第一章 技术及其性质 第三节 设计是技术的关键 (广东版)《技术与设计1》课文内容 2012年7月第3版第17次印刷 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。有许多设计都是创新活动,但重复的设计(如重复设计另一座大楼),侵犯他人版权的设计,落后的设计都不是创新活动。 技术的根本目的是解决实际问题,而设计正是产生解决问题的方法的主要途径。 设计的根本目的是解决实际问题,而设计正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)、程序设计和教学设计等。本书讨论的主要是技术设计(简称设计)。 设计创新从来源上可分为两大类:一是来源于有计划、有步骤的设计(design),如航天设计等;二是来源于偶然的发现,如抗生素药物的发现等。创新设计给技术的进步带来了巨大的推动力。 例 莱特兄弟设计出第一家飞机 1903年12月以前,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(Wilbur Wright and Orville Wright)发明了世界上第一架真正的飞机(图1-24)。 莱特兄弟都十分热衷于飞行研究,他们经常阅读、讨论有关飞行的报道和文献,关注着飞机研究的进程。他们发现,鸟在飞行过程中拐弯时,往往会转动和扭动翼尖和翼边,以保持身体平衡。他俩首先把这种现象与空气动力学原理相联系,并移植到飞机设计上。他们设计建造了一个小型风洞实验室。在风洞实验中,他们发现“飞机”主翼两端的后缘都向上拉升时,就能保持左右两方的稳定,这正是鸟平衡的方法之一。为了验证他们的理论和设计,他们制造了翼端卷曲,装有活动方向舵的滑行机。1900-1902年他们先后进行了1000多次滑翔飞行实验,不断改进设计,获得了大量宝贵的数据。 1903年,莱特兄弟在取得了大量滑翔飞行经验之后,在滑翔机上安装当时最先进的汽油活塞发动机,接着又试制了螺旋桨。就这样,一架用轻质木材为骨架、帆布为基本材料的双翼飞机制造成功,兄弟俩将其命名为“飞行者”号。后来,经过不断改进设计,他们于1908年用“飞行者”号创造出连续飞行2小时20分23秒的新记录。由此,他们的“飞行者”号被人们公认为世界上的第一架飞机。 今天,民用航空事业有了很大发展,飞机已经成为重要的交通工具。 由此可见,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。 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。以汽车的功能与性能的改变为例,19世纪80年代,人们成功地制造了燃烧汽油的内燃机,许多人设法用它来取代马匹,驱动车辆,得到“无马的马车”——汽车。但早期的汽车速度慢、效率低,存在许多问题。 世界汽车工业最先形成于美国。亨利.福特(Henry Ford)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(图1-25)。 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,并由此发明了多种新技术。(表1-3) 表1-3 改进汽车的各种新技术
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