教材内容
浙教版信息技术必修一2.1算法的概念及描述
教学目标
掌握算法的概念，明确算法对于程序设计的重要性。
掌握算法的基本特征，知道什么样的算法是不合理的。
掌握算法的要素。
掌握算法的描述方法，学会使用自然语言和流程图描述算法。
教学重点及难点
重点：掌握算法的基本特征、学会描述算法。
难点：使用流程图描述算法
学习环境
有教学控制软件的多媒体机房，需要安装Python编程环境。
建议课时
1课时
教学活动设计
教学环节
教学过程
设计意图
情境导入
教师引导学生思考以下两个问题：
问题一：正确的洗手的步骤
这个问题的解决步骤分8步，第1步取洗手液，然后用流动的水按照内-外-夹-弓-大-立-腕七步洗手法，洗手10-15分钟。
问题二：《孙子算经》中鸡兔同笼问题的解题步骤
对于这个问题，我们可以：
1.鸡和兔都变成两个头：35*2=70
2.每只兔子多了两只脚：（94-70）/2=12
3.总的头数-兔子的只数=鸡的只数：35-12=23
我们也可以：
1.先让鸡和兔各抬起一半的脚：94/2=47
2.每只兔子多了一只脚：47-35=12
3.总的头数-兔子的只数=鸡的只数：35-12=23
这两种方法都是解决鸡兔同笼问题的算法，可见，解决同一问题，可能有多种算法，我们要学会择优选择。
问题1与问题2的解题步骤都属于算法。通过这两个问题引出本节课的第一个重点内容—算法的概念，同时强调解决同一问题，可能有多种算法，我们要学会择优选择。
新课教学
知识讲解--算法的概念。
通过前两个例子，让学生明白，算法就是解决问题的方法或步骤。
广义地讲，“算法”指的是解决问题或完成任务的一系列步骤集合。
在计算机科学领域，“算法”指的是用计算机解决问题而需要让计算机有序执行的、无歧义的、有限的步骤集合。
知识讲解--算法的特征。
算法有5个特征，分别是有穷性、确定性、可行性、有0个或多个输入、有1个或多个输出。
1.有穷性：指一个算法的处理步骤必须是有限的。比如求1到100中所有自然数的和是可以的，但是求1到100中所有有理数的和就不行。
2.确定性：指算法中对于每个步骤的描述必须是明确的。比如找出班级中所有身高大于等于175cm 的同学，这是可以的；但是找出班级中所有的高个同学，这个就不行，没有明确的标准，多高算高个。
3.可行性：指每个步骤都是可以做到并能在有限时间内完成的。也就是说不能出现死循环，让程序一直执行下去，没有终止。
4.有0个或多个输入：初始数据可以从外界输入，也可以包含在算法之中
5. 有1个或多个输出：算法必须包含至少一个输出,没有输出的算法是没有意义的。
知识讲解--算法的要素。
算法的要素，分别是数据、运算、控制转移。
数据：用算法解决问题时，必须明确参与运算的初始数据、运算时产生的中间数据以及解决问题后的结果数据。
运算：对数据计算和判断
控制转移（选择、循环）：在算法执行过程中，有时需要根据数据或运算结果的特点进行不同的处理，这就需要对结果数据进行判断，并根据判断结果进行选择执行或循环执行。
举例：变频空调的工作原理
在夏天把空调温度设定在26oC,每当空调的温度传感器测得室内温度小于或等于26oC时，算法就会“告诉”空调已经到达目标温度，可以暂停工作，空调就会“自动”关闭压缩机的运行。这样，既确保了室内温度，又实现了节能环保。
在这个过程中，设定的温度和传感器测得的温度都是数据，将测得的温度与设定的温度进行比较就是运算，而根据比较结果判断是关闭还是开启压缩机就是控制转移。
知识讲解--算法的描述方法
以快递费的计算为例，来介绍算法的描述方式：
随着信息技术的发展，电商事业的繁荣，快递已经成为我们生活中的一部分。以顺丰快递为例，它的收费标准是1kg以内（包含1kg），收费12元，每超重1kg，加收2元（不足1kg的，按1kg计）。 现在需要我们为快递公司设计一种算法，能够方便快捷的计算快递费。
1.用自然语言来描述，就是这样的5个步骤：
（1）输入包裹快递的重量x
（2）判断包裹的重量是否大于1kg
（3）如果包裹的重量不大于1kg，应付款y=12
（4）如果包裹的重量大于1kg，应付款y=12+2* (x-1)向上取整
（5）输出应付款的金额
自然语言描述的算法通俗易懂，不用专门的训练，较为灵活。但是容易存在二义性，并且无法很准确的描述循环、选择等结构。
2. 对应自然语言看一下流程图的设计：
流程图必须要有开始、结束框，输入重量用输入框，判断包裹是否大于1kg，用判断框，根据判断结果进行相应处理用处理框，输出用输出框。
流程图描述的算法就比较直观、形象，有利于不同环境的程序设计。但是需要注意各种符号的使用。
3. 它对应的伪代码：
输入包裹的重量x
if(x>1):
y=12+math.ceil(x-1)*2
else:
y=12
输出应付款 y
伪代码是一种类似于机器语言，但又不受语法约束的代码。这种语言是无法被机器执行的。主要使用对象是设计师和程序员，用来表达在编码前对算法执行过程中的一些想法。
4. 它对应的程序设计语言：
import math
x=float(input(“请输入包裹的重量：”))
if(x>1):
y=12+math.ceil(x-1)*2
else:
y=12
print(“您应付的快递费为:”,y)
程序设计语言是计算机能够执行的语言，有严格的语法和格式规范，需要专门的学习才能掌握。
讲解算法的概念，同时强调算法对于程序设计的重要性。
通过具体的小例子，让学生理解算法的基本特征的意义，在设计算法时，明确什么样的算法是合理的，什么样的是不合理的。
通过变频空调的例子，让学生理解算法的三要素，以及三要素之间如何协调工作。
通过任务1培养学生根据解决问题的需要，自觉、主动地获取与处理信息的信息意识，随后对热量消耗问题进行抽象与建模，得到解决该问题的计算模型。
通过同一个算法的不同的四种描述方法，让学生掌握四种描述方法，并理解他们的不同之处，知道在什么情况下使用什么描述方法更合适。
课堂小结
知识梳理：
1. 算法的概念
2. 算法的特征
3. 算法的要素
一、放飞思维想象空间。
在一堂课中，教师要认真钻研教材，精心设计教案，课堂上要精讲多练、多启发，多开展活动，语言要绘声绘色。每教一课时，提前让学生预习要上的内容，并且要设计合理的问题，教师要把设计的这些问题归纳成一个中心问题，给学生留足时间，放开学生思维想象的空间，把学生的思维引入最佳状态。让学生自己提问，自己解答。让他们开动脑筋，大胆想象，培养他们思维的灵活性和逻辑性。不断升华教与学的意义。只有这样，才能激发学生对问题的理解，从而促进思维的发展，培养和提高学生的探究能力。
二、放飞讨论交流空间。
教学是艺术。在新课程标准的引领下，教师应把学生学的权利还给学生，尽量给学生留流讨论的空间。让他们充分张扬自己的个性，做到人人动口，个个动手，同座讨论，小组交流，生生互动的格局，激发学生爱说的热情，锻炼学生口语表达能力，发展智能，培养学生的竞争意识。例如，我在教三年级数学上册“两位数乘两位数的乘法（一）中的“住新房”时，优先设计了活动一，让学生独立感知问题、情境明确所要解决的问题，我让同学观看大屏幕，问：你们观察到了什么？学生异口同声地回答：这栋楼共12层每层可住14户？我问谁能解决这个问题，结果学生们争先恐后的举起了手。这时我让学生同桌交流、小组交流等方法，大部分学生都正确的列出了算式：14×12.我问赞同14×12的算式吗？大多数喊赞同。可有一少部分说不赞同。于是我设计了活动二：让不赞同的孩子把算式统统列出来，结果学生甲列出来14+14+…+14=168这样的式子；生乙列出了12+12+…+12=168这样的式子；生丙列出了14×10+14×2=168这样的式子；生丁列出了12×2×7=168这样的式子；这些式子列出后，我让每个孩子说出自己的思路、想法，再让学生们给予评价，我做了点评。这样充分给学生留出了放飞思维的空间，使学生在乐思、乐学中掌握了知识，真正达到了以人为本的教育目的。
三、放飞学生合作展示的空间。
关键词：儿童；餐饮空间；主题性设计
0 前言
餐饮空间的主题设计，即室内餐饮环境中，为表达主题含义或突出某种要素而有意识的设计行为。儿童生理和心理方面的特殊性，决定儿童餐饮空间的主题性设计与常规设计存在一定的区别，其既要满足餐饮空间的基本功能，又要符合儿童和照顾儿童的家长双方面的需要。
1 儿童餐饮空间的主题性设计目标
1.1 满足餐饮主题市场的要求
随着餐饮服务业的不断发展和餐饮行业内部竞争的不断加剧，餐饮空间主题设计的类型不断丰富，如“一坐一忘”异域风情主题餐厅、“孔乙己餐厅”文化主题餐厅、“禅酷”追求另类的主题餐厅等。通过对各类主题餐厅设计分析可以发现，主题在空间中承载的空间属性存在差异，而且随着餐饮主题市场的发展，其设计趋势并不统一，随着人们生活水平的提升，餐饮主题市场中的消费者对优质主题设计的追求欲望逐渐强烈。主题设计已经从吸引客源的手段转化为重要的营销手段，所以其要结合消费者的情感心理进行设计。儿童餐饮空间的主题性设计，作为现代餐饮空间设计的重要组成部分，需要满足整体设计的发展趋势。
1.2 满足儿童餐饮空间消费者的要求
儿童餐饮空间的服务对象主要是1～12岁的儿童和儿童的监护人，不同阶段的儿童特点存在差异。例如，1～3岁的儿童空间感初步形成，其通常会选择在空间内独自玩耍，做简单重复的动作，由于想象成分不足，所以其更适合玩水、沙子、攀爬，且需要监护人照顾；3～6岁儿童好奇心初步形成，喜欢奇形异状和颜色丰富的事物，有成群结伴玩耍的主观欲望，其更适合活动性或手工、象征性的游戏，如颜色鲜艳的桌椅、滑梯、秋千等；7～12岁的儿童逻辑思维能力初步形成，其对智力活动和脑力训练的兴趣开始增强，所以对下棋、脑筋急转弯等游戏的兴趣提升。[1]儿童的监护人也可分为两类：年轻的监护人其通常喜欢新鲜事物，由于儿童进行亲子互动的主观意愿，喜欢与其他监护人共同探讨儿童成长相关问题，支持儿童参加集体活动和；而年纪稍大的监护人，通常喜欢安静、自然气息浓厚的空间环境，与儿童进行智力游戏互动的欲望较强烈，但与儿童体育互动的兴趣较低。通过对儿童餐饮空间主题性设计的服务对象特点的分析可以发现，儿童餐饮空间主题性设计要满足儿童及其监护人对安全、趣味、参与互动、行为习性等方面的要求。[2]
2 儿童餐饮空间的主题性设计来源和体现
2.1 儿童餐饮空间的主题性设计来源
文化特征、建筑流派、饮食特点、民族特征等，都是餐饮空间主题设计的来源。其在设计的过程中更注重儿童的饮食特点和文化特点，而淡化建筑流派、民族特征等因素。例如，儿童通常对童话故事、动画片、常见的动植物等，与其生活相接近的文化感兴趣，所以儿童餐饮空间主题性设计通常将动画片、童话故事中喜闻乐见的元素，运用到主题空间设计中，如白雪公主和七个小矮人、魔法屋、喜羊羊与灰太狼等，以此提升儿童餐饮空间主题设计对儿童的吸引力。[3]另外，考虑儿童的餐饮特点，主题餐饮空间设计的过程中所应用的餐具、调试的灯光、选择的背景颜色等，都会以调动儿童就餐欲望为主，尽可能提升食物的美感，将儿童的就餐显性需求和玩耍的隐性需求相结合，以此提升儿童餐饮空间整体的服务性能。
2.2 儿童餐饮空间的主题性设计体现
（1）色彩表现设计。由于儿童的生理和心理特点决定，对艳丽的色彩的兴趣更加浓厚，所以在儿童餐饮空间主题性设计的过程中，要积极采用色调相对艳丽的色彩。另外，餐饮空间的功能决定要积极利用黄色、粉色等，对儿童食欲有激发作用的色彩进行空间装饰，但考虑到同种颜色大面积应用，会给人压抑感，不利于儿童长时间停留。所以，儿童餐饮空间主题设计应注意将白色与彩色搭配应用，利用色彩之间的对比为儿童及其监护人创造视觉上的冲击力。除此之外，考虑到儿童视觉敏感性，在儿童空间主题设计的过程中应有意识地应用大面积的绿色或柠檬黄，将餐饮所应用的桌椅设施赋予鲜艳的颜色等。
（2）空间规划设计。由于不同年龄阶段的儿童具有不同的性格特点，所以为保证餐饮空间主题设计的针对性，要将其整体划分为1～3岁、3～6岁、7～12岁三种年龄段儿童及其监护人的就餐区，而且将游戏空间划分为手工益智游戏空间和儿童群体游戏空间两种。考虑到1～3岁儿童需要监护人喂食，所以在1～3岁儿童就餐区要设计出满足儿童攀爬需求的空间，监护人可围绕攀爬空间进行就餐和喂食，以满足1～3岁儿童就餐、玩耍和监护人就餐、休息、照顾儿童的需要。而3～12岁儿童的就餐区、互动区和游戏区应尽可能的有机融合，这样既满足监护人与儿童共同就餐的需要，而且在儿童参与主题游戏的过程中监护人可全面的观察甚至参与到儿童的游戏中，体验感增强。在空间规划设计的过程中除考虑各年龄段儿童就餐和玩耍的实际需要外，应注重儿童的安全，进而避免对儿童的伤害。例如，3～6岁儿童虽然对奇形怪状的事物感兴趣，但在主题设计的过程中，应有意识的控制奇形怪状事物的尺寸和锋利的程度等，以免对儿童构成伤害。
（3）参与性设计。儿童的生理和心理特点决定，其并不善于在固定的位置安静地就餐，所以在儿童餐饮空间主题设计的过程中，要从儿童的性格需求出发，增加体验式空间设计。例如，以“折纸”为主题进行儿童餐饮空间设计时，可以预留部分空间支持儿童和监护人进行互动，以此满足儿童对餐饮空间趣味性的要求和监护人对亲子互动的迫切愿望，满足消费者的情感需求。但在此过程中需要注意，由于3～12岁的儿童独立游戏的欲望较强烈，所以在设计主题互动空间的同时，要设置以“折纸”为主题的儿童自主活动空间。为提升儿童自主游戏的趣味性，可将儿童自主活动空间墙面按照儿童的身高尺寸设计折纸涂鸦墙、折纸亚克力墙面等。在参与性设计的过程中需要注意灯光、色彩、造型符号等方面的设计，来提升儿童的安全感和趣味性，以此延长儿童停留的时间。
3 结论
通过上述分析可以发现，现阶段人们已经认识到儿童餐饮空间主题性设计，需要结合餐饮空间的功能和儿童的生理和心理特点。但对餐饮空间中的“亲子互动”等方面的重视程度明显不足，这不仅使餐饮空间的服务性能受到限制，而且不利于空间设计满意度的提升。所以，应有意识的全面把握儿童餐饮空间的主题性设计内涵。
参考文献：
[1] 岳颖.浅谈餐饮空间的主题性设计[J].美与时代（上），2012（05）：76-78.
1963至1964年的研发任务是使A-12达到3马赫以上的飞行速度并具备任务能力。当时，洛克希德公司和中情局对取得成功不抱太大希望。影响该机实现研发目标的主要因素是发动机舱室以及中心锥。随着A-12飞行速度的不断提升，中心锥向后侧偏转，进而将气流导入发动机。试飞项目必须研究“进气道方案”，并采用编程方式控制气动系统。该系统将根据飞机的速度控制中心锥的位置。
A-12以0.1马赫为单位不断增大试飞速度。它通常从格鲁姆干湖起飞，向北飞至温多佛并继续向美、加边境飞行，随后进行180°转弯（直径为237公里），并在65000～72000英尺（19825～21960米）高度飞回内华达州。这条航线被称为“铜色杀手”。在A-12返回基地途中，它将加速至试飞速度，随后减速并着陆。如果发生故障，那么飞机至少能够以每分钟56公里的速度返回基地。
试飞活动很快表明，气动系统无法对大气变化发挥补偿作用，由此形成所谓的“非启动”状态。偏离正常位置的中心锥会使进入发动机的气流出现乱流，从而使发动机停止产生推力并出现过热现象。如果一侧发动机失去全部推力，将导致A-12猛然向停转发动机一侧偏斜，并使飞行员的头盔猛烈撞上座舱盖。飞行员必须采用手动方式打开旁路通道从而打破“非启动”状态。与U-2在研发初期出现的发动机熄火故障相似，A-12必须在飞入敌方领空之前解决“非启动”状态问题。
洛克希德公司的工程师竭尽全力解决上述问题。进气道的几何尺寸以及发动机运行流程都进行了相应调整。虽然燃料流量的人工调节、中心锥所在位置以及旁路通道位置都按照加速需求进行了调整，但仍无法解决上述问题。A-12的两个进气道从未实现匹配，因此导致在每次飞行中都反复多次出现“非启动”状态。即便是由此成立的一个特别工作小组也无法找到解决方案。
最后，约翰逊决定放弃当时使用的气动系统并代之以一种电子设备。但是即便采用这种方法也出现了问题。在一次地面测试中，飞行员使用了机上电台，这导致上述电子设备内部产生错误信号并使中心锥处于缩进状态。在解决电子干扰问题后，系统实现了比以前高得多的运行效率，不过必须以大幅度增加维护时间作为代价。格鲁姆干湖试验场为该基地的所有A-12以及129号机之后的新型A-12都安装了这种电子系统。
“非启动”状态只不过是A-12最为明显的技术问题。J58型发动机的主轴必须重新设计并以此应对高温环境的需求，发动机的固定点也进行了调整。飞机在高速飞行中与空气摩擦时将使座舱内温度上升至130℃。在一次飞行过程中，操纵杆的温度变得极高，以至于帕克不得不一直换手操纵以免灼伤自己。空调系统在进行调整后，能够将座舱温度降至“温暖而适于活动”的水平。另一种因受温度影响而必须调整的因素是A-12的机身涂装。原型机是在没有任何涂装的纯金属状态下进行试飞。到1963年底，机背、中心锥以及座舱区域被涂上了黑色隔热涂层，由此降低了机身内部温度。该机还涂装了全套国籍标志。与这种飞机的其他所有组成部分一样，寻找耐高温涂料也是一件难度极大的事情。
外部物体对机身的破坏问题始终存在。在飞机制造期间，螺母、螺栓、夹钳以及其他物品有时会被留在发动机舱室内。当发动机开始启动时，这些残留物品会被吸入发动机内部并损坏发动机。在一次类似事故中，一位检查人员留在发动机舱室内的闪光灯造成了价值25万美元的损失。发动机在启动后还会吸入石块、沥青块以及其他残留在跑道和滑行道上的物体。
有关方面调整了发动机运行流程，如使用大功率真空吸尘器清扫发动机舱室，随后旋转发动机舱室并监听是否有异物发出响声。对滑行道以及其他地区进行清扫并消除所有异物。在A-12着陆后，维护人员用盖子遮蔽进气道并用一个“巨大的挂锁”将其锁住。只有当飞行员进入机舱准备执行下一次飞行任务时才把该锁打开。
最终，在经过15个月的艰难试飞后，A-12已作好了冲击3马赫飞行速度的准备。这次试飞于1963年7月20日实施，试飞员是洛克希德公司的路易斯?沙尔克。当年夏季和秋季进行了数量更多的3马赫飞行。11月，A-12终于达到了3.2马赫的设计飞行速度。从2马赫到3.2马赫，A-12共进行了66次加速准备试飞。
在这些加速准备试飞中，A-12只是在短时间内以极限速度飞行。下一步将是以3马赫的速度持续飞行，这比简单冲刺飞行的难度要大得多，主要是因为在前一种情况下外界高温将对机身结构产生重大影响。1964年2月3日，洛克希德公司试飞员詹姆斯?伊斯特海姆进行了首次持续3马赫试飞。根据飞行计划要求，这次试飞中的最大速度为3.16马赫，且保持该速度飞行10分钟。伊斯特海姆从23790米开始以3.16马赫飞行，到该阶段飞行结束时，他驾驶的A-12已上升至25315米。伊斯特海姆关闭节流阀并在格鲁姆干湖试验场着陆，此次试飞取得了圆满成功。洛克希德公司高级试飞工程师格伦?福克森说：“不错，我们明天接着干。”然而，A-12的下一次飞行却要等到8周之后。在飞行后的例行检查中发现，该机机身已在高温环境下“产生了脆性”。之所以出现这种情况，是因为空速管系统发生故障：虽然该系统标示的飞行速度为3.16马赫，但实际飞行速度却高达3.3马赫，机身温度远远高于事先预计。在高温下部分导线被烧坏，四余度飞行控制系统内的液压液几乎全部流失──7.5加仑仅剩0.5加仑。多年后，伊斯特海姆在回忆此事时说：“如果再多飞行15秒，后果将不堪设想。”
工程师们不知道这些液压液流向何处，在地面测试中并未发生渗漏现象。他们随后用加热管将机身温度提高至315.6℃。随着接头部位出现膨胀现象，3300psi的液压液开始向外渗出，飞机被液体蒸发形成的烟雾包围。一旦液压系统冷却之后，液压液也停止渗漏。试飞员们坚持在下一次进行3马赫试飞之前安装液压液容量检测仪。121号机安装了这种检测仪（所有A-12中唯一安装该类装置的飞机）。在进行几次维护飞行后，“牛车”再次尝试进行持续3马赫飞行。
第二次试飞仍然由伊斯特海姆担任试飞员，他驾驶A-12飞行30分钟。在此次持续3马赫飞行中未发生液压液渗漏现象，通信联络也保持正常。伊斯特海姆关闭节流阀并下降高度准备着陆。当这架A-12进入顺风段航线时，左侧液压系统失灵。伊斯特海姆当时心想：“见鬼，又遇到麻烦了。”虽然液压系统失效，伊斯特海姆仍然驾机安全着陆。在飞行后检查中发现制动器制造厂商在液压系统安装了一个铝塞。在高温高压环境中，这个铝塞被冲开。在周一早晨的技术会议上，约翰逊问道：“怎么会在这架飞机上使用铝制零部件？”
A-12的改型
1963年年底，格鲁姆干湖试验场已拥有9架A-12。此后又有一架改型YF-12A截击机被运抵该试验场。在“牛车”项目实施过程中，约翰逊意识到A-12基本型的机身具有巨大发展潜力。该机的第一种改型是第一种防空截击机，这种改型机可利用3马赫的极高飞行速度拦截来袭苏联轰炸机，并在后者距目标距离较远的情况下将其击落。
这种截击机成为自50年代初以来的某种战斗机研发趋势的终极标志。在此期间，注重空中机动性能的传统战斗机已被用导弹作为全部机载武器的截击机取代。这些截击机装载的导弹并不是用于攻击其他战斗机，而是打击体积较大且不具备较强机动能力的敌方轰炸机。当时广为流行的观点是，美国在未来面临的任何战争都将是与苏联之间的一场核“决斗”，将不会象在朝鲜那样实施一场“有限战争”。相应地，战斗机要么担负投射核武器的使命，要么执行截击任务。当时较为普遍的作战构想是，载人飞机将被导弹取代。
1960年3月16日和17日，约翰逊在华盛顿分别与空军准将小霍维尔?埃斯特斯以及空军部分管研发工作的副部长科特兰?珀金斯会面并讨论了截击机研发项目。后两者都对这种改型机的性能留下了深刻印象，并请约翰逊在莱特?帕特森空军基地与马尔文?德姆勒空军上将会面。1960年10月31日，洛克希德收到了一份研制3架“改进型载人截击机”的合同，该项目与A-12相互独立。虽然这3架飞机在安装A-12生产线的同一个车间内制造，但却用屏风相互遮挡，让分别参与两个研发项目的人员互不知情。
A-12的机头和前侧机背被拆掉并加装了一个体积较大的整流罩以及两台红外扫描器。该机装备1台由休斯公司研制的AN/ASG-18型脉冲多普勒雷达火控系统，该系统能够对在低空飞行的飞机进行远程探测和跟踪。这种截击机计划挂载AIM-47“猎鹰”空空导弹，该型导弹可安装高爆常规弹头或低当量核弹头，采用内置挂载方式，射程193公里。机身下侧进行了重新设计，从而能够容纳装载3枚导弹的弹舱。在位行员座舱之后的Q舱内为雷达拦截军官（RIO）加装了一个座椅。虽然加装整流罩对飞机高速飞行时的稳定性产生了不利影响，但通过在发动机舱室上方加装两片安定翼以及在机身后侧加装一块面积较大的可伸缩式安定翼，使上述问题得到解决。
1961年1月初，在截击机研发项目启动几个月之后，约翰逊建议再研制A-12的两种改型机──B-12型战略轰炸机以及R-12型侦察机。B-12的设计方案是在机身弹舱内挂载核武器，它可装载4枚短程攻击导弹（SRAM）、6枚对地攻击导弹或12枚制导炸弹。该机在类似于A-12的尖顶式机头内安装了具备目标搜索能力的雷达，并由第二名机组人员进行目标瞄准。B-12的任务是在ICBM实施首次核打击后“清理”剩余目标，它将担负打击东欧和苏联西部地区目标，包括指挥所、部署米格-25型战斗机的空军基地、导弹阵地、潜艇基地以及地空导弹阵地等。在R-12型侦察机上，将用照相机、雷达和电子情报（ELINT）设备取代机载武器。为控制侦察设备的运行，需在该机增加一名机组人员。R-12在战时的任务是在实施火力打击行动后侦察目标情况。在采用内置方式挂载武器装备和侦察设备的情况下，有助于降低飞机重量并降低雷达反射横截面。这两种改型机都未考虑加装类似于B-58的吊舱。
1962年6月4日，美国空军检查了代号为“侦察打击”-71（RS-71）的模型。攻击型A-12的研发构想面临两种难题。美国空军内部的某些人士将该机视为对XB-70（亦被称为RS-70）研发项目的一种威胁。更重要的是，美国国防部部长罗伯特?麦克纳马拉及其绰号为“神童”的智囊团队认为当时已没有必要研制载人轰炸机。根据当时制定的计划，美国将在此后几年内安排所有B-47以及B-52的早期型号退役，XB-70也被降格为空气动力研发项目。
相应地，A-12的几种改型方案只有RS-71得以保留（然而该机还保留了名称中的“打击”部分）。从外观看，RS-71与A-12较为相似，前者只是机头部位的尖锐度不及后者，以及尾部整流器向后延伸略长从而能装载更多燃料。A-12设计用于执行秘密飞行任务，因此其负载被降至最低限度（一架照相机）。与之相反，RS-71的负载较重，机头部分可安装高分辨率雷达或全景照相机，此外还可在机背安装数量更多的照相机或侦察设备。因此，RS-71具备极强侦察能力，它不仅能够在实施打击行动后飞越目标上空进行观察，而且能够在和平时期沿苏联边境线附近空域实施侦察飞行。1962年12月27日至28日，美国有关方面与洛克希德公司签署了制造6架试验型RS-71的合同。当时，A-12已完成最初阶段的试飞并准备冲击3马赫，作为截击机的首架YF-12A也已接近完工。
1963年7月，首架YF-12A运抵格鲁姆干湖试验场。该机在完成总装后于8月7日进行了首次试飞，试飞员仍是伊斯特海姆。他此前编写了A-12飞行手册，并已在1架改进型B-58轰炸机上进行了雷达和导弹系统练习。在此次试飞中，YF-12A进行了超音速飞行。沙尔克驾驶第二架YF-12A（1002号）于1963年11月26日进行了该机首次试飞。由于A-12此前已验证了3马赫的设计飞行性能，因此YF-12最初的试飞主要是用于测试雷达系统性能。
“牛车”研发项目浮出水面
即便发生了上述多起具有重要意义的事件──123号机坠毁、飞行速度达到3马赫、A-12被外界发现并引发传言、《航空周刊》的报道、数百人参与A-12的制造──但这种飞机仍然处于保密状态。由于A-12是唯一能够以3马赫速度实施巡航飞行的飞机，因此该机采用的技术对于当时正处于初始发展阶段的美国超音速运输项目具有极为重要的价值。然而，只要该机仍然处于保密状态，就无法使用相关数据。
1964年是美国的总统大选之年。林登?约翰逊在成为总统之前曾听取了A-12研发项目的简要汇报，他要求起草一份在1964年初发表相关声明的计划。林登?约翰逊的共和党竞选对手是巴里?戈德沃特，这位右翼参议员长期以来一直谴责在增强美国国防实力以及遏制共产主义方面表现软弱。因此，在此时向外界“公开”A-12研发项目的存在，显然是应对上述谴责的反措施（虽然启动该研发项目的是共和党总统艾森豪威尔，但该机却是在总统约翰?肯尼迪当政时期进行了首次试飞）。
1964年2月底，对外公开A-12项目的时机已趋成熟。在2月29日举行的国家安全委员会会议上，麦克考恩和麦克纳马拉向与会人员简要介绍了A-12的情况。委员会要求他们随后发表公开声明。当天晚些时候，总统约翰逊向媒体宣读了以下声明：“美国已经成功研制出一种性能先进的试验型喷气式飞机，该机代号为A-11，它此前一直在进行时速3220公里以及在21350米高空飞行的试验。A-11的性能远远超过目前世界上其他任何型号的飞机。该机的研发工作已促使飞机技术实现了重大进步，并将对军事和商业运用产生重大影响。数架A-11正在加利福尼亚州爱德华兹空军基地进行试飞。今天我们对外公布该研发项目的存在，目的是在我们的军事和商业项目中充分运用这种先进技术。”
约翰逊总统的这份公开声明引起了媒体的广泛关注。相关报道声称美国已拥有12架能够升空的“A-11”（与事实相符），而且它们已经飞越目标上空（与事实不符）。约翰逊有意使用A-11这个代号，它是“牛车”项目在反雷达改型研制之前的初始代号。如果有必要向外界公开展示A-12，那么它将作为A-11的后继型号而不是原型机。
格鲁姆干湖试验场的研发人员虽然知道总统即将向外界发表声明，但对确切时间却一无所知，因此对约翰逊发表的上述声明感到震惊。爱德华兹空军基地从未部署过A-12或YF-12A，不得不由沙尔克和帕克在匆忙之间驾驶2架YF-12升空。他们先是驾机滑行，随后在机库门前进行180°转弯。在此期间，发动机排出的高温气体被吹入机库并触发了灭火装置，水象山洪暴发一样到处流淌。
第3架YF-12A（1003号）于1964年3月13日进行了首次试飞，此后不久被转交爱德华兹空军基地。该机测试了机载导弹系统，并证明在以3马赫飞行时能够成功发射导弹并拦截目标飞机。然而，该型截击机已没有任何发展前途──麦克纳马拉对防空系统的兴趣类似于他对载人轰炸机的态度。他的“效费比”研究得出结论，即苏联的轰炸机力量仅能对美国构成最低限度威胁。在未来几年内，麦克纳马拉拒绝向制造93架改进型F-12B型截击机的项目提供经费，即便国会已批准此项经费预算也无济于事。此后几年内，F-101、F-102和F-106截击机中队全部解散，雷达阵地和地空导弹阵地也被关闭。另一方面，苏联开始实施更具进攻性的轰炸机研发项目，并研制出图-22“逆火”以及图-160“海盗旗”超音速战略轰炸机──而它们正是F-12B设计实施拦截的对象。
在约翰逊总统公开宣布A-11项目相关情况4个月后，他再次向外界透露了有关信息。据传言称，约翰逊询问一位助手RS-71的用途，这位助手回答是进行“战略侦察”。由此，当约翰逊于1964年7月24日宣布新型侦察机的存在时将该机称为“SR-71”（SR为“战略侦察”的英语单词首字母──译者注）。作为这种变换字母排列次序的后果，这些飞机不得不调整此前耗资2.5万美元完成的机身涂装。1964年10月29日，SR-71的原型机（2001号）交付位于加州的帕姆代尔空军基地。该机于1964年12月22日进行了首次试飞，罗伯特?吉利兰德担任试飞员。与从格鲁姆干湖试验场出发的其他秘密飞行不同，此时已可以从该试验场周边地区看到这架SR-71的起飞情况。当天晚些时候，A-12系列的另一架飞机也进行了首次秘密飞行。
约翰逊总统的声明导致了不同寻常的安全保密形势。YF-12A和SR-71此时已处于“白色”状态（即它们的存在已不再被列为秘密）。与之相反，A-12仍处于保密的“黑色”状态，而且一直保持至1981年。为保守秘密，有关人员都被告知将由总统对外宣布A-11的存在，同时被警告必须让A-12处于保密状态。
这种保密努力的组成部分涉及A-12的机身涂装。从1963至1965年，A-12采用了一半纯金属以及一半黑色的涂装方式，“美国空军”（U.S. Air Force）及其缩写USAF和制造序列号被涂成黑色。SR-71在首次试飞中采用全黑机身涂装和白色字母，A-12很快采用了同样的机身涂装。这种涂装提高了飞机的温度控制能力，因为黑色涂装比纯金属能够更好地反射热量。这种情况还意味着在任何距离内都几乎无法分辨A-12与SR-71之间的区别（这两种飞机的外形几乎完全一样）。1964年7月9日，帕克在试飞过程中遭遇了A-12的第二次坠毁事故。他驾驶133号新机完成了一次高马赫数验证飞行并接近跑道，当飞行高度下降至153米时，飞机开始向右旋转，帕克此时已无法控制。当飞机沿45°的倾斜转弯角飞行并距地面仅有61米时，帕克弹射离机，他与座椅分离后降落伞打开。当帕克刚刚进入垂直下落状态时，他的脚已触到了地面。官方历史资料将这次事故称为“试飞活动历史上最接近失败的逃生之一。”这架A-12撞到地面并爆炸。有关方面将事故原因判定为飞机右外侧滚转和倾斜控制装置失效，该装置当时已被冻住。与这次坠毁事故相关的信息至今未向外透露。
等待“离巢”
1964年初，在A-12已具备有限的3马赫飞行能力的情况下，中情局开始考虑实施飞越古巴领空的侦察任务。在几个月时间内，菲德尔?卡斯特罗一直威胁要攻击飞越古巴领空的U-2。美国国务卿迪安?腊斯克向约翰逊总统建议通过外交渠道向古巴传递信息，警告后者不要做出击落该机的任何尝试。腊斯克进一步指出，还应通过秘密渠道告诉卡斯特罗，美国已注意到他发表的相关言论，并将其理解为一种威胁，而“美国将别无选择，并准备对最终事态迅速做出反应。”
实际上，美国除了实施外交警告以及空洞威胁等手段之外，无法采取其他有效措施保护U-2的安全。美国有关方面虽然研究了为U-2加装电子对抗（ECM）设备并对SA-2地空导弹进行干扰的对策，但结论是这些举措不可能使该机免遭敌方攻击。美国政府开始寻求采用替代方式实施飞越古巴领空的侦察活动，并最终选择了A-12。
美国最初制定的A-12紧急飞越古巴的计划被命名为“云雀”。帕克的坠机事故使该计划停滞了一段时间，而在8月5日，中情局局长马歇尔?卡特上将下达指令，要求“云雀”项目必须于1964年11月5日之前具备紧急任务准备状态。为符合时限需求，中情局的5名飞行员必须获得2.8马赫飞行速度和24400米高度的飞行资格。照相机系统的性能也必须得到验证。主要问题之一是A-12缺乏电子对抗设备，在11月之前仅能准备好一套完整的电子对抗设备。新组建的一个跨部门机构负责研究A-12在执行任务时面临的风险。该机构确信，当A-12最初几次飞越古巴领空时，能够在未安装全套电子对抗设备的情况下确保自身安全。然而，在此之后实施的飞行必须要求飞机安装全套防护设备，而电子对抗设备的交付时间能够达到上述需求。
在完成了古巴上空的模拟飞行训练后，中情局的A-12分队被判定已具备实施“云雀”项目的能力。任何穿越古巴的飞行都必须提前两周发出通知，而执行任务的飞行员和飞机少于计划需求量。下一步是将紧急任务能力转化为持续性项目。在执行任务之前实施了训练飞行，主要用于确定A-12的航程和燃料消耗、完成飞行员的资格认证以及准备“云雀”项目的一系列相关文件。1964年年底，5名飞行员和5架飞机都已作好了持续飞越古巴上空的准备。此时，格鲁姆干湖试验场已部署了11架A-12──4架试验机以及7架隶属于中情局的飞机。
随着“云雀”项目已具备任务能力，洛克希德公司的试飞员也在驾驶A-12全面实现试验性能。1965年1月27日，其中一架试验飞机进行了首次高速远程飞行。此次试飞持续1小时40分钟，并且在23058米至24400米的高度达到了3.1马赫。
随着“云雀”项目开始实施，A-12继续进行试飞，而SR-71启动测试工作。格鲁姆干湖试验场的研发活动强度在1965年达到顶点。基地建设此时已经完工，人员总数达到1835人（相当于一个小镇）。洛克希德公司的“星座”型客机每天往返于伯班克和格鲁姆干湖。此外，每天从基地到拉斯维加斯还有两个C-47航班。
从U-2研发项目实施以来，格鲁姆干湖试验场的基础设施规模已大幅度扩建。原来位于干湖边缘的U-2研发设施已新建了4座面积更大的新机库，在该区域以南是住宅区，新建了整齐的成排房屋。试验场的生活条件也得到了改善：一座电影院取代了原来放在食堂餐桌上的一台电影放映机，此外还新建了一座棒球场。即便如此，该试验场仍然处于与世隔绝的状态，气候炎热且非常荒凉。试验场南端的设施属于A-12研发项目——洛克希德公司，包括一些独立式机库（每座机库内停放1架A-12）。这些机库既可使A-12免遭阳光照射和灰尘侵蚀，又能防止苏联侦察卫星照相机的拍摄。试验场的主跑道延伸至干湖床边缘，一条较长的简易沥青跑道穿过湖床。
1965年，中情局还招募和培训了第二批A-12飞行员。这批飞行员仅有3人，他们全部来自作战部队──梅尔?沃伊沃迪奇、罗纳德?雷顿和杰克?维克斯。与二十年前的XP-59A研发项目的情况相似，这些飞行员开始过上一种特殊的生活。虽然他们驾驶着世界上速度最快的飞机，但即便是他们的妻子也不知道自己的丈夫到底在干些什么。与贝尔飞机公司的试飞员一样，这些A-12飞行员使用某些代号象征着他们之间带有秘密含义的兄弟情谊，而这些代号源自飞行服上的徽章。维克斯在看到A-12后将这种飞机称为“天鹅座”，其飞行服徽章上显示了该星座。另一个徽章上显示了一个卡通式的“走鹃”（该分队的绰号）图案以及“走鹃”和“嘟嘟 嘟嘟”的字样。此外，还有一个徽章印上了一辆天鹅形状的高速赛车以及“第1129 SAS 走鹃”的字样。
在中情局飞行员等待飞越古巴的指令时，A-12面临着一个新目标。1965年3月18日，中情局局长麦克考恩提醒国防部长麦克纳马拉，针对中国大陆的侦察活动面临着越来越严重的威胁。自1962年以来，已有4架由军飞行员驾驶的U-2侦察机在中国大陆上空被击落。美国决定在日本冲绳开始建造部署A-12所需的设施。然而，在未部署A-12的情况下，上述设施停止建造。当时，只能由总统做出到中国大陆上空实施侦察的决定。
4天后，A-12已作好了实施代号为“黑盾”的飞越中国大陆的侦察行动准备。最初，计划由3架A-12担负每年两次且每次历时60天的部署任务。A-12最初执行此类任务时，都是从位于冲绳的嘉手纳空军基地起飞。此后，美国在该基地建立了永久部署的侦察分队。在提供资金后，A-12的保障设施于1965年秋季完工。
穿越北越领空的侦察行动也面临威胁。1965年4月5日，美国通过照相侦察发现北越境内部署的一处SA-2地空导弹阵地。此后不久，在河内附近发现了数量更多的地空导弹阵地。驻南越美军总司令威廉?威斯特摩兰上将想对这些地区实施空袭，但麦克纳马拉禁止采取此类行动。后者的逻辑是：苏联以笼络越南为目的向后者提供这些SA-2；如果美国不攻击这些地空导弹阵地，就相当于向北越发出某种“信号”，从而使后者不使用这些地空导弹（约翰逊和麦克纳马拉将代号为“滚雷”的轰炸战役视作向北越发出谈判“信号”的手段之一）。
虽然麦克纳马拉坚信北越不会使用地空导弹，但他仍于1965年6月3日要求空军部副部长派遣A-12替代U-2执行侦察任务。麦克纳马拉被告知，A-12一旦完成最终的资格认证试飞，将能立刻担负飞越北越上空的侦察任务。1965年7月24日，对美国发出的信号视而不见的北越使用SA-2击落了1架美国空军F-4C。此后，被击落的美军飞机越来越多，U-2在北越上空执行侦察任务的日子已屈指可数。
随着A-12的任务部署时间日益临近，中情局所属分队开始实施旨在达到任务状态的最后步骤。首批3部H型照相机于1965年4月交付。这种照相机最初为U-2设计，采用了60英寸（152.4厘米）长焦镜头。它使用柯达公司的3414型胶卷，这种胶卷具备较低的ASA8级测定水平以及29平方厘米的幅面，在24400米高度的分辨率为5厘米。A-12的Q舱装载的另一种照相机为KA-102A型，它采用122厘米长焦镜头，携带214米胶卷（可拍摄1675张照片）。H型和KA-102A型照相机都使用了动态补偿器，防止A-12因高速飞行而使相片模糊。
飞行员们也开始进行最后的资格认证飞行。这些飞行的目的是在3.05马赫、23180米高度以及4260公里航程的条件下测试飞机以及机载系统的可靠性。A-12在这种航程较远的飞行中暴露出新的问题，其中最重要的是电路。它在较长时间内处于高达426.7℃的环境温度之中，同时受到飞机结构、震荡和冲击等因素的影响。A-12的电路难以承受上述恶劣条件的考验，并导致进气道控制、通信装备、电子对抗系统以及座舱仪表出现故障。此外，该机还一直面临着燃料箱封闭问题。
上述问题的严重程度已威胁到“黑盾”计划的原定时间安排，而其根源在于洛克希德公司的维护能力较弱。1965年8月3日，中情局分管技术工作的副局长约翰?帕拉戈斯基会见了凯利?约翰逊。他们“坦率地讨论”了改进上述缺陷的对策。约翰逊决定，他本人将在格鲁姆干湖试验场进行全时现场监督。次日，他开始在现场工作。官方历史声称，约翰逊“严格而有效的管理”促使“黑盾”计划重新回到正轨。
4架A-12被挑选担负部署任务。在最后进行的资格认证飞行中，A-12的飞行速度和高度分别达到3.29马赫和27450米，在以3.2马赫飞行时，最大持续飞行时间达到1小时14分钟，最长飞行时间为6小时20分钟。
凯利?约翰逊在1965年11月22日写道：“概言之，我的观点是该机能够成功执行‘黑盾’计划的相关任务，其风险程度类似于U-2在初期执行侦察任务时所面临的情况。实际上，由于A-12的飞行速度几乎相当于U-2的四倍，而且前者的任务飞行高度比后者高约4827米。因此A-12面临的风险程度可能远远小于U-2首次部署的水平。我认为，现在已经到了鸟儿离巢的时候了。”
A-12“离巢”的决定取决于303委员会，该委员会负责监督各种情报活动。12月2日，303委员会收到了将A-12部署于嘉手纳空军基地的正式申请。它虽然拒绝了此项申请，但同时要求这种飞机具备快速反应能力，即在1966年1月1日之后确保A-12能够在接到命令后的21天内实施部署行动。
整个1965年以一次噩运结束。1965年12月28日，沃伊沃迪奇驾驶126号机起飞，执行该机大修后的验证飞行任务。飞机在离开地面7秒后失去控制，沃伊沃迪奇根本没有机会解决问题，只能在46米高度弹射逃生。他差一点被126号机爆炸形成的火球击中，但最终安全着陆。
事故调查委员会发现一名航线电子技师将姿态角陀螺仪的连接件装反，从而导致控制颠倒。中情局局长麦克考恩命令安全办公室调查有人故意进行破坏的可能性。虽然没有发现相关证据，但调查人员发现陀螺仪的制造厂商此前曾警告可能会发生这种事故，而有关方面始终没有采取应对措施（如在连接件上涂上彩色标志）。与帕克前一年的坠机事故相似，与此次事故相关的信息从未向外界透露。
在整个1966年，有关方面经常向303委员会提出允许A-12执行部署任务的请求。中情局、参联会以及总统外国情报顾问委员会都倾向于批准上述申请，而国务院和国防部表示反对。支持A-12部署的人士认为，当时极为迫切地需要获得中国介入越南战争的相关情报数据，持反对意见的人士则认为上述需求不足以证明让这种飞机冒险执行任务的合理性，以及将该机部署于冲绳而产生的政治风险。日本国内拥有强大势力的左翼团体，一直抗议美国干预越南事务。8月12日，上述分歧意见被呈报约翰逊总统，而总统也拒绝批准部署A-12。
在303委员会进行争论的同时，“黑盾”计划进行了修改。新计划将原来确定的21天部署时间减少近一半。根据新计划，首批人员和装备将在部署任务批准实施的当天离开格鲁姆干湖试验场前往嘉手纳空军基地。此后第5天，首架A-12将升空实施5小时34分钟且航程为10737公里的飞行。第2和第3架A-12将分别在第7和第9天担负飞行任务。2架A-12将做好在第11天实施紧急飞行的准备。在15天后可实施一次正常侦察任务。飞越古巴上空的“云雀”侦察任务将在“黑盾”计划批准后的第7天实施。
在此期间，A-12还展示了其优异性能。1966年12月21日早晨，帕克驾机从格鲁姆干湖试验场起飞。他向北飞越黄石国家公园，随后向东飞越北达科他州的比斯马克以及明尼苏达州的杜鲁斯，之后向南飞至佐治亚州的亚特兰大以及佛罗里达州的坦帕。此后，帕克驾机向西穿越俄勒岗州的波特兰并再向南飞回内华达州。他再次转向东面飞行并先后穿过科罗拉多州的丹佛、密苏里州的圣路易斯以及田纳西州的诺克斯维尔，之后再折向西飞越孟斐斯，最终在格鲁姆干湖试验场着陆。此次飞行的总航程达到16409公里，并4次穿越美国大陆，7次进行空中加油，而整个飞行时间仅用了6小时。
在此次飞行取得成功后，“牛车”项目发生了首次致命事故。1967年1月5日，沃尔特?雷驾驶125号机执行训练飞行任务。当他下降高度时，飞机的1个油量表发生故障，并导致该机在距格鲁姆干湖试验场约113公里的空域处于燃料消耗完毕的状态。雷弹射逃生，但由于降落伞伞包卡在座椅头垫上，从而使座椅分离装置失效。座椅最终落在地面上并导致雷本人丧生。
美国空军对外发表了一项声明，声称1架SR-71从爱德华兹空军基地起飞实施例行试飞任务期间失踪，并可能坠毁于内华达州。此项声明表示，该机飞行员是一位民间试飞员，报纸猜测他与洛克希德公司有关。125号机的残骸于1月6日被发现，雷的遗体也于次日找到。所有A-12全部停飞并检查油量表以及弹射座椅故障。
1967年春，中情局招募的第三组（也是最后一组）A-12飞行员开始在格鲁姆干湖试验场进行训练。他们分别是：戴维?扬、弗朗西斯?穆雷以及拉塞尔?斯特科。斯科特是美国空军试飞员学校毕业生（62C班以及ARPS Ⅳ级），而另外两人都具有作战部队背景。
“黑盾”
1967年5月，实施“黑盾”计划的“障碍物”被最终清除。美国人开始担心北越可能已经部署了地地导弹，而常规侦察机缺乏探测此类武器的能力。约翰逊总统要求对上述事态进行研究。当美国国务院和国防部的代表被告知A-12照相机的探测性能远远优于U-2且具有更强生存能力时，他们开始重新考虑此前反对部署A-12的立场。中情局局长理查德?赫尔姆斯向303委员会提交了另一种部署A-12的方案。他还在约翰逊总统5月16日举行的“星期二午餐会”上提出:部署A-12的问题。约翰逊总统最终批准部署该型侦察机，正式指令于当天晚些时候发出，“黑盾”计划开始实施。
次日，前往嘉手纳空军基地的空运行动开始。5月22日，第1架A-12（机号131）由沃伊沃迪奇驾驶从格鲁姆干湖试验场飞往嘉手纳空军基地，整个航程持续历时6小时6分钟。雷顿驾驶127号机于5月24日飞抵嘉手纳，而维克斯驾驶129号机于5月26日离开格鲁姆干湖试验场并在威克岛着陆，该机于次日飞抵嘉手纳。到1967年5月29日，A-12已作好了首次飞越其他国家领空执行侦察任务的准备。在历时10年的研发后，这种飞机终于迎来了展示身手的机会。
位于华盛顿的“黑盾”计划指挥部一直在监视北越上空的气象条件。在5月30日的任务警示简报中，有关方面判断气象条件适行，A-12分队受命准备于次日执行穿越北越领空的侦察任务。警示信息还包括该机确定的特殊航线。在嘉手纳空军基地，上述信息使整个行动处于持续调整状态。沃伊沃迪奇和雷顿分别被选为A-12的主要和备份飞行员。相应地，主要和备份A-12各一架也进行了机身和机载设备的检查维护，胶卷装入照相机。与中情局的U-2类似，A-12也未涂装国籍标志，而只是将机身涂为黑色并在尾翼上涂上了较小的5位数制造序列号。
在距飞机起飞时间还有12个小时（H-12）的情况下，有关方面对气象条件进行了第二次评估。此次天气预报的结论仍然较为乐观，在夜晚早些时候，两名飞行员获得了详细的航线简报。5月31日早晨，飞行员接收了最终飞行前简报──2架任务飞机的状态、最新天气预报和情报以及飞行计划的最终调整情况。在距起飞时间还有2小时的情况下，指挥部对气象条件进行了“实施-取消”的最终评估。此次评估不仅涉及北越上空的气象条件，还包括空中加油空域以及起飞和着陆区域的天气情况。唯一出现问题的地区是嘉手纳空军基地──当地正在下着大雨。具有讽刺意味的是，A-12虽然已完成所有试飞项目，但它从未在雨中飞行。然而，目标空域的天气晴朗，有关方面做出了起飞决定并通知了嘉手纳空军基地。
在获得最终批准后，沃伊沃迪奇进行了体检并穿上代偿服，随后被送至执行主要任务的131号机旁边。如果在飞行前检查中发现任何问题，备份飞机将在1小时后替代主要飞机执行出动任务。在大雨没有停歇迹象的情况下，A-12的131号机滑出停机坪并启动加力燃烧室，飞向充满威胁的北越领空。
在“黑盾”计划的首次侦察任务中，A-12两次穿越北越领空。第一次从海防和河内上空飞过并从奠边府附近的北越领空离开，沃伊沃迪奇在泰国上空进行了空中加油，随后第二次穿越非军事区。美国当时已知的北越地空导弹阵地共有190个，而此次飞行穿越了其中的70个。此外，该机还侦察了其他9个主要目标。照片质量被判定为“令人满意”。这次穿越北越领空的飞行速度达到3.1马赫，高度24400米。A-12没有探测到敌方雷达信号，北越和中国方面都没有发现美国的这次侦察飞行。此次侦察飞行持续3小时40分钟，在嘉手纳基地雨势不止的情况下，沃伊沃迪奇三次借助仪表辅助进场才在该机场着陆。
5月31日至7月15日，该分队共接到15次“黑盾”任务警报，其中7次实施了飞行任务。在穿越北越上空的飞行中，虽然有4次探测到敌方雷达跟踪信号，但从未遭到敌方防空火力攻击。到7月中旬，美国显然已发现在北越境内未部署地地导弹。初期在北越实施的凌空飞行充分展示了A-12的优异性能，并使美国有关方面不再对使用这种侦察机感到犹豫。
从8月16日起至当年年底，该分队共接到26次任务警报，其中15次实施了飞行任务。在典型的“黑盾”侦察任务中，A-12在起飞之后不久就必须在冲绳以南空域进行空中加油，并在进行一或两次穿越敌方领空的照相侦察后，在泰国上空进行第二次空中加油，随后返回嘉手纳空军基地。由于A-12的转弯半径较大，致使其在某些任务包线中不得不进入中国领空。A-12穿越一次北越领空仅需12分半钟；穿越两次需在敌方领空飞行21分半钟。A-12一旦返回嘉手纳空军基地，将从飞机上取下已拍摄的胶卷并由1架特制飞机运至处理设施。在最初的几次侦察飞行结束后，这些胶卷被运至纽约罗切斯特的伊斯曼?柯达公司所属工厂。到1967年夏末，美国空军已在日本建立了一个胶卷处理中心。在侦察飞行结束后，美军指挥官可在24小时内获得相关数据。
虽然A-12拥有极高飞行速度和高度，但它在执行穿越敌方领空的侦察任务中仍然会面临风险。9月17日，北越军队的一处地空导弹阵地使用目标截获雷达跟踪1架A-12。然而，这种代号为“扇歌”的引导雷达无法锁定飞机。10月28日，北越的一处地空导弹阵地向由沙利文驾驶的1架A-12发射了1枚SA-2地空导弹。该机的照相机拍摄到这处导弹阵地出现的烟雾，以及导弹在空中形成的凝结尾流，A-12的电子对抗设备发挥了突出作用，导致北越发射的这枚地空导弹偏离目标。
1967年10月30日，沙利文驾驶A-12进行了另一次穿越北越领空的侦察飞行。在首次穿越时，沙利文注意到飞机受到敌方雷达跟踪并有两处地空导弹阵地准备发射。在第二次穿越时，当他正驾机从北越东侧空域飞向河内，北越防空部队已作好攻击准备──至少有6枚SA-2飞向这架A-12。此次攻击也成为北越方面集中力量试图击落A-12/SR-71的多次尝试中的第一次。沙利文观察到导弹在空中形成的凝结尾流以及其中3枚导弹凌空爆炸的情景。随着A-12加速离开敌方地空导弹的攻击空域，这些爆炸看上去象是迅速消失。与战术战斗机不同，A-12无法采用空中机动规避导弹攻击。该机飞行员只能按照预定航线飞行，并相信机载电子干扰设备能够提供有效防护。
当沙利文驾机在嘉手纳空军基地着陆后，在飞行后检查中发现一块金属片击中了右侧机翼底部的整流片并嵌入机翼油箱的支持结构中。这块弹片并非弹头碎片，而是其中1枚导弹铜质引信的极小碎块。在A-12或SR-71穿越北越领空的一千多次侦察飞行中，这是该机唯一被敌方武器击中的一次。沙利文保存了这块金属片，以此作为这次任务的纪念品。
在新的一年（1968）中，美军面临着多种新的危机态势，A-12就是其中之一。1968年1月23日，朝鲜俘获了美国海军“普韦布洛”号间谍船。美国有关方面当时担心朝鲜此举是实施全面军事行动的前奏，因此批准派遣1架A-12穿越朝鲜领空进行侦察。1月25日，维克斯驾机进行了首次尝试，但该机发生的一次故障导致在起飞后不久即取消了任务飞行。1月26日，穆雷驾机起飞，他担负的任务是确定间谍船所在方位，随后确定朝鲜是否即将发起针对韩国的进攻行动。穆雷沿朝鲜东部海岸线进行了首次穿越该国领空的飞行，据他回忆：“当我接近元山时，已能用目测方式看到‘普韦布洛’号。除入海口以及该船所在主要入海口右侧的海域之外，元山港已全部结冰。”
穆雷在朝鲜领空进行了4次从军事分界线到鸭绿江的穿越飞行，飞行范围覆盖朝鲜整个国土。虽然该机受到中国的跟踪，但防空力量未发射导弹。美国在分析了这架A-12拍摄的照片后，没有发现朝鲜即将实施地面进攻的证据。
虽然有关方面要求再次进行穿越朝鲜领空的侦察飞行，但美国国防部却不愿批准此类任务，因为它担心如果A-12在朝鲜境内被击落，将导致非常严重的政治问题。美国国务卿迪恩?腊斯克获得了此次侦察任务的简报：飞机仅在朝鲜领空内活动7分钟，即便发生某种问题，该机也不太可能在中国或朝鲜境内迫降。即使是这样，腊斯克也在批准再次飞行前建议这种飞机有必要调整航线。由此，腊斯克成为A-12级别最高的飞行计划人员（这种情况并不少见，艾森豪威尔担任总统期间也曾亲自调整U-2飞越其他国家领空的侦察任务）。此次任务由雷顿于1968年5月8日驾机执行。
从1968年1月1日至3月31日，美国在北越和朝鲜上空分别实施了4次和1次穿越对方领空的侦察任务（共接到15次任务警报）。同年4月1日至6月9日，A-12接到2次飞越朝鲜领空的任务警报，但仅在5月8日实施1次任务飞行。此次飞行是该机最后一次执行此类任务。概言之，A-12在北越和朝鲜分别实施了26次和2次穿越领空的侦察任务，但没有穿越中国领空进行侦察（但在几次空中转弯过程中曾进入中国领空）。该机没有进入古巴领空执行“云雀”计划，因为U-2已足以担负此类任务。这时，“牛车”研发项目也已进入尾声。
“牛车”的终结
从1965年11月开始，即便在A-12已宣布具备任务能力的情况下，有关方面也对同时维持A-12和SR-71两个相互独立项目的成本提出置疑。在一年多的争论后，美国决定从1967年1月10日开始停止实施A-12项目。首批4架A-12于1967年7月被列为储存装备。当年12月和次年1月，各有2架A-12被列为储存装备。与此同时，SR-71开始服役。值得注意的是，这种情况出现在A-12实施侦察飞行之前。
在侦察飞行任务开始实施后，A-12展示了极为突出的技术性能。随着该机预定退役时间逐渐临近，美国高级官员表示担忧。总特特别助理沃尔特?罗斯托、总统外交情报顾问委员会的一些成员、总统科学顾问委员会以及几位国会议员都对安排A-12退役的做法提出置疑。
与此同时，SR-71从1968年3月开始飞抵嘉手纳空军基地。该机于3月21日首次实施了穿越北越领空的侦察飞行，逐步担负起“黑盾”计划的任务，直到A-12成为SR-71的备份机。当后者于5月8日完成在朝鲜的侦察任务后，接到了作好回国准备的通知。
在A-12完成最后一次侦察飞行8天后，国防部长克拉克?克里福德重申了安排该机退役的决定。5月21日，约翰逊总统同意将A-12列为储存装备。部署于格鲁姆干湖试验场的A-12将从6月7日起储存于帕姆代尔空军基地。此时仍部署于嘉手纳空军基地的A-12将只进行安全性飞行并用行员维持任务技能，它们于6月8日返回美国。
然而，在返回美国前夕，A-12发生了最后一次事故。1968年6月4日，维克斯驾驶129号机进行验证飞行。该机此前更换了一台发动机，在重新部署前必须进行测试。当该机飞至距马尼拉以东约840公里时，维克斯与地面进行了最后一次通话，此后地面与该机的通信联络中断。这次事故既未发现任何残骸，也未查明原因。据美国空军事后的通报称，该机是1架SR-71。
几天后，最后两架A-12返回格鲁姆干湖试验场。该机于1968年6月21日进行了最后一次飞行。弗兰克?穆雷驾驶131号机从兰奇试验场起飞，飞行35分钟后在帕姆代尔空军基地着陆。这架最先担负侦察飞行任务以及实施同型号飞机最后一次飞行的A-12随后排干燃料及附油并进行封存，“牛车”的故事到此终结。
1968年6月26日，在格鲁姆干湖试验场举行了一次授勋仪式。中情局副局长鲁福斯?泰勒海军中将向肯尼斯?科林斯、罗纳德?雷顿、弗兰西斯?穆雷、丹尼斯?沙利文、梅尔?沃伊沃迪奇以及在执行任务中身亡的杰克?维克斯授予中情局的“勇敢行动之星”奖章，表彰他们在“黑盾”行动中的突出表现。维克斯的遗孀领取了这枚奖章。嘉手纳分队指挥官休?斯雷特上校及其副手梅纳德?阿蒙德森上校接受了“空军军团杰出表现”奖章。第1129特种行动中队及其保障分队接受了“美国空军杰出部队奖章”。这些飞行员的妻子也出席了此次授勋仪式，并第一次真正了解到她们的丈夫过去几年来一直从事的工作。
虽然“牛车”项目研制的A-12停飞，但该项目的衍生型号SR-71在此后22年内一直担负侦察任务。该机曾飞越北越、朝鲜、中东、利比亚等国的热点地区，并且对东欧边境地区进行持续监视，还担负过跟踪苏联潜艇的任务。1990年，SR-71退役。与A-12一样，安排该机退役的主要理由仍然是维持成本较高。根据最初制定的计划，这些安排退役的A-12和SR-71都将被拆解，但美国空军反对这种做法，因此它们被送至博物馆。
[关键词] 开关柜 固定柜 手车柜
1 引言
随着真空开关免(少)维护的优点被广泛接受，过去针对少油断路器而设计的手车柜(中置柜)理应逐步退出这一领域，而用固定定柜取而代之。令人遗憾的是：这一历史性的转变时至今日还没有到来。同时，由于手车柜安全性低(特别是大电流柜)，暴露的问题却日益明显。《高压开关》2006年第3期“2005年国家电网公司高压开关运行分析”一文中充分说明了开关柜存在的两大问题：
(1)绝缘事故(占所有事故的14.3％，开关柜及断路器占其中73.2％)。主要是柜内放电、CT网络和相间闪络。断路器与开关柜不匹配，绝缘尺寸不够，柜内隔板吸潮，爬距不足，老旧开关改造不彻底，未进行加强绝缘措施等原因造成。
(2)载流故障(占所有事故的2.3％，开关柜占其中77.8％)一主要集中在12～40.5kV中压开关设备上，触头过热，引线过热，常扩大为绝缘事故。主要是由于插头接触不良、插头偏心等原因导致过热，以致起弧烧坏设备。
出现上述状况的原因固然是多方面的，但是最根本的原因还是国内、外没有开发出比较理想的同定柜，也就没有创造出替代手车柜的先决条件。
2 对固定柜的要求
运行事故统计表明高压开关柜烧毁事故已呈上升趋势，这不能不引起我们的极大关注!这些问题，国内、外有识之士并不是没有重视，这在GB3906－2006《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》中就已充分体现。首先在附录F中F.1条“与GB3906－1991相比，分类的变化”中明确指出：前版标准主要围绕可抽出式的空气绝缘外壳而编写的。现在的趋势朝着固定式和GIS方向发展，需要本标准代表这些设备。其次在8.2条“设计和结构选择”中又次明确：固定式的总装，尤其是采用了少维护元件的总装可以提供终生低投入高收益的布置。
固定柜才是未来发展的方向，这一原则性的问题虽已被广泛认可，但理想的固定柜的标准还没有一个共同的认识。本人根据多年的设计实践提出以下几点意见以供参考：
(l)在630～5000A范围内体积不应大于现有的各种柜型，否则小型化的趋势没有体现。
(2)各项指标不低于现有的各种柜型，而且个别指标应该高于现有标准。这是必须满足的要求。
(3)操作要方便、省力，这是一个共性的要求。
(4)必要时检修要方便，否则就不具备代替手车柜的条件。
(5)外观的美观程度必须加强，这是现代人们的第一感觉，不容忽视。
(6)以空气做相间、和相对地绝缘，这是消除绝缘事故的最实用的方法。
(7)隔离断口可视、可测(温升)，真空灭弧室可视、更换方便，这是预防事故发生的有效措施。
(8)4000A以下最好不用强迫风冷，这是替代手车柜的最有利因素。
(9)造价不能高于现有的各种柜型，甚至在现有铜价(8000元／吨)的基础上，能节省2000～5000元更好。没有这一条以上的所有条件都有可能失去其意义。
成套开关设备作为一项传统技术实现一次大的飞跃确实困难，而且受到以下因素的影响使得固定柜没有形成市场的主导：
(1)在没有确定真空开关真正达到免维护的前提下还有必要使用可移开式结构：
(2)任何人都有惯性思维，当用真空开关取代少油开关时人们只是相应地把手车变小成为今天的中置式，容易被接受。
3 现阶段国内、外成套开关设备的研发状态
近年来国内、外各公司相继研发了一些固定柜，但都没达到一个理想的水平，与上述的九条要求相距甚远。这些产品虽然没有达到我们的理想，但却为后来者提供了很多可借鉴的经验。现在把相对比较成熟的产品拿来进行比较、分析，并不是要否定那一型号的产品，更不是诋毁某个制造厂，而是放在一个公正的平台上进行客观的分析，讨论出一个正确的发展方向。由于作者的水平有限，对其它产品了解的深度有限，文中所述的观点与客观事实难免有些差异，还请大家批评指正。
3.1 XGN2－12箱型固定式金属封闭开关设备
这是伴随ZN28－12型真空断路器替代少油式断路器而相应开发的替代GGlA型固定柜的产品，其设计理念还是GGlA的思想，目前市场用量很多，如图1所示。虽然有些厂家进行了很大的改进，但根本问题没有解决。主要问题如下：
(1)体积由1200W×1200D×3200H变成1100W×1200D×2650H，占地面积没有多大变化，安装、运输同样也很困难。
(2)隔室间防护等级最高只能到IP20(受旋转隔离限制)，外观不够理想。
(3)隔离开关操作力太大，联锁机构的应变性差。
(4)不论分体式还是一体式断路器，拆、装都有一定困难。
(5)虽然也有敷铝锌板柜体，但大多数还是冷轧板焊接后表面喷涂处理，预制、仓储、运输都是困难，非常不适合规模化流水作业。
(6)材料消耗和工时成本都不够经济，铜价上涨后这一问题更加突出。1250A额定电流柜的分支母线用铜量价格达5500元之多：
(7)配一体式断路器时参数检测困难，配分体式断路器时因传动环节过多速度很难提高，直接影响短路电流开断能力。
(8)隔离开关因是双断口，扭距大，经常造成瓷套扭断的事故发生，发热量也很大。大电流时此问题更加突出，
(9)不能靠墙安装，有局限性。
(10)电缆室排气通道没有考虑好，柜后(R)的通道不能保证人身安全。
3.2 DKG－12型铠装固定式金属封闭开关设备
其设计理念还是XGN2－12的思想，把分立的元件想办法安装在柜内，加一外壳，与XGN2－12相比只是更换个断路器，如图2所示。主要问题几乎与XGN2相同，而且电流互感器与断路器的安装、拆卸困难，电流互感器的检测也难。也没有考虑安装快速接地开关。
3.3 DXG－12型铠装固定式金属封闭开关设备
与DKG－12几乎完全相同，只是改变了一下隔离开关的型号、增加了一个泄压通道，见图3所示。
3.4 KGN6－12型铠装固定式金属封闭开关设备
(1)因是三工位隔离开关操作力太大，联锁机构的应变性差。
(2)断路器拆、装非常困难，参数检测也很困难。
(3)检修非常困难，更换一只互感器都要把断路器拆下。
(4)不论材料消耗还是工时成本都不够经济，铜价上涨后此问题更加突出。
(5)不能靠墙安装，有局限性。
(6)隔离开关耐受短路电流能力不够。
(7)大电流时不论经济上还是技术上都不具有优势，如图4所示。
3.5 ZKS5－12箱型固定式金属封闭开关设备
(1)隔离开关仍然使用GN30－12型和GNl9－12型，大电流时操作力大，联锁机构的应变性差，程序锁在使用中比较烦琐。
(2)断路器拆、装非常困难，参数检测也很困难。
(3)隔室间防护等级最高只能IP20(受旋转隔离限制)。
(4)材料消耗和工时成本同样够经济，铜价上涨后问题更加突出。
(5)表面上看体积较小，但其柜后要留出lm以上的维修空间，占用面积很大，更谈不到靠墙安装，局限性过大。
(6)大电流时柜体加大很多，小电流馈线柜也要加深否则无法并柜。工厂内装配都很不便，现场维护就更加困难了。
(7)电缆室只能向后排气，柜后作巡视通道就无法保证人身安全，更谈不上IAC级了。
(8)电缆室与断路器室公用一个门，电缆有电不能进入断路器室，运行连续性只能达到LSC2A级。
(9)母线立放，峰值耐受电流很难保证，如图5所示
3.6 XGNS＋－12型小型化固定式开关设备
(1)功能隔室没有隔离，检修不便外，最低级的运行的连续性都无法保证。如图6、图7所示。
(2)没有排气通道，更谈不上IAC级了。
(3)用负荷开关代替隔离开关(见图7)，没有可见断口，经济和技术上都没有可取的价值。
3.7 XGN28－12箱型户内真空开关柜
此型号开关柜供电单元和功能隔室都没有隔板隔离(如图8所示)，按CB3906－2006标准衡量运行的连续性LSCl都不够。这只能在特定的场合使用，没有广泛推广的意义。
3.8 lSOVAC－M－12kV系列真空断路器
该产品设计时吸纳了组合化的理念。如图9所示，但没考虑到以下问题：
(1)GBl985－2003中5.102条规定：“为了安全，隔离开关的设计应使得从一侧的端子到另一侧的任意端子不会流过危险的泄漏电流”。使用的绝缘材料并不能绝对有效的防止污秽，安全也就没有保障。
(2)LSCl级的供电连续性都无法保证。
(3)安装、拆卸都要母线停电。
(4)没有设计滚动装置，安装、拆卸困难。
3.9 ASC－12型铠装固定式金属封闭开关设备
该型号产品是比较新的固定柜柜型，如图10所示。其基本思路与我们已很相近：元件侧装，相距统一，导电同路近似于直线，这都是可取之处。但其也存在以下问题。
(1)受元件和柜体结构的限制，现只能达1600A(未见报告)。此柜用GN38－12D型隔离开关与KGN6－12柜用的隔离开关十分相似，后者1250A温升都比较难通过(热稳定也很难满足)，3150A几乎无法实现了。即使能实现变化也太大，与现有柜型也无法并柜使用，也就无法体现出固定柜的大电流优势。
(2)下隔离与接地开关没有组合，不能同时使用。方案选择时受到很大限制(下隔离与接地开关同时使用的情况最多)。
(3)上隔离动、静触头全部在母线室，损坏(尤其动触头)后更换困难，而且不便观察。
(4)断路器完全固定式安装，上、下出线全部固定连接，又没设计滚球，安装和拆卸都不方便，没有从根本上解决固定柜的缺陷。
(5)受上隔离开关的限制，母线室与断路器室间是绝缘板隔离，不能屏蔽电场，按新标准衡量是PI级。
(6)断路器更换灭弧室、参数检测不够便利。
(7)上、下隔离开关、接地开关的操作机构不在一处，其与断路器的联锁必然复杂。
3.10 KYN97－12型铠装移开式金属封闭开关设备
此柜为参考阿尔斯通(GEC Alsthom)VISAX柜的设计，如图1l所示，其存在的问题如下：
(1)断路器与两个隔离断口没计成一体，虽然导电回路只有1200mm左右，但因导体太短，无法形成散热面积，热源又过于集中，温升很难降低。此柜型只能作到2500A而且还要加风冷，这就不能形成全范围的系列化。
(2)隔离断口运行时不可见、不可视，安全性不够。
(3)隔离断口一旦熔焊，前、后方向都无法维修、更换，只能把相邻一侧的柜子全部移开才能检修。这一问题在开发初期就已被同行提出，隐患较大。
(4)虽然主导电回路缩短一些，但因结构复杂，造价不但没降低还比常规产品增加较多。
(5)具有短路关合能力的快速接地开关还没见设计出来。
(6)外形尺寸：650(800)Wx×l410D×2150H，优势不够明显(8000为2500A)。
此柜几年前已通过试验，因存在上述问题至今没有广泛推广。
3.11 KYN67－12型铠装移开式金属封闭开关设备
此柜4000A额定电流的优势已不明显，其优势是开断电流达63kA(如图12所示)，即可用于大型变电站也可用于小型发电机出口。除存在其他手车柜的共同的问题外，其还存在如下问题：
(1)虽可以与KYNl8A并柜使用，但要把KYNl8柜加深，并非原始结构。
(2)如4000A额定电流穿过其他小额定电流柜，母线有可能使温升超标。
(3)占地面积、体积都过大(1110W×2150D×2650H)，小型化的优势没有体现。
(4)材料成本过高，造价达其他同类产品的两倍以上，难于推广。
国外的产品只见过与上述XGNS＋相近的一种产品，其余都是充气式固定柜，未见其他报到。
3.12 总结
综上所述，国内、外还没有一个产品能够接近我们需要的理想条件。究其原因主要还有如下几点：
(1)在现阶段我国社会上还没有形成各专业最强的力量进行集中研发的机制，各自为战，设计的产品远远不具备替代现有产品的条件：
(2)急功近利的思想严重，往往以某个招标工程为出发点才进行试制，考虑问题不可能全面，
(3)没有深刻的认识到固定柜进入市场的最有利的切入点一大电流柜。实现大电流柜的小型化才是真正意义上的小型化。从最大电流覆盖到最小电流，用系列化来满足使用者最迫切的要求，只有这样才能迅速扩大市场份额，最终变成主导产品。
(4)设计理念仍停留在GGlA的年代，把现成的元件拼凑在一起，设计个外壳即作为一个新产品，从根本上讲没有新意，不能给使用者带来耳目一新的感觉：
(5)崇洋的思想在一部分人的心中还很重，没有用发展的眼光看待我们今天的社会。有此思想的人不论在开关设备的制造领域还是在使用领域都大有人在，这也是制约该领域发展的原因之一。好在我国政府已经认识到这个问题，提倡“自主创新”的精神，限制盲目引进。
(6)由于过去国内以仿造国外产品为主，当国外没好产品推出时，国内也就没有新产品推出了。
(7)中置柜大范围使用不过七、八年的时间，复合绝缘的老化也刚刚开始。大电流柜靠强迫风冷也不会马上出问题，大多数使用者也不可能认识到这些隐患。
4 KGN8－12型铠装固定式金属封闭开关设备
早在2000年作者就曾经提出过应把重点转移到“小型固定柜”，并有了一个基本思路，但因种种原因直到2002年5月才开始正式进行研发。2004年研制出第一台1600A/31.5kA内装分体式断路器的开关柜样机，同年4月份在西安完成全部试验(包括IAC试验)。2005年4月试制出4000A/50kA内装一体式断路器、敷铝锌板柜体、金属卷帘活门的样机。2005年6月在沈阳开始进行研究性试验，当年8月开始到2006年2月先后有6个成套厂、4个元件厂通过型式试验，其间还做了GN58－12D型隔离开关80kA的短路关合试验(根据烧损情况100kA也可能通过)。试验结果表明KGN8－12型固定柜全部达到了技术条件规定的要求，在同样体积和散热条件下其载流量的优势更加突出。之所以能达到如此效果，主要是作出了区别于以往产品的设计(如图13所示)。一改过去先设计元件后设计成套的方法，采取以成套为中心的同步设计思想，实现全方位的优化；从大处着眼，小处着手。把最困难的大电流设计首先实现，再补充完各种规格的设计，尽量使产品一步到位；采取借鉴优秀设计思想、但不随便仿制的思路，提倡对各个环节都要精心设计、不畏艰辛的精神；充分发挥理论的指导作用，在理论上可行的方案就不必顾虑前人是否实践过，大胆地采纳组合化的理念：设计时的初衷就要在技术和经济两个方面都要高于现有的国内、外产品，个别方面也不能低于其它同类产品：
有了以上的设计原则才有可能设计出好的产品。成功的设计方案主要体现在以下几点：
(1)柜体结构上分成6个隔室，前侧从上到下依次为：仪表室、机构室、端子排室。后侧从上到下依次为：母线室、断路器室、电缆室。作到强弱电完全隔离，一次回路带电情况下仍可安装二次电缆、检修机构；
(2)把统一设计的元件柔性连接后，让导电回路尽量成一条直线，尽量使体积达到最小、造价达到最低；
(3)在不影响检修的前提下，尽量把元件组合化。
(a)把分支母线、穿墙套管、上隔离静触头组合成一个“组合式穿墙套管”，并可压接主母线，省却了螺栓连接，如图14所示：
(b)把断路器与上隔离开关组合成一个元件，即便于装、卸又节省空间和造价(如图16所示)，同时设计了滚球、运载车、从根本上打消人们对固定柜检修不便的顾虑：
(c)穿墙套管、电流互感器和下隔离静触头组合在一起，上接线端直接与断路器的软连接相连，下端的静触头再与下隔离动刀臂相接触，参见图15；
(e)把快速接地开关与下隔离开关组合(参见图15)，既节省了空间又降低了造价；
(4)借用敷铝锌板柜体结构的优势，外观和造价都可被市场接受。
(5)铝合金卷帘式活门，使检修和供电的连续性都得到满足。
5 KGN8－12型固定柜与其他柜型的比较
5.1 实现更大电流范围的系列化
固定柜替代手车柜最大的起因是大电流时手车柜安全性太低，
运行人员无法监视发热的重点即隔离触头，而此处散热又最困难，绝大部分事故都是这里引发。鉴于此点在开发初设阶段全部按最大电流4000A考虑(5000A时可风冷)。这样50MVA主变压器6.3kV低压出线(4580A)、63MVA主变压器12kV低压出线(3637A)都能满足。同时满足50MW、10kV出线的发电机组出口和125MW及以上发电机组的厂用电的要求。6300A及以上开关柜大多 单独使用，体积基本上不受限制，没必要在系列化开关柜内加以考虑。这样的设计思路就避免了研发大电流时有可能小电流的所有设计方案，造成人力和物力的浪费。大电流的研发成功后就不用再怀疑小电流是否成功，只存在经济上是否合理的问题。为了弥补这一问题，630A－4000A共七个规格全部分别设计，用户选用时不用“大代小”，避免浪费。系列化带来的优势如下：
(1)由于柜体统一，母线排布一致，并柜十分简单。有许多4000A及以上柜型要用转接柜才能与小电流柜并柜，在技术和经济上都不合理、
(2)柜内的元件采用积木式设计，大电流的零部件用小电流的零部件组合，能共用的全部共用。断路器七个规格只有225张图纸，隔离开关7种规格、4个派生型号也只有192张图纸，不但材料消耗小，生产管理也十分便利，这才实现了真正意义上的系列化。
(3)在柜体结构上随着额定电流变化时原则上只改变材料，不改变图样。生产管理也比较便利：
其它型号的固定柜还没见到4000A以下全部系列化。KYN28A中置柜虽也有5000A柜，但3150A及以上时就用强迫风冷，存在的问题以后章节将进一步讲述。
5.2实现大电流、小型化
把固定柜的体积缩小到比手车柜(中置柜)甚至还小的程度，这并不难，许多同定柜也已实现，在4000A不装风机冷却、相间又不能用复合绝缘的前提条件下就非常困难了。
KGN8－12型开关柜柜内主电器元件由具有组合功能的元件相互柔性连接，省却了所有分支母线。因所有元件侧向安装，相间距全部一样，使得各相导电回路长度最短(2266mm)，占用的体积也最小(840(宽)×1400(深)×2450(高))。此项指标高于相同用电连续性的国内、外各种柜型。只有设计出了这种新型组合式的各种元件，才能把体积减小到这个程度。导电回路也缩短到几乎是直线距离，使其发热功率很小，这才实现了大电流、小型化。KYN28A－12型中置柜其导电回路比较长，不仅散热条件不好，发热功率大约也要增加24％左右，其他各种同定柜的导电回路就更长了。
5.3空气绝缘、安全可靠
由于侧向布置，各相回路避免了交叉，相间绝缘全部采用空气作为绝缘介质，这就避免了有机材料老化问题。近些年来许多柜型为了追求小型化，大量使用有机绝缘材料。绝缘材料的制造厂家质量又参差不齐，绝缘事故时有发生。牺牲安全性换来小型化这是非常危险的做法。KYN28A及与其相似的中置柜，尤其号称更小型化的中置柜，安全性更无保障。有机绝缘材料老化是个长期过程，很难用试验室的方法验证。在高温、高湿地区绝缘材料老化问题相当突出。空气虽有被污染的可能，但必定是经过历史检验相对稳定的。所以相间绝缘全部采用空气作为绝缘介质，可长时间耐受线电压。不得不用的绝缘件仅用做相对地绝缘，只长时间耐受相电压。这种设计方案比较经济、安全。
5.4运行的连续性等级达到LSC2B－PM
这表示母线室、电缆室同时有电的情况下断路器室也可以进入。除此之外，为便于对外引线，增加了端子排室(有可能还增加操动机构室)。隔板和活门都是金属的，打开的隔室中又没有电场存在。KGN8－12型固定柜的导电回路近乎是一条直线，即接近了极限最短距离，也就说明在没有重大材料技术突破之前，从理论上讲在同样的运行连续性条件下不会再有比本柜型更经济的固定柜结构了。
5.5配用的断路器性能比较
KGN8－12型同定柜配用的是ZNl08－12型真空断略器(见图16)，其不但与上隔离开关组合构成组合电器，其还有如下特点：
(1)操动机构的冲击滚轮直接安装在断路器主轴上，合闸功损失极少，效率高。25～50kA机构结构件绝大部分通用，只换合闸簧和线圈即可。合闸速度调节范围也很大。
(2)由于没有传动的中间环节，运动惯量小，不仅分闸速度调节范围很大，前6mm的刚分速度很容易达1.2m/s以上，对断弧非常有利。
(3)虽然主轴长达1000mm以上，但采用多点支撑、局部加粗的方法，同期远远低于规定值，弹跳很难测出，这样的特性对重合闸断弧相当有利。
(4)型式试验通过了6l％直流分量下的50kA开断试验，而且采用的是合成方法，比直接试验法通过更加困难，2.6倍的关合试验受试验条件的限制没能做成，但峰值耐受做到了2.6倍。此条件基本上满足了大型发电机组的厂用电要求。波形图和试验的参数见图17。
(5)电容器回路采用专用的“R”触头结构，如图18所示，触头间电场由于非常均匀，开断容性电流试验从未发生过重燃现象。试验站统计情况见表l(其中包括国外品牌)，从中可以看出一次性通过并非易事。由于重击穿产生过电压、脉冲涌流等，严重威胁电容器的安全运行。在广东省发生的多起电容器组爆炸事故就是这个原因。不使用这种特殊的灭弧室，只是加强一下工艺管理、改善一下分闸特性等都不是根本的方法。
表注：试验中如出现重燃则判定为不合格，必须更换灭弧室及调整机构后才允许继续进行，该试品判为非一次性通过。
KYN28A在进行50kA短时耐受试验时隔离触头容易熔焊，而且由于相间距小，2.5倍以上的峰值耐受试验非常不利。
KYN28A配用的VSl－12型断路器(参见图19)存在的问题有以下几点：
(1)由于动触头理论上讲就不是直线运动，开断时动、静触头不平行(还要伴随径向抖动)，电场不能始终保持均匀，不利于扩散电弧的形成，抗烧蚀的能力差，带来的后果是：高直流分量时开断能力不足，开断容性负载容易重燃。
(2)断路器需要检测的参数很难检测到(如行程和超行程)，对长期运行十分不利。
(3)操动机构在一次回路带电时检修不够安全。
(4)火弧室的安装方式带来的缺陷：
2005年国家电网公司运行事故统计表明由于真空灭弧室本身原因造成事故达12次，占全部事故的2.4％。虽然现在灭弧室的质量有了很大提高，但也不能不考虑预防措施。现在广泛使用的VSl－12型断路器就存在如下问题：
(1)灭弧室外裹绝缘筒，即使使用玻璃灭弧室也无法观察灭弧室状态，更换灭弧室就更加困难了。在2005年的12次事故(障碍)中，有两次就是发现灭弧室变色后更换，避免了事故的发生。另外玻壳的电性能也优于陶瓷：
(2)灭弧室表面静电尘埃无法清除。这在轧钢厂、水泥厂等污染严重的企业十分不利：
(3)通风条件不理想，长时间高温会加速老化，长时间低温又有凝露和闪络的危险：
KGN8－12型固定柜的灭弧室完全暴露在外，不存在上述问题。
5.6 较低的发热量，较好的散热效果
KGN8－12型固定柜之所以达到比较理想的温升效 果，主要原因如下：
(1)降低发热量这是最根本的方法。导电回路尽量采用多根、异形的方法增加表面积，降低集肤效应。如槽形母线、多片式隔离刀、管形导体等。另外由于组合式元件，触点只有4个，连接点只有5个，接触电阻小。KYN28A中置柜(参见图20)触点虽只有2个，但连接点多达11个。XGN2－12固定柜触点4个，连接点达10个。另外从导电回路总长度看：KGN8－12只有2266mm，KYN28A为2810mm，XGN2－12为4680mm。回路的长度直接影响到发热功率以及最后的温升。
(2)消除涡流发热。柜体结构件的涡流发热直接提高柜内温升，同时也就提高了导电元件的温升。由于KGN8－12型固定柜导电回路各相近乎平行直线，除导电回路穿越的金属隔板外，相近侧板的涡流也很严重。采用低磁导率的不锈钢板基本上消除了涡流发热，防腐效果更好。
(3)设计出合理的对流通道。KGN8－12柜的高压三室(母线室、断路器室、电缆室)为竖直排列，发热最多的是断路器室。柜顶部采用“山”字形的筛网结构，通风面积达670×840mm2，又有一定的机械强度。隔室间的隔板开孔后再用筛网封堵。既保证防护等级又可通风。各功能隔室产生的热空气几乎可以直线向上排出，阻力小、速度高、流量大，实现了较好的散热效果。
(4)局部发热点的处理。触头发热向来都是难题，KGN8－12柜采用了两种方法：
1)触点上部开通对流通道，例如周边开孔的管形导体，热空气直接向上排出。上隔离静触头(即组合式穿墙套管)、下隔离静触头(即电流互感器)的结构即如此。
2)局部发热点安装散热器，加大散热面积。断路器灭弧室上下两端即如此。
(5)采用低回路电阻的灭弧室也是成功的因素之一。其回路电阻为一般型的80％左右，而且采用完全一次封排技术，质量的稳定性得到可靠保障。
(6)对导磁零部件的处理。2000A以上时接近导电回路的所有导磁零部件涡流发热相当严重，形成热源，严重影响温升。ZNl08－12型断路器的上绝缘子嵌入件一旦导磁，三热源集中(外加隔离触头、真空灭弧室)，很难用简单的方法降温了。
(7)提高对流散热系数。柜内绝大部分的热量是靠对流导出，其散热功率如下：
p1＝αsF(θ－θ)式中p1――热对流散热功率；
αs――对流散热系数；
F――有效散热面积；
θ――发热面温度；
θ0――周围空气温度。
没有涂漆的圆导体αs＝(0.95～1.1)×10-3而涂漆的导体αs＝(1.2～1.6)×10-3，提高20％～50％的效率。KGN8－12柜内导电体尤其管形导体的内、外壁均涂黑漆，此方法既经济又实用。
我们所见到的其他型号的固定柜在设计上还远没有精细到这种程度，也就达不到这样的效果。KYN28A中置柜受结构所限，更难采取以上有效措施。
各种手车柜(中置柜)，隔室间防护等级只要在IP20以上，就要使用封闭的触头盒。发热最严重的触头位于触头盒内，没有直接对流空气，热量首先依靠触臂和分支母线传导出去，再靠对流散到空气中。VSl－12型断路器(包括其他类似的断路器)触臂外裹绝缘筒，热量也无法靠对流散出，只能再传导到灭弧室的上、下出线端再对流散出。而灭弧室的热量也要传导到上、下出线端，两热源集中后温升必然很高。上、下出线端处的对流通道面积只有绝缘筒内截面再减去固定件断面后的大小，热量更无法辐射。这是手车柜事故居高不下的最主要的原因。除此以外，发热最严重的触头位于触头盒内，根本无法观察、检测，事故根本无法预防。
触头发热问题还会带来绝缘问题!绝缘材料的寿命理论计算方法已有过研究，其中蒙托辛格氏(Montsinger)法则普遍被接受：
T＝Ae-mt式中T――绝缘材料寿命，周；
A、m――由绝缘材料决定的系数，对A级绝缘
材料，A＝372×10+4,m＝O.368；
t――工作温度，℃。
我们大多使用的材料为E、B级，每变化t＝10℃，其寿命将减到原来的一半。这就是手车柜不但容易发生载流故障，还容易发生绝缘故障的根本原因。
现在有些使用者在中置柜内安装了无线测温装置，来保证安全。这只是一个治标的方法，而非治本的方法。
KGN8－12型固定柜的触头部位不但采取了上述措施，而且触头全部暴露，既利于散热又便于观察、检测。
5.7外观比较
由于KGN8－12型固定柜也采用了敷铝锌板，这种观赏效果已被广泛接受，加工方法非常通用。
5.8防护等级的比较
XGN2－12型固定柜的防护等级比较低这很明显，但KYN28A的防护等级也很低的问题并没被大多数人知晓。当进行手动储能、合、分闸时，要把断路器室门(此门没被联锁!)打开，人与带电体间的防护等级只有IP20，低于GB3906－2006规定的IP30等级。
5.9冷却方式的比较
大电流柜使用强迫风冷应该是没有办法的办法，但现在被滥用，不但隐患很大，而且还误导了人们不再进行深入的研究，只是采取简单的方法应付变电站内最重要的设备。许多制造厂把3150A的VSl－12断路器稍加改动，加上八个风机(包括一个滚筒风机)，就作4000A试验。加上两个滚筒风机就作5000A试验，造价低廉、结构简单。试验虽然通过了，隐患却留给了使用者。主要原因如下：
(1)风机是一长期运转的设备，本身就有其使用寿命，如不能带电更换，这直接影响柜子的使用；
(2)大电流柜要用多个风机分别安装在母线室、断路器室、电缆室，当大电流要穿过小电流馈出线柜时母线室按要求也要装风机，否则温升可能超标。但要同时运转多个风机会使配电室严重扬尘，尘埃对绝缘件不利。KYN28A柜的母线室就很难装4根100×10的母线(4000A时矩形导体电流密度只有1.OA/mm2)，这说明在试验室里得到的结论并没有代表性。在内蒙古阿拉善盟某220kV变电站电抗补偿柜不到3000A时柜体表面温度达80℃以上，严重威胁运行安全，这就是馈线柜主母线载流能力不够引起的。
(3)长期运转，风机转速下降、风道受阻都有可能使风量降低，使温升再次超标。
(4)KYN28A柜的引风机安装在断路器室的泄压口上，内部故障时不能泄压。
(5)风机运转时噪音很大，影响了运行人员对异常声响的判别。
KGN8－12型固定柜只有5000A时使用强迫风冷(4个65W轴流风机，可不停电更换)，其余以下电流等级均为自然风冷。由于主母线为2700mm2的槽形母线，电流密度可达2A/mm2，自然风冷状态下就可通过5000A，不会出现上面所述情况。
5.10安装的局限性
GB50053－94《10kV及以下变电所设计规范》中规定开关柜可以靠墙安装，后盖板距墙不小于50mm即可。绝大部分固定柜都不能实现靠墙安装，KYN28A中置柜虽勉强可以，但电缆室在柜子的后下部，距前门较远，接线不便。KGN8－12型固定柜可在正面维护，完全可以靠墙安装，这给改造老配电室创造了条件，也节省了占地面积。
5.11 发生内部故障后的柜体更换
KYN28A型中置柜并柜时螺栓帽要嵌入到邻柜中，一旦非边柜发生内部故障无法直接更换柜体，只能把相邻的一侧柜子全部移开才能更换，隐患极大。KGN8－12型同定柜采用并柜条，解决了上述问题。
5.12检修的方便性比较
在人们以往的印象中固定柜检修的方便性方法与手车柜(中置柜)相比，如果仔细分析情况则不然。
(1)出现故障时“手车柜可以迅速更换一台手车再送电”，这是对出现简单的机械故障和二次线路故障而言可以。如果出现一次绝缘事故柜体本身都要受损，决不可能贸然再送电。
机械故障和二次线路故障过去可能经常发生，但随着机械加工手段的进步故障的几率已经非常小了。“方便的更换一台手车”这是使用少油断路器时代的要求，没有多大的现时意义。相反，还会带来前文所述的负面隐患。
(2)KYN28A型中置柜所使用的VSl－12型断路器(包括其他类似的断路器)，在工厂内检测行程和接触行程都很困难，在运行现场就更加困难。至于更换灭弧室、调整行程和接触行程就更难上加难了。随着机械磨损和电气烧损接触行程将变小，小到一定程度后触头压力不够，直接影响断路器的正常开断和关合。这些真正需要检测到的参数不能方便的检测到就更谈不到便于检修了：
(3)KYN28A型中置柜检修、试验电流互感器时，要解除接地开关联锁，解除麻烦恢复更加烦琐：其它型号的同定柜检修不便的问题也非常突出，这里不再细说。
针对上述问题，KGN8－12型固定柜设计时采用如下方法：
(1)断路器的一般检测和更换外两相灭弧室都可直接进行，不必移动。断路器装有滚球，更换最内侧的灭弧室(只有靠墙安装时)或更换断路器才需移到柜前或移出柜外。拆开一侧接线，卸掉安装螺钉和隔离拉杆就可移到柜前部检修，再借助运载车就可移出柜外并可落地。
(2)断路器的操动机构位于柜前，检修十分便捷。检测行程和接触行程可直接进行，无需拆卸任何零部件。
(3)根据直观的判别就可解除联锁，且可自动恢复。
只有达到这样的条件才能从根本上削除历史上人们对固定柜检修不便的看法。
5.13联锁操作机构比较
受结构的影响，固定柜的联锁操动机构向来都是难题。现有的联锁操动机构主要存在以下问题：
(1)操作烦琐，可靠性低。
(2)操作力大，尤其大电流柜问题更加突出，不能满足GBl985-2003的60N的要求。这还可能使操作人员分辨不出是正常操作还是在误操作。
(3)有时不能阻挡误操作的进行，损坏零部件，甚至发生误操作酿成事故。
(4)联锁操动机构的适应性差，当联锁的条件发生变化时不能满足。如电气与机械的互锁、长距离的机械互锁等。没办法时采用程序锁，在多开关柜的配电室就有可能造成锁具混淆，慌乱情况下不易操作成功。
KYN28A中置柜手车到达工作位之后没有提示，出现过不到位和过位损坏的事故。
针对上述问题，KGN8－12型固定柜专门设计了LCS3型联锁操动机构：
(1)操作过程中随时可观察作元件的状况，并有指针提示，保证操作的正确性。
(2)采用阻挡式的闭锁方法，使误操作无法进行一步，从根本上杜绝误操作的发生，也不会损坏零部件。
(3)采用大变比的省力机构，即使操作大电流回路也会很轻松，操作到位的感觉也明显，不易损坏零件。
(4)采取积木式设计，针对一次回路的方案来选配组合方案，使联锁操动机构的适应性很强。如电气与机械的互锁、长距离的机械互锁等都很容易实现。
(5)根据直观的判别就可解除联锁，且可自动恢复。这在检修、试验时十分重要。
5.14 电流、电压互感器的比较
常规的电流互感器激磁电流要600安・匝，而大多数使用的电流互感器变比都在600/5以下，必须采用复匝方式。短时耐受和峰值耐受电流对复匝结构的危害非常严重，一般只能作到额定电流的50～100倍(标准也这样规定)。随着电网容量的加大，短路电流一般都在31.5kA以上，远远高于电流互感器的耐受程度，有些事故也是由此产生的。过去各制造厂避讳谈此问题，也是因为没有经济、简单的方法。
KGN8－12型固定柜设计时考虑了这个问题，专门设计了LFZBJ8－12型电流互感器，短时耐受和峰值耐受电流分别达25kA、62.5kA。根据需要完全可以达到31.5kA、80kA，造价并不会很高，从根本上解决了这一长期困扰供电系统的问题。
单独设计的电压互感器100VA时精度仍可达0.2级，满足多馈出线的要求
5.15 一次主接线方案的比较
过去经常使用的双母线和单母线带旁路母线的接线方式近年来已很少使用，但在有二三台及以上主变或非常重要场所也要使用上述接线方式。XGN2－12型、KGN7－12型的上述方案体积都过大，安装运输都不便。KGN8－12型固定柜的上述方案体积分别减小到1500(W)×2300(D)×2800(H)、1000(W)×2100(D)×2450(H)一另外把KGN8－12型固定柜中的组合式穿墙套管换成电流互感器，每相就可装两只电流互感器(最多五个线圈)。
5.16 KYN28A柜存在的其他问题
(1)接地的连续性问题。没有考虑到断路器本体在试验位置以及任一中间位置时的接地连续性。
(2)电气间隙和爬电距离不能完全满足国家标准和电力行业标准。
1)采用齿轮传动机构的结构，其接地开关的位置与下触头的位置是同定的，对于31.5－80的接地开关其下引线距离接地开关的距离为114mm；对于40－100的接地开关其下引线距接地开关的距离为103mm。
2)对于一些辅助手车，其手车动触臂对触头盒安装板的距离为83mm，现基本都采用复合绝缘弥补电气间隙不足的缺陷，不够安全。
3)早期的触头盒内没有增加爬距的伞沟，捆绑触 头至中隔板的爬电距离(折合)为158mm，远小于240mm的要求，现在产品中已经更改。
4)下引母线经触头盒外表面至金属隔板的爬电距离为220mm～240mm。
5)在水泥厂、轧钢厂等污染企业，灰尘较大，触头盒内积累灰尘是常见的。由于KYN28是学习ABB的技术，其绝缘件爬电距离本来就满足不了DL404的2类设计要求，加之积尘，存在绝缘方面的潜在危险。
本文对KYN28A型开关柜提出问题较多，并无别意。在众多柜型中该柜型是比较好的，用量最大，影响也最大，具有移开式开关设备的典型特征。
5.17与充流体开关设备(C－GIS)的比较
近年来各种充气柜逐渐使用，GB3906－2006也特意把此类归总到“充流体类”开关设备，也比较重视。本文特意针对此类柜存在的问题提出一些见解，与大家探讨：
(1)C－GIS现只能做到2500A，还远不能实现5000A以内范围的系列化，受结构限制往后也很难实现；
(2)高电压、空间狭小、高海拔、重污染的地区C－GIS的优势比较明显，但必定使用量少，而且许多C－GIS设计时没考虑高海拔，只能用在1000m以内，更加限制了其使用范围。
(3)造价一般是空气柜的2～5倍，虽然导电回路可以缩短一些，但整体造价不会降低多少，不适合目前中国还是个发展中国家的国情。
(4)SF6气体在《京都议定书》中规定2030年以后禁止排放，应多加考虑。
(5)12kV等级C－GIS与空气绝缘柜相比体积、占用面积相差不过20％左右，优势不够明显。40.5kV等级C－GIS与空气绝缘柜相比体积、占用面积相差可达50％～60％左右，优势比较明显。但其将面临我们将要开发的KGN－40.5型铠装固定柜的挑战。该柜体积只有1000W×2600H×2200D，空气绝缘，额定电流达2500A，开断31.5kA。
(6)C－GIS一旦出现事故带来的危害极大，很难恢复，只能更换整柜。停电时间将会很长，这点不能与空气绝缘柜相比。
5.18 KGN8－12固定柜有待解决的问题
(1)KGN8－12型固定柜的母线装配工作量已经很少了，如果把各种方案的二次线也标准化，预制成线束则会更好地提高效率，减少错线率。
(2)断路器的操动机构更换零件、增加分闸线圈还不够方便，有待改进。
综合上述比较、分析，基本上可以得出如下结论：
(1)对于大电流柜尽量不要选用可移开式(手车式)柜型。
(2)对于高温、高湿地区慎用可移开式(手车式)柜型。
(3)对于气候干燥、海拔低、电流小、电压低(3.6～6.3kV)的场合使用可移开式(手车式)柜型。
(4)KGN8－12型固定柜不论在技术上还是经济上都具备了替代现有手车柜和固定柜的可能，经过一段时间的运行、完善，完全可以成为一种主流产品。
6 对高压成套开关设备未来发展的展望
虽着我国经济体制的改革，开关设备制造行业出现了“群雄并起”的状态，根据中国的国情这种情况还要持续很长时间。由于人力资源不能集中，对某个企业来讲很难进行一些大型课题的研究开发。这就为课题的研究开发实现社会化提供了条件，KYN28A的推广过程就说明了此问题(虽然借鉴国外公司的成分多些)。这也在某种程度上实现了人力资源的最大利用。这种区别于国外公司独立开发的社会性开发也有其优点：容易形成规模化生产(相对于社会来讲，而非对某个企业讲)，降低成本：检修、维护方便；引进技术的风险比较小：公司的运营成本也比较小。
KGN8－12型铠装固定式金属封闭开关设备的开发即将结束，但这只是固定式开关柜开发的开始。未来理想的配电网的模式应该这样：
对于电流比较大、有重合闸要求、保护配合比较严格的回路使用断路器。如进线开关、母联开关、架空出线开关等；变压器回路，容量不是很大，保护配合又能满足时，使用负荷开关+熔断器(F－L)作为开断元件，充分发挥熔断器熔断速度快、限制短路电流(对电缆的选用十分有利)的特点，而且负荷开关简单、经济、可靠。还可利用真空负荷开关开断能力强(相对其它负荷开关讲)的特点，配合适当的保护装置，易于与其他保护配合；对于需要频繁启动的回路(如电动机回路)，使用接触器+熔断器(F－C)作为开断元件，发挥熔断器熔断速度快、限制短路电流以及接触器简单、经济、可靠、高寿命的特点。
当实现断路器柜、负荷开关柜、接触器柜－三柜并列运行，再配合适当的保护装置，这才对配电网的建设(投资的大小)和稳定运行(切除故障的时间)起到良好的作用。而我们现在不论什么回路都使用断路器作为开断元件，既不经济又不合理(切除故障的时间远大于熔断器)。
针对这一需求，我们有待开发的项目还有：F－C柜及其元件(与KGN8－12配套使用)；F－L(负荷开关)柜及其元件(与KGN8－12配套使用)；专门与F－C柜、F－L柜配用的微机保护装置。
以上我们讨论了12kV等级的开关设备的小型化、固定式等问题。但这还不是最迫切的问题，40.5kV等级的成套开关设备国内、外至今还没有一个好柜型。体积大、操作困难、局放严重(复合绝缘部分过多)、造价高等问题目前没有理想的解决方法，不论固定式还是移开式。理想的体积应在：1000(宽)×2000(深)×2600(高)范围内，而且相间不用复合绝缘。这一等级系列需开发的品种有：断路器柜及其元件；F－L(负荷开关)柜及其元件；频繁型断路器柜及其元件。
[关键词] 电影；艺术美感；空间设计
一、电影空间设计概述
（一）电影空间设计的含义
电影不仅仅是文化传播的载体，电影其实更是一门空间艺术。随着现代电影制作技术的提高，人们在观看电影的时候无一不感受到影片随处展现的空间立体概念。最初的空间设计，也仅仅是在建筑领域运用，是指在建筑外观设计完成之后，对建筑内部进行的设计，它包括装修与装饰两个方面，装修是指对室内空间界面（地面、墙面、顶棚）的处理，装饰是指通过室内的家具、织物、陈设等对室内进行的二度布置。空间设计不仅反映人的品位、性格，更能营造出一种特殊的氛围，不同的空间设计形式，会形成一个全新的空间环境，体现新的理念。
电影的空间设计不仅可以利用电影表现手法展现空间环境，也可以利用化妆、服饰等达到空间视觉效果。电影中的空间设计艺术，不仅能烘托影片的氛围，渲染一种空间艺术魅力，还能给予观众比较大的视觉震撼力，在影片与观众之间形成共鸣。
电影空间设计是指为达到强化影片的视觉表现力，以影片剧情为依托，通过各种影片表现手法刻画人物性格、渲染人物情感、突出影片主题，在影片的造型与视觉表现上呈现出活跃鲜明、内容丰富、层次明显、效果逼真的影片魅力。
（二）电影空间设计的表现手法
1.蒙太奇
从法文“montage”音译而来的“蒙太奇”原是指在建筑学中的构成、装配的意思。随着电影元素的发展，蒙太奇越来越多的运用到电影创作中，成为电影的主要叙述及表现手法。完整的影片需要多个电影镜头组接而成，这个镜头的组接其实就是选择与处理现实的方法，蒙太奇表现手法就是导演按照剧本或影片的主题思想，将分拍的影片镜头有机地、艺术地剪辑在一起，使各个镜头之间有连贯性、对比性、想象空间及突出影片主题等。电影的空间设计离不开蒙太奇表现手法，一部好的影片，不仅给人一种心灵上的启发与享受，更有比较逼真的视觉效果，能在影片中展示电影的魅力及独特的视角是每部影片追求的灵魂，如何能在影片拍摄中运用电影手法，营造良好的影视视角与效果，是电影空间设计必须考虑的因素。
蒙太奇的表现手法在无声电影时代使用较多，最初的电影注重视觉效果，片面强调影片的形象特征，将电影与文学及戏剧加以区分。蒙太奇的表现手法注重时间的表达，是时间的美学。虽然无声电影在表现影片空间上的效果远远没有当今影片的丰富，但是在20世纪作为无声电影的主要手段——蒙太奇，虽然注重时间镜头的组织而不是空间，但是影片的空间设计不仅包括空间场景的设计，更有时间的组织。蒙太奇的影片表现手法展现影片的视觉艺术，强化视觉表现力。
2.电影场景设计
电影空间设计是在影片中非常重要的一个环节，在进行空间场景设计时一定要了解摄影机、剪接的概念，才能有效地配合设计。现在的观众越来越注重影片所能展现的丰富空间艺术，越来越希望感受更为层次分明、色彩丰富的影片空间环境。影片的拍摄是需要以市场为导向，有的影片为了达到观众期望值，不惜斥巨资在电影场景设计中使用各种空间设计，特别是采用一些难度较高的特技来吸引观众的眼球，达到更好的影片效果。
电影场景设计是指除却影片角色外，对影片中其他相关对象的造型设计，包含了对电影主体起主要衬托作用的动态和静态相统一的时空环境艺术设计。电影主题制约电影中空间环境的形式、色彩、道具陈设等设计要素，场景空间形式、色彩基调、道具陈设等设计又反过来影响电影主题的表达。
（三）电影空间设计的类型
1.电影空间设计根据空间环境的真实性与否为标准，划分为真实空间设计与布景空间设计。真实空间设计是指通过改变根据影片建造场景的内部结构（包括色彩、陈设等），或利用真实的自然场景，或是人类的文化遗产景象，对这些景象加以改造、装饰等，使之符合影片表达的需要，使场景中的建筑、风格等与影片所表达的主题一致，达到影片效果逼真的视觉感受。真实的空间设计需要剧组耗费人力物力去搭建场景，虽然实景设计能更有效地衬托影片氛围，如一些清宫影片往往是在一些现代仿造的建筑内拍摄，使观众能感受到紫禁城的辉煌雄伟、宫廷的奢靡氛围。当然实景设计存在缺陷，由于建筑的结构固定，能给剧组发挥的自由度就变小，不利于剧组根据影片做出较大的改动。
2.从人类活动空间来看，又可以将电影空间设计分为建筑空间设计和自然环境空间设计。建筑空间是人类生存与发展的物质条件，在历史发展的过程中蕴涵一定的文化价值，在特定的建筑空间内安排一定的故事情节，极易将观众带回到故事情节发展的情景当中，也是许多著名影片获得成功的关键所在。自然环境空间设计虽然没有建筑空间那样拥有人类活动的痕迹，有人文氛围，但是它的可贵之处是不加修饰、自然地展现影片丰富的人文与艺术氛围。
二、电影空间设计展现的艺术美感
影视是一门综合性的艺术，不仅包括诗歌、音乐、舞蹈的元素，还将建筑、绘画、雕塑等空间艺术结合在一起，是对传统艺术的再创造。为了满足人们的视觉效果及审美观、观赏情趣，影片采用空间设计手法来展现真实的情景，展现了艺术美感。制作人对影片的制作，采用的手法无不透露出该制作人的心思，影片通过塑造空间、时间、地点的情境，改变人们对外在世界的概念，电影空间作为现实世界的再现或反映，不再是真实空间的呈现，而是一种超越，改变人们对传统空间的认知。每一部电影所展现的空间环境都是不一样的，通过不同的电影表现手法、化妆、服饰、场景布置等空间设计丰富影片的文化内涵，向观众展示影片的艺术美感。人们喜欢电影不仅是因为电影情节吸引人，更是因为电影能带给人们视觉、听觉上的享受与美感，不同电影有着不同的场景，影片中夸张的表现手法（如人物装扮、恐怖场景设置等）或温馨浪漫的场景都能给观众带来感受。电影是由各种各样的空间组合而成，电影的成功离不开空间设计艺术。
（一）电影空间设计展现的色彩美
人类对美的追求从来都没有停止过，一切美好的事物值得人们去珍惜珍藏，色彩使世界绚烂而有意义，一部好的影片要求体现其电影艺术价值，满足人们对色彩美的感受。从无声电影时代，黑白影片通过人物的动作表情展现的是一种无声艺术，这时候的艺术是一种纯粹的视觉盛宴。人类为了满足自身对色彩美的追求，经过不断的努力，不仅赋予影片声音，还开创彩色影片，结束无声电影的默片时代。彩色影片的出现，反映人类对原始色彩、真人真貌的追求，希望通过电影空间设计反映真人真事。
经历百年的发展，现在的电影在空间设计上充分利用色彩这一塑造方法，尽情展现电影的色彩艺术美。如《满城尽带黄金甲》影片中，为了展现大唐盛世的富丽堂皇，在影片的空间设计上，斥巨资及人力、时间在北京横店影视城重建辉煌的大唐宫殿，尽可能地确保每个细节保持唐朝风貌，布置皇宫场景中的门、600条柱子都采用图案雕刻，并特别定制长达1 000米的丝绒地毡，使整个皇宫显得金碧辉煌。配合影片的情节，而皇宫外的外墙也采用图案，还采用真实的空间设计，用超过三百万朵铺满十三万平方尺，形成一个花海，并在沿途摆放六百多盏宫灯，给予观众十分震撼的视觉效果。而在演员的服饰上，华丽的服装、精致的头饰、完美的化妆，都无一不透露着色彩美。《满城尽带黄金甲》影片花费36亿制作的大片，美国的影评人对此片的评价是“视觉绚烂之极”。影片也获得了第79届奥斯卡最佳服装设计的提名、第26届香港电影金像奖的最佳美术设计、最佳服装设计奖以及美国第33届“土星奖”最佳服装设计奖、美国影视美术指导工会古装类影片最佳美术指导奖、美国电影业服装设计工会最佳历史类服装设计奖等奖项。
通过电影空间设计，对场景的布置、服饰的选择以及灯光等拍摄手法展现一部气势恢宏、色彩鲜亮、层次鲜明的艺术盛宴，电影的空间设计能带给人们色彩上的美感，使人们真正能感受色彩的魅力。
（二）电影空间设计给人们营造空间立体感
随着科学技术的发展，电影制作可采用的技术越来越多，有越来越多的3D电影占据电影院的票房冠军。如占据国内票房榜首的《阿凡达》，影片采用3D电脑技术拍摄，创造一个虚拟的存在空间“潘多拉星球”，影片在空间设计上给人们带来了一场视觉享受，参天大树、群山漂浮于空中、色彩斑斓的茂密树林更有晚上会闪闪发光的各种动植物……使观看者似乎真实处于一个梦幻花园。《阿凡达》获得了第82届奥斯卡最佳视觉效果奖。《阿凡达》的票房成功不在于它的情节有多吸引人，而是整部影片的空间设计让人震撼，观众在观众的过程中能真切地感受到潘多拉星球上的各种生物的活力，能让观众在惊叹的时候有感动有开心有落泪，整部电影营造出一个立体的空间环境让人去享受，真正实现了电影为人造梦。
又如在《爱丽丝梦游仙境》影片中，电影空间设计艺术呈现得异彩缤纷，影片的3D效果，给人们增加了空间立体感，使人们留恋影片中美丽的仙境景色。影片的空间设计，通过对场景的利用、科学技术的使用，给人们展现一幅越来越逼真的场景，仿佛观众就是置身其中，能与影片产生更多的共鸣。
三、结 语
电影依赖空间设计艺术，电影的主题展现、发展离不开电影的表现手法，也离不开空间设计艺术，电影是展现艺术美感的重要载体，由于编剧、导演与演员的努力，我们才能在体会每部电影独特的空间设计的同时，更能享受到影片的真正艺术美感，满足人们的感官享受是电影追求的目标之一，人们观看电影更多的是为了去审美，去欣赏美，而电影空间设计正是展现艺术美感给人们的重要载体。
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关键词：中国传统园林；西方古典园林；欧氏几何；设计方法；平面
中图分类号：TU986.2 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.07.028
Analysis of the Reason for Chinese Traditional Garden "Rarely Draw Landscape Plan"
LIU Luxiang， HUANG Yushang， FENG Yuan， TIAN Chaoyang
（ College of Forestry， Henan Agricultural University， Zhengzhou，Henan 450002， China）
Abstract： The paper analyzed and compared the cases of Chinese traditional gardens and Western classical gardens， also from the point of the plane， elevation and section of the design expression method of Western Architecture. The result showed that Western classical gardens follow design method of Western Architecture from the plane， to elevation and section. Western classical gardens are two-dimensional graphic design based on Euclidean geometry. Chinese traditional gardens were three-dimensional space design based on Non Euclidean geometry. Therefore， it was difficult for Chinese traditional garden design to draw the plane， elevation and section， the design results could be expressed in the form of modeling combined with landscape paintings. With the emergence of 3D software of modern computer， which provided favorable conditions for the analysis， design and teaching of Chinese traditional gardens， and provided convenience for the inheritance of Chinese traditional garden.
Key words： Chinese traditional garden；western classical garden；euclidean geometry；design method；plane
赵辰[1]在《立面的`会》一文中针对梁思成引进的西方建筑学的“立面”概念，证明中国传统木构建筑体系中不存在西方古典建筑体系中的立面（facade），因为中国的木构建筑其屋檐之下的墙面完全被屋顶的斜面和出檐所压抑，中国的木构建筑是以坡屋面的屋檐示人的，而西方建筑是以由两坡顶而形成的三角形“山墙”面来面对人的。早在1997年张永和就对西方建筑学概念进入中国做出过反思：“立面图是一个平面形象，它只可能将建筑演绎为平面形象，古典中国建筑被西洋的平面性语言（除了立面图，还包括平面图剖面图）描述，意味着一个重要的西方建筑学概念进入中国。这个概念的术语是正投影，实际上是一种简化以致排斥空间的观察方法[2]。”
王澍[3] 在《剖面的视野》一文中介绍了滕头馆设计过程：首先用多组剖面表示其建筑复杂的内部，再根据剖面做出模型，最后根据模型推出平面。20世纪30年代，西方现代建筑大师阿道夫・路斯提出空间应该作为建筑设计核心：“我并没有设计平面、立面、剖面，我设计空间[4] ”，创造了著名的RUAMPLAN设计方法，即空间设计法，彻底颠覆了建筑设计从平面开始的设计程序，即葛明[5-6]后来在东南大学空间教学改革中倡导的新的空间设计法――体积法。
这些现代、当代建筑师对西方传统建筑设计程序和方法的反叛，引起笔者对平、立、剖设计程序的思考，西方建筑学平立剖手段能否应用于中国古典园林的分析与设计？能否作为现代园林设计的准确方法？明代学者计成[7]在《园冶》中提到“夫地图者，主匠之合见也”，既然平面图有利于“主、匠之合见”，那么是何原因计成不画平面图，并且说“式地图者鲜矣”。
本文试图通过对中西园林案例进行分析，旨在找到中国传统园林“式地图者鲜矣”的客观原因。
1 欧氏几何的面
欧氏几何主要是在平坦的空间下研究几何结构的，关注的是平面上的直线和二次曲线的几何结构和度良性问题，属于平面几何范畴[8]。按欧氏几何特征，在二维空间中3点确定一个面，图1中三角形、方形面、圆形面都属于欧氏几何的面。其共性特征是所有的点都在一个“平”面，即二维度量。
2 建筑的平立剖面
建筑的平面、立面和剖面都是三维、立体的建筑（图2-a）在图纸上的二维投影图，是一次十分典型的三维向二维的转化过程。建筑的平面、立面和剖面都是一种二维的面，属于欧氏几何的面的范畴。
2.1 建筑平面图
建筑的平面图，是建筑所有的墙壁在一个水平面上的一种抽象的投影图。它是假想用一水平的剖切面沿门窗洞位置将房屋剖切后，对剖切面以下部分所作的水平投影图（图2-b）。对于多层建筑，一般每层有一个单独的平面图。如果是中间几层平面布置完全相同，这时就可以省掉相同的平面图，只用一个平面图表示。
2.2 建筑立面图
立面图是在与房屋立面相平行的投影面上所做的正投影图，其中反映主要出入口或比较显著地反映出房屋外貌特征的那一面立面图，又称为正立面图（图2-c）。通常也可按建筑朝向来命名，大致包括南、北、东、西立面图4部分。
2.3 建筑剖面
建筑剖面是假想用一个或多个垂直于外墙轴线的铅垂剖切面，将建筑剖开所得的投影图。剖面图（图2-d）用以表示建筑内部的结构或构造形式、分层情况和各部位的联系等。剖面图的数量是根据建筑内部空间复杂程度的具体情况而决定。
3 西方古典园林中的面
西方园林的发展一直深受西方建筑学的影响，其园林设计存在建筑师的参与或直接以建筑师为主导进行设计[9]。建筑师在园林设计中通常采用西方建筑学传统的设计方法，专注于在平面上进行构图，用平面图、立面图和剖面图的表现手段来进行园林设计，其表达的手段当然也是欧氏几何的平面。
3.1 西方园林的平面
西方古典园林的要素及空间皆显示出明确的几何形式，尽管原始地形可能起伏不一，但其设计地形平坦、关注于平面构图，发展成为平面化的园林，尤其法国古典主义园林被人们称为“平面图案式园林”[8]。
法国古典主义园林把园林作为建筑空间来看待，以期园林与建筑的统一，因此其园林趋于建筑化。其园林主景是图案式花坛，大都以绿篱和花草为材料，在大地上描绘各种图案，几乎是在平坦的地面上进行的，故此，其园林和建筑一样当然有平面，而且平面可以真实、准确、直观地表现其园林的形式和内容。
以沃-勒-维贡特庄园为例。整个平面化的园林（图3）看起来像是在平坦的地面上进行的绘画，表现出的是欧氏几何的面，如建筑平面一般。即便是在有落差的洞府和挡土墙处（图3c）其处理手法也是用草地形成的倾斜的面。
3.2 西方园林的立面
意大利台地园在设计中把每层台地处理成平面，形成类似于建筑的楼层。落差较大的地方的处理成像建筑的立面一样，高差较小的地方层与层之间用倾斜的面进行连接，故此，意大利的台地园表现出明显的类与建筑的立面。
如埃斯特庄园，将庄园设计成一个建筑式整体，花园作为建筑的延伸与补充部分。其中，花园分3个段落：相对平坦的底层台地、错落有致的一系列台层组成的中层台地和顶层台地。入口台地向顶层台地望去是一个俨如建筑的立面（图4）。埃斯特庄园的百泉台（图5）的立面处理丰富，类似的立面处理还有加尔佐尼庄园台地入口（图6）。
3.3 西方园林的剖面
西方古典园林剖面如建筑剖面一样比较简易，用少量的剖面就可以清楚地表达其园林地形的高差变化。菲耶索勒美第奇庄园（图7）的三层台地，其剖面俨然像建筑的剖面，甚至一个剖面就可以清晰地表示出园林的地形。如冈贝里亚庄园（图8）和兰特庄园（图9），少量的剖面就可以详尽地表达其地形变化。
4 中古典园林中“面”的坍塌
童先生首次以西方建筑学方法测绘图纸的形式记录江南园林。解放后，刘敦桢先生对苏州园林重新测绘。随后测绘苏州园林的还有陈从周先生和彭一刚先生[10]。但是，所有测绘图平面图中，难见其对高程的记录，也没有显示等高线。
彭一刚先生的《中国古典园林分析》用大量平面图、剖面图、透视图形式来表述和分析传统园林空间[11]。然而，彼得・拉茨早已言明，“景观（园林）与建筑不同，用平面图、侧面图、剖面图和透视图来表现景观空间不够详尽”[12]。
4.1 平面的坍塌
中国传统园林地形多变，空间丰富。图11和图12均为留园剖面图，通过该图可以明显感知留园内地形高差起伏多变，空间层次丰富。图10为留园平面图，彭一刚先生是按建筑平面图的绘制方法将园林所有的建筑、植物、假山、水体、地形等立体的元素投影到二维的图纸上，得到一张二维的平面图。然而与西方园林的平面图案式园林不同的是，这样得来的平面图根本无法真实、准确地表达中国传统园林丰富的空间和地形变化。
当立体的园林投影到二维的纸面上得到园林平面的过程中（图10），可以看到园林高低错落的地形消失了，假山的高度无法判断了，视线是渗透还是阻隔无法感知了，而这些都恰是传统园林的迷人之处。当平面图被后来学者用作中国传统园林的一种研究方法，童先生1937年在其著作《江南园林志》的原序中明确写道：“昔人绘图，经营位置，全重主观。谓之园林，无宁称为山水画。抑园林之妙，亦绝非一幅平面图所能详尽。盖楼台高下，花木掩映，均有赖于透视。若掇山则峰峦可画，而路径盘环，洞壑曲折，游者迷途，摹描无术，自非身临其境，不足以穷其妙矣。”童[15]已明确指出，平面图根本不具备表达中国传统园林空间的能力。此外，中国传统园林地形错落，层次丰富，应该每层都有一个平面，但由于其地形高差起伏过于多变，其平面图根本无法尽数画出。面对中国传统园林空间，园林平面是“失意”的，深谙造园之事的计成当然知道这一点。
4.2 剖面的坍塌
彼得・拉茨虽深知园林与建筑的不同，然深受西方文化背景影响的拉茨为尽可能详尽的表达园林空间的构成和水平面的落差最后只得从平、侧、剖、透中挑出剖面图作为优选图11 留园剖视立面图。笔者认为，彭一刚先生也肯定认识到了中国传统园林中平面是“失意”的，所以彭先生又用了大量的剖面来弥补平面的弊端。
对比留园的B-B剖面和D-D剖面（图11），虽2个剖面位置很近，但剖面之间的差别很大，说明留园的地形变化丰富。为尽可能地明了表达留园的空间，彭一刚使用了多组剖面来表现其地形的变化。然而，对于空间如此丰富、地形变化如此之多，中国园林又需要多少剖面来表示呢？又岂是有限的剖面能够表述的清楚的？所以，中国传统园林即便选用剖面也无法详尽地表达出园林空间的构成和地形的变化。
此外，对比留园平面（图10）和剖面（图12）可以看出，图12不仅将这条剖切线上的建筑、地形等画了出来，而且将后边的可亭投影到剖面上，彭一刚先生的剖面其实际是建筑中的所谓的剖立面。对于这张剖面所有的元素都在一个面上，如何用来分析视线，视线是被遮挡还是渗透如何判断？可能还需要透视图等其他方式再来辅助表达。
4.3 立面的坍塌
中国传统园林小到一块石头，一座假山，大到一座园林都有无数多的立面。图13为吴斌的十面灵璧图[14] ，可以看出，一块灵璧石十面各不相同，而且图中的10个面其实不在一个平面上，每一个面由无数个面组成。王欣[16]有言“假山就是中国的建筑学”，他的源自吴斌的十面灵璧图而作的建筑“十面灵璧”[17] （图14），有和灵璧石一样或是更多的立面，再到他的建筑“拈石掇山”[17]（图15）模仿中国传统园林的假山，建筑的立面更是难以尽数。故此，王欣[16]直接放弃传统建筑的立面而是用建筑模型来表现他的建筑。
中国的假山（图16），将不仅仅是王欣的建筑“拈石掇山”所能表达的，它将有无数的立面。对于一座地形高差丰富、空间变幻无穷的中国传统园林，可想而知，它将有无数的立面。
5 结论与启示
中国园林起源于山水画，园林的设计本身不是从平面开始的，《园冶》的作者计成设计园林所采用的方法就是在现场中转来转去边体验边构思的设计方法，王绍增[18-19]将之称为“时空设计法”或“入境式设计法”，设计的表现通常以写意的山水画或制作模型（“烫样”）的形式来表达。这种设计方法从头到尾根本无须画出平面图，这也是计成为什么说“式地图者鲜矣”的原因，计成的这种造园方法当然也无须画出剖面图和立面图。
马克・特雷布（MarcTreib）[20]在1992年提出，现代景观设计在于对空间而不是平面和图案的关注，设计应该具有“三维性”。美国第一代景观大师盖瑞特・埃克博（GarrettEckbo）在1937年的《城市花园设计程序》中指出“人是生活在空间中，体量中，而不是平面中。”他强调，景观应该是运动的而不是静止的，不应该是平面的游戏而是为人们提供体验的场所[21]。阿道夫・路斯、马克・特雷布、盖瑞特・埃克博等大师提出建筑或景观设计是对空间的关注是在20世纪，而中国传统园林已经存在上千年。
中国传统园林“入境式设计”方法避免了图面设计的缺陷，是真正的以人的体验为核心创造的一个真实的与自然对话的空间的设计方式。但由于技术和社会条件的限制，这种设计方法一直未兴起。随着计算机技术的不断涌现和进步，近年来大量三维软件运用拓展了景观设计的表现空间。以SketchUp，3DMax等为代表的三维设计软件出现后，对于景观环境研究与设计本身更加方便，景观分析与设计语言的表达更加生动、直观。三维与虚拟现实技术极大地深化了设计研究的深度与维度，拓展了现代景观设计空间与表现力。用虚拟真实的空间来做设计已经变得很容易，我们老祖先创立的在现场真实中转来转去和搬来搬去的设计和修改的方法显出极大的优越性。联想到现在景观项目汇报中流行的3D动画漫游，正是对老祖先创立的设计方法的回归。技术和条件已经趋向成熟的今天，中国传统园林的“入境式设计”方法是时候崛起了或者说这种设计方法已经开始崛起。
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