Nacelles: se dois são melhores que um, então por que três não são melhores que dois?

Isso é discutido no Manual Técnico da Star Trek TNG (considerado uma fonte importante de informações sobre o Star Trek universo).

Second, a pair of nacelles is employed to create two balanced, interacting fields for vehicle maneuvers. In 2269, experimental work with single nacelles and more than two nacelles yielded quick confirmation that two was the optimum number for power generation and vehicle control. Spacecraft maneuvers are performed by introducing controlled timing differences in each set of warp coils, thereby modifying the total warp field geometry and resultant ship heading. Yaw motions (XZ plane) are most easily controlled in this manner.

During Saucer Module separation and independent operation of the Battle Section, interactive warp field controller software adjusts the field geometry to fit the altered spacecraft shape. In the event of accidental loss of one or both nacelles, the starship would linearly dissociate, due to the fact that different parts of the structure would be traveling at different warp factors.

Obviamente, vemos naves com designs multi-nacelle, então esta não é uma regra 'dura e rápida', mas oferece um vislumbre no universo da lógica por que vemos essa configuração tão frequentemente em humanos e naves alienígenas.

Probert: Gene specified to me, in fact, that starship warp engines operate in pairs... only in pairs because they're codependent. If you had one warp engine, you'd probably go in a circle, I don't know... (laughs) So in the same breath he negated the three-engined dreadnoughts along with the single-engined destroyers, on the edict simply that, to achieve warp drive, you had to have codependent warp engine pairs. As far as the line-of-sight requirement, that was my edict, that, in order to be codependent, the warp engines had to "see" each other, totally. I'm taking about the power combs, not necessarily the Bussard collectors but the bulk of those combs have an energy path between them. And then for other starships, just like in World War II, where all the nations had fighter aircraft that all looked different -- you know, a cultural distinction between, say, a German aircraft and an American aircraft or a Japanese aircraft -- they all operated in the same way having the same basic components of wings, body, and engine, so I applied that thinking to the alien ships I designed as well, so the Ferengi ships, and Romulan Warbirds, have twin warp engines that have to see each other in order to operate. Even my shuttlecraft having a very shallow clearance, still see each other. That's why designs like the Romulan scout ship, where the engines cannot see each other, aren't consistent. There are also some cool Starfleet designs like the Nebula Class ships, but their warp engines cannot see each other. Even those runabouts ignore that ruling which messes up the continuity. Science fiction in particular NEEDS to be consistent. If you negate that,...it all falls apart.

h / t para @HorusKol por me lembrar sobre este site.

O primeiro navio que vemos com um número ímpar de nacelas é o naufrágio da classe Niagara, no Wolf-259 link ( embora, a mais famosa seja a Enterprise no futuro cronograma do episódio da TNG "All Good Things ...").

Isso ocorre por causa de uma antiga diretiva de design de produção que os navios tinham que ter duas naceles - com um motivo no universo envolvendo campos de dobra e assim por diante. link (embora, aparentemente, alguns navios com duas naceles pudessem se deformar com apenas uma nacela sendo operacional) .

No entanto, na TNG, vemos vários vasos com quatro naceles - a classe Constellation. Eram embarcações do espaço profundo, e a ideia era que um par de nacelas fosse uma redundância devido à falta de instalações de reparo em suas regiões de operação. link Algumas outras classes também tiveram quatro,

Então, como explicamos o Kelvin e a futura empresa alternativa?

Então - para responder à pergunta:

A configuração mais comum de naves espaciais é dupla-nacelada (até espécies alienígenas seguem essa convenção [Klingon e Romulan e Dominion sendo as mais óbvias]) - mas existem outras configurações. No fim das contas, tudo se resume a engenharia - duas configurações de nacele devem caber em algum projeto ideal, proporcionando uma viagem eficiente e confiável sem muita engenharia.

O domínio dos projetos de duas nacelas faz sentido a partir de uma perspectiva de engenharia quando se considera o design de aeronaves.

Então, por que eles são tão raros se comparados aos aviões de motor gêmeo hoje? (Existem apenas dois projetos trijet em produção hoje e ambos são jatos executivos.)

Bem, ter três motores oferece mais redundância e pode permitir um desempenho maior do que os twinjets, mas isso tem custo de complexidade de design e eficiência de custo / combustível.

Hoje em dia, poucos aviões de passageiros são projetados com três motores porque:

• Normas ETOPS mais recentes (Padrões de Desempenho Operacional de Bimotor de Faixa Estendida) feitas pela Airbus e pela Boeing permitem que os twinjets voem na mesma distância / duração que os trijets.
• Essa mudança veio em parte por causa da segurança bimotor melhorada desde que a FAA introduziu a regra de 60 minutos para aeronaves bimotoras. Quando a regra foi concebida, a maioria das aeronaves era baseada em motores a hélice e a pistão. Quando os motores a jato surgiram, eles proporcionaram um impulso e confiabilidade muito maiores, que melhoraram constantemente ao longo do tempo.
• Os jatos duplos podem ser montados simetricamente em cada asa. Os trijôs exigem que um terceiro motor seja montado ao longo do eixo central, o que aumenta a complexidade / custo do projeto do duto de admissão e das montagens do motor.
• Um jato só pode realmente montar o terceiro motor na cauda, o que normalmente requer um projeto de cauda em T. A cauda em T tem algumas vantagens, como melhor controle de inclinação e relações de planeio. No entanto, eles também são muito mais caros de construir e manter (devido à maior complexidade de projeto, materiais mais strongs / mais pesados necessários devido às forças mais altas geradas pelo tailplane e maior dificuldade em reparar / substituir o terceiro motor devido à alta colocação) são propensos a baias profundas.
• Mas a maior desvantagem é a eficiência de combustível e, portanto, o custo operacional dos trijets. Geralmente, é muito mais eficiente operar um único grande motor a jato do que múltiplos motores a jato menores com o mesmo empuxo combinado (em geral, turbinas maiores são mais eficientes do que as menores). Então, se você puder obter um nível adequado de confiabilidade e desempenho de dois mecanismos, é muito melhor adicionar um terceiro. E uma vez que os motores de turbina se tornaram cada vez mais confiáveis e poderosos, os designs de trijet, compreensivelmente, caíram em desuso.

Eu me lembro de ter lido uma história no universo, na qual foi explicado que: Nos primeiros dias da viagem, alguns navios eram construídos com três naceles porque a matemática da propulsão de dobra sugeria que tais configurações teriam melhor desempenho - MAS na prática, essas naves nunca funcionaram tão bem quanto a teoria sugeria, na verdade elas estavam quase no mesmo nível de dois projetos de nacele, de modo que os projetos com três naceles eram silenciosamente abandonados. Presumivelmente, mais tarde, a teoria melhorou a ponto de explicar por que esses projetos mais antigos falharam e como fazer três naceles ou mais corretamente.

Ter mais naceles não aumenta necessariamente o alcance do campo de dobra. Então não há vantagem real. Mas um pequeno projeto de célula quádrupla poderia criar uma nave de combate de movimentação de urdidura excepcionalmente manobrável. Considere as formas de campo que podem ser obtidas com mudanças de tempo e frequência. Considere a eficácia dos harriers em usar seu empuxo vetorizado para melhorar sua manobrabilidade.