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