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第三节 设计是技术的关键
埃菲尔铁塔矗立在塞纳河南岸法国巴黎的战神广场，它是世界著名建筑、法国文化象征之一、巴黎城市地标之一、巴黎最高建筑物。被法国人爱称为“铁娘子”。高320多米，相当于100层楼高。塔分三层，第一层高57米，第二层115米，第三层274米。除了第三层平台没有缝隙外，其他部分全是透空的。从塔座到塔顶共有1711级阶梯，现已安装电梯，故十分方便。每一层都设有酒吧和饭馆，供游客在此小憩，领略独具风采的巴黎市区全景：每逢晴空万里，这里可以看到远达70公里之内的景色。 。
世界著名的建筑设计欣赏

迪拜帆船酒店
The Burj al Arab
世界著名的建筑设计欣赏
位于中东地区阿拉伯联合酋长国迪拜酋长国的迪拜市，为全世界最豪华的酒店。帆船（BurjAl-Arab）酒店，又称"阿拉伯塔” ，又叫做“阿拉伯之星”。金碧辉煌、奢华无比的阿拉伯塔是世界上第一家7星级酒店。
阿拉伯塔最初的创意是由阿联酋国防部长、迪拜王储阿勒马克图姆提出的，他梦想给迪拜一个悉尼歌剧院、艾菲尔铁塔式的地标。经过全世界上百名设计师的奇思妙想加上迪拜人巨大的钱口袋和5年时间，终于缔造出一个梦幻般的建筑——将浓烈的伊斯兰风格和极尽奢华的装饰与高科技手段、建材完美结合，建筑本身获奖无数。 阿拉伯塔仿佛是阿拉丁的宫殿：墙上挂着著名艺术家的油画；墙上挂的画则全是真迹。每个房间有17个电话筒，门把和厕所水管都“爬”满黄金，每个套房中还有为客人解释各项高科技设备如何使用的私人管家┉┉全部202间套房中，最低的房价也要900美元一晚，25层的皇家套房则需18000美元一晚——这里搜罗了来自世界各地的摆设，有私家电梯、私家电影院、私家餐厅、旋转睡床、可选择上中下三段式喷水的淋浴喷头等等。 景色旖旎的绵长的沙滩海岸和温暖的大海，迷人的沙漠是喜欢冒险的游客的理想地
世界著名的建筑设计欣赏
酒店内的AI-Mahara海鲜餐厅仿佛是在深海里为顾客捕捉最新鲜的海鲜，在这里进膳的确是难忘的经历——要动用潜水艇接送。从酒店大堂出发直达AI-Mahara海鲜餐厅，虽然航程短短3分钟，可是已经进入一个神奇的海底世界。沿途有鲜艳夺目的热带鱼在潜水艇两旁游来游去，美不胜收。安坐在舒适的餐厅椅上，环顾四周的玻璃窗外，珊瑚、海鱼所构成的流动景象，伴随客人享受整顿写意。
世界著名的建筑设计欣赏
吴哥窟（Angkor Wat）又称吴哥寺，位于柬埔寨，被称作柬埔寨国宝，是世界上最大的庙宇，同时也是世界上最早的哥特式建筑。
世界著名的建筑设计欣赏
悉尼歌剧院
世界著名的建筑设计欣赏
?悉尼歌剧院（英语：Sydney?Opera?House，SOH）位于澳大利亚悉尼，是20世纪最具特色的建筑之一，也是世界著名的表演艺术中心、悉尼市的标志性建筑。该剧院设计者为丹麦设计师约恩·乌松，建设工作从1959开始，1973年大剧院正式落成。
伦敦塔桥（Tower Bridge），是一座上开悬索桥，位于英国伦敦，横跨泰晤士河，因在伦敦塔（Tower of London）附近而得名，是从泰晤士河口算起的第一座桥（泰晤士河上共建桥15座），也是伦敦的象征。该桥始建于1886年
Tower Bridge London
世界著名的建筑设计欣赏
伦敦塔桥的设计颇为合理，在世界桥梁建筑业中有口皆碑。两岸两座用花岗石和钢铁建成的高塔，高约60米，分上下两层。上层支撑着两岸的塔，下层桥面可让行人通过，也可供车辆穿行。如果巨轮鸣笛而来，下层桥面能够自动往两边翘起，此时行人可改道从上层通过。桥内设有商店、酒吧，即使在雨雪天，行人也能在桥中购物、聊天或凭栏眺望两岸风光。
Leaning Tower Pisa比萨斜塔
世界著名的建筑设计欣赏
世界著名建筑奇观，意大利的标志之一意大利.由著名建筑师那诺·皮萨诺主持修建。建于1173-1350年高约56米的比萨斜塔耗费了177年才得以完工，它位于罗马式大教堂后面右侧，是比萨城的标志。开始时，塔高设计为100米左右，但动工五六年后，塔身从三层开始倾斜，直到完工还在持续倾斜，在其关闭之前，塔顶已南倾(即塔顶偏离垂直线)3.5米。塔底直径15.24米，；现塔顶南倾已超出垂直平面5.3米，斜度为5°6′
由于倾斜程度过于危险，比萨斜塔曾在1990年1月7日停止向游客开放，经过11年的修缮，耗资约2500万，斜塔被扶正44厘米，基本达到了预期的效果。专家认为，只要不出现不可抗拒的自然因素，经过修复的比萨斜塔，300年内将不会倒塌。2001年12月15日起再次向游人开放。
从2001年开始，一个10人的强力修复小组开始利用激光、凿子和注射器清洗塔身，他们花费了八年零三个月的时间，清洗了24424块石头才让这座独立的七层钟楼看起来焕然一新。
Kauffman Residence or Fallingwater
考夫曼的住所或流水别墅
世界著名的建筑设计欣赏
流水别墅位于美国匹兹堡市郊区的熊溪河畔，1934年由美国建筑师弗兰克·劳埃德·赖特所设计，是现代建筑的杰作之一。流水别墅在空间的处理、体量的组合及与环境的结合上均取得了极大的成功，为有机建筑理论作了确切的注释，在现代建筑历史上占有重要地位。流水别墅在完工后不久便被《时代》杂志称颂是“赖特最美的杰作” 。 同时也名列《史密森尼》杂志28个“一生中一定得造访一次的地点” 。
熨斗大厦
奇特的熨斗形状由芝加哥建筑师丹尼尔·伯恩罕设计在1902年完工时曾是纽约最高的大楼，建筑尖端的部分大约只有2米宽，但高达22层楼，87米。当时当地居民对此大楼相当不看好，甚至下赌注看大楼被风吹倒时的瓦砾能飞多远。今日，熨斗大厦经常在电视广告和记录片里出现，为纽约市早期著名的地标。
世界著名的建筑设计欣赏
一、技术创新的重要途径－－设计
设计是指基于预定的设想和目标，遵从
相关的原则和规范进行的构思和规划，最后
用某种形式（模型、图纸、图表、文字文本
等）表达出来的活动。
技术的根本目的是解决实际问题。
设计是产生解决问题的方法的主要途径。
设计可以是技术设计、艺术设计、工业设计（包括外观、概念、平面、景观设计等）和教学设计等。
一、技术创新的重要途径－－设计
精巧的设计，可大大地推动技术发明和技术革新，使技术水平及其产生的效益达到新的高峰。
设计是技术的关键。
技术设计从来源上可分为两大类：一是来源于有计划、有步骤的设计，如航天技术；
二是来源于偶然的发现，如鲁班发明锯子
1903年以前，人类还没有坐过任何比空气重的飞行器离开地面，是美国的莱特兄弟发明了世界上第一家真正的飞机。
以轻质木材为骨架、帆布为基本材料的双翼飞机－－兄弟俩将其命名为“飞行者”号。后来经过不断改进，1908年，飞行者号创造出连续飞行2小时20分23秒的新纪录，因此，它被公认为世界上的第一架飞机。
莱特兄弟设计出第一架飞机
二、设计需要不断改进
创造性的设计不断推动着技术的进步，改变着我们的生活。
世界汽车工业最先形成于美国。亨利.福特是美国汽车工业化的先驱者。他于1883年开始从事汽车设计制造业，积极设计研制结构简单实用、性能完善而售价低廉的普及型轿车。
亨利.福特
福特T型汽车
福特T型车（英文：Ford Model T；俗称：Tin Lizzie或Flivver）是美国亨利·福特创办的福特汽车公司于1908年至1927年推出的一款汽车产品。第一辆成品T型车诞生于1908年9月27日，位于密歇根州底特律市的皮科特（Piquette）厂。福特T型车的面世使1908年成为工业史上具有重要意义的一年：T型车以其低廉的价格使汽车作为一种实用工具走入了寻常百姓之家，美国亦自此成为了“车轮上的国度”
二、设计需要不断改进
设计是技术的关键
二、技术设计需要不断的改进革新
案例：漫长的汽车发展史
1876年美国
“煤气动力的伪装马车”
设计是技术的关键
二、技术设计需要不断的改进革新
案例：漫长的汽车发展史
1883年，戴姆勒在奥托
基础上制造出第一台
四冲程汽油压缩机，
被证明是当时最好的
机器动力。
设计是技术的关键
二、技术设计需要不断的改进革新
案例：漫长的汽车发展史
1886年德国卡尔·本茨制造出
公认第一部汽油发动机汽车
设计是技术的关键
二、技术设计需要不断的改进革新
案例：漫长的汽车发展史
1889年使用了摩擦离合器滑动齿轮
的传动变速系统和双缸发动机的戴
姆勒试验汽车
设计是技术的关键
二、技术设计需要不断的改进革新
案例：漫长的汽车发展史
1895年法国普戈特
汽车率先装上充气
汽车轮胎
设计是技术的关键
二、技术设计需要不断的改进革新
案例：漫长的汽车发展史
1901年梅塞德斯用现代转向装置
——方向盘代替了原来的导向杆
设计是技术的关键
二、技术设计需要不断的改进革新
案例：漫长的汽车发展史
1908年美国汽车
大量使用电喇叭
技术的创新
三、技术设计需要不断的改进革新
案例：漫长的汽车发展史
1908年廉价实用的
福特T型车上市
二、技术设计需要不断的改进革新
案例：漫长的汽车发展史
1942年克莱斯勒
生产出配有高压缩比
发动机的汽车
三、技术设计需要多种知识的整合
三、技术设计需要多种知识的整合
三、技术设计需要多种知识的整合
三、技术设计需要多种知识的整合
三、技术设计需要多种知识的整合
三、技术设计需要多种知识的整合
三、技术设计需要多种知识的整合
三、技术设计需要多种知识的整合
三、技术设计需要多种知识的整合
三、技术设计需要多种知识的整合
汽车发明100多年来，人们通过不断的精心设计，改进着汽车的各种性能，不断增加汽车的先进功能，并由此发明了多种技术。
二、设计需要不断改进
二、设计需要不断改进
改进设计 作用
改进发动机的点火、燃烧系统 提高燃烧效率和输出功率
改善机械传动系统 提高传动效率、动力性、耐用性，提高车速，实现自动换挡。
改善制动系统和转向系统 提高制动性和操纵稳定性，
设置自动防撞系统，安全防撞气囊 保护司乘人员在撞车时免受伤害
改进悬挂系统 提高行驶的平顺性和舒适性
二、设计需要不断改进
改进汽车轮胎 保证汽车在高速状态下长时间运行不出故障，提高使用寿命
设计汽车自动驾驶系统和卫星导航系统 实现自动驾驶、导航
设计防盗系统 防盗
设计适用不同能源的汽车 适应环保的要求和开拓新的可用能源
设计车内装饰和电子电器装置 提高舒适性
三、设计需要多种知识
技术发明和技术活动往往需要多种知识的综合运用。
这种综合不是简单的组合，而是在不同情况、不同条件下有机的综合运用。
汽车设计与制造技术所用到的几种知识：
三、设计需要多种知识
应用到的知识 用途或功能 说明
燃烧学和热力学 使燃料燃烧更完全，产生最大的推动力 不同燃料混入空气的量不同、点火时间不同
机械学和力学 研究各部件的承重状况、传动方式 不同吨位、不同用途、不同型号的汽车，有不同的要求
材料学 使各部件材料性能满足功能要求 由于不同部件受力状况不同和温度不同等,应采用不同的材料
传热学 保证各部件温升不超过规定值以及空调系统正常工作 采用风冷、水冷、自然冷却多种方式配合
电工学 蓄电池充放电、点火、照明、显示系统 各种车型的功能和工作方式不同
三、设计需要多种知识
电子学
计算机科学 发动机点火、防盗、智能防撞、导航、娱乐及车载信息系统 提高汽车的动力性、安全性、舒适性和信息化水平等
液压传动学 利用液体传动压力 用于自动变速器、无级变速器、制动及动力转向等
流体力学空气动力学 减少动力的阻力，提高运动速度 包括设计流线型外壳等
美学 使汽车美观漂亮 包括外形、颜色搭配等
人类工程心理学 使设计的功能更完善、操作系统的使用更为舒适、方便 包括适用不同身高、性别的人等。例如：调节司机座位的前后来适应不同身高的驾驶人的需要
二十世纪十大技术事故
　　1899年,连接加拿大Winnipeg市和Moncton市的魁北克大桥开始修建。这座大桥是当时世界上最长的悬臂桥，1899年动工，经历了1907年和1916年两次坍塌，直到1917年才真正竣工通车。
1907年的第一次坍塌灾难极为深重：这座大桥本该是美国著名设计师特奥多罗·库帕的一个真正有价值的不朽杰作，库帕曾称他的设计是“最佳、最省的”。可惜，它没有架成。库帕自我陶醉于他的设计，而忘乎所以地把大桥的长度由原来的500米加到600米，以成为当时世界上最长的桥。桥的建设速度很快，施工组织也很完善。正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时，人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响——大桥的整个金属结构垮了：19000吨钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。由于库帕的过份自信而忽略了对桥梁重量的精确计算，导致了一场悲剧。
一、1907年加拿大魁北克大桥坍塌
“泰坦尼克”号是英国豪华客轮，有11层楼高、相当于3个足球场长，是当时海上最大、最豪华的巨轮。船底有双层底，分成16个水密舱，被认为是“永不会沉没之船”。在1912年4月14日午夜，该船以41公里的时速行驶在纽芬兰大浅滩南150公里处。据认为船长没有考虑到正在靠近的危险而船速过快，船与46000吨重的巨大浮冰相撞，导致5个水密舱破裂而全船沉没，1513人丧生。泰坦尼克船上有2224人，救生艇只能容纳1178人。
二、1912年英国泰坦尼克号客轮沉没
二十世纪十大技术事故
二十世纪十大技术事故
　　该气球约300米长，是当时升向天空的最大球体，由德国人操纵，球内装有30万立方米氢气。当气球正在接近拴气球的柱子时，突然发生了爆炸，气球顿时变成一个巨大的火把。令人难以置信的是，刚刚乘这个气球邀游天空的97名乘客中竟有61人死里逃生。调查结果表明，氢气球降落时，其中一个氢气垫可能破裂，随后由电火花或空中释放的电点燃了从裂缝中漏出的氢气。
三、1937年德国兴登堡氢气球破裂
四、1963年美国“长尾鲨”号核潜艇沉没
二十世纪十大技术事故
　　价值达4500万美元的美国“长尾鲨”号核潜艇，长85米，排水量3750吨，载有萨布罗克反潜导弹，也是当时最大的核弹。它作为美国同级核动力攻击型潜艇中的第一艘，于1960年7月9日下水。
1963年4月10日，它在距好望角408公里处作下潜300米的潜水试验时，神秘地沉入2300米深的海底，夺走了艇上129名船员的生命，造成潜艇史上一次最大的悲剧。事故原因始终未查出，但有证据表明系材料问题。
五、1963年意大利维昂特拱坝水泻
二十世纪十大技术事故
　　横亘于意大利维昂特河上的混凝土拱坝，位于两座陡峭的山坡之间，高858英尺，顶长625英尺。1963年10月9日，贝卢诺附近的一股水流自维昂特大坝上100米高处直泻而下，在仅仅几秒钟内就淹没了山谷内的5个村庄，4000人丧生。
令人奇怪的是，翌日清晨，大坝与水库如常，安然无恙。后来进行的调查表明，由于连续4周的降雨，没过了大坝边上的山坡，将1.5亿吨的泥石自山坡滑入长7公里、深300米的水库中，使等量的水从库中排出，这些水又席卷了它在山谷中遇到的一切。而大坝的设计者都忽略了这一危险，没有制订持续检查山坡状况及其加固的措施。
六、1974年土耳其DC-10飞机失事
二十世纪十大技术事故
1974年3月3日，土耳其航空公司的一架美制DC-10客机从法国首都巴黎附近的奥利机场起飞。飞机载着335名旅客、11名机组人员和大量行李升入4000米高空，飞往英国的伦敦。8分钟之后，一声爆炸毁灭了这个庞然大物及全部机上人员，造成当时最大的空难。调查表明，飞机行李舱的舱门设计有误 。
七、1979年美国宾夕法尼亚核反应堆事故
二十世纪十大技术事故
　　1979年3月，美国宾夕法尼亚州的哈里斯堡核反应堆发生一起事故，由于迅速及时地采取措施，完美地排除了即将发生的一场悲剧。这一事故使人们在核安全系统方面进行了一些修改，即不仅配备活性物质，还要配备纯性物质，确保安全。
八、1981年美国堪萨斯城饭店倒塌
二十世纪十大技术事故
二十世纪十大技术事故
　 1978年冬，美国霍华德市中心大厅因大雪压顶而倒塌，值得庆幸的是厅内空无一人。然而，1981年7月17日堪萨斯城饭店发生的一次类似事件却没有那么幸运。该饭店的玻璃大厅内聚集着1500人，夜总会即将结束。大厅上方的4层凉台上都站满了人。突然间，一声巨响，凉台的横梁倒塌，掉到了充满歌乐声的大厅中，造成113人死亡，200人受重伤。这一惨案的结论是：空中通道和凉台的构造设计有缺陷，从墙壁至立柱间的空中距离过长。
九、1984年印度博帕尔化工厂中毒事件
二十世纪十大技术事故
　　1980年，印度博帕尔化工厂开始生产一些专治危害小麦害虫的化学农药。1984年12月3日，天还没亮，含有该厂生产的农药成分的毒云笼罩了全城，当时市民们仍在睡梦中。人们从朦胧中被毒气熏醒，头重脚轻，四肢无力，而且得不到任何帮助，约1万人躺在了博帕尔市的大街上，再也没有起来，另外10万人不同程度地中毒。后来该公司宣布造成这一事故的原因时说，在甲烷储存罐中错误地倒进了100公升水，水使甲烷的温度升到摄氏200度。然而，储存罐中的冷却系统和一旦毒气外泄时所使用的中和系统均未发生作用，于是压力挤开了储存罐的阀门，毒气因此飘散。
1986年4月26日凌晨，苏联基辅以北130公里处的切尔诺贝利核电站，4号反应堆发生猛烈爆炸，熊熊烈火直升天际，反应堆内放射性物质大量外泄。7天后大火才被扑灭。150多天之后，已报废的4号反应堆被埋在巨大的“石棺”下。苏联当局承认，“事故的原因显然是主观问题，人为的错误”。据认为，电站中石墨燃烧造成了大火，使反应堆中产生的热量不能散发，导致原子堆芯融化，酿成了核能开发历史上最严重的一次悲剧。
十、1986年苏联切尔诺贝利核电站事故
二十世纪十大技术事故
第三节 设计是技术的关键
小结：
1、设计可以大大地推动技术发明和技术革新。设计是技术的关键。
2、设计需要不断改进
3、设计需要多种知识

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