【ST相关/翻译】无畏级星舰设计历程相关_特征性_中继器_航海家

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原载《星际迷航杂志》2002年5月,总第37期。原作者里克·斯特恩巴赫(Rick Sternbach),ST剧组设计师与插画师

原文来源:http://fsd.trekships.org/art/intrepid.html

本文同时由微博账号“先进星舰设计局档案室”(https://weibo.com/u/6554167394)转载

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在大部分人看来,银河级正处于其发展周期的最后阶段。然而,即使星际舰队迫切需要大型多任务旗舰,但对小型船只的需求仍然越发明显。当联邦星舰银河号(NX-70637)、联邦星舰大和号(NCC-71807)和联邦星舰进取号(NCC-1701-D)正处于最后的舾装与测试阶段时,Imagawa上将便已经提及,仍然需要许多不同类型的星舰、穿梭机和支持设施以应对银河系日益增多的危机和热点事件。在星际舰队初步需求简报所列出的船型中,有一艘高速、强力的“疑难解答”舰,最初被称为SV-65型平台。这级星舰的设计概念最初由地球麦金利山空间站与火星乌托邦平原舰队船坞的联合结构组提出,要求能以曲速7.75进行持续16天的低速巡航、以曲速9.25进行2天6小时的高速巡航,以及以曲速9.975进行12小时40分钟的冲刺。其定员为223人,拥有可交换的内部增压舱模块,并配备与银河级相当的相位炮及鱼雷火力。这级新舰最初被设想的用途相当广泛,包括了从对威胁力量的点防御高速截击,到对大型战斗群的支援,再到隐蔽情报收集,但最终被削减到仅要求能够遂行旨在保护星际舰队和联邦资产的防御作战,并在战斗巡逻的间隔完成科学考察任务(C.Forrester,《先进星舰设计局日志》,2361年11月5日)。

新舰的船体布局采用了之前舰级常见的碟筷式布局,即主舰体、工程舰体与曲速引擎舱的结合,并由已经深入理解的曲速场产生与控制原理驱动。考虑到的促进因子包括了可用的船壳与龙骨合金材料——三钛和硬铀——以及曲速核心与二锂晶体形态学、氘燃料与反物质贮存能力、穿梭机载机能力、脉冲反应堆的小型化等。材料处理与加工技术,以及船体维护周期,则直接演化自在精进级、大使级和银河级上的成熟应用。在星历38956前后,八个并行的计算机曲速场压力及容积研究最终导出了第一个评审方案,被命名为SV-65H。这一方案包括一个61°椭圆平面形状的碟部,与工程舰体、固定曲速舱挂架及曲速机舱集成在一起,并设计了一个可分离的大型舰桥模块作为对标准逃生舱的拓展,未考虑舰碟分离能力。2362年1月1日,SV-65被正式命名为无畏级计划。对曲速场及其与空间和子空间环境相互作用的研究推进了对平台方案的先后六次进一步修改,同时先进星舰设计局对船体容积、内部空间使用及模拟的脉冲和曲速推进性能数据进行进一步分析,以优化任务效率。在2363年底前后,来自联邦星舰进取号与联邦星舰大和号的试飞性能数据也被纳入无畏级的曲速推进模拟中。

SV-65H方案(这他妈什么玩意?.jpg)

2364年8月,实施了一项飞行性能改进和减重计划,使得无畏级的设计质量从83.8万吨减轻到79万吨。这一改进需要调整曲速反应室的类型,将原有且较重的集中二锂聚焦反应室(即银河级使用的设计方案,译注)更换为曾在宪法改上使用过的二锂内衬旋涡反应室。改回旋涡反应室设计使得工程师们可以设计一体化程度及功率密度更高的曲速核心,其磁收缩段、物质/反物质喷注器和等离子体传输导管接头均由计算机控制加工成型后伽马焊接在一起。(由于曲速核心被设计成不便于检修与更换的形式,因此)整个曲速核心从一开始就被设计为在紧急情况下可被整体弹射,并在工程舰体里存放了第二个备用核心组件,尽管在深空中依靠船员独立完成核心的重装和整合测试可能需要一周的时间。

弹了弹了.jpg


与宪法改的曲速核对比


在无畏级的MSD上可以很容易地找到两个曲速核的位置(图中标出)

令人尴尬的问题出现了:无畏级采用旋涡反应堆是为了减轻曲速核的结构重量减重,可是为了弥补旋涡反应堆不方便维护的问题保证可靠性又多带了一个备用曲速核——可怎么看两个曲速核都肯定比一个重……

更大的问题是:既然有个备份曲速核,为什么剧集中会出现VOY需要把被弹出去的曲速核想方设法捞回来的情节???

第二版评审方案于2366年2月完成。曲速场压力及空间环境的考量产生了一个更为流线型的碟部及曲速机舱设计以减少星际介质阻力。曲速等离子体约束及传输技术上的改进使得采用铰链设计的曲速舱吊架成为可能,从而可以获得更高的曲速燃料效率。此后的研究还发现它有一个幸运的副作用,消除了拉巴尔博士和塞罗瓦博士在2369年发现的早期曲速引擎对子空间的损伤(拉巴尔,《曲速动力学学报》第1137卷)。相较第一版评审方案的其他变化还包括更小的曲速场线圈组,更大的穿梭机载机能力,定员减少至168人,缩小的舰桥模块,并增加了为实验室、货舱和消耗品存储分配的内部空间。在这一版方案中艏部辅助偏导仪变流碟仍被保留,但曲速及脉冲性能数据表明,将其改为一个更薄的安装在碟部前缘上的共型阵设计可将粒子与场阻力系数(PFDI)从0.0033降至0.0014,前者作为估测数字有较大的误差。此外,将偏导仪改为集成共型阵设计仅需要对EPS、ODN线路及相关控制硬件的轻微布线调整。


SV-65第二版方案,已经可以看出日后VOY的样子


令人恼火的是,尽管无畏级的次级偏导仪和大头非常吃藕,但STO中的所有无畏级改型和衍生型均未像上文中提议的那样将次级偏导仪改为共型阵设计,甚至还大有越做越大之势(草),虽然原因其实是在STO里次级偏导仪可以被当做武器输出……


另一个粉丝设想的无畏级改进方案,仍然没动次级偏导仪(悲)

第三版评审方案在2367年10月完成,最终确定无畏级构型设计冻结,并下达了7艘的初始意向订单。计算机、人类和鲸目分析小组根据曲速效率模拟的结果,均建议调整主船体前缘及甲板2的外表面,以及后部向工程舰体过渡部分的轮廓。在第三版评审方案中尚未完全整合的结构与子系统则被视为船厂变更,并将在每艘船舰的建造过程中进行更新。在2368年4月最终被设计并批准安装的系统改进包括相位阵列、逃生舱、RCS推力器单元、重力发生器、多向传感器阵列(MSA)和穿梭机。在首批两艘星舰完成测试之后,第三艘无畏级星舰——联邦星舰航海家号,舷号NCC-74656,船身编号IC-103——成为第一艘在建造时就已接收全部更新硬件的船只(P.布莱斯,《星际舰队建造学报》,数据索引RI-456/32/456)。

第三版也是最终方案,便是我们现在看到的无畏级

当然,这些设定是后来根据最终定稿的航海家号补写的,实际上在设计过程中,里克·斯特恩巴赫曾画出过如下这些震撼人心(各种含义上)的设计方案……





……这都什么玩意???(皮卡德捂脸.jpg)

值得指出的是,在无畏级的早期设计探索阶段,防御武器配置在数量和类型上都经历了反复多次摇摆,这反映了星际舰队的设计与规划人员为了满足任务类型、靠港补给间隔及现有能源系统对武器系统的兼容性等问题而大费周章。最初的设计包括5个相位阵列:背部两个,腹部两个,艉部下方一个。这一配置最终被增加到13个:艉部上方增加两个,艉部下方增加两个,曲速吊架上和工程舰体背部各再增加两个,此外还将鱼雷发射管增加到4具。增加的艉向鱼雷发射管与相位阵列提供的射界扩大确保了无畏级无论是在舰队战、护航任务或单独行动情况下都能有效对抗大多数已知和预测的同级威胁船只。逃生舱设计被稍微放大,使得每个逃生舱的定员从4人增加到6人,尽管稍微减少了星舰内部容积,但能够使逃生舱的最大维生能力达到16个月,脉冲机动范围增加到0.25光年。可抛弃的弹出舱盖被铰链式舱门取代,以便如果逃生舱发射后紧急情况排除则可以将其收回(实际上是方便圆上剧情还省了做逃生舱口CG建模的功夫)。像在银河级的逃生舱上已被证明的那样,无畏级的逃生舱也能通过对接成为“鹅群模式”来共享通讯及维生系统资源。

RCS机动推力器与重力发生器在其高能等离子体的产生与分配方面共享了关键的电等离子系统(EPS)技术。RCS微聚变反应堆和推力器喷管能够依靠冗余电磁阀和抛光的tritonide felnium导管精确地旋转航海家号并在低速下进行机动,而相同的导管与阀门也用于支持新的重力板设计。这是一个由数千个小型引力子发生器组成的毯状面板,每个发生器直径3.23厘米。六角形的等离子体压力调节阀对等离子压力变化作出反应,平滑功率分布,并能容许多达10%的发生器故障而不会造成局部重力的明显变化。在早期的星舰设计中,较大和较少的引力子装置偶尔会产生令人不快的不平衡感和轻微的恶心效果,特别是对新手船员而言。

多向传感器阵列(MSA)实际上是14个独立的阵列,与专用光数据网络(ODN)连接、主和辅助计算机核心以及处理命令同步,以每秒6,500次的速度合成空间环境的整体图像。当作为短程传感器时,MSA将与航行偏导仪和远程传感器协同工作。大气穿梭机(AeroShuttle)是无畏级上唯一在其他主要系统已经设计冻结并被发布用于制造和组装之后,仍处于研发周期中的组件。尽管基于现有的星际舰队快艇平台,但通过使用组合循环微聚变发动机与气流驱动电磁线圈发动机设计,大气穿梭机的大气内飞行与悬停续航能力比标准穿梭机提升了多达450%。虽然大气穿梭机的机体与基本子系统已经在星历46875.3时完成,但任务适用型号的最终装备被推迟,直到联邦星舰无畏号完成模拟和实际试飞为止。第一批建造的七艘无畏级星舰均在火星乌托邦船坞完成,但尚未安装其主曲速核及备用曲速核,也未涂装舰体表面具有其特征性蓝绿色的特种涂层。所有飞船都在完工下水后使用脉冲引擎以低亚光速转场到地球麦金利山空间站进行舾装,并在途中记录其系统的性能数据。

由此可以解释为什么在乌托邦船坞时的VOY看起来是米黄色的,而和后来剧集中表现的蓝绿色并不相同

在剧集中从未出现的AeroShuttle,只能看到其对接在VOY腹部的状态(并让人好奇很多明明可以使用AeroShuttle的情况下为什么要让VOY本体进行着陆作业)

AeroShuttle的三视图(来自MA)


AeroShuttle从无畏级腹部的保形挂架上脱离

航海家号的曲速核上舰作业于星历47834.6进行,仅仅晚于其前序舰无畏号和贝勒罗丰号三个月。在舾装和内部系统检查工作最终完成后,联邦星舰航海家号于星历48038.5(格林尼治时间公元2371年1月14日12时22分)在麦金利山空间站举行正式下水典礼。此后进行了为期15天的脉冲航行测试以验证该舰及其系统在亚光速状态下的完整性。随后航海家号加速到曲速1.03进行为期三周的曲速试飞,由联邦星舰豪克号担任试飞伴飞任务,作为工程与应急支援舰。曲速试飞增加了无畏级系列数据库的知识储备,并确保了航海家号的舰载计算机核心与液态神经凝胶包能够接受其将在阿尔法象限中部署时会受到的任务程序负载。在凯瑟琳·珍妮薇舰长指挥下,航海家号于星历48183.5接受了她的第一次巡航任务部署。所有飞行中的舰上系统数据都被传输到星际舰队司令部用于后续评估,其速度范围涵盖惯性滑行到曲速9.986,最大航行距离为45光年,由子空间通讯中继器处理加密遥测链路。此后的任务也验证了来自先前舰艇的更新升级。尽管如此,航海家号在其在德尔塔象限失踪之前仅能再提供数个月的可用数据。然而,当她安然返航之后,她所记录的信息和船员们所学到的教训被证明是无价的,这也是对那些站在巨人的肩膀上设计与建造了她的设计师和工程师们的证明。

附录:设计更新情况

下列列表给出了无畏级星舰设计历程中各主要系统经历的设计迭代更新次数,以银河级星舰技术为基准:

  • 船体 15

  • 船壳内板 12

  • 核心船壳板 6

  • 外部船壳板 5

  • 居住空间 8

  • 消耗品导管 3

  • 等线性光学数据网络(ODN)16

  • 计算机核心 23

  • 辅助数据存储器 35

  • 传送机系统 8

  • 航行偏导仪 12

  • 通讯系统 11

  • 曲速推进系统 29

  • 脉冲推进系统 24

  • RCS推力器系统 3

  • 逃生舱 15

  • 偏导护盾栅格 18

  • 穿梭机 8

  • 相位炮 13

  • 光雷发射管 4





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