乐高建筑师 - 续章4（终章）
本书内容
本页包含《乐高建筑师》系列的最后部分，涵盖：
- 微尺度城堡塔楼
- 房屋装置与配件（厨房、卫生间、淋浴等）
- 中世纪旅馆完整建造指南
- 照明系统设计（火把、烛台、各类灯具）
- 树屋与自然场景
- 迷你家具制作大全
- 鬼屋与恐怖场景设计
An entire castle tower can be made from
three or four round bricks at microscale. The fantasy castle has three gold
topped towers with windows made from holes in some of the round bricks.
FIXTURESAND FITTINGS
1x1round plate hob ring
Dart of the fun of building a LEGO? house is creating items to play with inside it. Think about how your minifigures will use the interiors of their new home and design the functional spaces, equipment, and little luxuries they might need.
HAMBURGER KITCHEN
Theme your interiors around the style of your house.It’s no surprise that the hamburger house’s interiors are filled with fast-food-friendly kitchen equipment!
Oven isa container box with a pull-down door
1x2x3 cornerbrick counter
The front of the sink is a 1x2 panel withtwo sides
2x3x2 cupboard piece is built into thewall
KITCHEN COUNTER
This fitted kitchen has everything in one - cupboards, drawers,and an oven.But it looks like its minifigure owners prefer a takeaway pizza to cooking!
KITCHEN SINK
This looks like a nice place to wash up!As well as a wide sink,this kitchen fixture has a draining board for drying dishes and bright flowers on the windowsill.
TOILET
or apoo piece!
When nature calls,it’s time to head here! This tiny toilet has a bowl made from an inverted dome,a round tile lid, and a well-placed round brick toilet roll.
SHOWER
Rub-a-dub-dub! Build your minifigures a shower to make them feel factory fresh. This one has a powerful-looking showerhead made from a radar dish.
MEDIEVALINN
INSIDETHEINN
Once you have an inn with solid walls, you could add some interior details,such as a desk,cupboards,benches,tables, and lighting,to make it look inviting.
TIMBERDETAILS
Now the windows and door are fixed inside the walls along with more timber details.There are carvedwood panels on either side of the windows and a matching frame around the door.
TIMBEREDTOPFLOOR
Many medieval buildings have upper floors that are bigger than the floor below, like the inn. This is called “jettying”. The inn’s timber-framed top floor also has a balcony overlooking the street.
TILEDROOF
Complete the medieval inn with a clay tile roof. The slope-brick tiles above the windows are
angled slightly differently from
the rest to protect the windows from rain and snow.
LIGHTING
I t’s time to shine a light on lighting! I Without it, your minifigures would have a hard time getting around their homes and streets in the nighttime. Here are some ideas for indoor and outdoor builds that might give you a light-bulb moment.
This is called a “treetop”piece
Candle piece with a tiny flame on top
1x2 rounded plate has two open holes
WALLTORCH
Ancient castles or caves are often lit by wall torches that can be removed.This torch is made from a telescope piece,which attaches to a brick with clip built into the wall.
CANDELABRA
This fancy light is called a candelabra It’s a candle holder with four arms made from rounded plates.A four-pronged connector holds them all together.
The curves are paint roller pieces!
Hanging lightbulb is a minifigure head
Is it bright in here?
The ornate post is all one piece
FLOORLAMP
This modern lamp stands on a bar with stopper. The“bulb”that fits on top is a transparent minifigure head!
LAMPPOST
Without lampposts, how would minifigures find their way home in the dark? This one has a curvy, hanging lamp design.
The bottom of this lamp is a tap piece
SECURITYLIGHT
1x2 tile lens
hangs from a 1x1
DOORWAYLANTERNS
This bright light can flood the exterior of a house at night. It’s mounted on the wall with a headlight brick’s side stud.
Add lanterns to the outside of your house’s doorways, so your minifigures can always find their keys in the dark. These three lantern designs fit onto side studs in the wall.
GARDENLIGHTS
These little low lights can illuminate a garden path. Stylishly simple,they’re each made from just three pieces.
1x1brickwith side stud
TREEHOUSE
Ip on the top perch of this treehouse, high among the canopy of the surrounding trees, your minifigures can escape the modern world and get back to nature. Perhaps too much so! It hastwo platforms that are built out of the thick tree trunk and a rope for climbing up and down.
Kevin, your boss is on the phone. She’s wondering why you aren’t at work.
I’d better go now, Chimpy.
Stacked2x2 round bricks
Branches are plant leaf pieces
Slopebrick tree root
Layered round plates make an uneven forest floor,
PUTTINGDOWNROOTS
Build gnarly tree roots from any slope bricks and rounded bricks you have in your collection. The bricks in the middle of the trunk won’t be seen on the final model so they can be any colour you like.
BRANCHINGOUT
As the tree trunk gets taller,it becomes more round and branches start to appear.Adding a layer of roundedplates above the tree roots makes the
MEDIEVAL CASTLE
The winner
INTIMIDATINGGATE
Now the medieval castle has a large,heavy gate to keep out would-be invaders! It has big black door hinges made from
FURNITURE
ven minifigures like to flop down on a soft-looking sofa after a hard day’s work! Adding moveable items like chairs, tables, beds, and cupboards will bring comfort and character to the interiors of your LEGO homes.
SIDEBOARD
A sideboardis often theplacewhere thebest glasses,plates, and cutlery in the house are stored. This sideboard is particularly
BED
Give your minifigures a warm bed to come home to.This single one has a smooth tile and cheese slope duvet,and a headboard made from a bow window piece.
SOFA
This brightly coloured LEGO sofa may not be soft,but it’s perfectly suited to a minifigure’s needs. lt has tile cushions attached to sideways-facing studs built into the back of the sofa.
Books are 2x2plates and a tile, turned sideways
If you don’t have specially printed tiles,plain ones would alsowork
HOMEOFFICE
Hardworking minifigures
may need a home office like this one, complete with a lamp, desk, and
swivel chair. On the desk are neatly organized books,a desktop computer, and a mobile phone.
1x1 cheese slope bookends
2x2 round jumper plate chairbase
COFFEETABLE
This tiny table has two jumper plates on the top to attach a mug of coffee and a plate of biscuits to!
It looks like someone has taken one already!.
1x2 rounded platetable legs
ARMCHAIR
This snug armchair has just the right dimensions for a minifigure’s bottom!lts curved back and arms are made from the same curved slope pieces.
COSY ROOM
Once you’ve got the hang of LEGO furniture building,you could fill a room with your new creations,as in this cosy scene in the festive house from pages 26-27.
Of course / won’t do the custard pie trick again this year!
HAUNTED HOUSE
This 1x4x1 fence adds a spooky detail to the top roof section
ake care if you step beyon the tall iron gates of this home - it’s the kind of place where things go bump in the night. With a creepy colour scheme, a shadowy basement, and a creaky old tree in the garden, this haunted house is suretobe filledwith hidden horrors.
Railings made from skeleton legs clippedtoabar
1x1 plateswith
verticalteeth createan
unwelcoming doorway
No cheese, please -it gives me nightmares.
Attach skittering critters to 2x2 jumper plates in the basement, Slope pieces make treerootsfor the autumnal tree
Bare tree madefrom archbricksin different sizes
This 1x4 brickforms the base of the second step
FRIGHTFUL FOUNDATIONS
The whole haunted house is built on a base plate. Begin by building the outlines of the basement floor and the front steps,then attach tiles to the front of the base plate to create a jaggedly winding garden path.
WHATLIESBENEATH?
Cover the basement level with plates for the lower-level rooms’floors and tiles for the hallway. There are two stacked bricksbehind each of the railing pieces to make the basement appear eerily dark.
Penguin Random House
Senior Editor Helen Murray
Project Art Editor Jenny Edwards
Senior Production Editor Jennifer Murray
Senior Production Controller Louise Minihane
Managing Editor Paula Regan
Managing Art Editor Jo Connor
Publishing Director Mark Searle
Packaged for DK by Plum Jam Editor Hannah Dolan Designer Guy Harvey
Models designed and created by Jessica Farrell
Dorling Kindersley would like to thank: Randi Sorensen, Heidi K. Jensen, Paul
Hansford, Martin Leighton Lindhardt, Nina
Koopmann, Charlotte Neidhardt, and Lis
Christensen at the LEGO Group; Nate Dias for supplying all model images and breakdowns; and Julia March and Jennette ElNaggar at DK for proofreading.
Manufactured by Dorling Kindersley, One Embassy Gardens,8Viaduct Gardens,London SW117BW, under licence from the LEGO Group.
10987654321 001-324043-Oct/2021
First published in Great Britain in 2021 by Dorling Kindersley Limited DK, One Embassy Gardens,8 Viaduct Gardens, LondonSW117BW
The authorised representative in the EEA is Dorling Kindersley Verlag GmbH.Arnulfstr.124, 80636 Munich, Germany
Page design copyright 2021 Dorling Kindersley Limited A Penguin Random House Company
LEGO,the LEGO logo,the Minifigure, and the Brick and Knob configurations are trademarks of the LEGO Group. 2021The LEGO Group.
All rights reserved.
No part of this publication may be reproduced, stored
in orintroducedinto a retrieval system,or transmitted,
in any form,or by any means (electronic, mechanical, photocopying,recording,or otherwise),without the prior written permission of the copyright owner.
A CIP catalogue record for this book is available from the British Library. ISBN: 978-0-2415-0627-1
Printed and bound in China
For the curious www.dk.com/legohouses www.LEGO.com
MIX
Paper from
responsible sources
FSC*C018179
This bookwas made with Forest Stewardship CouncilTM certified paper- one small stepin DK’s commitment to a sustainable future.
JEFFFRIESEN
LEGOAGOGO 30MODELESDE PONTS,BATEAUX,FUSEES,TRAINS…
摘要
探索工程领域最伟大成就！
适合6岁以上儿童
30个LEGO?模型制作方案从经典的 积木开始，尽情构建30个人类工程领域伟大成就的复制品：悬索桥、高速列车、潜艇、摩天大楼、飞艇·…同时，利用这个机会（再次）了解支撑这些结构的基本原理，以便使你的创作更加逼真。无论你是 的年轻粉丝还是热衷的成年人，通过制作这些科技奇迹进入迷人的工程世界。
本书未经LEGO?集团授权或批准。
JEFFFRIESEN
? LEGO A GOGO
30种桥梁、船只、火箭、火车··模型
版权 2022 由Jeff Friesen 所有。英文原版书名：The LEGO Engineer，ISBN 978-l-718-50250-5,由 No Starch Press Inc.出版。地址：245 8th Street，旧金山，加利福尼亚州，美国94103。法语第一版版权 2022 由 SAS Editions Eyrolles 在 No Starch Press Inc.许可下出版。版权所有。
授权翻译自英文作品 The LEGO Engineer，作者Je，ISBN 978-1-718-50250-5，由 No Starch Press 出版。ffFriesen（ISBN 978-1-718-50250-5），由 No Starch Press 出版。
由LudovicLacasse从英文翻译。排版：STDI
注意：本书的原始版本为彩色，在黑白阅读器上阅读可能会降低其相关性和理解度。
根据1957年3月11日的法律，未经出版商或法国版权利用中心（20ruedesGrandsAugustins，75006巴黎）的授权，禁止以任何形式完整或部分复制本书。
Eyrolles出版社，2022年ISBN: 978-2-416-00859-7
献给我的祖父母， 他们为简单的生活增添了无数光彩。
摘要
抛开灰尘和木屑，乐高为无数孩子（也许还有同样多的成人）提供了他们与工程世界的首次接触。许多大学课程已经通过组装、测试、跌倒、摔碎、丢弃和重新组装这些简单的塑料积木而直观地吸收。乐高还激发了在大学课程中无法获得的工程技能，包括好奇心、创造力、耐心以及毅力。一个像杰夫·弗里斯恩这样著名的乐高艺术家也制作了一系列模型，庆祝了世界上许多最著名的工程成就。
与每个精心设计的模型并行，杰夫还准备了一堂关于相应工程原理的简短课程。教育研究继续证明学习与身体运动之间存在强烈的联系。我相信我不是唯一一个在散步或动手工作时解决问题或获得启示的人。通过运动和触摸，我们的头脑以不同的方式处理和存储信息：在研究支撑它的科学的同时制作乐高模型是一种非常令人满意的体验，这是一种学习新事物的绝对更有效的方法。
我仍然记得我受乐高启发的第一次成果，比如错位积木组装的坚固性一座高塔的基座宽度与其稳定性之间的关系，以及发现规划、设计和施工解决方案所带来的自豪感。几十年后，这些最初的灵感继续滋养我对工程的热情。我们的疯狂世界显然是一个源源不断的重要和刺激问题，需要解决，我们需要相应数量的热情工程师和被工程所吸引的人。接下来的页面无疑会激发兴趣和
我们对所设计的地方、结构和机器充满热情。
GradyHillhouse实用工程网站创建者
目录
前言LEGO拼装指南
PONTS ET TUNNELS
梁桥 沉浸式翻译乐高梁桥
拱桥PONTENARCENLEGO
P网状网状乐高网状桥
悬臂桥乐高悬臂桥
PONT SUSPENDUPONTSUSPENDUENLEGO
PONT A HAUBANS悬索桥乐高
隧道和隧道工隧道和隧道工乐高
摘要
蒸汽火车乐高蒸汽火车柴油-电力火车乐高 柴油－电力火车新干线乐高新干线磁悬浮列 车乐高磁悬浮列车超环列车
乐高超环列车
浮动物体
BATEAUDE CROISIERE 乐高邮轮
集装箱船 乐高集装箱船
LE TITANIC 乐高泰坦尼克号
气垫船 沉浸式翻译 乐高气垫船
潜水艇 乐高潜水艇
飞行器
飞艇乐高遥控飞机
飞机乐高飞机
直升机乐高直升机
喷气式飞机乐高反应式飞机
建筑物
扭曲摩天大楼乐高扭曲摩天大楼绿色建筑乐高绿色建筑铅笔塔乐高铅笔塔交织乐高交织
塔式起重机乐高塔式起重机
太空之旅
火箭发射台乐高火箭发射台
猎鹰重型乐高猎鹰重型
LASTATIONSPATIALE INTERNATIONALE
S国际空间站英文缩写太空发射系统乐高太空发射系统
EGO
致谢图片版权参考文献索引
前言
每个乐高项目都是一个工程项目。从新想法的产生到模型的展示，这一过程反映了技术设计过程，工程师们在这个过程中识别问题、设计解决方案并通过一系列测试来完善它。
乐高构建者也在不断改进他们的创作，就像工程师一样，他们必须考虑一系列的要求和限制来实现他们的想法。仅仅组装几块积木就要求你思考几何学、结构完整性和空间关系。你必须考虑你拥有的资源，并可能需要在预算范围内购买新零件的约束下工作。当你用乐高构建一个物体时，你就成为了一名工程师。
工程师们构建了我们所处的世界。从你坐的椅子到你所阅读的墨水（或像素），每个技术元素都是技术设计过程的成果。受到好奇心驱使，工程师们研究事物是如何以及为什么工作的，并利用这些知识来设计新的机器、新的系统和新的结构。
在这本书中，你将了解更多关于工程奇迹的知识：悬索桥、潜艇、直升机、摩天大楼·……它还将为你提供构建这些成就的乐高模型的说明。利用这些模型作为你个人设计的跳板，并创造你自己的乐高宇宙。
技术设计过程
挑战是什么？
识别一个问题。也许你想不湿身就渡过河流，或者建造一个不会倒塌的大结构。
构思一个解决方案
进行研究，思考并运用创造性思维来设计一个能够利用你所拥有的资源的解决方案
构建一个原型
通过制造一个功能性的第一个模型，将你的概念转化为现实世界。
评估性能
原型是否按预期工作？可以做出哪些改进？
带来改进
调整你的概念并尽可能优化原型。最后，展示你的改进概念。
LEGO 制造概述
LEGO与工程学早在第一块LEGO块从模具中出来之前就已经紧密相连。每个新的LEGO元素都是严格设计的结果，在最终砖块生产之前，它经历了许多版本。此外，工程师们始终在测试不同的材料和工艺，以使LEGO的生产更加高效和环保。
LEGO砖块是如何制造的?
Les briques LEGO sont fabriquées a partir de granules de plastique ABS (acrylonitrile butadiene styrene), un plastique solide resistant a la deformation et a la décoloration.
建设指南
乐高系列就像指纹一样独特。你可能没有这本书中所有模型的必要积木，但通过像工程师一样思考，你将能够克服这个障碍。
在所有建设项目中，工程师必须与预算、物流、环境、安全和可用资源作斗争。在项目的每个阶段，都需要以创造性的方式解决问题。以下是一些获取所需积木的想法。
用积木创造积木
你可以通过复制它们的尺寸来使用其他积木制造新的积木。
颜色变换
颜色是一种审美选择，与砖块的结构质量无关。如果您喜欢，可以更换颜色。
替换砖块
就像颜色一样，有些砖块具有与它们的结构质量无关的审美特征。
因此，这四块砖 在结构上具有相同的功能。
购买新砖块
要购买特定的砖块，请访问（英文网站）www.bricklink.com。BrickLink汇集了不同的在线商店，这些商店以单个零件的价格出售LEGO零件。要找到你需要的砖块，在网站的搜索引擎中输入其参考编号（例如,3004）。这个编号出现在书籍中不同模型的零件列表下。BrickLink还允许你找到你所在国家的商店，以便获得最低的运费。
小规模
由于设计，本书中展示的模型都是小型的。这些小规模模型有两个优点：它们的构建需要的砖块更少，并且可以在书中展示更多种类的模型。
桥梁和隧道
“有志者，事竟成”。换句话说， 如果工程师们真的想要，他们总能找到克服每一个障碍的方法。要相信这一点，只需看看桥梁和隧道。
桥梁是能够激发与风景或艺术品相同的惊叹感的成就。它们有很多类型，从简单的梁桥到巨大的悬索桥，每一种都有其优势和劣势。
尽管隐藏在地表之下，隧道也是同样令人印象深刻的工程项目，将曾经不可能的路线转变为日常的通勤。它们需要专门的设备和通常多年的努力。
梁桥
这座高速公路桥采用梁桥结构。
两端支撑的水平梁是梁桥。在其最简单的形式中，可以说一根掉入溪流中的圆木形成了一座梁桥！而现代的梁桥则需要混凝土和钢结构来承受重交通负荷。它们是目前使用最广泛的桥梁类型，尤其是在高速公路高架桥中。
为什么使用梁桥？
与其它类型的桥梁相比，梁桥设计简单且建造成本低。此外，它们可以快速建造，从而最小化交通中断时间。通过相互连接，梁桥可以覆盖很长的距离，对于…………·
成本降低。因此，美国路易斯安那州的庞恰特雷恩湖公路是一条总长度为38公里的梁桥系列，是世界上一些最长的海上桥梁之一。
梁桥的局限性是什么？
梁桥的水平表面称为桥面板，而其垂直支撑，将桥梁的荷载传递到地面，称为桥墩。桥墩之间的距离越大，桥面板就越薄，就越容易下陷。因此，梁桥很少在桥墩之间有超过76米的距离。相比之下，悬索桥能够在两座塔之间支撑超过1,800米的跨度。
修复下陷的桥面板
如果梁桥的桥墩间距太大，桥面板就会下陷。压缩力压缩桥面板的上部，而拉伸力拉伸桥面板的下部。这些相反的力可能导致桥面板破裂！
通过将堆叠的板层相互靠近，可以解决下沉问题。此外卜，通过结合钢材和混凝土可以加强桥面板。钢材具有抗拉性能，而混凝土具有抗压性能。结合在一起，它们形成了一对完美的组合，用于设计桥面板。
钢材与混凝土的结合加强了梁式桥的桥面板
乐高悬臂梁桥
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拱桥
罗马人发明了多跨拱桥，通过连接多个拱形来建造。
古代民族希望跨越越来越大的障碍，但木梁桥无法跨越长距离。使用石头作为建筑材料导致了拱桥的创造，这是一种坚固且刚性的桥梁，是桥梁设计方面的第一次重大创新。
这种类型的桥梁的承重能力如何？要知道，建于公元前1300年左右的希腊卡扎尔马桥，是已知最古老的拱桥，至今仍在使用…………
为什么拱桥如此坚固？
梁式桥可能会因重力作用下对桥面板施加的重量直接向下传递而坍塌。相反，拱形桥的曲线形状将重量引导到两侧的重重桥墩上，这些桥墩位于桥的两端。这些桥墩可以是石头、混凝土或由地形元素构成，然后将重量安全地传递到坚实的土地上。
为什么使用拱形桥？
拱形桥能够跨越比梁式桥更大的距离，并承受更重的载荷。它们可以用木材、石头、砖块、混凝土、钢材等材料建造。石制拱形桥随着时间的推移变得更加坚固，因为切割的岩石在压力作用下相互嵌合。
拱形桥的局限性是什么？
拱形桥需要严格的设计和较长的施工时间，这使得它们成本很高。如果无法利用地形配置，这种类型桥的沉重且必不可少的桥墩还需要大量的材料，这进一步增加了成本。
拱形桥的作用原理
拱形结构将重量横向传递到桥墩，桥墩再将重量引导至陆地。
新河峡谷桥是一座长924米的钢铁拱桥。
乐高弧形桥
可以使用这个弧形桥单独使用，或者像罗马人一样将多个拱桥连接起来，以延长桥的长度。
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铁栅桥
网桥的强度源于其三角形几何。
工程师们喜欢利用几何学的力量。如果拱桥的坚固性依赖于其圆弧，那么网桥的坚固性则归功于其大量的三角形。早在18世纪，人们就使用木制三角形框架来建造网桥，但直到工业革命期间，随着钢的生产和蒸汽火车的到来，这种类型的桥梁才迎来了其黄金时代。
为什么三角形框架如此坚固？
三角形框架难以变形，即使在强烈的压力下也是如此。它们平衡了压缩和拉伸的力。
compression et de traction. Le poids appliqué a la pointe d’un triangle génere une force de compression qui se répartit uniformément sur les deux cotés. A son tour, celle-ci génere une force de traction sur la base du triangle. La compression et la traction s’équilibrent, maintenant le triangle en place. Les triangles d’une structure en treillis répartissent le poids en n’importe quel point du tablier d’un pont sur toute sa longueur. Tout élément du pont étiré par la traction est équilibré par un élément en compression, et vice versa.
为什么使用桁架桥？
桁架桥的阻力／重量比非常出色。这些桥使用比石头更轻的材料，如钢或木材建造，却能承受巨大的货物列车。它们的组件可以在工厂预制并在现场组装，这使得它们的建造速度快。
桁架桥的局限性是什么？
桁架桥的设计复杂，其众多组件增加了维护成本。此外，位于桥面板下的桁架结构必须留有足够的间隙
三角形的威力
矩形框架在载荷重量下会下沉，并最终向一侧倒塌。它可能会变成平行四边形。
三角形的两侧受到压力，但它们被底边固定住。它们的压缩通过底边施加的拉力得到补偿。
仅包含直角的桥梁框架无法抵抗重大载荷。桥面板下陷，导致整个框架倒塌。
在框架中添加两条对角梁可以形成四个抵抗扭曲的三角形。即使在载荷作用下，框架仍然保持刚性。
网格框架可以放置在桥梁的栏杆上方或下方
乐高栅栏桥
你可以用这本书「火车」章节中的任何模型来替换这趟柴油－电动旅客列车。
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将第6步的两个组件面对面放置。
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按照指示放置第9步的组装。
12倾斜的砖块以相同的方式排列在每一侧
13圆形砖块两侧的摆放方式相同。
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庞特悬臂
东京之门大桥因其桁架梁的形状而被称为「恐龙桥」。
梁桥、拱桥和桁架桥都可以通过增加更多的支撑墩来延长，但当存在深谷或宽阔的海湾使得增加支撑墩变得不可能，或者增加额外的支撑墩会阻断河流交通时，解决方案就是使用悬臂结构。
什么是悬臂？
悬臂是一种悬臂结构：它们向前延伸到空中，只在一边固定。一个悬臂阳台在
房屋立面上的挑檐和体育场上的悬挑屋顶都属于悬臂结构。
如何制造一座悬臂桥？
悬臂桥由两个向对方延伸至空中的悬臂组成。未支撑的端部通过刚性网格结构加固，以防止任何下沉。桥的悬臂有时在中部相遇；否则，空隙由由悬臂支撑的桥梁填充。
为什么使用悬臂桥？
悬臂桥可以跨越无法安装桥墩的大面积区域。悬索桥和斜拉桥也可以做到这一点，但悬臂桥能够承受远比它们更重的载荷，包括货运列车。
悬臂桥有哪些局限性？
悬臂结构是庞大而复杂的建筑物，其建设和维护成本非常高。用于加强悬臂的刚性框架使得这些桥梁容易受到地震的影响。
乐高悬臂桥
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6按照指示固定第5步的组装。
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9按照指示固定第8步的10个组装。模型在左右两侧相同。
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将第9步的两个组件面对面放置。
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悬索桥
克莱翁悬索桥建于1864年，位于英国。
悬索桥是令人惊叹的工程，它们让人们忘记了它们的实用性，但在这优雅的设计背后隐藏着一种巧妙的力重分配原理。
悬索桥是如何工作的？
悬索桥的桥面由称为悬索的垂直钢丝绳支撑。这些悬索连接到更粗的主缆，跨越桥塔并锚固在两端的地面上。这些钢丝绳将桥梁的重量转移到桥塔顶部，然后将其重新导向向下，直至地面。
为什么使用悬索桥？
悬索桥具有可能存在的最长跨度。例如，日本明石海峡大桥的跨距为1991米，总长度为3911米！悬索桥也可以非常高，这对于需要从下面通过的巨型船只来说非常重要。与斜拉桥等其他大型桥梁相比，它们需要的材料更少，这降低了成本。最后，它们的柔性结构可以抵抗地震。
悬索桥有哪些限制？
与斜拉桥不同，悬索桥的结构组件相对较轻，这使得它不适合运输重型列车。它能够抵抗地震的柔性在强风中成为缺点，强风可能会扭曲桥面。为了对抗这种称为扭转的力量，桥面通常通过网格结构进行加固。
加利福尼亚的BayBridge的桥面通过网格状支架加固，以抵抗风力的扭转作用。
乐高悬浮桥
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8将第6步的两个组件按照指示放置在第7步的基座上。
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庞坦·德·奥班桥
埃拉斯姆斯桥是荷兰鹿特丹的象征之一。
悬索桥看起来像优雅的弦乐器，它们主宰着周围的环境。这个300年前的概念，由于混凝土工程学的进步而最近重新获得了人气，这使得建造更轻的桥面成为可能。
悬索桥与悬索桥有何不同？
悬索桥没有悬索和主缆：所有的绳都直接从桥面连接到塔。此外，虽然悬索桥的主缆锚定在地面以防止塔的倒塌，但悬索桥的缆绳是自支撑的。
悬索桥是如何工作的？
悬索桥上的荷载通过斜拉索传递到塔，然后通过将荷载重新导向地面桥梁的桥面板保持水平，通过在塔的两侧进行平衡来维持水平状态。
为什么使用悬索桥？
与悬索桥相比，悬索桥在材料、时间和资金方面的投资较小。此外,其刚性桥面板更能抵抗风力压力。
悬索桥有哪些局限性？
悬索桥的跨度不能超过1067米：超过这个范围，则需要考虑使用悬索桥。另一个缺点是，其电缆容易腐蚀，因此需要经常进行检查。
米卢高架桥比埃菲尔铁塔高13米。
乐高哈巴恩桥
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请参考第8步查看编号20482的圆形积木是如何连接的。如果你这样固定它们能更容易地缠绕绳子，你现在就可以这样做。
Les briques rondes maintiennent les cordes en place.Tu peuxlesfixer a l’étape 7 avant d’enrouler les cordes.
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隧道和隧道工
La forme circulaire d’un tunnel résiste uniformément a la pression sur tous les cotés.
隧道是令人惊叹的地下基础设施元素。例如，英吉利海峡隧道是一条全长50.5公里的铁路隧道，它穿过英吉利海峡，连接英国和法国。它被认为是现代世界七大工程奇迹之一。
隧道是如何建造的？
传统上，隧道的建设依赖于人工、工业钻机和炸药，但自三十年来，，出现了巨大的隧道掘进机，使隧道建设过程高度自动化和高效。然而，在移动土壤之前，工程师必须知道隧道将使用什么材料。
需要穿越：坚硬如花岗岩，或柔软如石灰岩，还是松软如粘土？每种材料都对应一种挖掘技术：粘土容易挖掘，但其松散的结构容易坍塌，而花岗岩难以挖掘，但由此产生的隧道是自承重的。
如何防止隧道坍塌？
工程师的主要关注点是避免隧道在施工过程中坍塌。在松软地面的情况下，可以使用一种隧道盾构，即放置在挖掘设备前面的钢制管道，以支撑土壤，直到工人能够安装永久性的钢筋混凝土覆盖层。隧道的圆形形状也有助于防止坍塌，因为圆形能够均匀地承受压力。
什么是隧道掘进机？
隧道掘进机，也被称为鼠，是隧道施工的全能神器。它们可以穿越从松软的沙土到坚硬的岩石等各种材料，留下加固的隧道壁。破碎的材料通过隧道掘进机后部的输送带运输，然后被运送到地面。液压千斤顶使隧道掘进机以每天约9米的速度前进
隧道掘进机是根据正在建设的隧道量身定制的。它们配备了内置的盾构以防止坍塌，并且可以根据需要配备洗手间、厨房和办公室，以供工作人员使用。它们的设计成本很高，运输也很困难，但随着隧道的长度增加，隧道掘进机的经济性也更高。
隧道切割头的切割盘可能重达100多吨
隧道掘进机的工作原理
岩石被切割盘破碎。
液压千斤顶推动隧道掘进机向前移动。
破碎的岩石被送到隧道掘进机的后面。
破碎的岩石从隧道中排出。
乐高隧道与隧道工
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摘要
火车历史是一部创新史
技术。轮子、铁路和蒸汽机在不同的时代发明， 共同催生了蒸汽火车， 它彻底改变了客运和货运的运输方式。
如今，磁悬浮列车以超过430公里／小时的速度在轨道上方悬浮行驶， 而明天， 超音速的Hyperloop 将带我们进入超音速时代。
火车
Les trains a vapeur sont encore utilisés de nos jours comme attractions touristiques.
1804年，英国工程师理查德·特雷维西克将两种现有技术一一蒸汽机和铁路一一相结合，创造了第一台蒸汽机车。虽然最初型号的时速只有16公里，但1891年，一列名为帝国快车的美国蒸汽机车，在纽约和布法罗之间行驶，时速接近130公里。这种类型的火车在速度和载重方面都超越了以往的一切，极大地促进了人类的发展。
铁路与公路相比有什么优势？
与公路相比，铁路与车辆轮子的摩擦要小得多，因此车辆前进所需的能量也更少。这就是为什么铁路已经被使用的原因。
在蒸汽火车出现之前：因此，在德国的矿井中发现了xVI°世纪的木制轨道车，这些车由人或动物驱动。几百年后，蒸汽火车的钢制车轮在相同材料的轨道上产生的摩擦力如此之小，以至于这些车辆无法爬上超过 的斜坡（相当于每100米上升2.5米）而不后退。
蒸汽机车是如何工作的？
水在被称为锅炉的铸铁储罐中被加热，产生蒸汽。这种蒸汽的体积是水的1600倍，因此处于压力之下。通过一系列阀门控制，它交替地推动活塞向前和向后。这些活塞连接到被称为连杆的杆件，将这种往复运动转换为发动机轮子的旋转。
1.火加热锅炉中环绕着水的管子。水沸腾并蒸发。
2.蒸汽上升并集中在蒸汽室中，在那里它被加压3.调节阀允许一定量的蒸汽进入发动机。
一个摆动阀允许蒸汽进入和离开汽缸。
高压蒸汽推动封闭在汽缸内的活塞向前和向后移动。
摆动活塞与连杆相连，连杆使火车轮子转动。
使用的蒸汽通过烟肉排出。
蒸汽火车的世界速度记录为203公里／小时。
乐高蒸汽火车
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柴油－电力机车
一列柴油－电力机车穿越加拿大落基山脉。
尽管柴油内燃机在19世纪末就已经出现，但蒸汽机车一直服务到1950年代。事实上，最初的柴油机车无法与蒸汽机的牵引力相媲美直到工程师们想到给一列机车装备两种类型的发动机，柴油和电力。这些柴油－电力机车比蒸汽机车更强大，可以更长更重。其中最长的一列（7.2公里！），由澳大利亚BHP铁矿石公司运营，由八台机车牵引682节车厢。
为什么使用两种类型的发动机？
为了移动重量超过90,000吨的货运列车，需要巨大的旋转力（称为扭矩）。然而，柴油发动机在加速过程中并不能产生恒定的扭矩。当然，可以通过连接到驱动轮的齿轮来稳定这种扭矩，就像在汽油车上一样，但重型列车需要一个复杂、庞大且维护困难的传动系统才能使用单一柴油发动机运行。
Contrairement aux diesels, les moteurs électriques présentent un couple constant mais requierent une source d’électricité. C’est pourquoi les deux ont été associés sur un train. Le moteur Diesel alimente un génerateur qui produit de l’électricité destinée aux moteurs électriques, un pour chaque essieu de la locomotive. Le couple puissant et régulier des moteurs électriques fait avancer le train.
不同类型的货车
Chaque type de wagon est concu pour un usage specifique.
1.油罐车
油罐车运输压缩气体或液体产品，如石油、水或糖蜜。
2.客车
客车将人员从一个目的地运送到另一个目的地，并提供不同级别的舒适度。
3.双层集装箱货车
双层集装箱货车运输标准集装箱，可以方便地从火车、轮船或卡车之间转运。这些可堆叠的集装箱可以装载各种货物，从电子产品到服装，甚至还有…乐高积木。
4.带盖式斗式货车
带盖式斗式货车运输干燥和流体货物，如小麦、大麦、糖或化肥。它们从顶部装载，从底部卸载。
5.撞车式货车
撞车式货车运输煤炭、石头、铜和其他可能暴露在空气中的材料
6.车辆平台
平板车用于运输管道、木材或机器。它们具有开口的侧面和平坦的甲板，以便于装载和卸载。可以安装护栏（牧民）来确保货物安全。
乐高柴油电动车
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新干线
新干线列车通过空中电缆供电。
高速列车新干线似乎属于一个乌托邦式的未来，然而它们自1964年以来就已经以极高的速度穿越日本，最高速度可达320公里／小时。为了证明其设计的质量，已有超过100亿乘客乘坐新干线，且没有发生过任何致命事故。
新干线为何能跑得这么快？
柴油－电力列车比蒸汽列车性能更好，但它们的缺点是携带一个沉重的柴油发动机。在新干线上，这个发动机被电动机所取代。
由空中电缆（接触网）供电，这大大减轻了火车的重量，因此它们速度更快。此外，它们流线型的设计使它们能够更快地行驶。
空气动力学如何帮助设计新干线列车？
列车行驶得越快，它所受到的空气阻力就越大。为了减轻这种现象，我们求助于空气动力学，这是研究物体如何在空气中移动的科学。因此，早期的Shinkansen列车拥有子弹头形状的鼻子，因为这种锥形形状可以使空气以更少的阻力绕过它，而不是如果它是平的。
然而，这种独特的设计后来被修改了，因为这些列车在隧道中发出的声音非常响亮。事实上，当这些Shinkansen以高速行驶时，它们会向前推动空气，在隧道这个封闭空间中压缩空气。这种压缩空气形成了一个压力波，产生了一个非常响亮的爆炸声。但一位工程师找到了解决这个问题的方法，这得益于一只鸟!
观察鸟类与新干线之间有什么联系？
工程师EijiNakatsu，业余时间是一位鸟类学家，他注意到雨燕能够在空气和水中同样有效地俯冲，尽管这两种环境的密度和压力非常不同。他将这一点与列车进入隧道时遇到的空气压力的急剧变化进行了比较，并得出结论，这种鸟的喙形状应该是从一种压力平滑过渡到另一种压力的关键。事实上，通过将Shinkansen列车的鼻子重新设计成雨燕的喙形状，我们解决了隧道问题，并减少了 的空气阻力。这是仿生学的一个美好例子：当技术从自然界中汲取灵感。
红隼既能像在水中一样在空中潜行，尽管空气的密度是水的800倍。
受金鱼钩的启发，新干线的鼻型设计使其更加流线型
在乐高上的新干线列车
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摘要
上海磁悬浮列车Transrapid在车站
最初，铁路的设计目的是为了减少滚动阻力，这是火车的最大优势。磁悬浮列车（英文缩写为magneticlevitation），也称为磁悬浮列车，旨在实现铁路工程最终目标：将这种阻力减少到零。它们通过磁场悬浮在轨道上方，以极高的速度前进。因此，上海磁悬浮列车可以以高达435公里／小时的速度行驶，而在日本，正在开发中的磁悬浮新干线列车可能达到604公里／小时。
磁悬浮列车是如何悬浮的？
它通过磁悬浮列车和轨道上相同极性的磁铁之间的排斥力而漂浮。此外，这些相反的磁力还保持列车在其轨道上，防止其过度偏离一侧或另一侧。为了获得这种巨大的力量，使用的是强电励磁铁，而不是传统的磁铁。
什么是电磁铁?
在基本的电磁铁中，电流通过绕在金属棒上的导线线圈，从而产生磁场。这种磁力可以通过改变电流强度来调整，并且可以通过改变电流方向来改变磁铁的极性。
什么是超导磁铁？
为了产生更强大的磁场，未来的磁悬浮列车新干线将使用超导磁铁。当电磁铁被冷却到约 并使用液时，它变为超导。在这种温度下，绕制的线圈几乎没有电阻：自由流动的电流产生超强的电磁场。
磁悬浮列车是如何移动的？
正如磁铁将火车保持在空中一样，它们也使火车前进。磁力的排斥和吸引作用协同工作，同时推动和拉动火车向前。车厢的角落装有朝向轨道的磁铁，轨道本身也装有朝向火车的磁铁。轨道上的磁铁快速改变极性，在磁场的作用下推动火车前进。
Les aimants de polarité opposée s’attirent et tirent le train vers I’avant.
Les aimants de meme polarité se repoussent et poussent le train vers l’avant.
Les électroaimants sur la voie changent rapidement de polarité pour maintenir le train en mouvement.
Un prototype du train Maglev Shinkansen en cours de développement au Japon.
磁悬浮列车在乐高中的样子
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训练超环
Hyperloop的胶囊在低气压的管道中移动。
磁悬浮技术将滚动阻力降低到零，使空气阻力成为实现工程梦想之一—-无摩擦快速移动的唯一障碍。但速度越快，空气阻力就越高。由于空气阻力在真空中不存在，因此如何在充满空气的大气中重现这种无空气的状态？Hyperloop 的工程师们正在努力解决这个问题。
什么是Hyperloop?
Hyperloop目前仍处于开发阶段，旨在用管道中运行的胶囊来取代火车。通过真空泵将空气从管道中抽出，从而几乎消除空气阻力。
滚动将通过对磁悬浮技术或脉冲空气垫进行悬浮来消除，最好的解决方案仍在争论之中，同样，胶囊的移动：是使用空气压缩机更好，还是需要同时使用磁悬浮技术进行悬浮和推进？
从理论上讲，这样的胶囊将能够以超过1200公里／小时的速度移动，每公里的能耗低于任何其他机械化运输方式。由于没有摩擦，Hyperloop的速度在初始推动后将会大幅下降，只需要在途中偶尔进行一次加速推动。
Hyperloop何时才能准备好?
就像任何新技术一样，Hyperloop必须面对已知和未知挑战。其成本尚未精确确定，但估计为每公里6300万美元。安全问题也是至关重要的。真空管道的任何破裂都将对Hyperloop 的乘客造成灾难性后果，而且在紧急情况下，他们如何从密封的管道中逃生？
可以肯定的是，全世界各地的工程师都在努力工作，以便更快地实现这一项目。
Hyperloop可能由可再生能源供电。
工程师应该冒险吗？
新概念可能会让人感到害怕，并且经常遭到拒绝。Hyperloop因此有很多反对者，但这也曾是
飞机、太空旅行和蒸汽火车的案例。甚至第一辆轮子也可能被某些人怀疑接受！
如果工程师从不冒险，我们可能仍然住在洞穴里。有些发明会失败，但每个失败的样品都会带来新的知识，这些知识将服务于未来的进步。
一个概念性的Hyperloop胶囊在压缩空气喷射上漂浮。
用乐高搭建超环列车
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浮动物体
地球表面 被水覆盖， 这是一个巨大的探索区域。然而， 游泳并不能走得太远。 因此, 水的独特特性和其持久的吸引力促使人类设计出各种各样的船只。
其中最早的可能是一块漂浮的圆木, 大约在8000年前被改进成独木舟。 木制帆船曾是那个时代的明星是设计精巧的船只， 它们前往未知领土探险 如今，海洋上行驶着有史以来最大的车辆， 从豪华游轮到集装箱船。
游轮
Le Symphony of the Seas quitte Miami avec ses 9 ooo passagers et membres d’équipage.
现代邮轮实际上构成了真正的工程项目。以228,081吨的注册吨位（船体总容量）而言，海洋交响曲是世界上第二大的巨无霸，一个拥有9,000名居民、分布在各个独立区域的城市浮岛。
这些巨大的钢铁船只究竟是如何浮起来的？
任何密度小于水的物体都能浮起来。因此，造船商确保他们的船只，无论大小，平均密度都低于水的密度。即使它们是由
钢，比水密度大得多的材料（将钢球投入海洋中会立即下沉），它们被设计成可以容纳一定体积的空气，这使得它们能够浮起来。
八单位钢和八单位空气的平均质量为893千克每立方米，这比水轻，因此可以浮起来。
钢的密度是水的8倍，但空气的密度是水的830倍！因此，一艘船的空气体积会降低其平均密度，从而补偿其钢制结构和所携带的一切,无论是货物、发动机组件还是沙龙歌手。
什么是排水量？
造船者使用一种称为排水量的度量，这相当于船体浸入部分所排开的水的质量，就像进入浴缸时浴缸中的水上升一样。如果一个船的重量比它排开的水重，那么它就太密了，会沉下去。
邮轮可能会翻船吗？
工程师设计这些船只， 使得它们最重的部分（发动机、燃油和淡水储罐等) 位于浮线以下，而上层甲板则容纳相对较轻且充满空气的空间， 如乘客舱。下方的重物抵消了上方的风力压力，从而保持船只垂直。
超过300艘游轮在全球海洋中穿梭。
乐高游轮
天线电信发射接收器
船舱乘客区
救生艇紧急情况下疏散船只的救生艇
CHEMINEE过滤并排出发动机的烟雾
GAILLARD船首的露天甲板
人行桥
船舶指挥中心，位于此处有导航仪器
后甲板船尾露天甲板
上层甲板户外休闲空间
杆船尾
船首船首
雷达雷达可探测低能见度下的海上交通和障碍物
餐厅
带有全景视野的餐饮空间
在这个建筑中很好地使用了连接块号15573。为了确保这一点，看看它下面的样子。
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LIVREE D’UN BATEAU
游轮的制服与船的标志和油漆颜色相匹配。你可以通过将第12步的银色锥形替换为另一个锥形 或圆形砖块来个性化你的乐高船。这两种都提供多种颜色。
集装箱码头
五颜六色的集装箱看起来像是一个整齐排列的乐高积木集合。
如今，全球约 的货物通过集装箱运输，随着货物需求的不断增长，集装箱的需求也在增加。船只本身也越来越大：如今，超过一百艘集装箱船的长度超过了埃菲尔铁塔………….
这些巨轮的巨大引擎每小时消耗约7500升燃料。以这种速度，即使能源效率提高 ，也会对运营成本和碳排放产生重大影响。这就是工程师们研究流体动力学的原因，以便这些船只能够在水中以尽可能小的阻力移动。
什么是流体力学？
流体力学是物理学的一个分支，研究流体运动及其受浸入物体影响的方式。
直到20世纪中叶，船只的设计都是√形船体，与古代独木舟的船体几乎没有区别。这些船体产生一种被称为船首波的波浪，当船加速时在船头形成。这种波浪导致船体阻力增加，即多余的能量消耗。为了消除这种影响，流体力学发明了船首球，现在在大船上非常常见。
什么是船首球？
这是船体前部的膨胀部分。通常在浮线以下被遮盖，当船只未装载时，船首球是可见的。它能够产生与船首波相反的波浪，因此这两个波浪相互抵消。通过这样平滑船体周围的水流，它可以使船只节省 的燃料。
船首球可以显著减少大型船舶的船首波。
乐高集装箱门
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集装箱彩虹
集装箱涂有广泛的颜色。为了表示它们，使用所有颜色的平板或lxl凸缘砖。
泰坦尼克号
泰坦尼克号首航的插图。
过度信任工程可能会带来灾难性的后果。历史告诉我们，技术永远不会完美，总有改进的空间。
一艘永不沉没的船？
1912年，泰坦尼克号是当时世界上最大的客轮。它不仅仅是一种交通工具，还被视为人类工艺的象征，与埃及金字塔或埃菲尔铁塔齐名。
白星航运公司宣称泰坦尼克号是一艘永不沉没的船，这听起来非常诱人。它的船体结构包括
16个可以单独通过电动门关闭的防水舱室。如果船体出现裂缝，被淹的舱室里的水会被控制住，而其他舱室里的空气将保持大船浮在水面上。这种设计怎么可能失败?
当时的造船杂志Shipbuilder也得出结论，这艘船不可能沉没。Titanic不可沉没的神话因此不断增长。
那天晚上到底发生了什么？
1912年4月15日，Titanic号准备在其首航的第四个夜晚在大西洋上航行，船上共有3,300名乘客和船员。整个晚上，它收到了来自附近船只的几份无线电报告，告知他们海洋表面有许多冰山。但尽管这些条件危险，船长爱德华·史密斯并没有掌舵，而是选择留在头等舱的餐厅。
附近的SSCalifornian号船决定停止机器，在这片危险的海域上停下来。但Titanic 号却继续全速前进，直到撞上一座冰山，导致船体右舷出现裂缝。
Titanic号的致命缺陷是什么？
碰撞使船的五层防水舱室被淹没，其他所有干舱室也都被封闭了。但在船首的水重作用下，泰坦尼克号开始在海中倾斜，这是船的建造者没有预料到的··…·
实际上，舱室在地板和侧面都是防水的，但它们在上部被留开放置。泰坦尼克号的工程师们从未想过会有一个场景，水位会足够高，可以通过顶部从一个舱室流到另一个舱室。不幸的是，这正是发生的事情。舱室的进水使船首以越来越大的角度下沉，而船尾则升入空中。当船尾的重量不再被支撑时
撞上冰山后，泰坦尼克号在水中断裂成两半。碰撞后两小时四十分钟，它沉入海底。
从泰坦尼克号悲剧中我们能吸取什么教训？
对于建造者来说，从这次沉船事件中吸取的教训是，他们必须始终考虑任何设计的潜在弱点，永远不要假设它是不可战胜的。如果泰坦尼克号的命运在撞上冰山的那一刻就已经注定，那么它沉没的速度是由于其设计。如果水密舱被从上到下隔开，那么船的沉没将会慢得多，这将允许救出更多的乘客。一个好的设计必须预见最糟糕的情况，而不是忽视它们。
1.泰坦尼克号有16个由带门的隔板分开的水密舱。
2.水密舱的上部是开放的，建造者认为它们位于浮线之上。
3.撞上冰山后，有五个水密舱被淹没。
船头被水填满，变得越来越重，这导致泰坦尼克号船头下沉
水从相邻的舱室溢出，越过隔板
这使得船头进一步下沉到水中
船尾升到了空中。由于不再被水支撑，
泰坦尼克号断裂成两半，并迅速沉没，船和货物也随之沉没
乐高版泰坦尼克号
2模型两侧相同。
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AEROGLISSEUR
一种气垫船可以在水和陆地之间移动。
一层薄冰、粘泥、松软的沙子或浅水礁石都是众所周知的航行障碍。然而，一种车辆却能够轻易克服所有这些障碍：结合了多项杰出发明的气垫船，这是一辆真正的全地形车辆。
为什么多才多艺在工程学中如此有用？
气垫船是由克里斯托弗·科克雷尔爵士于1959 年发明的，他原本是一位无线电工程师。尽管他的活动领域与设计气垫船所需的技能没有任何关系，但他的所有技能都被用在了这项发明上。
工程流程源于第1页提到的设计原则，这有助于从一门子学科过渡到另一门子学科。
气垫船是如何工作的？
1.空气被吸入通风器，并进入由裙边包围的空间。2.裙边将空气困住，使其 处于压力状态，从而产生升力，将气垫船抬起。
气垫船是如何被抬起的？
气垫船在压缩空气垫上移动。一个强大的风扇将空气向下推入由裙 边限定的空间内。被困住的空气变得压缩，产生升力。多余的空气 从裙边底部逸出，防止气垫船像充满气的气球一样爆炸。
气垫船是如何移动的？
气垫船配备一个或多个垂直安装的通风机，将空气推向后方。根据作用力与反作用力相等且相反的原理，向后流出的空气产生向前的推力。
如何驾驶气垫船？
气垫船通过调整风扇气流的方向来操纵，要么通过旋转风扇，要么通过使用位于风扇后面的舵（就像飞机上的那样）来操纵。
操纵气垫船
将空气引导向右，会将气垫船的后部推向左，从而使气垫船向右旋转
气垫船是冰面上最安全的交通工具。
乐高气垫船
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将第1步的两个组件面对面放置。
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潜水艇
一艘潜艇在寒冷的海洋深处航行。
潜艇必须能够在水面和水下安全航行。军事人员使用它们进行秘密任务，科学家用于研究目的，游客用于探索海底。
潜艇是如何下潜的？
压载舱是潜艇正常运行的必要储罐。这些是包含水、空气或两者的组合的隔间。潜艇通常配备不同大小的压载舱，这使得它们能够精确地进行操作。
潜艇在水面上时，其压载舱内充满空气，这使得其平均密度低于水的密度。它通过排出压载舱内的空气并填充水来下潜。这些水的质量使得潜艇的平均密度高于水的密度，因此它会下沉。
为什么潜艇不会撞到海底？
如果一个潜艇比水重，它将继续下沉，直到撞到海底。为了避免这种灾难，当潜艇在水下时，压载舱部分充满空气。由于海洋深处没有空气储备，潜艇携带压缩空气储罐，可以在压载舱内释放。通过精确调节水／空气比例，潜艇达到所谓的中性浮力。
什么是中性浮力？
一个中性浮力的物体在水中没有重量。如果一个潜艇与其周围的水具有完全相同的密度，这种情况就会发生。由于水的密度会随着温度的变化而变化，因此压载舱需要不断调整，以保持潜艇的中性浮力。
潜艇是如何在中性浮力下航行的？
在浮力中性状态下，潜艇通过使用深度舵上下移动，这些舵是类似机翼的突起，可以倾斜以改变周围水流。将水流向下推会使潜艇上升，反之亦然。飞机的深度舵也是按照同样的原理工作（见第125页）。
潜艇是如何上浮的？
潜艇通过向压载舱注入压缩空气来上浮，以排出全部海水。如果操作迅速进行，这种令人惊叹的上升至水面就像鲸鱼跃出水面一样。
潜艇是如何抵抗水压的？
为了抵抗来自各个方向的相等压力，最佳形状是圆形。圆形均匀地分配压力，并且没有弱点。因此，潜艇受压区域被圆形外壳所包围。
水面航行
压载舱充满空气，潜艇浮在水面上。
下潜
压载舱充满水，空气被排出。潜艇变得比水更密集，开始下潜。
中性浮力
低压压缩空气流将一部分水从压载中排出潜水艇和水的密度相同。
表面翻新
压缩空气将压载舱中的所有水排出：现在比水轻，潜艇浮出水面。
乐高潜水艇
天线电信发射接收器
深度控制器用于操纵潜水艇上下移动
亭子稳定潜艇，支撑深度舵，并为船员提供出入口
潜望镜
可伸缩的管子，当潜艇在水下时用于观察水面
X型
X型舵，可水平垂直控制潜艇
鱼雷发射管
用于发射鱼雷
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飞行器
自古以来, 人类就与飞翔的生物共同生活在地球上，并渴望加入它们在天空中翱翔。 这就是为什么飞行机器一直对工程师和发明家来说是一种真正的痴迷。
从1903年莱特兄弟首次动力控制的飞行， 到1947年的首次超音速喷气式飞行，以及之后的历程，我们走过了多么漫长的道路·毫无疑问，征服天空将继续是我们技术追求的中心。
摘要
飞艇内部填充气，而气的密度比空气小。
人类飞行的梦想最初以热气球的形式实现，它们随风飘动，无需人为干预。但控制其航行的愿望导致了1852年飞艇的发明。
飞艇是如何浮起来的？
任何比空气轻的物体都会浮起来。飞艇的外壳，即其球状结构，被填充了氮气，其体积密度为 ，比空气轻八倍。飞艇内部含有足够的气来抵消其结构的重量，因此平均来说比空气轻。
为什么使用气?
早期的飞艇使用氢气，因为它是所有气体中最轻的，而且很丰富，比氮气便宜。不幸的是，氢气也非常易燃，因此发生了许多由于一点火花而导致的悲剧性事故。因此，制造商们不得不转向使用不可燃的气。
飞艇是如何下降的？
飞艇的外壳包含一些小的空气隔间，称为气囊，在这些隔间中，空气被送入或排出，以控制飞艇的垂直运动。如果增加了足够的空气量，飞艇就会比空气重，从而下降。通过调整这些气囊中的空气量，飞行员能够控制飞艇的高度。
飞艇是如何前进的？
为了前进和转弯，飞艇使用两个固定在驾驶舱两侧的螺旋桨。如果两个螺旋桨以相同的速度旋转，飞艇就会直线前进。如果它们以不同的速度旋转，就会产生一个非对称推力，从而使飞艇转弯。一个螺旋桨在一边产生更大的推力会使飞艇向相反方向旋转。
在信封内部
1.气球的外壳充满了氮气，这是一种比空气轻的气体
通过向或从气球中泵送空气来控制飞艇的高度，从而改变飞艇的重量。
让飞艇旋转
侧螺旋桨的推力更大，会使飞艇向相反方向旋转
一个未来派的飞艇
乐高遥控飞机
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3以相同的方式在四个侧面固定倾斜的积木。
4将平滑砖块固定在两侧和底部。
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摘要
飞机执行空中特技。
飞艇使有人驾驶的飞行成为现实，但它们的移动速度缓慢，就像飞行的河马。因此，工程师和发明家继续致力于飞机的设计，就这样,1903年，莱特兄弟成功驾驶了他们的第一架动力飞机
飞机是如何飞行的？
飞机之所以能飞，是因为它的机翼产生了向上的升力，这个升力大于向下的重力。但是，由于机翼需要空气的移动来产生这种升力，因此飞机必须自己推动空气才能飞行。这种空气的移动也允许它进行转向：副翼以及
深度和方向可移动的舵面改变了空气流动，使其能够上升和下降，围绕其中心轴（从鼻尖到尾巴的虚线）旋转和转动。
ELEMENTS D’UN AVION
翅膀是如何产生升力的？
从侧面看，飞机的机翼呈现一种称为空气动力学剖面的弯曲形状。这种形状迫使通过机翼上方的空气比下方的空气移动得更快。空气速度越高，其压力越低：正是这种上下机翼之间的压力差产生了升力。机翼可以通过将空气向下偏转来产生额外的升力，从而使飞机向上飞行。
AIR AHAUTEPRESSION
螺旋桨有什么作用？
飞机的螺旋桨叶片具有与机翼相似的空气动力学形状。在旋转时，它们将空气分成低压区和高压区，但垂直而不是水平。压力差产生升力，使飞机前进。
COMMENTPILOTER UN AVION?
Le tangage est le mouvement de haut en bas de I’avion.
深舵的倾斜向上或向下会使空气偏离，从而使尾巴上升或下降，进而使机头反向倾斜。
滚转是指飞机绕其中心轴旋转
副翼向相反方向倾斜，一个向上，一个向下，会减少一个机翼的升力并增加另一个机翼的升力，从而使飞机旋转。
偏航是指飞机机头向左或向右的运动。
方向舵将空气偏离到左边或右边，使尾巴向一个方向移动，而鼻子向另一个方向移动。它通常与副翼一起使用，以使飞机转弯
AVIONENLEGO
特技飞机使用烟雾油来在其尾流中留下云状痕迹。这种油被注入到飞机热排气口处，在那里它被点燃并产生浓烟。
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直升飞机
直升机的两个旋翼以精心平衡的方式相反运行
直升机比传统飞机具有更大的运动自由度。由于其两个旋翼－一上方的旋翼和后部的尾旋翼，它能够垂直起降，悬停飞行，并横向移动。
直升机是如何飞行的？
直升机的旋翼类似于水平安装的飞机螺旋桨。由于其快速旋转的具有空气动力学形状的叶片，它能够产生足够的升力来克服重力。飞行员通过调整旋翼的速度或调整叶片的步长（即叶片与风向的夹角）来控制垂直速度。较大的步长会产生更多的升力，但会导致叶片失速。
如果太重要了，就别飞了。如果旋翼的升力正好与重力相反，就可以进行悬停飞行。
直升机的垂直移动
AIRABASSE PRESSION
如何驾驶直升机？
主旋翼每片桨叶的桨距可以独立调节，在任何旋转时刻都可以调节。如果调节到在机身后方产生比前方更大的升力，这种升力差会使直升机前进。同样的方法也适用于向右、向左或向后移动：通过在旋翼的一侧产生更多的升力，直升机会向相反方向移动。
直升机能飞得和飞机一样快吗？
其旋翼产生的力称为牵引力，作用于与移动方向相反的方向，从而限制了其飞行速度。直升机的最高飞行速度记录为400公里／小时，而某些飞机能够以超音速飞行。
直升机的水平移动
不对称升力
为了使直升机前进，我们调整螺旋桨叶片的攻角，以便在它们通过机身后产生更多的升力。
Sans rotor de queue, le couple du rotor principal ferait tourner le fuselage dans le sens inverse de la rotation du rotor. L’helicoptere échapperait a tout controle et s’écraserait.
Le rotor de queue génere une portance qui s’oppose a la force de rotation du rotor principal, assurant ainsi la stabilité du fuselage. En ajustant cette portance, le nez de I’hélicoptere va vers la gauche ou la droite.
乐高直升机
直升机的旋翼通常由两到八片桨叶组成，桨叶数量越多，提供的升力越大，但重量也越重。为了减轻重量，桨叶可以做得更短，从而产生与较长、较少的桨叶相同的升力。较短的桨叶产生的阻力较小，因此可以达到更高的速度。
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反应式飞机
波音747-400型飞机的发动机重187吨，使其能够达到933公里的巡航速度。 ne
人类一直在寻求建造速度越来越快的车辆，无论是通过改进现有技术还是通过新的发明。由于飞机的速度受到螺旋桨产生的固有阻力的限制，工程师们设计了喷气发动机，使其能够更快地飞行。
喷气发动机是如何工作的？
喷气发动机通过向后喷射流体或气体来推动飞机前进。这种被称为喷气推进的方法依赖于牛顿第三定律：每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。
为了实现这种推进，喷气发动机吸入空气，将其压缩并加热，使其迅速膨胀。高压空气通过尾部排气喷管以巨大的力量喷出，从而产生向前的推力。所有喷气发动机都按照这个原理工作，只是在设计上略有不同。客机上的双喷流涡轮喷气发动机优化了亚音速性能，而涡轮喷气发动机和静叶喷气发动机更适合超音速飞机。
什么是超音速？
声波以每小时1,224公里的速度传播，称为马赫1。超过这个速度的物体被称为超音速。马赫2是马赫1的两倍，以此类推。
为什么超音速飞机有三角翼？
这些三角翼，也称为三角翼，通过比传统飞机机翼更细的剖面产生升力。它们不需要像传统机翼那样长，这会在超音速下产生更少的阻力。然而，在低速下它们却不太稳定。
双流涡扇发动机
AIRFROID AIRCHAUD
1.空气进入，由风扇加速。一部分空气被送入压缩机，而剩余的空气则流经发动机前方并对其进行冷却。
2.压缩机增加空气的压力。
3.压缩后的空气通过燃烧室中的燃烧剂加热，
4.加热的空气使涡轮转动，为风扇提供动力。
5.高压高温的热空气以高速通过排气喷管排出，产生向前的推力。
一款以协和式飞机为灵感的超音速客机概念设计，该飞机于2003年退役
乐高喷气式飞机
这款超音速客机模型灵感来源于协和式飞机，这是一架超音速客机，飞行速度可达马赫2.02或2145公里／小时。协和式飞机于1976年至2003年服役。
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建筑物
从木制积木到乐高，再到积木式玩具，孩子们堆叠元素构建结构的欲望似乎是与生俱来的。对于一些人来说，这种欲望永远不会消失。
在复杂的设计软件和现代建筑材料 (如钢筋混凝土、钢材、 钛和玻璃) 的帮助下，土木工程师建造了高科技建筑, 这些建筑美化了天际线， 使大都市更加绚丽。这些建造者不断挑战建筑学的极限， 无论是创新的设计还是简单的挑战高度。
格拉特－西尔托尔萨德
瑞典马尔默的 Turning Torso 大楼于2015 年建成，为扭曲摩天大楼开辟了道路。Is圣地亚哥·卡拉特拉瓦·瓦尔斯是一位建筑师、工程师和艺术家。这三个角色使他能够设计出TurningTorso，这是一座开启了全球扭曲摩天大楼趋势的建筑。然而，尽管这些建筑主要因其美学而引人注目，但它们也具有结构上的优势。
扭曲摩天大楼的优势是什么？
即使一座摩天大楼扎根于土壤中，它仍然会受到风的影响，就像所有向天空伸展的物体一样。然而，一座传统的塔并不是非常空气动力学。在平面立面上的大量风荷载可能会使建筑物摇摆，造成结构损坏和
窗户裂缝。这种现象可能因涡流脱落而被放大，即围绕建筑物旋转的空气涡流，使其振动。工程师们通过使用重型的钢结构和混凝土核心来对抗这些力量。
从上方视图可以看到扭曲的摩天大楼的板层围绕着中心的混凝土核心旋转。
扭曲摩天大楼的形状可以有效地将空气流远离其表面，从而大大减轻了风对建筑物的负荷。据测量，上海塔的弯曲结构比相同大小的矩形建筑减少了 的负荷。风负荷的减少也意味着需要更少的结构来应对：由于其形状，上海塔的钢材需求减少了20,000吨，节省了大约5800万美元。
什么是涡流脱落？
当风围绕摩天大楼移动时，会形成涡流，或称空气涡流。根据建筑物的形状和风速，这些涡流可以是振荡性的，这种现象被称为涡流脱落。空气压力的波动可能导致建筑物振动并造成结构损坏。
在扭曲摩天大楼周围，风很好地循环，这有助于减轻涡流脱离现象。
上海塔的弯曲形状可以减少 的风荷载，从而减少对钢结构如钢材和混凝土等材料的需求。
Pour obtenir cette structure torsadée, chaque étage de la Cayan Tower de Dubai est décalé de 1,2 degré autour d’un ascenseur cylindrique et d’un noyau de service.
乐高扭曲摩天大楼
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5按照步骤4将19个组件堆叠起来，同时随着摩天大楼的升高，对每个单元施加5度的扭转。
植物建筑
意大利米兰的BoscoVerticale双子塔楼拥有超过900棵树。
覆盖植物的建筑物是古巴比伦空中花园的现代版本，也是古代世界七大奇迹之一。这些位于混凝土丛林中心的垂直森林带来了真正的环境效益，但需要先进的技术。
为什么建造一个绿色建筑？
树木和植物是经济地过滤城市空气中污染物的手段，同时将二氧化碳转化为氧气。因此，工程公司Arup 测量了意大利BoscoVerticale双子塔楼之间的空气比周围环境污染减少了
垂直花园也能降低室内外温度。它们有助于对抗城市热岛效应，这是由于裸露的混凝土和其他材料吸收太阳热量，使城市比周边地区更热此外，树叶可以过滤通过建筑物的窗户进入的阳光，从而降低室内空调成本。
如何设计垂直森林？
植物及其生长环境会给建筑物增加显著重量。为了支撑这种重量BoscoVerticale配备了28厘米厚的钢筋混凝土阳台。在生长介质下方设置植被屏障，防止植物根系损坏结构。为了减轻风的影响，大树木通过钢丝绳加固以确保安全，而钢笼保护暴露于暴风中的根系。此外，植物还需要灌溉系统以茁壮成长：BoscoVerticale几乎自给自足，使用回收的排水水。
植被建筑如何影响环境温度？
一座传统的混凝土建筑会辐射和放大热量：周围空气的温度会升高。
叶子吸收热量，植物的呼吸作用使空气冷却：环境空气温度保持不变。
用乐高建造的绿色建筑
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个性化你的绿色建筑叶片。以下是一些建议。
TOUR-CRAYON
纽约的432公园大道是一座铅笔塔（铅笔塔，英文），其高度是宽度的10倍。
在纽约和香港等大都市，高昂的房地产价格和地面空间的缺乏催生了非常细长的摩天大楼，其高度是底宽的10倍。纽约的111西街是目前世界上最细的建筑，其高度与宽度的比例甚至达到了24:1!
铅笔塔的技术挑战有哪些？
铅笔塔对建筑商来说是一个特殊的挑战。正如我们在第138页所看到的，一栋大型建筑是风的猎物。
风越强，风速越高，风荷载就越大。这种力量不仅可能造成结构损坏，而且通过使建筑物振荡，还可能给其居住者带来晕动病。
建筑物的扭曲形状可以减少这种风荷载，但出于美学或实用性的原因，它并不总是受到建筑师的青睐。为了确保摩天大楼的稳定性，工程师们使用开放式楼层以及谐波和液体减震器。
开放式楼层有什么作用？
位于432ParkAvenue的摩天大楼每隔12层就设有两个开放式楼层。在这些无人使用的楼层上，建筑物的技术设施被安置其中，这些楼层没有窗户，这允许风穿过。这些开放式楼层因此可以减少摩天大楼的风荷载 至 O
谐波减震器是什么？
一个谐波减震器是一个巨大的重量，通过电缆悬挂在摩天大楼的顶部，它可以像摆锤一样自由摆动。当大楼向一个方向振荡时，重量会向相反方向移动，产生一个相反的力量，从而减缓建筑物的运动和振动。谐波减震器能够减少由风和地震引起的振荡。
和谐减震器， 适用于游客
台北101，作为世界上最高的建筑之一，其508米的高度使其谐波减震器成为了一项旅游景点。这个由41块钢板焊接而成的减震器重达660吨，直径为5.5米。它悬挂在87°层和92°层之间。
什么是液体减震器？
在某些建筑中，减震器的重量由一体积的水构成。当建筑物向一个方向移动时，它会在相反方向产生一个波浪。此时，水的重量会减震建筑物的运动。
乐高铅笔筒
这个铅笔筒的高度是宽度的11倍。
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4将第3步的三个组件堆叠在第2步的基础上。将砖 堆放在顶部。
L’INTERLACE（原文未进行翻译，因为根据指示，应保留专有名词等不进行翻译。）
L’Interlace是一个因其建筑而获得奖项的住宅综合体。
在新加坡，Interlace 通过堆叠3l座建筑，以Jenga 游戏的方式重新描绘了城市景观，看起来似乎很脆弱。但更仔细的观察揭示了一个非常复杂的结构，它产生了自己的微型气候，从而实现了自然空调。
Interlace的技术逻辑是什么？
为了解决新加坡炎热潮湿的气候，建筑商研究了Interlace场地上的主要风向。通过精心布置建筑和景观元素，他们设计了一个不需要机械操作的外部被动空调系统。
Interlace的布局引导主导风向穿过隧道和狭窄的开孔，从而加速其速度。没有任何死胡同阻碍空气在建筑物之间的流通。水塘被战略性地布置以冷却空气的流动，而高层建筑物的阴影进一步冷却空气。加速并冷却的气流被建筑物的角墙引导，从而在每个内部庭院中产生宜人的微气候。
Interlace的建筑物如何抵御侵蚀?
Interlace堆叠的块体建在钢筋混凝土板（由钢架加固的混凝土）上。
这些板允许将垂直作用于空旷空间的载荷转移到两侧的支撑区域。
Interlace的板能够承受10架空中客车A380的重量，每架重277吨。
创造微气候
Interlace利用主导风为外部空间降温。空气通过狭窄的开口和隧道被压缩和加速。它通过沿其路径布置的水塘和高层建筑物的阴影来冷却。自然调节的空气被内部庭院的六角形墙壁引导，从而产生宜人的微气候。
传输板支撑着Interlace叠加建筑。
乐高中的交织
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8按照指示放置第7步的两个组件。
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11按照指示放置第9步的组装件和第10步的两个组装件。
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按照指示放置第10步剩余的两个组装件。
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按照指示放置第13阶段的组装
古鲁·图尔
塔式起重机渗透到建造大型结构。
塔式起重机是安全性和实用性最高的重型材料垂直搬运设备。正如它们所建造的建筑一样，它们构成了工程奇迹。
为什么起重机不会翻倒？
起重机的稳定性依赖于其在工地上浇筑的混凝土基础。其表面约为3平方米，深度约为1.20米，重约200吨。起重机的底部通过巨大的锚定螺栓固定在这个基础上。
起重机的垂直部分称为“杆”，它具有类似于铁索桥的三角形钢结构（见第18页）。框架必须因为它的作用是将起重机全部的载荷引导到地面起重机的两个水平臂也是网格结构。较长的那个被称为桁架，支撑起重机移动的载荷。较短的被称为反桁架，装备有大型混凝土块，作为桁架所承载载荷的平衡重。这两个臂是悬臂结构，通过钢丝绳与起重机最高点相连。它们相互平衡，并保持起重机载荷的居中。
起重机是如何工作的？
载荷通过一个滑轮垂直移动，该滑轮固定在一个沿着桁架横向移动的小车上。连接这些部分的钢索由位于反桁架上的强大电机驱动。通过让这些钢索通过一套滑轮系统，可以减少电机和结构的应力。一个滑轮就可以改变提升载荷所需的力的方向。
塔式起重机的主要部件
1.桁架
该箭杆支撑起重机移动的载荷。它通过安装在反箭杆上的混凝土配重进行平衡。
2.车辆
车辆沿着箭杆上的轮子滚动，水平移动套筒。
3.套筒
套筒将载荷上下移动。
4.冠状物
这部分由起重机控制的旋转部分使起重机的臂转动。
5.舱室
起重机操作员在驾驶舱内指挥起重机，该驾驶舱可以俯瞰整个工地。
6.反向钩
反向钩平衡吊臂并容纳起重机的发动机。
7.反向平衡块
这些沉重的混凝土块平衡了作用在吊臂上的载荷。
8.杆
杆是起重机的一种垂直网格支撑结构。
9.基础
起重机的底座用螺栓固定在混凝土基础上。
动力滑轮的力量
个简单的滑轮可以改变提升重物的力的方向，但不能改变所需力的值。然而，一系列相互连接的滑轮可以减少这种力，但会增加需要卷绕的电缆量。如果增加一个滑轮将所需电缆量加倍，它将所需的牵引力减半。这就是为什么起重机使用称为滑轮组的系统来减少对其电机和臂的应力。
乐高建筑式起重机
借助箭头，起重机操作员能够在一个非常广阔的区域移动重物。最大的自升式塔吊，KrollK-10000，覆盖了六个足球场的面积，任何方向上的射程都超过100米。
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8如图所示，将第7步的杆固定在第5步的底座上。
9固定第3步箭头的组装，如图所示。
10如图所示卷绕绳索。固定砖块 保持绳索在位。
太空之旅
对进步的追求使人类发明了拱桥、 蒸汽火车、飞艇，甚至有人离开地球。因此，此刻, 在我们的头顶上方400公里处， 宇航员们正在国际空间站过着他们的日常生活。
太空旅行需要所有工程分支 以及各种多样的技术进步。但是， 如果每次火箭发射都证明了人类探索的渴望，那么并非所有的探索都需要旅行：许多探索是通过思考和思想进行的， 有时甚至会导致科学创新。
火箭发射台
发射系统对于火箭至关重要
当观赏火箭发射的壮观景象时，人们很容易忽略地面系统，但工程师们知道，发射台的设计对于任务的成败与火箭本身同样重要。
发射台为航天器提供至关重要的保护和支撑。火箭旁边的脐带塔可以保持火箭的位置并允许近距离检查，因为它有平台。脐带电缆在发射前为火箭提供电能、推进剂和液态冷却剂。这些冷却剂保持推进剂如液氢处于液态，这需要接近 的温度。在塔顶安装了避雷针，确保对雷暴的保护。在发射时刻，
在发射过程中，发射台上的系统保护火箭免受自身破坏。
火箭是如何防止雷击的？
发射台最高的结构是避雷针。它们被玻璃纤维制成的「蜡烛」所覆盖，这些蜡烛隔离了它们的导电线，将电流引导到地面而不是发射塔。因此，三到四个避雷针通过导电线相互连接，形成一个围绕火箭的保护笼。
为什么火箭在发射时需要防止自身破坏?
当火箭的发动机启动时，它们会产生两种危险的力量，如果没有发射台的防护，这些力量将摧毁火箭。第一种危险是可见的：这是发动机的排气火焰，如果它们没有被引导，可能会蔓延到火箭上。第二种危险是可听见的：火箭产生强大的声波，这些声波可能会将其分解。
火箭通过在高于一个偏转器的位置发射来保护自己，这个偏转器将热气引导到一条沟渠中（沟渠由耐高温 的防火砖构成），然后热气从足够远的地方排出。至于危险的声波，它们通过压力超压和声音抑制系统（点火超压和声音抑制或IOP/SS）得到减弱，该系统在发射时向排气喷射150万升水。因此，由发射台附近的水塔提供的水将火箭的巨大噪音降低到安全水平。发射时可见的巨大云团主要是由IOP/SS系统产生的水蒸气组成。
IOP/SS系统
NASA的39b发射坡道的水塔含有150万升水，足以装满27个中等大小的游泳池。在发射过程中，所有水在不到30秒的时间内被喷洒到火箭排气口附近，流量达到每分钟400万升。
四根避雷针连接形成一个防雷屏障。
RAMPE DE LANCEMENTDE FUSEE EN LEGO
完成你的发射台，添加一枚火箭。乐高公司的猎鹰重型火箭和太空发射系统（见第176页和第192页）模型设计用于放置在这个发射台上。
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拉法尔重型
猎鹰重型火箭以超过2200吨的推力起飞。
SpaceX公司将其三枚猎鹰9号火箭结合在一起，设计出了猎鹰重型火箭，这是一种能够将63.8吨的物体送入轨道的运载火箭，相当于一架满载的波音737。这款运载火箭在技术性能和经济性方面都表现出色，因为其最强大的发动机是可重复使用的。
火箭发动机是如何工作的？
这种类型的发动机以极高的速度喷射过热气体，从而使火箭向相反方向前进，就像喷气式飞机一样（见第132页）。为了产生这些气体，火箭燃烧固体或液体燃料。猎鹰重型火箭使用液体燃料。
这允许重复地启动和关闭发动机。固体燃料火箭一旦启动后就不能关闭。
使用了哪些燃料？
FalconHeavy燃烧的是煤油和氧气的混合物，就像喷气发动机一样。但是，与后者使用大气中的氧气不同，它携带自己的氧气储备（通过低温冷却以保持液态）以在太空中使用。
什么是 MAX Q?
为了逃离地球大气层，火箭必须克服巨大的力量，重力将其向下拉，空气阻力则对其鼻子施加压力。速度越高，空气阻力越大，但火箭升得越高，空气就越少。因此，在其大气层飞行过程中，存在一个压力最大的点，称为最大动态压力点或MaxQ。FalconHeavy在大约起飞66秒后达到这个点。
为什么FalconHeavy 会喷射出自身的部分?
质量是火箭设计的决定性因素。因此，大多数火箭在燃料耗尽后都会抛弃其助推器。这样，它们就不会在运输多余重量时浪费燃料。FalconHeavy首先释放其侧向助推器，然后是其核心助推器。由于在太空中没有空气阻力，一个小型火箭就足以将有效载荷送入轨道。
它的助推器有什么特别之处?
助推器非常昂贵。然而，在大多数太空飞行任务中，它们要么落入大海，要么在大气中燃烧。FalconHeavy 的助推器是第一批返回地球的。
以可控的方式降落在公海上的驳船上，垂直着陆。这些助推器可以重复使用，从而带来巨大的经济效益。
FalconHeavy的助推器返回地球进行回收
FALCONHEAVY的飞行阶段
乐高版猎鹰重型
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7按照指示将第6步的臂部固定在第4步的底部。
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按照指示，将第12阶段的火箭放置在第7阶段的发射架上。
国际空间站
国际空间站轨道上的空间站插图
La Station spatiale internationale, ou ISS, est un assemblage modulaire de type LEGO auquel de nouveaux éléments ont été ajoutés au fil du temps : laboratoires scientifiques, modules de stockage, sas, ports d’amarrage, noeuds de connexion, bras robotiques… Ces différents composants sont livrés a l’aide de vehicules spatiaux par des agences spatiales du monde entier.
国际空间站（ISS）是一个合作工程模式的典范，其建设始于1998年。到目前为止，其运营没有发生重大事故。
国际空间站是如何保持在轨道上的？
国际空间站绕地球飞行，高度约为400公里，速度为27,500公里/小时，以摆脱地球的引力。这种高速产生足够的离心力，使国际空间站远离地球，与吸引它的重力相同。这种平衡被称为稳定轨道。这个轨道需要定期修正，因为大气阻力。
国际空间站是如何保护自己免受太空碎片和微流星体侵害的？
以27,500公里／小时的速度移动，任何碰撞都可能是危险的。国际空间站可以使用推进器来避免可探测到的危险，但与微小的碎片或微流星体的碰撞是不可避免的，并且可能造成灾难性的后果。这就是为什么国际空间站使用Whipple护盾来保护其敏感区域。
这些护盾由多层组成。第一层是由薄铝片构成的，它在撞击时破碎碎片。碎片的破碎增加了撞击面积，从而避免了力量集中在一点。下一层是由凯夫拉尔制成的，这种材料用于制造防弹衣。凯夫拉尔阻止了破碎的碎片撞击内部壁面。
国际空间站元素
VITESSEORBITALE:2750Okm/h
铝罐形模块容纳实验室、仓库以及船员区。它们通过节点相互连接。圆形停靠港可以接收宇宙飞船或新模块。许多气闸允许宇航员在舱外活动中安全进出空间站。
1.太阳能电池板
国际空间站（ISS）的16块太阳能电池板产生200千瓦的电力。它们是双面的这意味着它们的两个面都可以捕捉到光线。一面直接从太阳那里接收，另一面收集地球反射的太阳能。它们可以旋转以获得最大曝光。
2.散热器
国际空间站（ISS）的模块和进行的实验消耗了大量的电能，这产生了热量。散热器将这种多余的热量散发到太空中。
3.桁架
这是一个金属结构，构成了站点的脊柱，承载着太阳能板、容纳科学实验的托盘机器人臂和电线。它还配备了一条轨道，轨道上有一辆小车可以移动。
4.加拿大机械臂
这些机器人臂有助于将访问的航天器系泊，并操纵国际空间站（ISS）的模块和组件。它们还可以在舱外活动中支撑宇航员及其设备。
5.主要天线
通信抛物面天线确保与控制中心的持续联系。
6.星座模块
Zvezda模块包含用于校正国际空间站轨道的火箭发动机。
国际空间站 (LEGO版)
国际空间站每天绕地球转16圈。一艘航天器从地球起飞后只需四小时就能到达空间站。
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13按照指示，将第12步的四个太阳能板固定在第11步的梁上。
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按照指示，将两个散热器固定在梁上。
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按照指示，将第18步的四个太阳能板固定在第17步的梁上。
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按照指示将两个散热器固定在横梁上。
21将第14步和第20步的组装固定为第8步的组装，如指示所示。
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将第24步的ISS固定在第26步的支撑上。
太空发射系统
Illustration de la fusée SLS, destinée a explorer l’espace au-dela de l’orbite terrestre.
1969年将人类送上月球的水星V火箭被认为是20世纪的工程奇迹。美国国家航空航天局（NASA）的太空发射系统（SLS）是一种新型运载火箭，预计将在2025年之前将人类送上月球。
SLS与水星V火箭相比有哪些优势?
SLS的推力比水星 火箭高 ，这将使其能够将更大的质量送入月球轨道。由于可以搭载更多的安全设备，因此任务将更加安全。
更加安全。此外，由于 SLS 是模块化的，其配置可以根据任务类型进行更改，包括在月球上运送货物。
如何摆脱地球引力并前往月球？
宇航员将乘坐SLS的Orion乘员舱，其空间比土星V的阿波罗号乘员舱多 。对于384,400公里的这次旅行，SLS需要进行一次称为月球转移注入的机动，即加速到大约39,430公里／小时，以摆脱地球轨道并建立通往月球的轨迹。但仅此力量还不够，还需要复杂的航空电子设备来保持SLS在轨迹上。
什么是航空电子设备？
如果发动机是火箭的肌肉，那么航空电子设备就是其大脑，即帮助其驾驶的电子和计算机设备集合。因此，SLS的每一级和每个发动机都配备了互联的计算器。这些计算机将相互通信并与Orion的控制系统通信。分布在整个运载火箭中的传感器将为计算机提供实时数据，使它们能够进行轨迹校正。
Orion胶囊最多可容纳四名宇航员进行最长21天的任务。
SLS发展历程
SLS可以根据所需的乘员和货物配置提供不同的配置。货物的配置可能包括用于永久月球基地的模块
奔向月球！
1.粉末推进剂
这些侧向推进剂最初是为美国航天飞机设计的，燃烧固体燃料，并在飞行前两分钟提供80%的推力。
中央楼层
中央大火箭燃烧液态氢（红色）和液态氧（蓝色）的混合物，为四个R-25发动机提供动力。中央级燃烧八分钟，将上级级送入太空。
3.上级级
对于首次月球任务，上级级将使用液态氢和液态氧的混合物为R-10 发动机提供动力，该发动机将产生约11,200千克的推力。
乐高太空发射系统
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您可以在第170页将SLS固定在发射台。红色编号95347的部件已被浅灰色等效部件替换。
致谢
正如往常一样，这本书如果没有我的妻子Tetjana 和我们的女儿June,永远都不会问世。与No StarchPress团队的紧密合作是一刻也快乐的。感谢BillPollock对这一项目的支持，以及出版关于LEGO的最佳书籍。感谢大胆的编辑NathanHeidelberger，他不怕冒号，他的细致工作对这本书至关重要。还要感谢 Lisa Devoto Farrell、Rachel Monaghan和PaulaWilliamson在制作方面的专业知识。
对我来说，这是一件大事，著名的工程师GradyHillhouse同意为我的书撰写前言。他的YouTube频道（英文），可在以下地址查看https:/www.youtube.com/c/PracticalEngineeringChannel，非常引l人入胜!
最后，我要向全球LEGO社区表示衷心的感谢，他们始终充满灵感和亲切。
插图版权
LEGO插图
LEGO模型的图片为作者所有。
其他插图
除以下内容外，所有其他插图均为Dreamstime所有：
Arabsat-6A 任务。照片 官方 SpaceX 照片，使用 CC BY-NC 2.0 许可。CRS-12 任务。照片 官方 SpaceX 照片，经CC BY-NC 2.0许可使用。点火过压和声抑制（IOP/SS）NASA。
Starlink任务。照片 官方SpaceX照片，经CCBY-NC 2.0 许可使用。猎鹰重型演示任务。照片 官方 SpaceX 照片，经 CC BY-NC 2.0许可使用。NROL-76任务。照片 官方 SpaceX 照片，经 CC BY-NC 2.0 许可使用。国际空间站轨道运行
国际空间站示意图 NASA.
太空发射系统 NASA.
乘员舱Orion NASA.
太空发射系统的演变
太空发射系统的示意图
更多关于Creative Commons 许可的信息可在以下地址获取 https://creativecommons.org/licenses.
参考文献
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PracticalEngineeringChannel/featured
INDEX
111西 街，148432帕克大道，148
A
气垫船，110气垫船（乐高），112三角翼，132，134磁铁,78超导磁铁，78谐振减震器，148，149液体减震器，149拱门，13飞机，124喷气式飞机，132喷气式飞机（乐高），134翱翔飞机，126飞机（乐高），126飞机电子设备，190
B
左，100 球形压载物，114船，91游轮，92游轮（乐高），94建筑物，137绿色建筑，142绿色建筑（乐高），144旧金山湾大桥，35曲柄，58生物力学，73波音747-400，132垂直森林，142 BrickLink，3
LEGO积木，2个船首灯，98，99
C
脐带电缆，168网格框架，19CalatravaValls，圣地亚哥,138机械臂，181悬臂，26电缆，72， 74 Cayan Tower,139磁场，78碎石机，60锅炉，58庞查特雷恩湖堤道，6铁路，78Cockerell，克里斯托弗，110有效载荷罩，176协和式飞机，133，134导管，112集装箱，98反曲，160,161力矩，64冠，161码头，12，13
D
密度，92，114位移，93涡流分离，138，139飞艇，120LEGO飞艇，122
E
电磁铁，78帝国特快，58飞行
引擎，119二十英尺当量（
EVP），100
F猎鹰重型，174猎鹰重型LEGO，176弓箭，160,161中性浮力，114压缩力，7运载火箭，168，190
G
加利亚德，94舵，106方向舵，122，124,125 深度舵，115，1l6，122，124，125拳头摩天大楼，138拳头摩天大楼LEGO,140起重机，160轮式起重机，160，161轮式起重机LEGO，162
H
直升机，128直升机
LEGO，130氮气，120
水动力学，98氢气，
120 超环，84
城市热岛，142透月注入，190交织，152交织LEGO，154 IOP/SS169 国际空间站，180
J裙摆，110
K煤油，174超强纤维，180小亭子，116克罗尔 K-10000,162
L蕾丝，125蒸汽机车，58
M
马赫1,132马赫2,132麦克罗莱克斯，2马丁捕鱼者，73船，160,161最大Q值，174微气候，153星辰模块，181热气球，120喷气发动机，132喷气推进发动机，112蒸汽发动机，58柴油发动机，64手套，160161
N
吊舱，122纳卡斯，江崎，73游轮，92新河峡谷桥，13
0
Orion, 190, 191
P
帕兰，161帕尔，128，130潘托格拉法，74防雷器，168，169步，128高桥,100 潜望镜，116塔台，6,7ABS 塑料，2桥，5吊桥,42LEGO吊桥，44梁桥，6LEGO梁桥，8悬臂桥，26LEGO悬臂桥，28阿基什海峡桥，34弗斯桥，27弧形桥，12LEGO弧形桥，14网桥,18 LEGO网桥，20埃拉斯姆斯桥，42卡扎尔马希腊桥，12 悬索桥，34克利夫顿悬索桥，34LEGO悬索桥，36承重，124，125，128，129悬挑门，26集装箱门，98LEGO集装箱门，100完整集装箱门，100轮，161船尾,94非对称推力，121风洞型剖面，125增压器，175反推力推进，132船首，94
Proue en X, 116
桩，43
R轨道，58火箭发射台，168火箭发射台LEGO，170牧场，65旋翼，128尾翼旋翼，129主旋翼，130俯仰，125
S
土星V，190 潜艇，114潜艇LEGO,
116太空发射系统，190太空发射系统LEGO，192SpaceX，174加利福尼亚号，104国际空间站，167,180国际空间站LEGO，182静子喷气发动机，132悬挂，34皇家加勒比海洋号，92轻轨系统，44
T
裙板，6,7台北101,149 俯仰，125舰，60吸力，44泰坦尼克号，104泰坦尼克号LEGO，106东京之门大桥，26总吨位，92
蜡笔塔，148蜡笔塔LEGO模型，150腹带塔，168上海塔，138火车，57磁悬浮火车，78蒸汽火车，58蒸汽火车LEGO模型，60柴油电力火车，64柴油电力火车LEGO模型，66拖曳，129超级高铁，84超级高铁LEGO模型，86磁悬浮火车，78磁悬浮火车LEGO模型，80上海磁悬浮列车，78新干线火车，78新干线火车LEGO模型，72新干线火车LEGO模型，74梁架，6,14悬挂梁架，27特雷维西克，理查德，58侧板，100牛顿第三定律，132隧道，5,50隧道LEGO模型，52隧道掘进机，51隧道掘进机LEGO模型，52英吉利海峡隧道，50涡轮喷气发动机，132，134双流涡轮喷气发动机，132,133转动torso, 138
V
船首波，98,99米卢瓦高架桥，43超音速，132乘客车，65涡流，139
Voyage spatial, 167
W
罐车，65双层罐车,
65平板车，65自卸车，65带盖料斗车，65惠特兄弟，124
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