TNG技术指南完整第二章 星舰的结构与相关系统

2.1主体骨架结构
银河级星舰的主结构空间框架是由一系列环环相扣的三钛合金/硬铀（duranium）合金纤维束（也许如同碳纤维复合材料）框架构成。每个组件平均横截面积1.27平方米，在星舰平均每25米互相交叉穿过连接，构成了星舰外部基本轮廓。大量相对较小的桁架结构沿着两个舰体（碟部和工程舰体）的中心线展开，遍布从碟部舰体和脉冲引擎到曲速引擎舱支架乃至碟身连接面的区域，用来支撑飞船内部甲板以及作为核心结构，其平均横截面0.53平方米，每隔5米互相交叉连接一次。
这些基本机械骨架负责在飞船静止时承担物理结构的完整性。并且以多路串联的方式，用经相位变换（phase-transition ）处理的铝化物晶体作为过渡来与主桁架相结合起来，为主结构起到衰减低频振动的作用。以及支持某些公用系统导管。
此外船体结构上还依附安装着各种保形设备，包括一些偏导护盾栅极以及亚空间通讯天线，被整合进航天器的外部蒙皮中。次级结构
安装在主体结构上的还有次级结构框架，是微冲压成型的三钛合金桁架，直接和船体内部结构连接。次级框架上装有直径3.2厘米长5.1厘米的polyduranide合金支撑筋，能够隔离一定强度的来自主体结构的应力以减轻其受到的力学负载，并具有隔音减振的功能。次级空间框架各个区段平时虽然彼此互相连接着，但是在需要时例如在星际基地停留时可以分开拆下，以更换船体内壳分段以及主要基础设施。
在动力飞行时有结构完整性力场提高机械结构的强度。这种结构完整力场（SIF）以包覆钼合金的波导管网络进行分散，接着由陶瓷-聚合物导体把SIF的能量传遍整个空间结构框架。如果没有结构完整力场，那星舰将无法承受大于7.4米/每秒的加速度会导致结构出现弹性变形，而如果加速度大于19.5米/每秒的情况下将会导致不可恢复的结构损坏（换句话说如果银河级星舰在地球表面并且没有SIF系统的增强那飞船结构将会因为自己巨大的重量而下垂变形，而银河级星舰质量大约4500000 吨）
船体外壳基板连接在主承力桁架上。桁架由直径4.8厘米间隔1.25米经过电子粘连的硬铀合金插销构成，这些插销滑装插入中空的AGP陶瓷套层，用来在空间结构框架和外部船壳之间隔热。插销针脚和船壳面段由伽玛焊接连接在一起。

2.2 USS进取号的舰体坐标系
外部坐标系
无论是系统整合集成控制还是建造或修理，都需要借助结构上的参考点以便准确定位。这套坐标系被广泛用于USS进取号和星舰舰队所有其他船只。该系统使用标准的三维顶点坐标和矢量测量解决方案，以厘米为单位。3个轴分别以X、Y、Z来标识。其中X轴横贯左右。Y轴是上下方向、Z轴则是纵贯首尾方向。注意星舰结构坐标中的Z轴（前负后正）和飞行机动所用的坐标相反。
任何一个单点、矢量方向以及位面都能用这方案得出其位于结构中的坐标值。进取号有3种配置模式：停靠状态、碟部舰体模块、战斗部分（工程舰体）。每种配置模式下都有各自特点的测量坐标基准点，以确定结构上大部分地点的ZYZ坐标值。例如碟部模块中线最前部外缘定为基准点，标记为XYZ 0，0，0。巧合的是停靠状态（整体模式）下的坐标基准点也在同一位置，只不过标记为XYZD0，0，0。战斗部分（工程舰体）的坐标基准点标记为XYZB0,0,0。其对应整体模式坐标的XYZD 0，-1670，25146位置。也就是说工程舰体的坐标基准点位置在整体基准点之后25146厘米、在飞船中线、低于碟区最外缘（碟部赤道）1676厘米。
特地的组件，例如曲速引擎舱也有自己的坐标基准点，而这些子部件的坐标基准点在其母体坐标系上也有相应的坐标值。例如左舷曲速引擎舱坐标基准点标记为XYZNP 0，0，0。这个基准点在工程舰体坐标系上的相对坐标值为XYZB -12954，-1524，13716。位面穿过星舰根据不同的配置模式使用对应的轴心。XY面是相对于飞船运行方向垂直与横向张开，XZ面相对于飞船的关系则是与碟区赤道平行展开。YZ面则是垂直和首尾方向展开。平面可以称为是特殊的XYZ坐标点，坐标本身就是就在这个面，尤其是在最定位飞船某些组件时或是其他活动的定位中。
通常情况下主计算机会自动把所有需要检测和维修部位的坐标和位面自动转换为舱内通道路线以便工程技术人员直观的理解并且方便前往相应部位。内部坐标系
USS进取号的内部包括空间框架结构和物体的定位使用以下坐标系。它的格式如下："12-1234-000/000/000。"其中第一组两位数字是指所在甲板层号，主船体（碟部）范围内的可能值从01（1号甲板，主舰桥）至16（碟区下部的舰长艇停靠坞）。

工程舰体内的甲板数字范围则是从08（战斗舰桥顶部）一直到42（42号甲板，工程舰体底部）。
第二组四位数字则指扇区和隔舱编号，在碟部内顺时针分为36个扇区，也就是说这组的前两位范围从01到36（见插图2.2.2）。
对于工程舰体内第二组数字的第一位通常是5（可能指中线），第二位则是区段编号，范围从最前部的0到最后部的9（见插图2.2.3）。如果第一位数字是6那表示在左舷，如果是7就代表在右舷。 第二组数字的第三和第四位则表示隔舱或电梯站点编号。
注意，第一组和第二组定位地址共六位数通常用作一般的舱室和飞船内可居住区的编号。只要牢记这套坐标系船员可以轻松前往船内几乎所有地方而不迷路。
最后一组由3个三位数则是指一个隔舱内的XYZ坐标地址。在必要的情况下XYZ坐标值可添加十进制小数以满足更高的定位精度要求。

2.3船体外壳层
飞船的外壳由多层承力与气密空间结构组成，其中整合的波导管把结构完整性力场（SIF）的能量场传输给各个区块，并且为其他基础设备提供通路（包括偏导仪栅极），以及抵御辐射和热能。
外壳基板由硬铀合金微泡纤维丝。这些纤维纵横交织起通过伽玛焊接制成一系列连续的复合材料构件，通常厚4.7厘米宽2米。
基板之下电子粘结了3层厚1.2厘米的双轴应力三钛合金增强纤维，用来额外提高抗扭强度。靠近主结构的部分则是用4层2.3厘米厚的增强纤维。互相间隔2.5厘米的电子粘结的硬铀合金紧固件把基板和主结构连接起来。基板段平时并不方便更换，除非是在星际基地休整逗留期间才用相位变换结合使用传送装配架进行更换工作。
上面是3层3.76厘米厚的低密度膨胀陶瓷高分子复合材料，用来保温和作为次级SIF传导层。这些层之间相隔8.7厘米，用多轴三钛合金桁架结构支撑，此结构提供了额外的保温性能并且中间还固定穿插着基础设备管路。
再外面是辐射衰减层，是一层注入单晶铍硅酸盐的半黑色高分子材料，厚4.2厘米。而在这层中穿插着2.3厘米X0.85厘米的钼护套导管。这些导管以130厘米的间隔排列，作为三相波导管的次级结构，服务于结构完整力场。传导的能量利用10厘米的三钛合金波导棒穿过层之间的空隙，把SIF的能量传输给陶瓷聚合物导电层。
最外层的船壳是一层1.6厘米厚的AGP烧蚀陶瓷纤维材料，用0.15厘米的三钛合金箔和其衬底用化学粘结法连为一体。这种材料构件平均尺寸约3.7平米。使用一系列的硬铀合金紧固件和下面的辐射衰减层连接。必要时能轻松更换局部区块组件。（在偏导仪以最低功率运行时，会因为微流星体的侵蚀而磨损，足以导致需要更换，标准情况是在最前端的部位每7.2年里更换30%外板）个别外板TAO加工公差控制在0.5毫米，以确保通过星际介质时阻力最小。连接部分的加工公差更是控制在±0.25毫米。
最外部的船体层也纳入了一系列超导钼护套波导管，用来服务战术偏导系统，起到分配和消散能量的作用。有些选定的管网区域还作为星舰的热控制散热器。

2.4结构完整性力场系统
结构完整性力场（SIF）系统用于增强机械化物理结构的完整性。这系统提供了一套力场分配网络，补偿了推力和其他作用于结构上的力学载荷因素，以免受力超出空间结构框架的设计限制。SIF利用力场能量直接把物理场导入空间结构框架的内部，并提高承重结构的性能。
SIF的力场发生器一台在主船体（碟部）11号甲板，还有两台发生器在工程舰体32号甲板。每台发生器由20个12兆瓦的极性引力子发射源供应一对强度250毫科克伦的亚空间场畸变放大器。散热方面提供一对保持连续工作的能力每小时30兆焦耳液氦冷却剂循环散热器。此外每个船体内都有2台备份发生器，提供多达十二小时的应急服务，不过其性能只有SIF系统最大额定功率的55%。正常情况下SIF发生器的执勤周期是36个小时在线，然后名义上下线24小时，用作消磁以及定期维修时间。极性引力子发射源的标准周期为最长运行1500小时然后就对其的超导基础设备进行例行维修。每台SIF发生器通过钼套三相波导管网络定向输出，把能量场分配到所有主要结构部件。当接通SIF时导电的承力结构组件强度增幅高达125000%。次级发生器还能增强船体外壳。
巡航模式的工作规则要求每个船体任何时间中至少有一台SIF发生器保持活动状态，当然飞行控制官在极限机动时可以根据需要激活第二台发生器。在警戒陌生下所有单位处于热待机状态，随时可以立即激活。低功耗模式运行只用一台发生器，通过碟身连接部的脐带支持整艘星舰的的主空间框架结构。

2.5惯性减震系统
惯性减震场系统（IDF）和结构完整力场（SIF）并联运行。该系统生成一系列可控变量力场吸收航天飞行中巨大的惯性力，以免船员受到致命伤害。IDF的发生器和SIF的相互独立，但输出到一连串并联的波导管然后通过合成重力板传导。
IDF运行时维持着一个低能级的力场覆盖飞船的整个可居住区。这个力场的平均强度75毫科克伦，强度浮动范围5.26纳科克伦/米，船员受到的亚空间场强度符合SFRA（星际舰队管理机构）352.12标准。
IDF的基本原理是预测加速度的方向和强度，然后用矢量速度相反的扭曲场吸收惯性势能，从而达到保护船员的目的。
不过IDF的补偿反应存在一定滞后，滞后时间随加速度的方向和强度而定。一般正常脉冲推进下的机动飞行时平均反应滞后为295毫秒。因为IDF的控制器能直接从飞行控制系统获取所需数据。所以正常情况下能充分预测并且及时修正，因而船员很少会感受到明显的加速度。当然也有时也可能发生例外情况，包括IDF系统能源故障导致性能受限或者是突然做猛烈机动。而其他外来因素引起的加速度系统都能应付。
IDF的通量生成来源于亚空间场发生器，有4台发生器在主船体（碟部）11号甲板，还有2台在工程舰体的33号甲板上。每台发生器包含一组12部500千瓦的极性引力子发射源，供应一对性能150毫科克伦的亚空间场畸变放大器。每个单元配备一对能力100000兆焦耳/每小时并连续工作的液氦冷却剂循环散热器。每个船体内各有3台备用发生器，能以额定最大功率65%服务12小时。正常负荷下发生器的运行周期每运转48小时后，关闭12小时用作消磁和定期维修。极性引力子发射源的正常周期则是工作2500小时然后例行维修其超导部件。
巡航模式运行规则要求每个船体中至少有两台发生器在任何时间处于激活状态，飞行控制官还可以在进行剧烈机动前预备激活额外的发生器。在警戒模式是所有单位都处于可以立即激活的热待机状态。低功耗模式的运行规则允许使用单个发生器来为整个空间框架结构供能，使用工程舰体与碟部连接区脐带中的惯性减震场导管实现跨舰体支持。

当2个力场发生器同时故障时，或者额外备份系统无法上线时按照运行条令要求必须立刻进入黄色警戒状态，同时指挥官必须做出决定中止还是继续目前执行中的主要或次要任务。
如果发生3个或4个力场发生器一起失效的事故时，无论备份单元是否可用，都必须进入黄色警戒状态同时星舰也必须尝试减速，以便让当前剩余的可用力场发生器足以应对惯性负荷。
而如果当时星舰处于高亚光速（估计指1/2光速这样的速度）航行下时减速过程务必做的柔和轻缓，以确保此时的负荷不超过因为事故而性能降低的结构完整力场和惯性减震场的吸收能力。如果星舰在曲速航行中那必须紧急降回亚光速状态，必须用简单的曲速场崩溃法进行紧急减速机动，以避免减速时亚空间场压力差最大值超出承受极限。而此时曲速场差动法则被严禁。在战斗情况或者剩余发生器被认为迫在眉睫也可能失效的情况下，条令规定必须进入红色警戒状态。指挥官的当务之急是采取措施稳定局势，以尽可能的降低潜在风险，随后开始减速机动。机动中有严格限制，必须立刻退回亚光速。除非在激烈的战斗情况，否则严禁使用曲速场差动法，而是必须用简单的曲速场崩溃法执行减速机动。
一旦指挥官或者运行监控主任已经做出决定认为，系统出现进一步故障的可能性已经不再构成直接危险时，应当启用能源保护程序，因为星舰无法有效航行（深空中无法曲速等于没用），可能需要等待几个月的时间才能迎来星际舰队司令部的援助或者营救。在此之前应当保持能源保护程序节约能源和尽可能的减速以确保飞船和人员的安全。拖救方案包括更换力场发生器组件、疏散人员到其他飞船、用其他星舰的牵引光束拖回基地等。在某些情况下还能以救援船只的SIF/IDF系统支援求救星舰，当然这是一个非常困难的能量增强过程。最后一个可选方案是撤离船员并抛弃非常，不过即使这个方案也不排除日后打捞拖回。

在碟身分离信号确认后，一组船员委派到工程舰体中的战斗舰桥上就为，计算机开始启动倒计时做相应的准备工作，所有跨越碟身的内部通讯线路和期待关闭并且收回到其各自的保护壳里，涡轮电梯竖井端密封装置也展开就位。如果此时涉及连接口的脐带或者涡轮电梯通道出了故障，那计算机会先从那些管路故障部位的上游强行关闭受影响的部分。而如果计算机软硬件出了故障，那必须等对其处理使这些紧急状况得以解决后，分处于工程舰体和碟部的船员们密切监控事态的发展，等待相关系统重新连接。一旦所有系统确认安全后才重新开始为分离，先准备好进行Y轴平移机动，结构锁闭楔合块锁回，抓取板也同时移动。如果是在亚光速状态下分离操作，那抓取板可以选择迟一点缩回工程舰体内，以防万一碟身需要迅速重新连接。但是一旦进入曲速飞行时分离那这个选项是不可使用的，连接锁装置必须迅速缩回，以尽量降低飞船应力并且避免和碟部模块碰撞。
分离机动将造成两个飞船组件具有不同的表现，从飞行动力学角度而言，分离时星舰原本速度越大，分离后导致的两个模块速度的差异也就越大。每个模块用其自身搭载的计算机对其各自的引擎、结构完整力场（SIF）、惯性减震场（IDF)互动，镜像实时调整，以补偿引起的振动或者外部强制运动。由于碟部模块只配备脉冲推进器，因而计算模型证明必须特别注意高曲速下的分离影响因素。在离开工程舰体的保护（偏导仪等）和其曲速场之前，碟部模块的SIF、IDF和护盾栅极必须以高功率运行，碟部的4个前向偏导仪也从工程舰体的主偏导仪身上接手了清扫太空碎片的职责。通常而言分离后周围环境的曲速场其能量会在几分钟内衰退消散，使飞船退回原来的亚光速。

碟部模块的迫降
如果碟部模块在一颗行星附近出现故障严重到无法维持一条稳定的规定，那降落就是最后的选择。只有当计算出所有其他选项尝试成功可能性渺茫或可用程序的努力都失败并且碟部缺少足够的逃生舱的情况下方可进行。一旦碟部上的高级军官做出决定，那就必须坚决执行到底，按照程序规定，船员会被分派到各个特定区域部署就位，计算机预先储存的指令也将被执行。虽然大量的计算机分析模型研究和创造过迫降方案，但是还不能完全确保提供的方案有效可靠。SIF系统增强碟部结构骨架，以避免碟部再入M级行星大气层时受力超过结构限制。
如果没有基本的最低限度加固，那气动和其他再入大气层时的力学负载可能会导致结构在成功降落前损坏。由于银河级结构大气层试验成本过于高昂，因而只有计算机建模分析作为参考。星际舰队的数据库中记录着来自以前3艘小星舰再入大气层时的船体数据，这些数据对于计算机程序的设计大有帮助。然而传统观点认为，银河级的船体的生存性能包线不足以保证其顺利的进入M级行星大气层。
主计算机对复杂的地形进行分析判断以提供可选着陆区域，分析的因素包括接地区域的构成物质、空气密度、湿度和温度。如果下降期间有足够时间供传感器扫描，那会反馈给主计算机，适时的控制调整脉冲引擎以及力场设备（显然包括SIF和IDF）。沙滩、深海、光滑的冰面乃至M级行星上的草原都是最佳迫降地点。相反的，有些地形没有模拟过，例如山区地形。而其他非类地行星可能有足以安全降落存活的表面，是否适合作为着陆地点取决于具体情况，计算机推荐可选方案，由指挥官来决断。

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