История развития чертежа

Изображение различных предметов — рисунки появились как средство общения между людьми еще до создания письменности.

С тех пор как научились возводить сначала простейшие, а потом более сложные сооружения, мастера стали использовать при строительстве рисунки, а затем и чертежи.

О первых графических изображениях можно судить по сохранившимся в архивах, музеях и библиотеках графическим изображениям.

Сохранившиеся наскальные рисунки свидетельствуют о зарождении картографического способа передачи информации, который совершенствовался в течение многих веков.

Одной из древнейших карт (за 2500 лет до н.э.) считается так называемый вавилонский чертеж, выполненный на глиняной табличке.

При строительстве жилищ, крепостей и других сооружений появились первые чертежи, которые назывались «планами». Эти чертежи обычно выполнялись в натуральную величину непосредственно на земле, на месте будущего сооружения (рис. 1, а). Для построения таких чертежей были созданы первые чертежные инструменты — деревянный циркуль-измеритель и веревочный прямоугольный треугольник (рис. 1, б). В дальнейшем такие планы-чертежи стали выполнять на пергаменте, дереве и холсте в уменьшенном виде. На чертежах старались показать как форму, так и размеры предметов.

В Древней Руси было очень много искусных мастеров по литью металлов, изготовлению оружия, строительству зданий. Эти мастера, как видно по дошедшим до нас предметам и сооружениям, хорошо владели геометрией и умели выбрать наилучшее решение технических задач.

Так, например, в летописях XIII—XIV вв. найдены рисунки, по которым можно узнать способ изготовления предметов. Рассматривая рис. 2, видим, что ствол пушки изготовлен горновой или кузнечной сваркой и укреплен насадными кольцами-бандажами.

Часто на одном изображении совмещались план (вид сверху) и фасад (вид спереди) какого-либо сооружения, например, моста (рис. 3). Неудобство такого совмещения заставило разъединить оба вида и применять при изображении предметов два, три и более видов.

Позднее русские зодчие, под руководством которых строились крепости и другие сооружения в Киеве, Пскове, Новгороде, Суздале, умели уже выполнять и использовать достаточно сложные чертежи. По проекту и под руководством архитектора Федора Коня в 1586—1592 гг. для отражения вражеских нашествий была построена в Москве огромная каменная стена с многочисленными башнями толщиной пять метров и длиной семь километров. Все эти сооружения строились по предварительно разработанным проектным чертежам.

С развитием кораблестроения потребовались более точные, вычерченные в строгом масштабе чертежи. В корабельных чертежах 1686—1751 гг. уже применялись три изображения, с помощью которых на плоскости чертежа показывали основные размеры судна: длину, ширину и высоту (рис. 4).

В архиве сохранился чертеж весельного шлюпа, выполненный в 1719 г. Петром I. Чертеж составлен с соблюдением проекционной связи.

В 1798 г. французский инженер Гаспар Монж опубликовал свой труд «Начертательная геометрия», который лег в основу проекционного черчения.

Задолго до появления начертательной геометрии в отдельных чертежах русских умельцев использовался метод прямоугольного проецирования.

В XVIII в. чертежи выполнялись чрезвычайно тщательно, с обводкой цветной тушью. На этих чертежах делались условные разрезы изделий с раскраской места разреза разными цветами в зависимости от вида материалов изделий.

Чертежи И. И. Ползунова и И. П. Кулибина наглядно показывают отличные познания русских изобретателей в области построения точного проекционного чертежа изделия (рис. 5).

Чертежи стали выполнять с большой точностью, так как они не содержали числовых размеров, и размеры изображенных на них объектов определяли путем обмера чертежа с помощью циркуля-измерителя и помещаемых на чертеже масштабов. Особенно тщательно выполнялись чертежи объектов, представляющих особую важность: военных кораблей, крепостных сооружений, предметов вооружения и снаряжения, которые утверждали в высших инстанциях. Такие чертежи часто окаймлял замысловатой рамкой, украшенной всевозможными завитушками и виньетками.

Обмер чертежей для определения размеров изображенных на них объектов представлял собой весьма кропотливый и неудобный для производства процесс, который мог удовлетворять только условиям мануфактурного способа производства. С развитием машинного производства, переходом к серийному выпуску изделий возникла необходимость взаимозаменяемости частей изделия. Определение размеров путем обмера чертежа не могло обеспечить выпуск изделий с взаимозаменяемыми частями. Поэтому на чертежах стали указывать размеры — сначала, только основные, а затем все размеры изображенного объекта» Однако почти до начала XX в. на чертежах помещался линейный или поперечный масштаб.

Развитие науки и техники повышает требования к надежности, долговечности, экономичности изделий и возводимых сооружений, что в свою очередь усложняет техническую документацию, насыщая чертежи разными условными знаками и символами. В чертежи стали включать указания о точности, с какой должны быть выдержаны размеры (появление системы допусков и посадок), требования к качеству поверхностей (переход от примитивных указаний «кругом обработка» к указанию научно обоснованных параметров шероховатости поверхности), требования к геометрии изделия (указание допусков форм и расположения поверхностей) и др.

Основоположником начертательной геометрии в России был проф. Я. А. Севастьянов, издавший в 1821 г. свой курс «Основания начертательной геометрии». Выдающийся ученый конца XIX в. проф. В. И. Курдюмов написал ряд капитальных трудов по начертательной геометрии. Проф. Н. А. Рынину принадлежит ряд трудов по приложению начертательной геометрии в технике. Проф. Д. И. Каргин написал работу «О точности графических построений».