Vuoristorata on yksi harvoista jäljellä olevista radoista maailmalla, jonka junissa on manuaalisesti käytettävät jarrut. Ennen automaattisten paineilmatoimisten jarrujärjestelmien yleistymistä vuoristoradoissa 1960-luvulta alkaen, puisissa vuoristoradoissa oli joko laiturilta käsin jarruvivuilla käytettävät jarrut, tai junassa olevat jarrut, joita käytettiin junassa sijaitsevasta jarrukahvasta. Viimeksi mainitun etu on se, että vuoristoratoihin voitiin rakentaa isompia mäkiä ja laskuja, koska junan vauhtia pystyi hidastamaan kierroksen aikana. Lisäksi radalle voitiin lähettää useita junia kerrallaan, koska junat voidaan pysäyttää koska tahansa. Laiturilta käsin operoitavissa järjestelmissä junan pysäyttävät kitkajarrut olivat yleensä radan lopussa ja laiturilla, jolloin kierroksella pystyi olemaan vain yksi juna kerrallaan.
Jarrumiehellisen vuoristoradan periaatteen kehitti legendaarinen yhdysvaltalainen vuoristoratojen suunnittelija LaMarcus Adna Thompson (1848–1919) 1800-luvun lopussa. Tällä periaatteella toimivia vuoristoratoja tiedetään rakennetun noin 50 kappaletta vuosina 1898–1951 Thompsonin ja myöhemmin muiden rakentajien toimesta sekä huvipuistoihin että väliaikaisiin näyttelyihin. Sittemmin suurin osa näistä radoista on purettu – jäljellä toiminnassa on enää seitsemän rataa, joista yksi on Vuoristorata. Vuoristorata on siis ainutlaatuinen laite koko maailmankin mittakaavassa.
Käytössä olevat jarrumiehelliset vuoristoradat maailmalla:
- Scenic Railway – Luna Park, Melbourne, Australia (avattu 1912)
- Rutschebanen – Tivoli, Kööpenhamina, Tanska (1914)
- Scenic Railway – Dreamland, Margate, Englanti (1920)
- Montaña Suiza – Parque de Atracciones Monte Igueldo, San Sebastian, Espanja (1928)
- Roller Coaster – Pleasure Beach, Great Yarmouth, Englanti (1932)
- Hochschaubahn – Prater, Wien, Itävalta (1950)
- Vuoristorata – Linnanmäki, Helsinki, Suomi (1951)
Vaikka Vuoristorata on avattu 1951, se on rakennettu vuonna 1932 avatun tanskalaisessa Bakkenin huvipuistossa sijaitsevan Rutschebanen-radan piirustusten mukaan, joten Vuoristorata edusti jo avaamisvuonnaan periaatteessa 20 vuotta vanhaa tekniikkaa. Vuoristoradan rakentamisesta vastannut tanskalainen Valdemar Lebech (1884–1975) oli yhdessä irlantilaisen insinööri Walter H. Quinlanin (1881–1940) kanssa vastannut vuonna 1932 Bakkenin radan rakentamisesta ja aiemmin vuonna 1914 myös Tivolin Rutschebanenin rakentamisesta. Tivolin radan suunnittelun ja piirustukset oli tehnyt Thompsonin yritys Scenic Railway Company.
Thompsonille oli myönnetty ensimmäinen patentti jarrumiehellisestä vuoristoradasta jo vuonna 1892. Tässä ensimmäisessä versiossa jarrukengät puristuivat pyöriin. Seuraavassa versiossa jarrukengät puristuivat alaspäin kiskoihin; tällöin jarrutusvoima riippui junan massasta. Kolmannen version patentti Thompsonille myönnettiin elokuussa 1913. Tämä versio oli jo periaatteiltaan ja rakenteeltaan lähellä sitä mallia, jonka mukaan Vuoristoratakin myöhemmin rakennettiin: jarrukengät oli käännetty siten, että ne puristuivat radan laitoihin, ja jarrumiehen paikka oli siirretty junan keskeltä sen perälle.
1920-luvun alussa Thompsonin ideoista kehitettiin jalostettu vuoristoratamalli. Junan rakennetta kehitettiin, siihen lisättiin lukittuvat turvapuomit, ja rata sekä junien pyörät suunniteltiin siten, että juna ei voinut hypätä pois kiskoilta. Näiden muutosten alkuperäinen suunnittelija ei ole tiedossa, mutta asiaan saattaa liittyä englantilainen F.J. Bird, joka 1910-luvulla toimi Scenic Railway Companyn Lontoon toimiston johtajana ja pyöritti myöhemmin 1920-luvulla omaa yritystä nimeltä Amusements Construction Company. Vuonna 1931 Bakkenin rataa varten tehdyistä piirustuksista vastasi juurikin F.J. Bird. Vuoristorataa varten muokatut piirustukset toteutti tanskalainen arkkitehti Jürgen Adler-Nissen.
Edellä mainitun juna- ja ratamallin mukaan rakennettiin ainakin neljä vuoristorataa: Racer Wembleyn maailmannäyttelyyn (1924, purettu 1925), Bakkenin Rutschebanen (1932, muutettu automaattiseksi 2010) ja Vuoristorata vuonna 1951; lisäksi alun perin vuonna 1923 rakennettu Lisebergin Bergbanan muutettiin käyttämään uutta rataa ja junia vuonna 1952 (purettu 1987). Näistä alkuperäisessä muodossaan on siis jäljellä enää Vuoristorata.
Vuoristorata lukuina
- Radan pituus 960 metriä
- Radan korkeus 23 metriä
- Pisin lasku 48 metriä
- Huippunopeus noin 60 km/h
- Keskinopeus noin 20 km/h
- Ajon kesto noin 2,5 minuuttia
- Neljä junaa, 22 matkustajaa per juna (junia käytössä asiakasmäärän mukaan)
- Maksimikapasiteetti 1 430 matkustajaa tunnissa
- Kesäkauden aikana ajetaan noin 42 000 kierrosta, yhden ruuhkapäivän aikana jopa 700 kierrosta päivässä
- Vuoristoradalla käy vuosittain noin 850 000 matkustajaa
- Kaikkiaan Vuoristoradalla on käynyt 70 vuoden aikana arviolta yli 40 miljoonaa matkustajaa
Vuoristoradan rakenteet ovat kreosootilla kyllästettyä suomalaista mäntyä, ja ne painavat yhteensä n. 400 tonnia. 6×6-tuumaiset pystytolpat on numeroitu, ja niitä on yhteensä 365 kappaletta. Jokaiseen niistä on myös kiinnitetty peltilätkä, johon on stanssattu kyseisen osan uusimisvuosi. Pystytolpat lepäävät peruskallion päälle valettujen betonianturoiden päällä.
Rakenteita uusitaan aina talvisin huvipuistokauden ulkopuolella tietyssä syklissä. Viimeiset alkuperäiset radan rakenteet vaihdettiin uusiin vuonna 1967. Kaikki rakenteet on uusittu vähintään kolmesti; tällä hetkellä radan vanhimmat rakenteet ovat vuodelta 1988. Alkuaikoina osia jouduttiin uusimaan useammin, mutta sittemmin laadukkaan kyllästyksen ansiosta rakenteilla on ollut 30–40 vuoden käyttöikä.
Kyllästys takaa puutavaralle erinomaisen kestävyyden Suomen vaihtelevassa ilmastossa, ja hyvälaatuinen sydänpuu on jo luonnostaan äärimmäisen kestävä raaka-aine. Puutavara on toimitettu Vierumäeltä Versowoodin sahalta yli 30 vuoden ajan.
Vuoristoradan raideleveys on 1 130 mm. Leveämmän alalankun päälle on kiinnitetty kiskopuu ja siihen kantattuun uraan lattarauta, joka toimii kiskona. Radan reunus eli ns. pinkka, joka on tehty naulaamalla viisi lautaa päällekkäin, toimii jarrutuspintana. Pinkan kylkeen kiinnitetty vaihdettava vanerilista toimii kulutuspintana. Pinkan päällä oleva leveämpi ylälauta pitää junan pyörät allaan ajon aikana. Myös ylälaudan alapinnalle on kiinnitetty lattarauta, jotta junan pyörä ei ole kosketuksissa puun kanssa kuluttaen sitä.
Vuoristoradalla on yhteensä neljä junaa. Junat on nimetty niiden värityksen mukaan Punaiseksi, Vihreäksi, Siniseksi ja Keltaiseksi. Näistä kolme ensin mainittua ovat olleet käytössä alusta asti. Keltainen juna on valmistettu myöhemmin 1950-luvulla, kun neljäs juna koettiin tarpeelliseksi mm. huollollisista syistä. Muutamia pieniä muutoksia lukuun ottamatta junat ovat alkuperäisen kaltaisessa kuosissa.
Junien rungot ovat tammea, ja istuinosat ja laidat sinkittyä peltiä, joiden sisällä on teräksiset vahvikelatat. Junien rungoista suurin osa on uusittu viimeksi 2000-luvulla. Junan läpi kulkee pitkä kiristetty teräsvaijeri, joka pitää junan neljä vaunua kiinni toisissaan. Vaunujen väleissä ovat päistään pallonivelletyt väliputket.
Vuoristoradan juna on 11,5 metriä pitkä, ja se painaa n. 1 500 kg tyhjänä ja n. 3 000 kg asiakkaiden kanssa.
Junien ulkoasu on vaihdellut vuosikymmenten aikana ainakin viidesti. 1950-luvun loppupuolelta 1970-luvun alkuun junien keulia koristivat Disney-hahmot, sen jälkeen hetken aikaa erilaiset eläimet ja 1980-luvulta 2000-luvulle pellehahmot. Muilta osin ensimmäiset 60 vuotta junat olivat pitkälti yksivärisiä. Viimeisimmät maalaukset tehtiin juna kerrallaan vuosina 2011–2014. Ne on toteuttanut kynäruiskutekniikalla FAW D-signin Jeppe Kivilaakso.
Vuoristoradan junassa on yhteensä 16 pyörää. Jokainen pyörä on kiinnitetty junan runkopalkissa olevaan pukkiin kiinteällä akselilla, joten pyörät eivät ole kääntyvät. Vaikka junan jokainen vaunu on 2,6 metriä pitkä, vaunujen lyhyt 1 080 mm akseliväli takaa sen, että vaunut pystyvät kulkemaan mutkissa ja mäissä.
Pyörän laippa kulkee kiskolatan sisäpuolella pitäen junan sivusuunnassa radalla, ja pyörän navan uloke kulkee radan reunuksen ylälaudan alla, joten juna ei pääse myöskään hyppäämään pois kiskoilta kierroksen aikana.
Kuten raitioteillä, myös Vuoristoradalla kiskoja rasvataan kauden aikana useasti viikossa, sillä rasvaus pienentää etenkin radan mutkissa pyörän laipan ja kiskolatan välistä kitkaa. Tämä vähentää melua ja sujuvoittaa junan kulkua radalla.
Junien vanhanaikaisen pyörästön vuoksi Vuoristorata luokitellaan ns. maisemaradaksi (engl. scenic railway). Sen vuoksi radalla ei ole myöskään mutkissa merkittäviä kallistuksia. Modernimmissa vuoristoradoissa on erikseen kiskon ylä- ja alapuolella sekä sivussa kulkevat pyörät. Vuoristorata on viimeinen koskaan rakennettu scenic railway -rata.
Jarrumestarin tärkein työkalu on jarrukahva eli ns. staagi, joka sijaitsee junan viimeisen vaunun perällä. Pienempää kahvaa käyttäen jarrukahvan voi lukita paikalleen; kahva on kiinni jousikuormitetussa tangossa, joka ala-asennossa ollessaan ottaa kiinni staagin juuressa olevaan hammastukseen. Tällöin juna pysyy paikallaan ilman, että jarrumestarin tarvitsee käsin pitää kahvaa taka-asennossa. Ajon alkaessa lukkokahva nostetaan kiinni yläasentoon, joten jarrukahvan lukitus ei mene vahingossakaan päälle ajon aikana.
Vaikka Vuoristoradan junat ovat keskenään periaatteessa samanlaisia, vuosikymmenten ajon ja huoltamisen myötä jokaisen junan jarrutus- ja ajotuntuma on muokkautunut omanlaiseksi.
Koska Vuoristoradan juna oli alun perin tarkoitettu ajettavaksi istualtaan, alkuperäinen jarrukahva oli suora tanko, mutta vuodeksi 1988 se uudistettiin lenkkimalliseksi kahvaksi, jolloin jarruttaminen seisaaltaan on huomattavasti ergonomisempaa. Alkuperäisessä jarrukahvassa myöskään sen lukitusmekanismia ei voinut lukita auki-asentoon, joten jarrumestarin täytyi puristaa lukon kahvaa koko kierroksen ajan.
Jarrumestarin vetäessä jarrukahvasta se liikuttaa junan viimeisen vaunun alla olevia nivellettyjä työntörautoja eteenpäin. Raudat puolestaan työntävät vaunun sivuissa pyörien välissä sijaitsevia jarrukenkiä ulospäin. Tällöin jarrukengät puristuvat radan laitoja vasten, ja junan vauhti hidastuu jarrukenkien ja radan laitojen välisen kitkan vaikutuksesta. Jarrujärjestelmä on siis täysin mekaaninen. Jarrukengät ovat 12 mm jousiterästä ja painavat jokainen n. 10 kg.
Jarrukengän takana näkyy kiila, joita on jokaisen vaunun alla kaksi kappaletta. Jos juna pysähtyy ylämäkeen, kiilat pureutuvat kiskojen vieressä oleviin kiilapuihun. Tämä estää junan valumisen taaksepäin. Kiiloista tulee myös ajon aikana tunnistettava kilkattava ääni niiden osuessa kiilapuihin vaijerimäessä ja jokaisessa ylämäessä.
Mekaanisen pääjarrun oheen Vuoristoradan juniin on lisätty 1960-luvun puolessavälissä paineilmalla toimiva varajarrujärjestelmä, jota voidaan käyttää esimerkiksi pääjarrun vikaantuessa. Sitä ei ollut alkuperäisissä piirustuksissa, joten järjestelmä on Linnanmäen suunnittelema ja toteuttama. Alun perin Vuoristoradalla varajarruna oli tunnelin uloskäynnillä tukki, joka voitiin tarvittaessa nostaa ja kiilata junan pohjaa vasten käyttäen laiturilla ollutta kahvaa.
Paineilmajärjestelmää käytetään jarrumestarin työpisteessä sijaitsevista venttiileistä, jotka päästävät säiliöstä ilmaa junan kolmannen vaunun alla olevaan sylinteriin. Sylinterissä oleva mäntä työntää junan kolmannen vaunun pyörien välissä olevat jarrukengät radan laitoihin. Paineilmajarru voidaan kytkeä myös etänä laiturilta: kiskoihin syötetty sähkövirta johdetaan junan viimeisen vaunun pyörien kautta ilmajarrun venttiilin solenoidiohjaukseen, jolloin ilmajarru aktivoituu.
Tärkeä osa junan paineilmajärjestelmää on myös torvi, jolla voidaan ilmoittaa muille junille ja laiturilla työskentelevälle jarrumestarille esimerkiksi junan pysähtymisestä.
Moderneissa vuoristoradoissa pitkälle viety logiikka ja automaatio vastaavat laitteen ohjaamisesta. Koska Vuoristorata edustaa vanhaa aikaa, laitteen ajaminen ja liikenteen ohjaaminen hoituu täysin ilman tietokoneita ja antureita. Laitteen ollessa käynnissä laiturilla työskentelee jarrumestari, joka vastaa junien tarkastamisesta ja lähettämisestä, ja johtaa Vuoristoradan toimintaa. Yhdessä junaa kuljettavien jarrumestareiden kanssa hän varmistaa Vuoristoradan turvallisuuden ja liikenteen sujuvuuden.
Laiturilla sijaitsevasta ajopaneelista käytetään vaijerikoneistoa sekä erikoistilanteisiin liittyviä toimintoja. Normaalin toiminnan aikana ajopaneeliin ei tarvitse siis koskea lainkaan.
Alkuperäisenä säilyneen ajokokemuksen ansiosta Vuoristoradalle on myönnetty Coaster Classic -arvonimi yhdysvaltalaisen vuoristoratakerho American Coaster Enthusiastsin toimesta. Arvonimi on arvostettu, sillä se on myönnetty vain 30 vuoristoradalle koko maailmassa. Vuoristorata täyttää arvonimen kriteerit, jotka ovat klassisen puisen vuoristoradan tunnusmerkkejä:
- Junissa on yksiosaiset turvapuomit, yhteiset penkin molemmille matkustajille
- Penkki on molemmille matkustajille yhteinen, eikä siinä ole istuimien välisiä jakajia
- Vaunuissa ei ole korkeita selkänojia tai niskatukia, jotka haittaavat matkustajien näkyvyyttä
- Laiturilla ei ole portteja tai muuta paikkakohtaista jonotusta junaan
Vuoristorata toimii kuten suurin osa muistakin vuoristoradoista, eli junat nostetaan konevoimalla radan korkeimpaan kohtaan, josta ne painovoiman avulla rullaavat radan loppuun. Tämän vuoksi jokaisen mäen ja mutkan on oltava edellistä matalampi, sillä kitka syö junan liike-energiaa kierroksen aikana, ja junan on lisäksi myös mutkaan pysäytyksen jälkeen päästävä seuraavaan mutkaan omalla painollaan.
Kierroksen aikana jarrumestari hidastaa junan vauhtia jarruttamalla, jotta kierros on turvallinen sekä mahdollisimman mukava asiakkaille.
Vuoristoradan junissa ei siis ole lainkaan moottoreita, vaikka jotkut niin luulevatkin. Koko laiturialuekin on pientä alamäkeä, joten junat lähtevät liikkeelle omalla painollaan, kun jarru vapautetaan.
Vuoristoradan junan vetää ensimmäisen mäen huipulle halkaisijaltaan 22 mm teräsvaijeri. Juna tarttuu 1. ja 2. vaunun pohjassa olevien tarraimien avulla vaijeriin ensimmäisen ylämäen pohjalla, ja juna irtoaa vaijerista ylimmän mutkan alussa. Tarrain koostuu kahdesta jousikuormitteisesta metallisesta leuasta, joiden väliin vaijeri puristuu. Tarraimet avautuvat junan ajaessa avauskiskon yli vaijerimäen alussa ja lopussa, joten tarrainjärjestelmä toimii täysin mekaanisesti.
Vaijeria pyörittää sähkömoottori. Alun perin Vuoristoradan konehuoneessa sijaitsi 1930-luvulta peräisin oleva Brook Motorsin valmistama R22-mallin moottori, ja vaihdelaatikon oli valmistanut Ruotsissa Scania-Vabis alkuvuonna 1951. Vuodeksi 2016 tekniikka uudistettiin täysin. Nyt voimanlähteenä toimii taajuusmuuttajaohjattu ABB:n 75 kilowatin IE4-induktiomoottori, joka Dodge Industrialin valmistaman Magnagear-kulmavaihteen kautta pyörittää vaijerin vetopyörää.
Vaijeri liikkuu 4 m/s (14,5 km/h) nopeudella, joka on junan nopeus sen tarttuessa vaijeriin vaijerimäen alussa. Vaijeri pyörii jatkuvasti laitteen ollessa käynnissä, mutta tyhjänä sen pyörittäminen vaatii vain noin 2 kW tehon moottorilta.
Vaijeria on Vuoristoradalla yhteensä noin 200 metriä, ja se vaihdetaan vuosittain ennen kauden alkua. Käsin punottu vaijeri pleissataan eli päät yhdistetään käsityönä.
Vuoristoradan junat huolletaan radan keskellä olevalla kaksikerroksisella varikolla. Varikolle junat viedään ja ne tuodaan sieltä käsikäyttöisten vaihteiden kautta, jotka ovat kuin iso palapeli. Huollossa olevia junia säilytetään varikolla ja Vuoristoradan tunnelissa sijaitsevalla sivuraiteella. Ulkona varikkosuoralla voidaan säilyttää tarvittaessa kolmea junaa, ja lisäksi varikkosuoralla on huoltomontulla varustettu sivuraide.
Kokonaisuudessaan varikkosuoran, varikon radan ja tunnelin sivuraiteen pituus on yhteensä noin 100 metriä, joten kaiken kaikkiaan rataa on Vuoristoradalla yli kilometri.
Junia on käytössä asiakasmäärän mukaan, joten ajossa olevat junat voivat vaihtua jopa päivittäin. Yleensä käytössä on kaksi tai kolme junaa. Kolmella junalla Vuoristoradan kapasiteetti on jo yli 1 000 asiakasta tunnissa, joka on ylivoimaisesti suurin kaikista Linnanmäen laitteista.
Käytössä olevat junat ajetaan aina päivän jälkeen yöksi säilytykseen tunneliin merkityille paikoille. Laiturilla on avattavalla luukulla varustettu huoltomonttu, jossa junat tarkastetaan joka päivä ennen käyttöönottoa. Joka aamu ennen puiston avautumista huoltohenkilökunta kävelee myös radan läpi tarkastaen, että kaikki on kunnossa.
Vuoristoradalla tehdään läpi talven hyvin paljon asiakkaille näkymätöntä työtä, kun huvipuiston ollessa kiinni toteutetaan isoja huoltoja. Kaikki junat puretaan ja huolletaan läpikotaisin, ja monille metalliosille kuten jarruille ja akseleille tehdään ultraäänen avulla NDT-tarkastus.
Talven aikana radalle tehdään perusteellinen tarkastus, ja puuosia vaihdetaan uusiin aina tietyltä pätkältä. Vaihdettavat puuosat ja rataosuudet tehdään vanhojen mukaan, jotta Vuoristoradan kyyti pysyy samanlaisena.
Pinkkoja eli radan reunuksia vaihdettaessa vanhat pinkat poistetaan pätkimällä ne moottorisahalla, ja tuoreesta puutavarasta tehdään uudet pinkat rataprofiilin mukaan taivuttamalla ja naulaamalla laudat päällekkäin. Lopuksi pinkkoihin asennetaan läpipultit. Mittalaitetta apuna käyttäen pidetään samalla huolta, että rata on tasainen ja radan leveys pysyy oikeana. Pystytolppia vaihdettaessa rataa tuetaan, jotta rakenne ei pääse liikkumaan.
Vuoristoradan ikoninen valaistus muodostuu vuonna 1991 asennetusta punaisesta neonkyltistä ja ns. juoksuvaloista, joissa lamppuja on yhteensä 3030 kappaletta. Vuoristoradan muotoja myötäilevät valoketjut ovat olleet paikallaan alusta asti, mutta ensimmäiset kaksi vuosikymmentä ne paloivat staattisesti. Kaudeksi 1971 valojen sähköistys rakennettiin uudelleen ja ne kytkettiin kahdeksan lampun sarjoihin. Kun releet sammuttavat ja sytyttävät sarjan yhden lampun vuorollaan, tulee illuusio siitä, että valot “juoksevat” rataa pitkin.
Alun perin juoksuvalot olivat 15 watin hehkulamppuja, mutta ne on sittemmin 2010-luvun kuluessa vaihdettu 2 watin LED-lamppuihin, jotka ovat huomattavasti energiatehokkaampia. LED-valojen vaihtotarve on myös varsin pieni verrattuna hehkulamppuihin. LED-tekniikan ansiosta Vuoristoradan koko valaistuksen kokonaisteho neonkyltti ja laiturin valaistus mukaan luettuna on vain n. 8 kW.
Kuvat: London Exhibition Scenic Railway, tuntematon 1909 (PD); Tivoli Rutchebanen, Andreasen & Lachmann 1915 (PD); patentit Pleasure Railway, LaMarcus Adna Thompson 1913 (vanhentunut, PD); rakennepiirustukset Bakkenin arkisto, Helsingin rakennusvalvonnan arkisto; mustavalkokuvat Linnanmäen arkisto; muut kuvat jarrumiesten arkisto