太空航行与作战技术导论

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第四章 太空军舰的设计与制造篇(2/8)

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实验室里面的粒子加速器就是很好的证据,例如以首次制造出反氢闻名的欧洲粒子物理实验室(cern),其所拥有的最大粒子加速器便长达二十七公里之谱(环形)。而这么大的武器,当然也只有大的船才装的下。

最后,使太空船舰加大的一个最重要的因素,则是太空船「能够」被建造到那么大。这是由于受到(或者说不受)建造与运用环境的影响。

首先,在地球或是其它星球上,由于有重力存在,因此各种载具有其大小上的极限。大型人造物体必须特别加强抵抗重力的结构与材质,并在支撑结构上投入额外的成本,而这种成本一般会随大小的立方比增长。此乃因体积为边长的力方之故。越大(特别是越高)的人造物,其底层受力就越大,支撑结构质量与空间所占的比例也就越高。因此人工建造物若作的太大,则若非载具的组成结构无法承受本身重量而自己压垮自己,否则就是出现超级昂贵的成本与价格效用比极端低落的情况。

其次,空中飞行的飞机所消耗的大部分能量是用来对抗重力使自己浮在空中,因此有严格的重量限制。这个原因使得飞机的重量远远低于水面舰船(体积就不一定了)。可是太空中没有重力,不需要耗能漂浮,这方面和地球上的水面舰是一样的。

此外,水面舰船的总体密度必须小于一,否则就无法浮在水上。然而太空军舰不可能「沈没」,顶多只会「爆散」,故此没有比重上限,在同重量的条件体型会比水面军舰紧致,而在同体积的条件下重量将远比水面舰艇高的多。

简单来讲,所有的原因都环绕在一个关键要素上:「重力」。就是因为太空中没有重力,所以才会有这种惊人的体型发展的环境。因此太空船在建造时,几乎不会有大小的上限,体积可以非常大。极端的来说,要做成星球等级的大小也并非不可能。例如星际大战里的死星就是典型的行星规模军舰/战斗站。当然,越大的船也就需要消耗越多的燃料。若燃料没有在船只放大时成比例增加,则结果就是速度与机动力的降低,变成只适合执行浮游炮台任务的战斗基地而非舰队作战任务的战舰了。

但是以上的情况同时也意味著一件事,专为太空环境建造的船舰将不可能直接降落在星球表面。星球联系船、强袭登陆舰之类需考虑重返大气与降落等问题的船只必须以不同的概念专门设计来适应重返大气与星球降落的问题。但这些船只也仅能适用于特定用途,战力将远比不上专为太空环境设计的军舰,故而亦将不会投入一般的太空舰队作战中。

二、长筒型的基本构型与细长的外观

在武器篇里曾提到,太空战舰的主炮将以粒子炮为主,炮管会集中在舰首。考量粒子炮长度(可能达舰身总长的90以上,甚至有可能达100),整艘船理所当然就会成为长型的结构。此外在太空航行导论里面也曾经提到,太空船引擎的配置必需对称于质心前进轴,否则会引起偏转运动。而这将会使船身在横截面呈圆形。结合以上两点,我们可以得知,太空船基本上将呈现长筒型的构型。

当然,太空船不一定是单纯的长筒构型,也有可能是几个同心长筒套叠而成的复杂长筒型,例如以内圈较长的炮管加上外圈的环型配置引擎(或是反过来,外圈炮管内圈引擎),这时炮管长度即等于船舰总长。唯一可以确定的是,太空船的长度将会远大于其宽度(或者说其直径)。这是由于粒子武器的加速轨远远大于其口径的关系。例如cern那长27km的粒子加速器里,管道直径(含人员维修用走道)也不过只有数公尺之谱而已。

注:cern的粒子加速器照片/el

太空军舰设计成长筒型的另一个原因在于,尽量减小前进方向的横截面积将可以大幅减低自己遭命中的机率,同时如果要在前方装设装甲的话,减少装设装甲面积也等于减少重量,或是在装甲重量不变的情况下增加装甲的厚度。事实上,近代主力战车的设计就有这种用意在内-低矮的车身与较低的正面宽度(这同时也有利于铁路运输),并尽量增加正面装甲厚度。

在以上的考量下,太空船将会有巨大的长宽比。例如一艘长两千公尺的战舰,直径可能仅有数十至上百公尺,从侧面看将会极为细长。

三、舰船高度自动化

很明显的,太空军舰上的乘员人数将会非常少。其实不要说未来的太空战舰,就是现代的新一代船舰设计里,拜自动化技术进步之赐,人员编制都只有上一代军舰的一半到三分之二。而在未来自动化程度更高的时候,人员数量当然会更少。

需要注意的是,近代的军舰编制的人员,实际上要大大超过战斗运作的最小人员需求。一般而言,各国海军作战舰艇固定编制人员通常会比实际最低运作需求超编25以上,有时甚至可以达到50。例如美国的勃克级驱逐舰定员约为350人,但实际上只要200人左右就可以正常运作。

舰艇乘员超编有两个意义。其一,在发生人员伤亡时,可以有替补的人手。其二,在舰艇受创时,有足够的人力进行损坏管制与紧急修复。其实在非战斗环境下,比如一般的百万吨级油轮,或数万吨级的货柜轮,即使在考量轮班的需求下,乘员数量通常也不超过20人。

而在二十一世纪初期的自动化技术改进下,对前述第一类的人员需求大量

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