2.0 飞船结构 complete #

2.1 主龙骨结构 Main Skeletal Structure #

银河级星舰的船体主龙骨结构由一系列互相自锁连接的三钛合金/硬铀合金长纤维束桁架构件构成。这些构件平均横截面积 1.27平方米，并沿着飞船的外部轮廓平均每 25 米分布。

这些桁架组件的绝大部分分布并整合在如碟部和主脉冲引擎舱、曲速引擎舱吊架、碟部和轮机舰体两部的对接面，以及两个船体结构的中线等集中承载区域上。较小的桁架，平均横截面 0.53 平方米，则以平均每 5 米的间隔分布，同时也为飞船内部的甲板和核心结构提供支撑。

这套基本机械结构框架负责提供飞船静止状态下的物理结构完整性。一系列平行的泡沫单晶铝纵梁以相位变化粘接的方式连接到主桁架上，为主结构提供低频震动阻尼，并支撑某些特定公用导管。

在这些结构梁上还依附安装着被整合入船体结构内的各种保形和共型阵设备，包括部分偏导护盾栅极组件及子空间通讯天线。后者被封装在飞船的外部蒙皮（船壳板）中。

次级框架结构 Secondary Framework #

与主龙骨结构相连的是由微冲压成型 termiunium 桁架制造的次级框架结构，与内部船体结构直接相连。次级桁架通过平均直径 3.2 x 5.1 厘米的半刚性聚硬铀撑杆安装，提供了与主结构的一定程度机械隔离以消除应力，同时还起到隔音与减震的作用。次级结构的不同分段之间彼此独立分离（尽管仍然机械连接在一起），这样在主要星站进行改装时，可以对整个内部船体分段及其附属设施进行直接更换。

在飞船动力飞行期间，则由一系列能够加强物理框架的力场来确保飞船的结构完整性。这一力场被称作结构完整性力场（Structural Integrity Field, SIF），其能量通过一套钼夹套波导管网络进行分配，并最终将 SIF 能量分配到整个船身的陶瓷聚合物波导元件中。如果没有 SIF 场，飞船将无法承受大于 7.4 米/秒² 的加速度而不发生显著变形，或无法承受大于 19.5 米/秒² 的加速度而不发生不可逆的结构损伤（换句话说，若没有 SIF 的加强，银河级星舰在地球表面将会因自己的自重而下垂[见 2.4 条目 ]）。

船体外壳基板通过以 1.25 米间隔分布的直径 4.8 厘米电子键合硬铀合金插销连接到主要承载桁架结构上，插销滑装插入在船壳和船体之间起到隔热作用的中空 AGP 陶瓷织物套层中，插销和针脚由伽玛焊接与船壳板结合为一体。

2.2 联邦星舰进取号坐标系 USS Enterprise Coordinate System #

外部坐标系 External Coordinate System #

联邦星舰进取号，以及所有其他星际舰队船只，都有一个用于管理所有建造、维修和结构参考点的综合坐标体系。该系统使用标准的三维顶点坐标和矢量测量方式，以厘米为单位。坐标三轴分别标记为 X、Y、Z，X 轴横贯左右舷，右舷为正方向；Y 轴纵贯船体，背部为正方向；Z 轴则由舰艏指向艉部，以舰艉为正方向。值得注意的是，这一坐标系的符号与飞行机动所用的正好相反，机动时认为飞行方向为 Z 轴正向。

任意一点、矢量以及平面都能用这套方案来确定，从而为结构测量给出一个共同基准。进取号被考虑为有三种构型：对接状态、仅碟部舰体模块、仅战斗部分（轮机舰体）。每种配置模式下都有各自特定的的测量坐标基准点，由其最前端结构的 XYZ 值来指定。例如，碟部模块中线最前缘定为碟部的基准点，标记为 XYZ_S 0,0,0 。这同时也是全舰的基准点，因此也可标记为 XYZ_D 0,0,0。战斗部分（轮机舰体）的坐标基准点标记为 XYZ_B 0,0,0，对应对接模式坐标的 XYZ_D 0,-1676,25146 位置。这意味着轮机舰体的坐标基准点位置位于船体最前缘后方 25,146 厘米、下方 1,676 厘米处。

特定的组件，例如曲速引擎舱，会被赋予自己的坐标基准点和坐标值，并给出相对其父组件的相对值。例如，左舷曲速引擎舱坐标基准点标记为 XYZ_NP 0,0,0。这个基准点在轮机舰体坐标系上的相对坐标值为 XYZ_B -12954,-1524,13716。

穿过不同飞船构型的平面则根据其轴线进行标记，对接状态下的 XY 平面垂直和横向展开，XZ 平面则穿过飞船并与碟部赤道面平行，YZ 平面则是垂直与纵向展开。在特定的 XYZ 站位上，可以调用平面、并在这个平面内给出坐标，这在定位关键星舰组件和进程时尤为有用。

通常情况下，所有坐标和平面数据都由主计算机使用并用于其维修和监视任务，也可供工程人员用于计算船内的精确三维关系。

内部坐标系 Internal Coordinate System #

进取号船体内部的结构和对象使用如下的坐标系进行定位。船内定位地址基于一个 15 位代码，格式如下：「12-1234-000/000/000」。

第一组的两位数字表示甲板编号。在主船体内，其可能值范围从 01（1 号甲板，舰桥）到 16（碟部腹部的舰长小艇对接口）。在轮机舰体内，甲板编号则从 08（战斗舰桥）到 42（轮机舰体底部）。

第二组四位数字则指扇区和隔舱编号，在碟部内，这一组的前两位数字表示按顺时针分隔的 36 个 10 度扇区中的任意一个（见图2.2.2）。

对于轮机舰体，第二组数字的第一位始终为 5，第二位则表示一个区段，范围从最前部的 0 到最后部的 9（见图 2.2.3）。第一位数字若为 6 表示在左舷曲速引擎舱或支架内，为 7 则表示在右舷的相应位置。 第二组数字的第三和第四位则表示隔舱或站位编号。

请注意，第一组和第二组定位地址共六位数通常用作飞船内居住区的房间指示牌编号。通过熟记这个房间和舱室编号的常用方案，船员可用内部坐标系来确定船上几乎任意舱室的位置。

最后一组 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 船壳层 Hull Layers #

飞船的外壳由多层构成，为船体提供结构和气密完整性。其中整合有结构完整性力场（SIF）的波导管和场传导组件，并为其他公用设备提供通路（包括偏导仪栅极），以及抵御辐射和热能影响。

船壳基板由交错的硬铀合金微泡纤维丝组成，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。基板与 3 层厚 1.2 厘米的双向应力三钛合金增强纤维织物层电子粘接在一起，从而提供额外的抗扭强度。

在紧邻主结构的部分，基板的材料则变为 4 层 2.3 厘米厚的增强纤维织物，并以 2.5 厘米的间隔通过电子粘接的硬铀合金紧固件连接到主结构构件上。基板段被设计为不可更换，除非在主要星站停留期间才能使用传送装配架进行相位转换结合。

隔热层是两层 3.76 厘米厚的低密度膨胀陶瓷聚合物复合材料，同时作为次级 SIF 传导层。隔热层由 8.7 厘米直径的多轴三钛合金桁架结构分隔与支撑，这一框架同时也提供了额外的隔热能力，并作为固定公用系统导管的通道。

辐射屏蔽层由一层 4.2 厘米厚、注入单晶铍硅酸盐的半黑色高分子材料组成。该层中分布着一系列 2.3 x 0,85 厘米的钼护套波导管网络。这些导管以 130 厘米的间隔排列，作为次级结构完整力场的三相波导管。三钛导电棒以 10 厘米的间隔穿透波导管，将 SIF能量传导到聚合物导体层中。

最外层船壳由 1.6 厘米厚的 AGP 烧蚀陶瓷纤维材料组成，化学粘接在 0.15 厘米厚的三钛箔片基底上，形成平均面积约 3.7 平方米的区块。其通过一系列的硬铀合金紧固件和下面的辐射屏蔽层连接，从而可按需更换单片船壳板（偏导仪将飞行中的微陨星损伤控制在最小限度，但仍然足以达到在飞行中平均每隔 7.2 标准年需更换 30%前缘船壳板的水平）。单块船壳板的加工公差被控制在±0.5毫米，以确保通过星际介质时阻力最小。各区块之间的接口加工公差则是±0.25 毫米。

此外最外层船壳层内还整合了一系列超导钼护套波导管，用于分配和分散战术偏导仪系统的能量。这一网络的某些部分也能作为热控散热器。

2.4 结构完整性力场系统 Structural Integrity Field System #

结构完整性力场（SIF）系统用于强化船体机械结构的完整性。系统提供了一套分段部署的力场网络，能够补偿超出结构设计载荷限制的、来自推进机动或其他内外力的结构载荷。SIF 系统将场能直接施加在船体结构承载件内安装的场波导元件上，从而提高船体结构承载能力。

SIF 的场发生器由在碟部 11 号甲板的 3 组发生器、以及轮机舰体 32 号甲板的 2 组发生器组成。每台发生器包括一簇共 12 个 12兆瓦引力子极化源，供应一对 250 毫科子空间场扭曲放大器。发生器的工作散热由一对额定功率 300 吉焦/时（平均约 83.3 兆瓦）的连续循环液氦冷却回路提供。此外，每个船体中还各配备有两组备份发生器，能够提供主系统额定最大功率的 55%能力最长 12 小时以供备用。场发生器的常规工作周期为每 36 工作小时，接 24 小时的常规消磁和计划内维护周期；引力子极化源的大修间隔为 1,500工作小时，此后需要检修超导元件。

每台 SIF 场发生器产生的输出能量由一组钼套三相波导管网络导向并输出，将场能分布到整个船体结构框架中。在所有的主要结构件中，都整合有 SIF 场能传导元件。SIF 加电激励时，装有传导元件的承载结构件承载能力可增幅最高达 1,250 倍。此外，还有次级 SIF 场能供应系统，用于加强船体外蒙皮。

巡航模式运行规则要求任何时候每个船体中都有至少一台场发生器处于工作状态，且飞行控制官（舵手）能够在进行大过载机动之前手动接通第二组发生器。在警戒模式下，所有可用发生器组件都会进入热待机状态，以备随时启用。低功耗模式的运行规则则允许只使用单个发生器，并通过主舰体与工程舰体之间的场导管脐带连接为全舰结构供能。

2.5 惯性阻尼系统 Inertial Damping System #

惯性阻尼系统（IDF）和结构完整力场（SIF）并行运行，该系统产生一系列可控的可变几何构型力场，用于吸收飞行过程中可能对乘员造成致命伤害的惯性力。IDF 的场能发生与 SIF 彼此分离，但使用平行的波导管网络传导，并最终作用于合成人工重力地板。

IDF 通过产生一个低水平力场并覆盖全船居住区域来起作用。其场强平均为 75 毫科，场差水平不高于 5.26 纳科/米，符合星际舰队管理局标准 SFRA 352.12 的人员子空间场暴露要求。在预测到加速度效应后，IDF 场会以与速度变化直接相反的矢量扭曲，从而吸收原本将作用于乘员的惯性势。

IDF 的方向和速度变化有一定的时间延迟特性，取决于所需要处理的净加速度，但总体而言，在常规脉冲飞行机动中的平均值是 295 毫秒。由于 IDF 控制通常直接取用飞控系统的数据来源，大部分常规的航向修正等机动都能得到预测，所以在这些情况下一般不会出现能够被乘员所察觉的加速度变化。但当 IDF 系统的可用功率不足，或是突然进行剧烈机动或其他外力引发的大幅加速、且加速度超出系统响应能力时，则会有所例外。

IDF 的场通量由碟部 11 号甲板上的 4 组发生器，以及轮机舰体 33 号甲板上的 2 组发生器提供。每台发生器包括一簇共 12 个 500千瓦引力子极化源，供应一对 150 毫科子空间场扭曲放大器。发生器的工作散热由一对额定功率 100 吉焦/时（平均约 27.8 兆瓦）的连续循环液氦冷却回路提供。此外，每个船体中还各配备有三组备份发生器，能够提供主系统额定最大功率的 65%能力最长 12 小时以供备用。场发生器的常规工作周期为每 48 工作小时，接 12 小时的常规消磁和计划内维护周期；引力子极化源的大修间隔为 2,500工作小时，此后需要检修超导元件。

巡航模式运行规则要求任何时候每个船体中都有至少两台场发生器处于工作状态，且飞行控制官（舵手）能够在进行大过载机动之前手动接通更多发生器。在警戒模式下，所有可用发生器组件都会进入热待机状态，以备随时启用。低功耗模式的运行规则则允许只使用单个发生器，并通过主舰体与工程舰体之间的场导管脐带连接为全舰居住区提供覆盖。

2.6 SIF/IDF 失效紧急处置程序 Emergency Procedures in SIF/IDF Failure #

SIF 或 IDF 系统的失效可能会对星舰及其成员产生潜在的灾难性后果。因此，两套系统各自都设计了多重冗余，同时还制定了应急程序，用于应对可能出现的单一或更多单元失效的情况。

进取号在亚光速推进时的巨大加速度、以及曲速飞行时的子空间场差应力环境下的船体结构完整性保持完全依赖于 SIF 系统，而在这些机动和环境下的乘员脆弱性，同样需要来自 IDF 系统的关键保护。失去这样的保护，星舰和其乘员便很难承受超过 30 米/秒²（约 3G）的过载，而不出现严重结构性损坏，或是对船员造成严重——可能致命——的伤害。相较而言，在系统正常工作时，全脉冲推进过载往往超过 1,000G。曲速航行并不会产生直接的加速度，但由于曲速场场差引发的应力、及由此造成的潜在惯性势影响，SIF 和 IDF 系统的保护仍然是必要的。

在巡航模式操作规程下，每一系统任何时候都有至少两台场发生器处于接通状态，尽管任一单独发生器都足以在即便是大机动情况下为飞船和乘员提供足够的保护。若发生任一发生器失效的情况，则在备份发生器接管的同时另一台发生器会自动启动作为新的后备，以确保可用发生器维持在两台。如果能够确保同时接通三台发生器，那么巡航运作规程可允许任务不受意外降级影响持续进行。当两个力场发生器同时故障、或备份系统无法上线时，按照操作规则要求，必须进入黄色警戒状态。当值指挥官应作出决定是否继续当前的主要或次要任务行动。

若三或四个发生器同时失效，则无论备份系统是否可用，都需要立即进入黄色警戒状态，且星舰必须尝试减速至惯性安全状态，即确保剩余系统容量足以应对的飞行状态。如果飞船处于亚光速下，则必须将速度降低至进一步减速过载可被 SIF/IDF 系统的剩余最小容量安全吸收的水平。如果飞船正处于曲速，则应立即使用系统剩余容量所允许的最大子空间场差立即减速到亚光速，并且只能使用简单的曲速场崩溃机动，而不允许使用差动场机动。只有在作战情况下、或是认为剩余发生器单元也有可能立即失效的情况下，操作规程才允许不立即执行减速机动。

全部五组发生器失效，将立即自动触发红色警戒状态。当值指挥官被要求应优先稳定局势，并采取措施最小化潜在风险，然后才能在确保安全的情况下执行减速机动。也就是说，此时飞船的机动将受到严格限制，原则上禁止进行机动动作，但曲速航行情况下则是例外：除非在战斗情况下，否则星舰必须立即退出曲速回到亚光速。同样的，这时的减速机动必须是简单的曲速场崩溃机动，而不允许使用差动场机动。

若局势缓和、指挥官或当值运作主管确定可能发生的进一步系统故障已经不再构成紧迫威胁，星舰应立即进入低功耗模式，因为飞船可能在接下来至少数月的时间里都将无法大幅改变其航向与速度。随后将通知星际舰队司令部，以采取可能的援助和救援措施。在援助到来之前，故障星舰应当维持低功耗模式等待救援，同时在确保船员和飞船安全的前提下尽可能减速。救援措施包括对故障场发生器组件进行更换、以及疏散乘员到其他飞船，然后对无保护的无人星舰使用自身动力进行减速机动、或由其他星舰的牵引光束拖航。在特定情况下也能以救援星舰的 SIF/IDF 系统远程输能支持故障星舰，但这会是一个非常耗能且复杂困难的过程。最不期望的最终选项是撤离乘员并弃舰，但即便如此也不排除留待日后局势缓和再将飞船打捞拖回的可能性。

2.7 碟部分离系统 Saucer Module Separation Systems #

进取号由两个飞船系统组合而成，集成在一起形成一艘单一功能的星舰。在特定紧急情况下，两个部分可能会进行分离机动并独立运行。这两个部分，即碟部模块和作战舰体（轮机舰体），通常由一系列结构对接闩锁、脐带和涡轮电梯竖井相连通。

两个船体部分的主要承载结构件之间共装有 18 组对接闩锁，提供必需的物理连接。主动一侧位于轮机舰体前部上表面、作战舰桥和上部传感器阵列周围；被动一侧则位于碟部腹部后下方尾舱表面上。对接机构的主动段包括两片可分开的抓取板，由四余度电流体活塞作动器驱动。抓取板的尺寸约 6.9×7.2 米，使用扩散键合碳化三钛合金制造，材质类似于船体主承载结构件，并同样能够接收和传导 SIF 场能，从而在连接时将两部分船体锁紧在一起。抓取板的背部覆盖着标准船体烧蚀涂层，以应对暴露在常规空间环境和曲速飞行应力下的影响。对接闩锁系统的设计容许故障率为每 10 次对接/分离 1.5 对锁出故障，若任意一组锁具出现无法正确到位的故障，结构载荷都能被其他锁具平均分担。

每个电流体活塞由主储液器、电磁阀控制器模块、活塞计算机控制器、连接支架、压力歧管与冗余传感器组件构成。活塞的操作和保位都由计算机控制，以确保能同时且平滑地激活和动作全部锁具，但在紧急情况下可以选择手动控制解锁。

在船体连接面处设置有快速断开脐带，正常情况下允许气液等物资、波导能量、计算机数据和其他数据通道不中断地连续流过。在分离序列指令发出时也能被迅速隔断。

此外，连接面还容纳有一组标准涡轮电梯竖井口，包括专用于前往战斗舰桥的紧急电梯。这些接口都配有自动路径终端密封装置，设计上也兼做气闸舱模块。如果任意一个分离部分使用其连接面停靠在其他星际舰队设施上，终端密封装置则会收回到其默认位置，刚好位于涡轮电梯竖井口上方。

分离系统操作 Separation System Operation #

在对接构型下，碟部上的对接口将接纳抓取板并使其在内部处于完全展开的位置，同时结构锁定楔将卡入抓取板的空隙中，使其保持展开状态。SIF 场的能量通过抓取板传导，加强组合体的结构刚性。所有连接脐带此时都可正常工作，在二者间传导消耗品和数据流；涡轮电梯也能正常在二者间运行。

在发出碟身分离确认信号后，一旦被派往战斗舰桥的船员就位，计算机的事件时序将指令所有跨越碟身的脐带关闭并收回到其各自的保护壳里，同时将涡轮电梯竖井端密封装置降下到展开位置，以断开所有的内部连接。若此时连接面的关键连接脐带或者涡轮电梯通道探测到故障迹象，则计算机将在故障部位的上游最佳点处关闭并隔离受影响部分。其他的软硬件故障会在优先解决这些紧急情况之后再进行处理。两侧的船员都将密切监控分离程序的进展，并时刻做好重新对接的准备。

在所有系统都确认安全后，锁定楔将释放收回，抓取板同步移动，同时飞控系统做好在 -Y 轴上进行分离机动的准备。如果分离在亚光速下进行，则有一选项可以让抓取板稍微延迟收回轮机舰体，以备万一需要迅速中断分离重新对接；但在曲速下，这一选项会被禁止，抓取板必须迅速收回船体内部，以最小化结构应力并避免任何与碟部碰撞的可能性。

从飞行动力学角度而言，分离机动将导致两个飞行器部分表现出不同的行为。分离时星舰的速度将进一步增加飞船操纵特性上的差异。每个部分的主计算机将与其各自的推进系统、SIF 及 IDF 交联并进行实时调整，以补偿由飞船自身、或是外力诱发的震荡及相对运动。由于碟部模块只配备脉冲推进器，因而计算模型证明，在高曲速下尝试分离时必须特别注意。在离开轮机舰体的曲速场保护之前，碟部模块的 SIF、IDF 和护盾栅极必须以高功率运行，碟部的 4 个前向偏导仪也将代替主偏导仪执行清扫太空碎片的职责（见 7.4 条目 ）。围绕着碟部的衰减曲速场能量由脉冲引擎的驱动线圈段来控制和管理。平均而言，曲速场的能量将需要两分钟消散，并使飞船退回到原有的亚光速速度。

紧急情况下的操作及分离后两个部分行动的相关讨论，参见 11.5 条目 、 11.6 条目 和 15.8 条目 。

碟部模块的迫降 Emergency Landing of Saucer Module #

如果碟部在一颗行星附近出现故障、且严重到无法维持一条稳定轨道，那么迫降就是最后的选择。只有在计算机计算出的迫降成功率可接受，并且其他任何可用手段都已失效、且逃生舱数量无法满足全员疏散要求的情况下，才能够选择迫降。一旦碟部上的高级军官做出如此决定，将会启动一系列特定的乘员和计算机程序。虽然为设计迫降程序进行了大量计算机模拟仿真研究，但是无人能真正确保所提供的程序完全有效且可靠。为避免碟部再入 M 级行星大气层时受力超过结构限制，对碟部结构框架进行 SIF 加强被认为是有必要的。

若没有至少最低限度的加强，大部分再入剖面所造成的气动载荷很可能导致船体结构在着陆前就会解体。尽管如此，由于对银河级结构进行全尺寸大气层飞行试验的成本过于高昂，计算机建模分析是目前可用的最佳参考。星际舰队通过来自之前相对较小舰船执行船体着陆的数据形成了总共三组数据集，这些数据对计算机程序的设计起到了极大的作用。尽管如此，较为保守的观点仍然认为，这种情况超出了银河级船体结构的可生存性能包线，使其实际上无法真正成功执行一次 M 级行星的脱轨和大气再入机动。

主计算机内存储了一系列复杂的预设迫降场条件选项，考虑了迫降场的构成物质、空气密度、湿度和温度等条件。若下降期间有足够时间供传感器扫描，主计算机会将传感器扫描值与内存中存贮的迫降场环境数据进行比较，并对脉冲引擎及场设备做出对应调整。沙滩、深水区、光滑的冰面乃至 M 级行星上的草原，都是较为偏好的迫降地点。相反的，有些地形则没有考虑过，譬如山区地形。其他非类地行星上同样可能存在能够生存的区域，是否选择其作为迫降场将取决于当时的局势、计算机的结果，以及指挥官的决断。

通常而言，大多数类型的行星环境非常不利于船员生存，因此除非战术需要，否则停留在轨道上永远是更好的选择。

在 M 级行星上（仅作为一个示例）接地之前，结构完整性力场和惯性阻尼系统将设置为高输出功率，同时 SIF 的结构刚性也被调低，以借助弹性形变起到衰减冲击的作用。偏导仪栅极也会提高输出功率，并调整偏导场的衰减范围和形态，从而在迫降滑行期间获得尽可能最优且可控的制动减速效果；而在下降和进近过程中，偏导场将会由主计算机借助大气数据进行调整，以实现气动控制与转向。在计算机故障或损坏、导致自动控制能力受限的情况下，飞行控制官（舵手）则应当从他/她的控制台手动输入控制指令。在撞击期间，若冲击载荷超过了某些预设的平移限制，IDF 将被设置为「颠簸模式」。偏导仪的设计用途是保护船体，但在接地时，其载荷将会不可避免地超过设计限制。尽管如此，若 SIF、DIF 及偏导仪栅极在滑行期间全部仍能保持运行，将对最小化冲击力起到极大的额外作用。

迫降的碟部将被认定为全损，因为迫降时施加的极端力学载荷会导致合金结构上深度且不可恢复的损害。成功迫降后，任务条令要求采取全面安全措施保护船员和飞船，并等待星际舰队的救援。有很多不同情况下的可选方案，如在联邦或盟国领土里可以就地等待，而在敌对势力控制的区域则要疏散人员并自毁飞船。