Стереотипы правят миром. Мы настолько привыкли к фразе, вынесенной в заголовок, что зачастую не отдаем себе отчета в том, что чертеж на самом деле является языковой структурой обмена технической информацией. С учетом вышесказанного, в процессе преподавания геометро-графических дисциплин студентам технических направлений, имеет смысл обратить внимание на лингвистические составляющие. Специалистам известно, что морфологические признаки (окончания, суффиксы и служебные слова) позволяют носителям языка получить определенное представление о содержании сказанного или написанного.
Известный языковед, академик АН СССР, Л. В. Щерба постоянно напоминал о том, что «…в каждом языке есть и что-то похожее на алгебраические или геометрические законы. Это «что-то» – грамматика языка. Способы, которыми язык пользуется, чтобы строить предложения не только из нескольких известных нам слов, но из любых слов, с любым значением.
Естественно, у разных языков свои правила, свои формулы, свои приемы и условные обозначения. Например, в русском языке, как и многих европейских, главную роль при построении фраз играют так называемые «служебные части слов». Вот почему, когда приходится учиться новым языкам (в том числе и «языку техники»), всегда следует помнить, что главным является не заучивание большого количества новых слов. Во много раз важнее понять, какими способами, при помощи каких служебных частей слов, в этом языке образуются такие части речи, как существительные, прилагательные и глаголы. Как они спрягаются и склоняются, как все эти части речи связываются в единое целое, предложение. Только овладев этим знанием, можно говорить об овладении языком. Запоминание же его корней, его словаря (тезауруса) дело важное, но более зависящее от тренировки. Со временем это придет само. Любой специалист, изучающий новый язык должен больше всего уделять внимание «незаменимым труженикам языка» – суффиксам, окончаниям, префиксам. Именно они делают язык языком. По сути, они-то и есть грамматика, а грамматика – это и есть язык.
Здесь вполне уместно вспомнить еще одну хорошо известную инженерам фразу «Начертательная геометрия – грамматика технического языка (чертежа)».
Без знания основ начертательной геометрии невозможно вообще говорить об изучении правил грамотного чтения и выполнения технических чертежей.
Такая геометро-графическая дисциплина, как инженерная графика, в первоначальном своем виде, задумывалась как углубленное использование методов начертательной геометрии для решения задач технического черчения. К сожалению, в настоящий момент инженерная графика скатывается к банальному техническому черчению. При этом студент-бакалавр вместо освоения грамотного технического языка приобретает некие навыки межтехнического общения на некотором подобии технического жаргона.
Никакие ссылки на современные методы проектирования не могут служить основанием для отмены изучения основ технического языка. Любому, кто имел дело с проектированием в системе 3D, хорошо известно, что по твердотельной модели всегда можно получить привычный плоский чертеж. Но какой? Зачастую доводка полученного изображения до грамотного чертежа сравнима с созданием этого чертежа заново. Заявление о том, что «плоские чертежи изжили себя», базируется на элементарном незнании основ психологии восприятия, лежащих в основе построения изображения. Т.е. визуализации «объемной модели», которые выводятся на экран, по своей сути являются ничем иным, как двухкартинными чертежами, построенными по методу двух изображений, т.е. плоскими изображениями. С точки зрения психологии восприятия они также являются плоскими оптическими иллюзиями.
Формирование же самой 3D-модели базируется на методах конструирования поверхностей, изучаемых в курсе начертательной геометрии. Например, для тела, ограниченного поверхностью вращения, требуется задать положение оси вращения и форму плоской образующей. Последняя также строится по правилам, излагаемым в курсе геометрии. Весьма часто при создании твердотельных моделей используется операция «выдавливание». Получаемые с ее помощью модели – это объекты, ограниченные поверхностями плоско-параллельного переноса, у которых направляющая прямолинейна. Способы их построения также прерогатива начертательной геометрии. То же самое можно сказать и об элементах моделей, ограниченных поверхностями, заданными сечениями. Как, впрочем, и о любых других элементах прикладных программ.
Применение 3D-моделей для получения реальных изделий при работе на станках с ЧПУ, приводит к необходимости выделения на поверхности изделия линейчатого каркаса – линий траекторий движения режущей кромки обрабатывающего инструмента. Подготовка информации для построения массива траекторий, обеспечивающих получение нужной поверхности, без «подрезов», также задача начертательной геометрии. Вопросы проектирования сложных одно- и двумерных обводов вообще не могут быть решены без функционала геометрии.
Таким образом, вне зависимости от подхода к проектированию сложных технических форм, без знания грамматики чертежа – начертательной геометрии, не обойтись.
С грамматическими элементами «языка техники» инженеры встречаются на каждом шагу. При рассмотрении чертежа технической формы, автоматически выделяются главные изображения и вспомогательные (дополнительные). Полная аналогия с грамматическим разбором предложения в лингвистике, где выделяются главные члены предложения и вспомогательные (подлежащее, сказуемое и слова им принадлежащие).
Точно так же, как в техническом черчении, где один из видов (как правило, вид спереди) несет максимум информации об изделии, в языковой практике подлежащее обозначает предмет, действие которого выражается сказуемым. Вид сверху (слева или справа) играет роль сказуемого, поясняющего роль исполняемую подлежащим (видом спереди). Логическая связь между главными членами предложения на чертеже вырождается в проекционную связь. А это уже непосредственно начертательная геометрия. Да и сами виды строятся при помощи ортогонального проецирования, метода, принятого в начертательной геометрии.
Соединения части видов и разрезов (ГОСТ 2.305-2008) логично представляются, как слова с префиксами (частям сечений). Обозначенные разрезы, сечения и выносные элементы можно рассматривать, как слова с суффиксами. Информацию о поворотах и изменениях масштаба изображения, можно соотнести с окончаниями. Такие аналогии, применительно к техническому чертежу, можно продолжать до бесконечности.
Однако, наиболее интересным представляется формирование отдельных «слов» – элементов изображений. Например, изображение окружности в плоскости, не параллельной плоскости проекции. Хорошо известную фигуру – эллипс, в этом случае можно построить только с использованием методов начертательной геометрии. То же самое можно сказать и о линиях пересечения отдельных поверхностей, ограничивающих элементы изделия. ГОСТ допускает их упрощенное изображение, но на рабочих чертежах, в местах сопряжения с другими деталями, их приходится строить с использованием методов начертательной геометрии.
Невозможно обойтись без методов геометрии, при выполнении чертежей плоских исполнительных элементов (кулачков, шаблонов и т.п.). От эффективности методов, применяемых для построения плоского замкнутого обвода, на 100% будет зависеть эффективность работы исполнительного механизма. Без знаний методов конструирования кривых линий и поверхностей, применяемых в начертательной геометрии, невозможно грамотное представление технических объектов на чертеже и правильная реконструкция объекта по его изображению.
Сложно не согласиться, что спустя столетия утверждение Гаспара Монжа о том, что «чертеж является языком техники» остается актуальным, не лишним будет также отметить выражение профессора В. И. Курдюмова: «…начертательная геометрия является грамматикой этого языка». И еще раз вспомним академика АН СССР, Л. В. Щербу с его словами о том, что «грамматика – это и есть сам язык».
Литература:
- Кострюков, А.В. Преподавание графических дисциплин в современных реалиях [Электронный ресурс] / Кострюков А.В., Павлов С.И., Семагина Ю.В. // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: материалы Всерос. науч.-метод. конф. (с междунар. участием), 4-6 февр. 2015 г., Оренбург / Оренбург. гос. ун-т. – Электрон. дан. – Оренбург, 2015. – С. 395-39715.
- Горельская, Л.В. Начертательная геометрия: учебное пособие по курсу «Начертательная геометрия». 4-е издание, перераб. и доп. / Горельская Л.В., Кострюков А.В., Павлов С.И. – Оренбург: ОГУ, 2011 – 122 с., с ил.
