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julho 8, 2008

Motores De Dobra – Parte 4

Filed under: Noticias — startrekbr @ 16:14

4. Naceles de campo de dobra

O plasma energético gerado pela CRM/A é transportado pelos dutos de condução de força e chega rapidamente ao seu destino final, as naceles do motor de dobra. Aqui é onde o verdadeiro trabalho de propulsão é executado. Cada nacele consiste em diversas partes, incluindo as bobinas de campo de dobra (BCD), sistema de injeção de plasma (SIP), sistema de separação de emergência (SSE) e escotilhas de manutenção.

A estrutura básica das naceles é similar àquela do resto da nave. A estrutura de tritânio e durânio é combinada com suportes longitudinais, e coberta com o mesmo material da cobertura do casco: placas de 2,5 metros de tritânio soldadas por radiação gamma. A adição de três camadas internas de cobalto cortenide fornece proteção adicional contra os altos níveis de estresse sofridos quando em dobra, especialmente nos pontos de ligação aos pilares de suporte da nacele. Toda a estrutura e revestimento das naceles têm dutos triplamente redundantes para a alimentação do campo de integridade estrutural (CIE) e sistema de compensação inercial (SCI). Conectados ao interior da estrutura estão cilindros atenuadores de impacto e suportes de isolamento térmico, para o sistema de injeção de plasma.

O sistema de separação de emergência seria usado caso uma falha catastrófica ocorresse no SIP, ou se uma nacele fosse danificada em combate ou outra situação onde não pudesse se manter conectada ao pilar de suporte. Dez travas estruturais explosivas podem ser detonadas, impulsionando as naceles para longe a 30m/s.

Durante a manutenção em bases estelares e vôo lento subluminar, e com a CRM/A desativada, as escotilhas de manutenção permitem que qualquer nave auxiliar equipada com o sistema padrão de atracamento se conecte, dando à equipe de engenharia acesso rápido ao interior da nacele. Visitas normais de monitoramento são feitas por dentro da nave, utilizando um turboelevador para uma única pessoa, que corre por dentro do pilar de suporte.


Naceles de campo de dobra.

Sistema de injeção de plasma

No final de cada DCF está o sistema de injeção de plasma, uma série de dezoito válvulas magnéticas injetoras ligadas aos controladores do motor de dobra. Há um injetor para cada bobina de dobra, e os injetores podem ser disparados em seqüências variáveis, dependendo da função do vôo de dobra que está sendo executada. Os injetores são construídos de arkênio-duranide e ferrocarbonite mono-cristal, com toróides de constrição magnética de nalgétio-serrite. Comandos de entrada e sinais de controle são manipulados por doze links redundantes à rede de dados ótica (RDO). Pequenas diferenças de tempo existem durante qualquer seqüência de ignição das bobinas ou mudança no fator de dobra, devido à distância física entre o computador e o motor. Estas diferenças são rapidamente corrigidas por rotinas de software que conseguem prever a sincronização da operação, resultando num controle dos motores quase que instantâneo.

O ciclo de abertura e fechamento dos injetores é variável, de 25ns até 50ns. Cada abertura de um injetor, expõe a sua bobina correspondente a um fluxo de energia, que deve ser convertida em um campo de dobra. Em fatores de dobra de 1 a 4, os injetores disparam em baixa freqüência, entre 30 e 40 Hz, e permanecem abertos por períodos curtos de tempo, entre 25 e 30 ns. Em fatores de dobra de 5 a 7, a freqüência de disparo aumenta de 40 para 50 Hz, e os injetores permanecem abertos por mais tempo, de 30 a 40 ns.

Em fatores de dobra de 8 até 9,9, a freqüência de disparo dos injetores sobe para 50 Hz, mas há um atraso no ciclo de abertura dos injetores, devido a limitações causadas por cargas magnéticas residuais nas válvulas, a possibilidade de conflitos com a freqüência da energia da CRM/A e a confiabilidade do sistema de comandos e controle. O maior ciclo seguro de tempo, usado em fatores altos de dobra é geralmente considerado ser 53 ns.

Bobinas de campo de dobra

O campo de energia necessário para impulsionar a USS Enterprise é criado pelas bobinas de campo de dobra e assistido pela forma específica do casco da nave. As bobinas geram um intenso campo multi-camadas que cerca a nave, e é a manipulação da forma deste campo que produz o efeito de propulsão através e além da velocidade da luz, c.

As bobinas em si são toróides divididas no meio, posicionadas dentro das naceles. Cada metade mede 9,5 x 43 metros e é construída de um núcleo de tungstênio-cobalto-magnésio de alta densidade para reforço estrutural, e inserido numa cápsula de vertério cortenide de alta densidade. Um par completo mede 21 x 43 metros, com uma massa de 34.375 toneladas métricas. Os dois conjuntos de dezoito bobinas completas cada têm uma massa de 1,23 x 10^6 toneladas métricas, chegando a quase 25% da massa total do veículo. O processo de formação das bobinas, como foi discutido no item 1, provou-se ser difícil de repetir com precisão durante as primeiras fases do projeto da classe Galaxy. Melhoramentos em materiais e procedimentos levaram a cópias mais precisas para uso em espaço-naves, embora a instalação de bobinas ainda siga um processo de comparação, onde as mais parecidas são instaladas em pares. Durante a troca das bobinas em uma doca ou base-estelar, a diferença máxima de idade entre a bobina mais velha e a mais nova não pode ser maior do que seis meses.

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Uma das bobinas de campo de dobra.

Quando é energizado, o vertério cortenide dentro de uma bobina causa uma mudança na freqüência da energia carregada pelo plasma para dentro do domínio do subespaço. Os pacotes quânticos de energia de campo subespacial se formam a aproximadamente 1/3 da distância entre a superfície interna da bobina e a externa, enquanto o vertério cortenide causa mudanças na geometria do espaço na escala Planck de 3,9 x 10^-33 cm. A energia convertida do campo sai pela superfície externa da bobina e irradia-se para longe da nacele. Uma certa quantidade de energia do campo se recombina na linha central da bobina, e aparece como uma emissão de luz visível.


A energia não convertida em campo de dobra escapa como luz visível.

Propulsão de dobra

O efeito de propulsão é conseguido por um número de fatores trabalhando em conjunto. Primeiro, a formação do campo é controlável no sentido horizontal, da frente para trás. Como os injetores de plasma disparam em seqüência, as camadas de campo de dobra se formam de acordo com a freqüência de pulso do plasma, e “empurram” umas contra as outras como já foi discutido. A força acumulada das camadas de campo reduz a massa aparente do veículo e induz a velocidade desejada. O ponto crítico de transição acontece quando uma espaço-nave parece, para um observador externo, estar viajando mais rápido do que c. Quando a energia total do campo alcança 1000 milicochranes, a nave parece cruzar a barreira de c em menos do que tempo de Planck, 1,3 x 10^-43 segundos, e a física de dobra garante que a nave nunca vai viajar a exatamente c. As três primeiras bobinas em cada nacele operam com uma pequena diferença na freqüência para reforçar o campo à frente do coletor Bussard e envolver toda a seção disco. Isto ajuda a criar a assimetria de campo necessária para impulsionar a nave para frente.

Segundo, um par de naceles é usado para criar dois campos balanceados, que interagem para manobrar o veículo. Em 2269, testes experimentais com uma única nacele e com mais de duas naceles forneceram uma rápida confirmação de que dois é o número ideal de naceles do ponto de vista da geração de energia e controle do veículo. Manobras na espaço-nave são efetuadas pela introdução de diferenças controladas na temporização de cada conjunto de bobinas, modificando desta maneira a geometria total do campo de dobra e a direção da nave. Movimentos de guinada (plano XZ) são controlados mais facilmente desta maneira. Mudanças na atitude do veículo são conseguidas através de uma combinação de diferenças na temporização e concentração do plasma.

Terceiro, a forma do casco da nave facilita o deslizamento para dobra e fornece um vetor para correção geométrica. A seção disco, que mantém a sua forma originada da idéia de sua utilização como um veículo para pouso de emergência, ajuda a moldar a parte anterior do campo através do uso do casco, uma elipse plana de 55º, que provou ser de grande eficiência nos picos de transição. O corte inferior da seção de engenharia permite vários graus de aderência do campo, prevenindo desta maneira o acúmulo de camadas em um ponto qualquer. Durante a separação da seção disco e operação independente da seção de engenharia, o software interativo do controlador do campo de dobra ajusta a geometria do campo para compensar pela diferença no formato da nave. No evento de perda acidental de uma ou mesmo ambas as naceles enquanto em dobra, a nave iria se desfazer linearmente, devido ao fato de que diferentes partes da estrutura estariam viajando a diferentes fatores de dobra.

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