Question:
Nacelles: si deux valent mieux qu'un, alors pourquoi trois ne valent pas mieux que deux?
Praxis
2015-06-07 18:43:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dans Star Trek , la grande majorité des vaisseaux Starfleet (et les anciens vaisseaux terrestres capables de distorsion) sont équipés de deux nacelles de distorsion.

Ceux qui connaissent très bien l'univers de Star Trek n'ont pas besoin d'être convaincus à ce sujet, mais pour ceux dont la conscience de Trek est un peu plus tangentielle, voici quelques exemples:

Le Phoenix (premier vaisseau terrestre capable de distorsion)

enter image description here

Enterprise NX-01

enter image description here

USS Enterprise NCC-1701

enter image description here

USS Reliant NCC-1864 (avec une nacelle soufflée)

enter image description here

USS Grissom NCC-638 (sur le point d'atteindre son extrémité)

enter image description here

USS Enterprise NCC-1701-A

enter image description here

USS Excelsior NCC-2000

enter image description here

USS Enterprise NCC-1701-D

enter image description here

USS Voyager NCC-74656

enter image description here

USS Defiant NX-74205

enter image description here

Même les navettes et les runabouts ont deux nacelles:

enter image description here

On occ asion, nous avons vu une nacelle ...

enter image description here

... et trois nacelles ...

enter image description here

... et même quatre nacelles ...

enter image description here

... mais ces exemples sont très certainement minoritaires. Cela conduit à la question:

Pourquoi deux nacelles sont-elles optimales?

De manière équivalente:

Si deux sont meilleures que un, alors pourquoi trois ne valent pas mieux que deux?

Pour répondre, j'aimerais rester dans l'univers autant que possible.

Nous avons également vu des navires avec quatre nacelles: l'USS Stargazer (TNG, The Battle).
@ThomasOwens: Bien. Pas non plus une configuration de chaîne courante ...
Puisque vous voulez dans l'univers, laissera en commentaire: si deux suffisent, ajouter un troisième n'améliore pas nécessairement suffisamment le système pour compenser le coût et la complexité de la construction et de la maintenance de 50% de systèmes en plus
J'ai une vision de vous en train de concevoir un vaisseau spatial avec 4000 nacelles.
@Richard: Eh bien, maintenant que vous le mentionnez ...
@Praxis - "Si 4000 nacelles est une bonne conception, 4001 ne serait-il pas mieux?"
FTR note qu'il est parfaitement courant dans la conception des avions du monde réel que deux gros moteurs soient globalement meilleurs que quatre gros moteurs (il suffit de regarder les gros avions de ligne actuels). De même, il n'est pas certain que (disons) 8 cylindres dans un moteur à essence soit nécessairement meilleur que disons 6. Vous essayez d'optimiser un ensemble d'équations: le chiffre optimal sera une certaine valeur («2» pour les très gros avions modernes moteurs, par exemple).
@ThomasOwens: Ajout d'une capture d'écran de Stargazer - merci.
8 nacelles :D http://azaniadragon.deviantart.com/art/Can-t-get-Worse-89765140
@MackTuesday - Vous ne pouvez pas empirer? Vous plaisantez sûrement ... http://i.stack.imgur.com/GpbLz.jpg
J'ai l'impression que nous n'avons peut-être pas besoin de * neuf * photos de navires à deux nacelles pour comprendre.
Parce que Scotty n'avait que deux mains pour les réparer quand Kirk est devenu trop zélé.
Hors de l'univers: à cause de l'esthétique. Presque sans exception, nous voyons des choses qui bougent avec une symétrie bilatérale distincte. En outre, les conceptions de véhicules Trek doivent toujours avoir le bon «look» aux yeux du spectateur. Avoir trois ou seulement un, ou quatre (comme dans le Stargazer) ne répond pas à notre attente de la symétrie bilatérale familière que nous associons aux choses qui bougent.
@PaulD.Waite: Vous devriez être reconnaissant d'avoir * arrêté * à neuf heures .... ;-)
Je me demandais la même chose à propos des moulins à vent dans les parcs éoliens. Pourquoi ont-ils presque toujours 3 lames, alors que d'autres numéros (dont 1 seulement!) Existent? Il s'avère que c'est plus efficace en termes de quantité de matériau utilisé pour les fabriquer. L'ajout d'une quatrième lame augmente le matériau (et les coûts de fabrication) d'environ un tiers, mais ne redonne pas autant de puissance supplémentaire. Les nacelles pourraient fonctionner de la même manière, vous obtenez un peu de puissance supplémentaire en ayant trois au lieu de deux, mais moins de 50% de plus, ce qui rend coûteux la réalisation d'un navire plus puissant / plus rapide.
Si quatre roues valent mieux que deux, pourquoi cinq roues ne valent-elles pas mieux que quatre ??
@CJDennis Pour les éoliennes, ce n'est pas vraiment le coût qu'elles optimisent. S'il y a trop de pales, l'air circulera autour d'elle plutôt qu'à travers elle, s'il y a trop peu de pales, les pales ne produiront pas beaucoup de couple. Le nombre optimal de lames est de 2,7 mais bien sûr, en réalité, vous avez besoin d'un nombre entier de lames. Étant donné que trois est le plus proche, la plupart sont à trois lames, mais comme deux lames sont plus faciles à construire et à entretenir, certaines en utilisent deux.
Vous pouvez mieux marcher avec deux jambes qu'avec une, mais comment utiliseriez-vous une troisième (sans trop changer la disposition du corps)?
Celui-ci va jusqu'à 11 ...
Réponse courte: le service marketing des lames de rasoir n'a pas mis la main sur celui-ci ...
Si douze images sont bonnes, treize ne seraient-elles pas meilleures?
La conception Kelvin-verse a une coque d'ingénierie avec un déflecteur tourné vers l'arrière et un hangar de navette monté inexplicablement au-dessus de la section de soucoupe.Pourquoi?Parce que JJ Abrams ne donne rien sur la continuité de la franchise, ça avait l'air cool alors il l'a fait, pas d'autre raison
@Gaius Que voulez-vous dire que le déflecteur est tourné vers l'arrière?
D'accord.Je vois ce que tu pensais vouloir dire.Ce n'est pas le plat déflecteur.C'est quelque chose comme un propulseur ou un orifice d'échappement.
Cinq réponses:
#1
+59
Valorum
2015-06-07 20:03:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ceci est discuté dans le Manuel technique de Star Trek TNG (considéré comme une source d'informations canon sur l'univers de Star Trek).

En bref, différentes configurations de moteur ont été essayées dans le passé, mais pour les navires d'une certaine taille, une conception à nacelle à double chaîne semble être le moyen le plus simple d'obtenir un champ de chaîne bien équilibré tout en offrant la meilleure opportunité de sortir de la chaîne de manière contrôlée en cas d'événement d'une panne catastrophique des systèmes de vol:

Deuxièmement, une paire de nacelles est utilisée pour créer deux champs équilibrés et interactifs pour les manœuvres du véhicule. En 2269, des travaux expérimentaux avec des nacelles uniques et plus de deux nacelles ont permis de confirmer rapidement que deux était le nombre optimal pour la production d'électricité et le contrôle des véhicules. Les manœuvres de l'engin spatial sont effectuées en introduisant des différences de synchronisation contrôlées dans chaque ensemble de bobines de distorsion, modifiant ainsi la géométrie totale du champ de distorsion et le cap du navire qui en résulte. Les mouvements de lacet (plan XZ) sont plus facilement contrôlés de cette manière.

Pendant le module Saucer séparation et fonctionnement indépendant de la section de combat, le logiciel de contrôleur de champ de distorsion interactif ajuste la géométrie du champ pour s'adapter à la forme modifiée de l'engin spatial. En cas de perte accidentelle d'une ou des deux nacelles, le vaisseau se dissocierait linéairement, du fait que différentes parties de la structure se déplaceraient à différents facteurs de distorsion.

Évidemment, nous le faisons voir les navires avec des conceptions multi-nacelles donc ce n'est pas une règle `` dure et rapide '', mais cela offre un aperçu dans l'univers de la raison pour laquelle nous voyons cette configuration si souvent à la fois dans les humains et vaisseaux extraterrestres.


Hors de l'univers, c'était en grande partie une considération de conception basée sur les propres préjugés de Roddenberry. Dans une interview de 2005 pour Trekplace, Andrew Probert (artiste conceptuel pour Star Trek TOS et ST: The Motion Picture) leur a donné un aperçu solide du processus de conception ainsi que le sien. ajouts au canon de treknology:

Probabilité: Le gène m'a spécifié, en fait, que les moteurs de distorsion des vaisseaux fonctionnent par paires ... seulement par paires car ils sont codépendants. Si vous aviez un moteur de distorsion, vous iriez probablement en cercle, je ne sais pas .. . (rires) Donc, dans le même souffle, il a annulé les dreadnoughts à trois moteurs ainsi que les destroyers monomoteurs, sur l'édit simplement que, pour obtenir un entraînement de distorsion, vous deviez avoir des paires de moteurs de distorsion codépendants. En ce qui concerne l'exigence de ligne de vue, c'était mon édit, que, pour être codépendants, les moteurs de distorsion devaient "se voir", totalement. Je parle des peignes de puissance, pas nécessairement des collectionneurs Bussard, mais la plupart de ces peignes ont un chemin d'énergie entre eux. Et puis pour les autres vaisseaux spatiaux, comme dans la Seconde Guerre mondiale, où toutes les nations avaient des chasseurs des avions qui semblaient tous différents - vous savez, une distinction culturelle entre, par exemple, un avion allemand et un avion américain ou un avion japonais - ils fonctionnaient tous de la même manière avec les mêmes composants de base: ailes, corps et moteur, J'ai donc appliqué cette réflexion aux vaisseaux extraterrestres que je concevais également, donc les vaisseaux Ferengi et les Romuliens Warbirds ont deux moteurs de distorsion qui doivent se voir pour fonctionner. Même ma navette ayant un dégagement très peu profond, se voit toujours. C'est pourquoi des conceptions telles que le vaisseau éclaireur romulien, où les moteurs ne peuvent pas se voir, ne sont pas cohérentes. Il existe également des conceptions intéressantes de Starfleet comme les vaisseaux de classe Nebula, mais leurs moteurs de distorsion ne peuvent pas se voir. Même ces runabouts ignorent cette décision qui gâche la continuité. La science-fiction en particulier DOIT être cohérente. Si vous niez cela, ... tout s'écroule.

h / t à @HorusKol pour m'avoir rappelé ce site.

Intéressant. Cela semble également impliquer que ces moteurs de distorsion à 2 nacelles sont fortement orientés vers les manœuvres de lacet - peut-être que les conceptions à trois et quatre nacelles étaient destinées à résoudre ce problème et à évaluer l'utilité du contrôle supplémentaire en pratique (Stargazer en particulier avec son longue mission semble être une bonne solution)? Cela expliquerait pourquoi ils n'ont finalement pas été complètement poursuivis - la galaxie étant principalement plate et les combats étant principalement "marins", le tangage et le roulis ne sont pas si utiles, en particulier en distorsion. Nous savons que le Starfleet est assez stupide quant à ses conditions de test, après tout ...
Vous pouvez effectuer une manœuvre chronométrée dans n'importe quelle direction en roulant, donc c'est une manœuvre de lacet.
@Richard - Excellente réponse. Dans l'univers: Donc plutôt que d'augmenter le * nombre * de nacelles pour booster la puissance de distorsion, mieux vaut simplement augmenter la * taille * de chaque nacelle et rester avec deux nacelles pour éviter les instabilités. Hors de l'univers: Peut-être que des vaisseaux spatiaux avec beaucoup de nacelles (10, 50, 100!) Auraient pris trop de temps et de matériel à construire pour les modélisateurs, auraient été encombrants et n'auraient peut-être pas semblé aussi esthétiques que deux nacelles.
C'est vraiment une réponse incroyable. Bravo encore une fois, Richard.
Cela signifie-t-il que vous pouvez empêcher un navire de se déformer en collant une feuille de contreplaqué entre les nacelles?
@colmde - Nous voyons précisément cette idée dans Enterprise.Un navire masqué se trouve entre les nacelles.Le champ de distorsion va tout foutu
#2
+10
HorusKol
2015-06-07 19:37:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Le premier navire que nous voyons avec un nombre impair de nacelles est l'épave de la classe Niagara à Wolf-259 http://www.trekplace.com/article15.html (bien que, le plus célèbre est la chronologie de l'Enterprise dans le futur de l'épisode TNG "All Good Things ...").

C'est à cause d'une ancienne directive de conception de production que les navires devaient avoir deux nacelles - avec un univers raison impliquant des champs de chaîne et ainsi de suite. http://www.ex-astris-scientia.org/articles/design.htm (bien que, apparemment, certains vaisseaux avec deux nacelles puissent se déformer avec une seule nacelle étant opérationnelle).

Cependant, dans TNG, nous voyons plusieurs navires avec quatre nacelles - la classe Constellation. Il s'agissait de navires de l'espace lointain, et l'idée était qu'une paire de nacelles était une redondance en raison du manque d'installations de réparation dans leurs régions d'exploitation. http://memory-beta.wikia.com/wiki/Constellation_class Certaines autres classes en avaient également quatre,

Alors, comment expliquons-nous le Kelvin et le futur alternatif Enterprise ?

Apparemment, la nacelle unique du Kelvin contenait deux générateurs de champ de distorsion parallèles (ennuyeux - j'ai vu cela référencé quelque part sur Internet, mais je ne trouve pas la référence vers laquelle établir un lien).

Donc - pour répondre à la question:

La configuration la plus courante des vaisseaux spatiaux est à double nacelle (même les espèces exotiques suivent cette convention [Klingon et Romulan et Dominion étant les plus évidents]) - mais il y en a d'autres configurations. En fin de compte, cela se résume à l'ingénierie - deux configurations de nacelles doivent s'adapter à une conception optimale offrant un déplacement de chaîne efficace et fiable sans trop d'ingénierie.

En ce qui concerne cette directive de production: la sagesse dominante est que Roddenberry a mis en œuvre cette directive * après * avoir vu des dessins à 3 et 4 nacelles dans des documents publiés, car il n'aimait pas les personnes qui les ont dessinés: \
intéressant: il y a eu pas mal de "violations" des règles de Roddenberry: http: //www.trekplace.com/article15.html
#3
+1
Lèse majesté
2015-06-09 18:57:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

La domination des conceptions de nacelles jumelles est logique du point de vue de l'ingénierie lorsque l'on considère la conception des avions.

IRL, les trijets (jets avec 3 moteurs) sont devenus très populaires dans les années 70 et 80 en raison de leur sécurité supérieure les règles de marge et d'autonomie de vol de la FAA qui ont donné aux trijets plus de marge de manœuvre que les modèles bimoteurs. Pour cette raison, en 1980, les trijets sont devenus la configuration standard des avions de ligne, et ils étaient considérés comme les conceptions de pointe de l'époque.

Alors, pourquoi sont-ils si rares par rapport aux avions de ligne bimoteurs aujourd'hui? (Il n'y a que 2 conceptions de trijet en production aujourd'hui, et ce sont tous les deux des jets d'affaires.)

Eh bien, avoir trois moteurs offre plus de redondance et peut permettre de meilleures performances que les biréacteurs, mais cela se fait au prix de la complexité de la conception et le rapport coût / efficacité énergétique.

De nos jours, peu d'avions de ligne sont conçus avec trois moteurs parce que:

  • Les nouveaux ETOPS (Extended-Range Twin-engine Operational Performance Standards) les règles sollicitées par Airbus et Boeing permettent aux biréacteurs de voler sur la même distance / durée que les trijets.
  • Ce changement est en partie dû à l'amélioration de la sécurité des bimoteurs depuis que la FAA a introduit la règle des 60 minutes pour les bimoteurs . Lorsque la règle avait été conçue, la plupart des avions étaient à propulsion et à piston. Lorsque les moteurs à réaction sont arrivés, ils ont fourni une poussée et une fiabilité beaucoup plus grandes, qui se sont constamment améliorées au fil du temps.
  • Les Twinjets peuvent être montés symétriquement sur chaque aile. Les trijets nécessitent le montage d'un troisième moteur le long de l'axe central, ce qui augmente la complexité / le coût de la conception du conduit d'admission et des fixations du moteur.
  • Un jet ne peut vraiment monter que le troisième moteur sur la queue, ce qui nécessite généralement une conception en T. Le T-tail présente certains avantages, tels qu'un meilleur contrôle du tangage et des rapports de finesse. Cependant, ils sont également beaucoup plus coûteux à construire et à entretenir (en raison d'une plus grande complexité de conception, de matériaux plus solides / plus lourds nécessaires en raison des forces plus élevées générées par l'empennage et d'une plus grande difficulté à réparer / remplacer le troisième moteur en raison de son emplacement élevé) et sont sujettes aux décrochages profonds.
  • Mais le plus grand inconvénient est le rendement énergétique et donc le coût d'exploitation des trijets. En général, il est beaucoup plus efficace de faire fonctionner un seul gros turboréacteur que plusieurs petits moteurs à réaction avec la même poussée combinée (en général, les turbines plus grandes sont plus efficaces que les plus petites). Donc, si vous pouvez obtenir un niveau adéquat de fiabilité et de performances avec deux moteurs, il est de loin préférable d'en ajouter un troisième. Et comme les moteurs à turbine sont devenus de plus en plus fiables et puissants, les conceptions de trijet sont naturellement tombées en disgrâce.

Donc, sur la base de l'expérience réelle, il est logique que les conceptions de nacelles jumelles soient plus populaires. que d'autres configurations. Il fournit probablement juste assez de redondance et de capacité de distorsion tout en équilibrant l'efficacité de production / d'exploitation / de maintenance.

"La domination des conceptions de nacelles jumelles est logique du point de vue de l'ingénierie lorsque l'on considère la conception des avions."Le fait-il?L'aéronautique n'est pas l'astronautique.Le premier a bien plus en commun avec la dynamique des fluides que le second.La seule raison pour laquelle certains vaisseaux spatiaux partagent des similitudes d'ingénierie avec les avions est qu'ils sont des véhicules atmosphériques de rentrée.Les navires entièrement construits dans et pour l'espace seront totalement étrangers aux habitants de l'air.
@bishop Si vous lisez le reste de la réponse, il devrait être assez clair que je ne parlais pas d'aérodynamique.
Vous décrivez les fonctionnalités d'AIRcraft et proposez qu'elles s'appliqueraient à SPACEcraft.Ensuite, vous concluez "Donc, sur la base de l'expérience de la vie réelle, il est logique que les conceptions de nacelles jumelles soient plus populaires que les autres configurations."Avons-nous une expérience réelle des champs de distorsion?
@bishop J'ai décrit les compromis entre redondance / fiabilité et efficacité / accessibilité / coût dans la conception des systèmes de propulsion.L'aérodynamique ne faisait pas partie de l'argument.Tout votre argument semble se résumer à «l'espace» et «l'air» ne sont pas les mêmes et par conséquent aucune expérience ou connaissance d'une industrie ne peut être transférée à l'autre.Je peux vous dire, pour un fait, que vous êtes gravement mal informé.Mon expérience réelle est de travailler avec des ingénieurs aérospatiaux qui ont réalisé à la fois la conception de systèmes et de propulsion pour les avions et les vaisseaux spatiaux.
Je recommanderais également de rechercher les principales sociétés AEROSPACE et de voir quelle gamme de produits elles construisent.
Je soutiens que votre conclusion ne découle pas de votre prémisse.Vous expliquez pourquoi les avions se sont installés par paires.Ensuite, vous concluez que ce "probablement" s'applique aux navires Trek propulsés sur champ de distorsion.Je ne suis pas d'accord que «probablement» s'applique.Bien sûr, ça pourrait.Ou peut-être pas.Je voudrais voir des preuves canon c'est pourquoi dans l'univers, ou des preuves que le même couplage serait nécessaire pour un lecteur Alcubierre (étant donné qu'il s'agit du lecteur de distorsion IRL le plus proche que nous ayons).En l'absence de preuves de transition, vous ne faites que spéculer, sur quel IIRC ce site fronce les sourcils (et cela n'a pas été demandé non plus dans la question: "Je voudrais rester dans l'univers").
#4
-1
PMar
2016-11-08 21:20:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Je me souviens avoir lu une histoire dans l'univers, dans laquelle il était expliqué que: Au début du voyage en chaîne, certains navires étaient construits avec trois nacelles parce que les mathématiques de la propulsion par chaîne suggéraient que de telles configurations auraient de meilleures performances - MAIS en pratique, ces navires n'ont jamais fonctionné aussi bien que la théorie le suggérait, en fait, ils étaient presque à égalité avec deux modèles de nacelles, de sorte que les modèles avec trois nacelles ont été discrètement abandonnés. Vraisemblablement plus tard, la théorie s'est améliorée au point d'expliquer pourquoi ces anciennes conceptions ont échoué et comment faire trois nacelles ou plus correctement.

Bienvenue sur SFF.SE!Cela semble être une bonne réponse, seriez-vous en mesure de la sauvegarder avec une référence directe à la source dont vous parlez?
J'adorerais ajouter un ceci, s'il avait des preuves de soutien du canon.
#5
-2
Chuck Moore
2017-08-21 08:00:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Avoir plus de nacelles n'augmente pas nécessairement la portée avant du champ de distorsion. Donc pas de réel avantage. Mais une petite conception à quatre cellules pourrait créer un vaisseau de combat à entraînement de chaîne exceptionnellement maniable. Considérez les formes de champ pouvant être obtenues avec des décalages de synchronisation et de fréquence. Considérez l'efficacité des busards à utiliser leur poussée vectorielle pour améliorer leur maniabilité.

Pourriez-vous entrer plus en détail sur les «formes de champ» et pourquoi plus de nacelles n'augmentent pas nécessairement la portée avant du champ de distorsion.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
Loading...