Конструкция кораблей

## Распределение масс корабля

Конструкция любого корабля подчиняется законам Циолковского, так от этого зависит отношение массы корабля — процент соотношения массы корабля к его реактивной массе (материи которая выбрасывается при работе двигателя для получения скорости). От соотношения масс зависит показатель дельтыV - изменения скорости в результате работы двигателя, которое необходимо для выполнения орбитального маневра (изменения траектории). Для вычисления дельтаV нужно знать две вещи: отношение массы космического корабля и скорость ракетного двигателя, что описывает фактическую мобильность корабля с досветовыми двигателями.

Хотя большое количество кораблей в пространстве Альянса имеет двигатели факельного типа, для них все еще характерным является соотношения масс выше 2.0. Военные корабли имеют соотношение от 0.8 до 2.2 (на 1 кг массы корабля приходится 1 и 2.2 кг топлива соответственно), гражданские - от 1.0 до 2.8. В свою очередь непосредственная масса корабля делится на структурную массу, массу узлов связи и сенсоров, энергоустановок, двигателей и радиаторов, массу корпуса и брони, в то время как масса полезного груза (в том числе и экипажа) редко превышает 50%.

Еще одним ограничением на конструкцию кораблей является необходимость совмещения центра массы, оси тяги его двигателей и его центральной оси, для стабилизации движение корабля. Без стабилизации, корабль может начать спонтанно вращаться вокруг своего центра масс (если с ним не совпадает ось тяги), поврежая полезный груз и другие системы корабля. На практике на стабилизацию также влияет размещение грузов на различных палубах (так чтобы компенсировать килограмм на северо-восточной стороне, нужно принести килограмм на юго-западную сторону). Частично компенсировать это могут маневренные двигатели, или гироскопы, но основное решение включает в себя использование подвижной ремассы (сокр. от реактивная массы), фиксация грузов и увеличение размеров и массы корабля - чем он массивнее, тем сложнее сдвинуть центр массы просто переходя из одного отсека в другой.

## Энергоустановка

Все корабли и военного и гражданского назначения Федерации имеют основные энергоядра, представленное в виде термоядерного реактора и резервные системы выработки энергии, такие как ядерный блок замкнутого цикла (на крупных суднах), радиоизотопный генератор и в (критическом случае) блок солнечных батарей.

Стоит заметить что реактор двигателя и реактор обеспечивающий энергоснабжения не зависимы друг от друга и не взаимозаменяемы.

*Термоядерные* реакторы используют систему мерцающих плазменных барьеров и лазеров для фиксации и сжатия термоядерного топлива, после чего тепло появляющеяся в ходе реакции отводится от реактора и переводится в механическую энергию, которая в свою очередь переходит на сверхпроводимые энергосеть, распространяющие энергию по кораблю. Эффективность термоядерной энергии многократно превышает эффективность ядерной, из-за чего почти все крупные космические корабли используют *ядерные реакторы* в роли резервных.

В качестве запасающих энергию элементов выступают супермаховики, запасающие кинетическую энергию в своём вращении и сверхпроводимые н-батареи. Супермаховики способны запасать большое количество энергии, но имеют ограниченную скорость её отдачи, в то время как батареи могут дать небольшой, но единовременный прирост мощности.

Системы выработки, запасания энергии и энергосеть многократно дублирована, чтобы исключить отключение питания всего корабля при повреждении центрального реактора. Сами реакторы находятся на достаточном расстоянии от жилых отсеков и груза,дополнительно экранированные ремассой, чтобы обезопасить полезный груз с корабль от радиоактивного облучения при отказе барьеров или повреждении основного нейтронного экрана.

## Двигатели

#### *Факельные двигатели*

Наиболее распространенные среди средних и крупных кораблей является двигатели **термоядерно-силового** типа, использующий направленные барьеры и лазеры для поддерживания термоядерного факела и магнитно-барьерное сопло вырабатывающее направленную тягу (использование твердого сопла неизбежно привело бы к его расплавлению). В качестве реактивной массы чаще всего используется литий, он же защищает корабль от радиации двигателя. Мощность двигателя контролируется количеством сбрасываемой реактивной массы и степенью натяжения плазменных барьеров.

Корабли оснащенные данным типом двигателей не могут разворачиваться к друг другу или доку станции, из-за радиационной опасности и риска расплавления структур на других кораблях позади двигателя. За считанные секунды жилой блок на станции, к которой швартуется корабль может превратиться в комок расплавленного радиоактивного металла. По этой причине все двигатели требуют лицензирования и тщательно контролируются транспортным отелом СБА.

Военные и СБА используют более мощную и дорогую версию этого двигателя **термоядерно-катализационную**, используя вместо лазеров контролируемый сброс антипротонов, и используя армейские эмиттеры барьеров. Это позволяет достигать огромной скорости выброса реактивной массы, и соответственно большей эффективности и больших максимальных скоростей, но при этом затрачивая на маневры драгоценную антиматерию.

Несмотря на то, что факельные двигатели являются наиболее эффективными из реактивных и характеризуются чрезвычайно большой скоростью скоростью истечения, тягой и ускорением, они все еще требуют большое количество реактивной массы. Чаще всего часть реактивной массы помещается не только вокруг двигателей, но и в секции между корпусом и броней корабля, создавая дополнительную защиту для герметичных секций и несущих конструкций корабля и играя роль тепловой ловушки.

#### *Химические двигатели*

Химические двигатели используют металлический водород для получения резкой и мощной тяги. Металлический водород подается в двигатель и при повышении температуры до критической точки взрывообразно рекомбинируется в молекулярный водород. Широко распространенный тип двигателя на малых кораблях и дронах, которые не могут позволить себе использование факельных двигателей из-за своих малых габаритов, а ядерных двигателей - из-за слабого потенциала для маневров. Химические двигатели также используются крупными кораблями в роли одноразовых внешних ускорителей, или в качестве маневренных двигателей, облегчающих повороты основных судов.

Химическое топливо является крайне распространенным и простым для производства, но оно неэффективно для крейсерского полета и склонно вызвать взрывы при повреждении или перегреве цистерны в бою, что сводит его применение лишь к расходуемым модулям и кораблям. Некоторые гражданские модели химических двигателей, впрочем, получили распространение среди индустриальных кораблей Содружества, что поддерживается местными властями.

#### *Ядерные двигатели закрытого типа*

Широко используются как в военных, так и в индустриальных задачах ядерные двигатели замкнутого цикла. В реакторе находится урановое топливо, в котором протекает контролируемая реакция, реактор нагревает топливные каналы, сквозь которые проходит водород (рабочее тело), разогревается до высоких температур и выбрасывается через сопло.

Ядерные двигатели превосходят химические и ЭМ двигатели по удельной тяге, но проигрывают ЭМ двигателям по скорости выхлопа. Также ядерные двигатели нуждаются в радиационном экранировании, и являются источником радиоактивного загрязнения при повреждении.

Ядерные двигатели используются в качестве основных двигателей на малых кораблях, таких как эсминцах, и в качестве маневренных двигателей для более крупных и пилотируемых кораблей. Также они часто используются в качестве двигателей ракет-носителей для доставки грузов с поверхности планет, на которых нет планетарных ускорителей.

#### *Ядерно-Импульсные двигатели*

Ядерно-Импульсные двигатели представляют из себя систему амортизаторов, отражающей плиты и выпускаемых из грузового отсека направленных ядерных зарядов. Заряды подрываются на небольшой дистанции от корабли 100-200 метров, и плазменная волна толкает плиту и корабль в целом, в то время как амортизаторы снижают перегрузки испытываемые кораблем и полезным грузом.

В течении длительного времени ЯИ двигатели были единственными двигателями причисленными к факельному типу. Большая часть военных флотилий солнечной системы использовала двигатели типа Орион для ведения патрульных и боевых действий далеко за пределами Земли, а первые предтечи современных фрейтеров связывали внутренние и внешние планеты.

Сейчас ядерно-импульсные двигатели считаются реликтом, имеющий очень нишевую роль, выполняя доставки грузов в роли военных танкеров и сверхмассивных кораблей типа земля-орбита. Стоит заметить что использование ядерно-импульсных двигателей запрещено на заселенных планетах или пригодных для терраформирования.

#### ЭМ *двигатели*

Космос - чрезвычайно большое пустое пространство, полет сквозь которое требует больших ресурсов. Инженеры должны выбрать двигаться ли кораблю быстро, но щедро растрачивая топливо или медленно, но экономно. У большинства автономных индустриальных судов и транспортных барж стоит приоритет экономичной транспортировки грузов, что привело к распространение Электромагнитных Реактивных Ускорителей.

ЭРУ это ионный ускоритель, реактивный двигатель которого использует радиоволны для ионизации рабочего тела с последующим разгоном полученной плазмы с помощью электромагнитного поля для получения тяги. ЭРУ являются наиболее безопасным видом двигателей, при этом способным на высокоэкономичный полет (в разы медленнее химических двигателей, но с огромной скоростью выхлопа) или скоростной (при этом его скорость лишь на 30-40% уступает химическим ракетам, но двигатель быстро расходует реактивную массу).

Среди индустриальных приспособлений также распространены автоматические электромагнитные катапульты, позволяющие быструю переброску автоматических кораблей и грузов с одной орбиты на другую. В отличии от ЭРУ, за ними ведется постоянный контроль со стороны СБА.

#### *Макро-двигатели*

Сверхмассивные корабли (Титаны, Фрейтеры и подобные судна) используют высокоэффективную версию термоядерного двигателя, позволяющую компенсировать большую массу корабля. Макродвигатели полагаются на дозу антипротонов для катализации термоядерной реакции, после чего она поддерживается сложной системой лазеров и движущихся барьерных полей, которая создаёт в разы большую температуру чем на факельных двигателях низкого класса.

Что является действительно уникальной чертой для макродвигателей, это получение максимальной скорости выхлопа, за счет разгона рабочего тела. Электромагнитный ускоритель, синхронизированный с мерцательными (быстро сдвигающимися в определенном направлении) барьерными полями занимает треть от длины корабля и разгоняет ионизированную литиевую плазму до 12% от скорости света.

Это позволяет флагманским кораблям удерживать скорость на уровне остального флота и иметь соотношение массы корабля/ремассы смещенное в пользу первого, с средним соотношением в 0.8. Но это также требует постоянное использование мощных радиаторов и создаёт привлекательную мишень для вражеских кораблей. Как и остальные факельные двигатели, выхлоп макро-двигателей чрезвычайно опасен и требует аккуратных маневров сближения и специального построения судов в полете.

Визуально выхлоп данных двигателей выглядят как яркое голубое сияние, с едва заметной пульсацией, что отличается от факельных двигателей и их ровного белого выхлопа.

#### *Дополнительные системы движения*

СБА контролирует системы доставки кораблей и грузов планетарного и орбитального базирования: ЭМ катапульты и транспортные лазеры. Модификации для использования лазерной системы доставки минимальны, а экономия полезной нагрузки колоссальна. Во время военного времени или пиратской атаки СБА используют лазерные каскады в качестве дальнобойных боевых лазеров.

Малоразмерные зонды используют **фотонный парус** для удержания себя на определенной орбите, в то время как зонды-ловушки, находясь на орбите сбора антиматерии используют **антимат-парус**. Парус сделан из графита и углеродных нанотрубок, с следовым содержанием урана. Небольшое количество антипротонов захваченных положительно заряженным парусом, вызывают ядерную реакцию, толкающую парус, что позволяет ловушке сменить орбиту.

## Системы Сенсорного Контроля

Системами сенсорного контроля называют комплекс средств для обнаружения небесных тел в космическом пространстве и на поверхности планет. Задержка света ограничивает обнаружение целей, находящихся на большом расстоянии, в реальном времени. Выхлоп факельных двигателей стандартного крейсера у Юпитера будет заметен с Земли даже с помощью любительского телескопа, но свет дойдет лишь за полчаса реального времени. Особенно это заметно при прилете флота в систему, свет от яркой вспышки и нагретых радиаторов будет виден лишь через несколько часов, что может дать фору вражескому флоту.

Учитывая существование сверхсветовых коммуникаторов и сложности в создании сверхсветовых сенсоров, для контроля за космической обстановкой используются специализированные патрульные корабли и находящиеся на определенной орбите сенсорные зонды.

Технически, системы сенсорного контроля делятся на вариации сканеров, сенсоров и зондов-разведчиков.

Активный сенсор - **Сканер**, это сенсор, который излучает что-то и засекает эхо. Является радаром или лидаром. Активные сенсоры дают намного больше информации о цели, чем пассивные, но привлекают к себе внимание и облегчают наводку ракет и пушек.

Пассивный сенсор - **Сенсор**, который просто ищет излучение от цели, но сам ничего не излучает. Пассивные сенсоры получают меньше информации о цели и им сложнее определить точное положение цели, но они работают на больших дистанциях и не привлекают к себе внимания.

Зонд-разведчик - **Наблюдатель**, который постоянно излучает сильное электромагнитное излучение и сканирует область вокруг себя. Наблюдатели привязаны к одной орбите и неспособны сойти с неё, но маскируют свой сканер под  радиопомехи, и имеют небольшую сигнатуру, что дает им малозаметность. Как правило наблюдатели имеют больший радиус обнаружения чем обычные сканеры.

## Охлаждение и теплоотвод

Корабли постоянно пассивно вырабатывают тепло. Это тепло исходит от систем жизнеобеспечения, энергоустановок, от двигателей и оружия. Законы термодинамики не дают вырабатывать энергию любого вида с 100% эффективностью и нулевой генерацией тепла.

Тепло может осаждаться в тепловых ловушках и конструкциях корабля, но это все равно неизбежно приведет к перегреву внутренних отсеков, отказу систем, смерти команды и в итоге потери корабля.

Для предотвращения перегрева кораблю нужно использовать радиаторы. Радиаторы делятся на четыре типа:

**Чешуйчатые** - устанавливаются на все корабли и имеют наименьшую теплопроводность, малую прочность, но расположены практически по всей поверхности. Как правило активируются при перегреве или потере основных радиаторов. Низкое влияние на сигнатуру.

**Облегченные** - традиционные радиаторы, имеющие высокую теплопроводность, но отличающиеся хрупкостью. Имея легкую и гибкую структуры способны быстро сворачиваться и уходить под бронированную поверхность судна.

**Утяжеленные** - представляет из себя бронированный вариант традиционных радиаторов. Самый прочный из всех типов радиаторов, имеет среднюю теплопроводность, имеют среднее влияние на сигнатуру, но не могут втянуться вглубь корпуса.

**Капельные** -  средняя прочность, максимальная теплопроводность. Может использоваться только при работающем двигателе, при этом активно тратит теплоноситель. Среднее влияние на сигнатуру.

Жизне

## Системы маскировки

Именно тепло и делает корабли хорошо различимыми на фоне космического пространства. Любой корабль обладающий реактивными двигателями, мощной энергосистемой или системами жизнеобеспечения не способен на тихую или холодную маскировку, даже в пассивном режиме сигнатура будет хорошо просматриваться на сенсорах.

Большая часть кораблей оснащается пакетами тепловой маскировки, усложняющей распознавание выхлопов кораблей на больших дистанциях и маскируя корабли на фоне планет и звёзд. Это не гарантирует невидимость, но даёт пространство для маневров и обманных приемов.

Еще один метод маскировки - использование световой задержки. Учитывая что скорость света в ваакуме неизменна, а сенсоры полагаются именно на электромагнитное излучение для получения информации это позволяет кораблям с мощными двигателями делать агрессивные маневры без риска для себя.

## Варп двигатели

Варп двигатели, это более распространенное название двигателей Алькубьерре, способных разгонять корабль сжимая пространство перед собой и расширяя его позади до сверхсветовых скоростей, что позволяет кораблю перемещаться в пузыре искривленного пространства выше скорости света. Разумеется, корабль не разгоняется внутри пузыря даже до околосветовых скоростей, но тем не менее движется быстрее, чем плоская эм волна в вакууме. Варп двигатели чаще всего выглядят как тороидальные конструкции, выдающиеся из основного корпуса корабля.

Для функционирования варп двигателям требуется не только мощная энергоустановка, но и экзотическая материя, соответственно количество кораблей оснащенных ими напрямую зависит от размера освоенного человеческого пространства и количества ферм антиматерии. Антиматерия и делает оснащенные варп двигателями корабли, чрезвычайно взрывоопасными, поэтому их почти всегда защищает толстая многослойная броня.

Особая схема современных варп двигателей даёт возможность многократной экономии энергии и антиматерии и значительно снижает выброс жесткого излучения во время прибытия, но двигатель не способен выполнять прыжки в гравитационных колодцах звезд и планет. При пересечении достаточно сильного гравитационного возмущения варп пузырь коллапсирует, выбрасывая свое содержимое в линейное пространство и уничтожая двигатель вместе с кораблем. Чрезвычайно радиоактивные облака пыли и осколков остаются единственным и довольно недолговечным свидетельством подобных катастроф.

Эффективность и экономичность варп двигателей увеличивается линейно вместе с размером оных, как и эффективность синхронизации (с формированием единого пузыря Алькубьерре), что привело к распространению кораблей мастодонтов, построенных вокруг наиболее эффективного варп двигателя и транспортирующими грузы и другие корабли через варп прыжки.

### Варп пузырь

При активирование варп двигателя, как для внутреннего, так и для внешнего наблюдателя становится видимыми искажения пространства. Пространство искажается из неровной сферы вокруг корабля в вытянутую "бутылку", после чего пузырь и линейное пространства связывает лишь крошечная точка, размером с протон. Эта точка по мере ускорения корабля начинает испускать излучение, по мере ускорения смещаясь в синий спектр, но продолжая излучать и в видимом спектре. Со стороны этой горящей впереди корабля звезды летят "искры", которые проходят по кромке пузыря, смещаясь в красный спектр по мере движения.

С точки зрения внешнего наблюдателя корабль с активным двигателем будет виден во время его разгона до световых скоростях, пузырь с кораблем в центре будет визуально уменьшаться и искажаться, пока не схлопнется в чрезвычайно малую, вытянутую точку, окруженную "артефактами" от работающего двигателя Алькубьерре. Сенсоры могут определить по виду искажений тип корабля и приблизительную мощность двигателя, но Ни внешний, ни внутренний наблюдатель не могут передавать или получать информацию обычными методами, в пузырь или из него, а при выходе на сверхсветовую скорость корабль теряет возможность выйти из прыжка.

Во время активации и сверхсветового полета варп двигатели становятся источником излучения Вавилова — Черенкова, что является основным источником паразитического тепла и видимого света во время прыжка.

### Температура пузыря

Прыжки имеют заранее просчитанную длительность, которая ограничена, в основном, температурой внутри пузыря. Варп двигатели, постоянно вырабатывают тепло при удержании и формировании пузыря, а также накапливается радиация Хоукинга, исходящая из сингулярности в передней части пузыря. Все возможные источники лишнего тепла отключаются во время прыжка. Радиаторы не могут испускать тепло в замкнутом пространстве пузыря, следовательно выносливость в прыжках характеризуется экономичностью двигателя и емкостью тепловых ловушек.

Если температура превысит критические значения по окончанию прыжка корабли могут превратиться в перегретые высокотехнологичные "гробы", с расплавленной электроникой, сожженой командой и броней навсегда спекшейся в единую корку. В другом сценарии, перегретые двигатели Алькубьерре могут схлопнуть пузырь вызвав всплеск жесткого гамма излучения в момент выпадения в линейное пространство, вкупе с бомбардировкой релятивистскими частицами, превращая корабль в брызги радиоактивного расплава.

Поэтому перемещения через межзвездное пространство всегда проходит чередой небольших прыжков, с циклами полного охлаждения между ними. Флот охлаждающийся после прыжка является уязвимой и очень заметной целью, поэтому флотилии всегда идут не по самому короткому маршруту из точки А в точку Б, а по наиболее запутанному и как следствие защищенному от перехвата.

## Размещение Команды

Экипаж на пилотируемых суднах размещается по двум отличающимся компоновкам. Для кораблей среднего класса характерна капсульная система, где корабль не имеет герметичных жилых секций, а диагностику и ремонт внутренних систем осуществляется дистанционно управляемыми экипажем корабля роботами. Экипаж при этом не покидает контрольные капсулы, которые могут быть использованы одновременно как спасательные судна, рабочие и спальные места или убежища. Каждый член экипаж в этом случае использует свою личную капсулу.

На крупных кораблях военного предназначения герметизированы лишь 30-40% от общего объёма корабля, во время боя содержание атмосферное давление увеличивается, а объём кислорода снижается. используются каюты экипажа, для рядовых членов экипажа это вытянутые "гробы" объёмом в 3.5 м3 и обладающих минимальным набором удобств, при максимальной компактности. Обычно подобные блоков устанавливаются в несколько рядов и позволяют разместить в одном герметичном отсеке 80 жилых блоков. Блоки адаптированы как для больших перегрузок за счет разгона корабля, так и для микрогравитации при дрейфе.

Офицерский состав имеет более просторные личные каюты в 8 м3 служащие как местом для отдыха, так и рабочим пространством. Каюты офицерского состава имеют прямую связь с Боевым Информационный Постом (БИП), а также с Резервным Информационным Постом, позволяя отдавать срочные приказы в случае неожиданной вражеской атаки. Во время боя, как и на кораблях среднего размера офицеры используют контрольные капсулы, в то время как остальной экипаж использует противоперегрузочные костюмы и кресла.

На средних и крупных судах (начиная с фрегатов) палубы расположены перпендикулярно оси движения. "Верхние" палубы расположены на носу корабля, "нижние" — в области двигателей. Во время разгона искусственная гравитация придавливает экипаж к полу, а не к стенам, позволяя свободно перемещаться по кораблю и работать на своих постах.

Флагманские корабли, традиционно имеют смешанную систему искусственной гравитации. Корабли или их секции вращаются вокруг своей центральной оси, при этом жилые секции располагаются на максимальном радиусе от оси вращения. Жилые секции смещаются или поворачиваются при активации основных двигателей, для того чтобы сохранить расположение "низа" для экипажа. Во время боя жилые секции опускаются внутрь корабля, для защиты их броней.

Хранилища грузов и стыковочный комплекс на подобных кораблях как правило располагаются вблизи от центральной оси, что упрощает заход на посадку или стыковку.