Gondeln: Wenn zwei besser sind als eine, warum sind dann drei nicht besser als zwei?

Dies wird im Technischen Handbuch zu Star Trek TNG (das als kanonische Informationsquelle über das Star Trek-Universum gilt) behandelt.

Kurz gesagt, in der Vergangenheit wurden verschiedene Motorkonfigurationen ausprobiert, aber für Schiffe über einer bestimmten Größe scheint ein Design mit zwei Warpgondeln der einfachste Weg zu sein, um ein gut ausgewogenes Warpfeld zu erreichen und die beste Gelegenheit zum Herauskommen zu bieten des Warps im Falle eines katastrophalen Ausfalls der Flugsysteme kontrolliert:

Zweitens wird ein Gondelpaar verwendet, um zwei ausgewogene, interagierende Felder für Fahrzeugmanöver zu schaffen. Im Jahr 2269 ergaben experimentelle Arbeiten mit einzelnen Gondeln und mehr als zwei Gondeln eine schnelle Bestätigung, dass zwei die optimale Anzahl für die Stromerzeugung und Fahrzeugsteuerung war. Raumfahrzeugmanöver werden durchgeführt, indem gesteuerte Zeitsteuerungsunterschiede in jeden Satz von Warpspulen eingeführt werden, wodurch die gesamte Warpfeldgeometrie und der resultierende Schiffskurs modifiziert werden. Gierbewegungen (XZ-Ebene) werden auf diese Weise am einfachsten gesteuert.

Während der Trennung des Untertassenmoduls und dem unabhängigen Betrieb der Kampfsektion passt die interaktive Warpfeld-Controller-Software die Feldgeometrie an die veränderte Form des Raumfahrzeugs an. Im Falle eines versehentlichen Verlusts einer oder beider Gondeln würde das Raumschiff linear dissoziieren, da verschiedene Teile der Struktur mit unterschiedlichen Warpfaktoren reisen würden.

Offensichtlich sehen wir Schiffe mit Multi-Gondel-Designs, daher ist dies keine „harte und schnelle“ Regel, aber es bietet einen Einblick in das Universum, warum wir diese Konfiguration so oft sowohl in menschlichen als auch in außerirdischen Schiffen sehen .

Außerhalb des Universums war dies größtenteils eine Designüberlegung, die auf Roddenberrys eigenen Vorurteilen beruhte. In einem Interview für Trekplace im Jahr 2005 gab ihnen Andrew Probert (Konzeptkünstler für Star Trek TOS und ST: The Motion Picture) einen soliden Überblick über den Designprozess sowie seine eigenen Ergänzungen zum Treknology-Kanon:

Probert: Gene hat mir gegenüber angegeben, dass Raumschiff-Warpantriebe paarweise arbeiten ... nur paarweise, weil sie voneinander abhängig sind. Wenn Sie einen Warpantrieb hätten, würden Sie sich wahrscheinlich im Kreis bewegen, ich weiß nicht ... (lacht) Also verneinte er im selben Atemzug die dreimotorigen Dreadnoughts zusammen mit den einmotorigen Zerstörern, einfach aufgrund des Edikts, dass man, um einen Warpantrieb zu erreichen, zwei voneinander abhängige Warpantriebspaare haben musste. Was die Forderung nach Sichtverbindung betrifft, so lautete mein Edikt, dass die Warp-Antriebe, um koabhängig zu sein, einander vollkommen „sehen“ mussten. Ich nehme die Kraftkämme, nicht unbedingt die Bussard-Kollektoren, aber der Großteil dieser Kämme hat einen Energiepfad zwischen ihnen.Und dann für andere Raumschiffe, genau wie im Zweiten Weltkrieg, wo alle Nationen Kampfflugzeuge hatten, die alle unterschiedlich aussahen – Sie wissen schon, eine kulturelle Unterscheidung zwischen, sagen wir, einem deutschen Flugzeug und einem amerikanischen Flugzeug oder einem japanischen Flugzeug – sie Alle funktionierten auf die gleiche Weise und hatten die gleichen Grundkomponenten von Flügeln, Körper und Motor, also habe ich dieses Denken auch auf die von mir entworfenen außerirdischen Schiffe angewendet, sodass die Ferengi-Schiffe und romulanischen Warbirds zwei Warp-Motoren haben, die sehen müssen einander, um zu operieren. Sogar meine Shuttles, die einen sehr geringen Abstand haben, sehen sich immer noch. Aus diesem Grund sind Designs wie das romulanische Aufklärungsschiff, bei dem sich die Motoren nicht sehen können, nicht konsistent.Es gibt auch einige coole Sternenflotten-Designs wie die Schiffe der Nebula-Klasse, aber ihre Warp-Motoren können sich nicht sehen. Sogar diese Flitzer ignorieren diese Regelung, die die Kontinuität durcheinander bringt. Gerade Science Fiction MUSS konsequent sein. Wenn Sie das negieren, ... fällt alles auseinander.

h/t an @HorusKol für die Erinnerung an diese Seite.

Das erste Schiff, das wir mit einer ungeraden Anzahl von Gondeln sehen, ist das Wrack der Niagara-Klasse bei Wolf-259 http://www.trekplace.com/article15.html (obwohl das berühmteste Schiff die Enterprise in der zukünftigen Zeitleiste von TNG ist Folge "All Good Things...").

Dies liegt an einer alten Produktionsdesignrichtlinie, nach der Schiffe zwei Gondeln haben mussten - mit einem universellen Grund, der Warpfelder und so weiter beinhaltete. http://www.ex-astris-scientia.org/articles/design.htm (obwohl anscheinend einige Schiffe mit zwei Gondeln sich verziehen könnten, wenn nur eine Gondel in Betrieb ist).

In TNG sehen wir jedoch mehrere Schiffe mit vier Gondeln – die Constellation-Klasse. Dies waren Weltraumschiffe, und die Idee war, dass ein Paar Gondeln aufgrund des Mangels an Reparatureinrichtungen in ihren Einsatzgebieten überflüssig war. http://memory-beta.wikia.com/wiki/Constellation_class Einige andere Klassen hatten auch vier,

Also, wie erklären wir Kelvin und die Alternative-Future-Enterprise?

Anscheinend enthielt die einzelne Gondel des Kelvin zwei parallele Warpfeldgeneratoren (ärgerlicherweise - ich habe irgendwo im Internet darauf verwiesen, kann aber die Referenz nicht finden, auf die ich verlinken könnte).

Also - um die Frage zu beantworten:

Die häufigste Konfiguration von Raumschiffen sind Doppelgondeln (sogar außerirdische Arten folgen dieser Konvention [Klingonen und Romulaner und Dominion sind die offensichtlichsten]) - aber es gibt andere Konfigurationen. Am Ende kommt es auf die Technik an – zwei Gondelkonfigurationen müssen zu einem optimalen Design passen, das einen effizienten und zuverlässigen Warp-Verlauf ohne zu viel Technik ermöglicht.

Die Dominanz von Twin-Gondel-Designs ist aus technischer Sicht sinnvoll, wenn Sie das Flugzeugdesign in Betracht ziehen.

IRL, Trijets (Jets mit 3 Triebwerken) wurden in den 70er und 80er Jahren aufgrund ihres überlegenen Sicherheitsspielraums und der Flugbereichsregeln der FAA, die Trijets mehr Spielraum gaben als zweimotorige Designs, sehr beliebt. Aus diesem Grund wurden Trijets bis 1980 zur Standardkonfiguration für Verkehrsflugzeuge und galten als die modernsten Designs der Zeit.

Warum sind sie im Vergleich zu heutigen zweimotorigen Flugzeugen so selten? (Heute sind nur 2 Trijet-Designs in Produktion, und beide sind Business-Jets.)

Nun, drei Triebwerke bieten mehr Redundanz und können eine höhere Leistung als Twinjets ermöglichen, aber dies geht zu Lasten der Konstruktionskomplexität und der Kosten-/Kraftstoffeffizienz.

Heutzutage sind nur wenige Verkehrsflugzeuge mit drei Triebwerken ausgelegt, weil:

• Neuere ETOPS-Regeln (Extended-Range Twin-Engine Operational Performance Standards), die von Airbus und Boeing eingesetzt werden, ermöglichen es Twinjets, die gleiche Entfernung/Dauer wie Trijets zu fliegen.
• Diese Änderung erfolgte teilweise aufgrund der verbesserten zweimotorigen Sicherheit, seit die FAA die 60-Minuten-Regel für zweimotorige Flugzeuge eingeführt hat. Als die Regel konzipiert worden war, basierten die meisten Flugzeuge auf Propeller- und Kolbenmotoren. Als Strahltriebwerke auf den Markt kamen, boten sie viel mehr Schub und Zuverlässigkeit, die sich im Laufe der Zeit stetig verbesserten.
• Twinjets können symmetrisch auf jedem Flügel montiert werden. Trijets erfordern, dass ein dritter Motor entlang der Mittelachse montiert wird, was die Komplexität/Kosten des Ansaugkanaldesigns und der Motorhalterungen erhöht.
• Ein Jet kann wirklich nur das dritte Triebwerk am Heck montieren, was normalerweise ein T-Heck-Design erfordert. Das T-Leitwerk hat einige Vorteile, wie z. B. eine bessere Nickkontrolle und bessere Gleitverhältnisse. Sie sind jedoch auch viel teurer in Bau und Wartung (aufgrund der größeren Konstruktionskomplexität, der stärkeren/schwereren Materialien, die aufgrund der höheren vom Leitwerk erzeugten Kräfte benötigt werden, und der größeren Schwierigkeit, den dritten Motor aufgrund seiner hohen Platzierung zu reparieren/ersetzen) und neigen zu Deepstalls.
• Der größte Nachteil ist jedoch die Treibstoffeffizienz und damit die Betriebskosten von Trijets. Im Allgemeinen ist es viel effizienter, ein einzelnes großes Strahltriebwerk zu betreiben als mehrere kleinere Strahltriebwerke mit demselben kombinierten Schub (im Allgemeinen sind größere Turbinen effizienter als kleinere). Wenn Sie also mit zwei Motoren ein angemessenes Maß an Zuverlässigkeit und Leistung erzielen können, ist es viel besser, einen dritten hinzuzufügen. Und seit Turbinentriebwerke immer zuverlässiger und leistungsstärker geworden sind, sind Trijet-Designs verständlicherweise in Ungnade gefallen.

Basierend auf realen Erfahrungen ist es also sinnvoll, dass Doppelgondelkonstruktionen beliebter sind als andere Konfigurationen. Es bietet wahrscheinlich gerade genug Redundanz und Warp-Kapazität, während es gegen die Produktions-/Betriebs-/Wartungseffizienz abwägt.

Ich erinnere mich, dass ich eine Geschichte im Universum gelesen habe, in der Folgendes erklärt wurde: In den frühen Tagen der Warp-Reise wurden einige Schiffe mit drei Gondeln gebaut, weil die Mathematik des Warp-Antriebs nahelegte, dass solche Konfigurationen eine bessere Leistung hätten - ABER in der Praxis diese Schiffe schnitten nie so gut ab, wie es die Theorie nahelegte, tatsächlich waren sie fast auf Augenhöhe mit Designs mit zwei Gondeln, so dass Designs mit drei Gondeln stillschweigend aufgegeben wurden. Vermutlich verbesserte sich die Theorie später bis zu dem Punkt, an dem erklärt wurde, warum diese älteren Konstruktionen versagten und wie man drei oder mehr Gondeln richtig macht.

Das Vorhandensein von mehr Gondeln erhöht nicht unbedingt die Vorwärtsreichweite des Warpfeldes. Also kein wirklicher Vorteil. Aber ein kleines Quad-Cell-Design könnte ein außergewöhnlich manövrierfähiges Kampfschiff mit Warpantrieb schaffen. Betrachten Sie die mit Zeit- und Frequenzverschiebungen erhältlichen Feldformen. Betrachten Sie die Effektivität von Harriern bei der Verwendung ihres vektorisierten Schubs zur Verbesserung ihrer Manövrierfähigkeit.