit von XTRAC liegt in der
zeitgleichen, präzisen Dynamikkalkulation, welche ein
Berechnungsmodul im Hintergrund parallel zur Trackentwicklung
durchführt.
Im Vergleich zur üblichen Achterbahnentwicklung, welche
verschiedene Berechnungsprogramme und konventionelle CAD
Entwicklungsoberflächen nutzt, deren Einsatz schrittweise über
mehrere Schnittstellen erfolgt (Design, Zeichnung und Berechnung),
ermöglicht XTRAC eine drastische Beschleunigung der
Designprozesse. Während der Designer bei der klassischen
Achterbahnentwicklung zunächst den Track designt und erst
nach der Berechnung die charakteristischen Geschwindigkeits- und
Beschleunigungswerte erhält, liefert XTRAC diese
parallel zum Designprozess. Die Beschleunigungen des im Editor
erstellten Layouts können schon während der Gestaltung
des Streckenverlaufes ausgewertet und optimiert werden: Dies
erfolgt entweder automatisch, halbautomatisch oder per Hand unter
Verwendung hochkomplexer mathematischer Algorithmen im
Beschleunigungs-Editor. Somit können die mit dem Kunden
festgelegten maximalen Beschleunigungswerte haargenau eingehalten
werden und das Trackdesign lässt sich optimal darauf
einstellen. XTRAC setzt die im Editor vorgenommene Änderung
der Beschleunigungswerte direkt in der Optimierung des Tracks um.
Veränderungen an der Trackstruktur, die auf diese
Prozessoptimierung zurückzuführen sind, sind mit dem
menschlichen Auge kaum wahrnehmbar, ermöglichen aber weitaus
weichere Beschleunigungswechsel mit einer signifikanten
Reduzierung der Peaks, welche zu hohe Ausschläge in der
Beschleunigungskurve über die Zeit darstellen.
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Beschleunigungs Editor |
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Diese zeitgleich zum Design durchgeführte Optimierung
reduziert nicht nur die Belastungen auf die Fahrgäste und das
Material (und somit auch Wartungs- und Instandsetzungskosten),
sondern ermöglicht speziell bei den X-Cars bisher nie
realisierte Fahrfiguren oder solche mit extremen Richtungs- oder
Krümmungswechseln.
Zusätzlich erlaubt die parallel zum Design im Hintergrund
durchgeführte Dynamikkalkulation eine präzise
Darstellung der Fahrzeugpositionen, um Blockgrenzen,
Spezialeffekte wie Vertikallifte oder Weichen sowie
potentielle Fahrzeugbegegnungen bei Duellierungsbahnen optimal
aufeinander abzustimmen. Selbst die Rotation der Drehfahrzeuge bei
unterschiedlichen Beladungssituationen kann dabei optimiert
werden.
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3D-Editor |
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Dabei ist die Grafikdarstellung hoch detailliert und ermöglicht
Kundengespräche und Echtzeitpräsentationen schon in der
Designphase. Die wirklichkeitsgetreuen Beschleunigungsreaktionen
und der Detaillierungsgrad der Fahrzeuge sind dabei besonders
hervorzuheben.
XTRAC optimiert jedoch nicht nur den Designprozess,
sondern begleitet auch hardwareunterstützt die Fertigung und
Qualitätssicherung. Dabei werden Fertigungszeichnungen und
Materiallisten automatisch erstellt. Während der Fertigung
ermöglicht eine Lasermessung der Schiene einen Abgleich mit
dem automatisch von XTRAC aufbereiteten Koordinatenmodell
der Schiene. Dieses Vorgehen garantiert höchste Präzision
bei reduziertem Arbeitsaufwand. Zusätzlich kann ein 3D-Scan
der fertig aufgebauten Achterbahn mit dem Computermodell
abgeglichen werden, um potentielle Fertigungsabweichungen zu
erkennen. Diese werden auf der einen Seite dazu genutzt, die
Produktqualität zu verbessern, andererseits aber auch, um die
Rechenparameter von XTRAC - beispielsweise
Luftwiderstands- und Reibungskoeffizienten - zu optimieren,
wodurch sich für zukünftige Projekte noch exaktere
Voraussagen der Dynamik treffen lassen.
XTRAC ist ein bahnbrechendes Tool, welches die
potentielle X-Car Achterbahngeneration auf ein äußerst
hohes Niveau hebt. Mit ihrer Software hat Maurer Söhne
ohne Zweifel eine echte Allzweckwaffe für Design, Marketing,
Produktion und Qualitätssicherung an der Hand. |
