ИСТОРИЯ ИНЖЕНЕРНОЙ ГРАФИКИ

Любому работнику технической и инженерной профессии необходимы способности и возможности к анализу и синтезированию пространственных форм, уметь воспринимать идеи, основанными другими разработчиками-исследователями в чертежную документацию. Инженерная графика помогает каждому развить данные возможности.

Каждая область деятельности человека, хоть и в малой степени, связана с передачей сведений о предметах или явлениях окружающего нас мира. Графика и начертательная геометрия всегда была и будет верным помощником в жизни и деятельности всех людей.

Основная часть:

«Инженерная графика» является уникальным графическим языком человеческой культуры, она отличается своей лаконичностью, точностью и наглядностью. Когда люди еще не знали письменность, они использовали графику, а именно геометрические фигуры для общения. Как мы знаем записи на Шумерских камнях, записях Орхона-Енисея также в других разных летописях мира первым шагом для общения служила именно геометрия. Развитию направления чертежа, а так же развитию геометрии свои вклады несли великие ученые, такие как Архимед, Герон Александрийский и древние египтяне и римляни.

Сначала материалом для общения служила стены различных пещер, различные камни. Затем в жизни людей, с их развитием, появились различные материалы, такие как бересты, кожи, папирусы, пергаменты, бумаги. Только в XVIII века для графических иллюстрации стали применять различные карандаши. Восток, Эпоха Ренессанса играют большую роль в развитии инженерной графики. Гаспар Монж считается одним из основателем данного направления науки.

Во времена до нашей эры в Египте начали строиться пирамиды, то есть вид архитектурного сооружения в виде многогранников. Одним из знаменитых считается пирамида Хеопса, и оно же считается одним из семи чудес мира. От этого мы можем с легкостью понять, что древние египтяне имели отлично развитое представление о пространственных отношениях геометрических фигур и хорошо составляли различные эскизы. Графический показ архитектуры на плоскости характерен для древнеегипетского искусства, которое, следовало принципу ортогональных проекций.

Рисунок 1. Пирамида Хеопса

В различных местах нашего мира графическое изображение и геометрические фигуры служили средством представления, передачи и хранении информации.

В древней Греции нам известны имена Архимеда и Герона, влажившие большую роль в графику. До нас дошло 13 трактатов Архимеда. В «Измерении круга» он предложил способ определения числа π («пи»). В сочинении «О равновесии плоских фигур» он определил понятие центра тяжести для различных фигур, вывел закон рычага (его знаменитые слова: «Дайте мне точку опоры, и я переверну всю землю!»). Кроме того, Архимед автор работ «Квадратура параболы», «Правильный семиугольник» и других.

Самый знаменитый трактат Архимеда – «О шаре и цилиндре». В нем ученый доказывает, что площадь поверхности шара в 4 раза больше площади наибольшего его сечения, а соотношение объемов шара и описанного около него цилиндра 2:3. Архимед так дорожил этим открытием, что в завещании просил поставить на своей могиле памятник с изображением цилиндра с вписанным в него шаром и формулой расчета.

Герон – греческий ученый, давший систематическое изложение по прикладной механике и математике. В своем главном труде «Метрика», он решил целый ряд проблем по измерению фигур. В книге І были изложены способы измерения площадей треугольников, параллелограммов, правильных многогранников, кругов и сегментов а также поверхностей цилиндров, конусов, сфер. Его метод приблизительных извлечений квадратных и кубических корней в наши дни используется в компьютерных вычислениях. Книга ІІ содержит способы измерения объемов разных геометрических фигур и тел, книга ІІІ – способы деления площадей различных фигур на части в заданном отношении.

Рисунок 2. Пожарный насос Герона

Видимость предметов, передачу их объемной формы, цвета, освещенности и отражения на них преломленного света, образование теней рассмотрел известный древнегреческий астроном Птолемей (II в. н.э.) в своем сочинении по наблюдательной перспективе, состоящей из пяти книг.

Так же в древней Греции был придуманы солнечные часы. Его придумал великий Аполлонии. Солнечные часы представляют собой полусферу, которая была выдолблена в прямоугольном мраморном блоке. Сверху передняя часть была срезана под углом, параллельным плоскости экватора. Полусферическая полость выполняла функцию циферблата. Одиннадцать часовых 28 линий и три концентрических круга на ней дают положение Солнца при обоих солнцестояниях и равноденствиях.

Рисунок 3. Солнечные часы

В Азии графический анализ некоторых орнаментов, использованных при строительстве мавзолеев - Юсифа ибн Кусейра, Момина хатун и другие показывают насколько высоко мастер умел пользоваться основами геометрии и инженерного дела. На его орнаментах мы можем заметить окружность, которое разделено на четыре части.

Рисунок 4. Орнамент на мавзолее

Большой вклад в теорию технического изображения внесли Леонардо да Винчи, учёный эпохи Возрождения, французский геометр и архитектор Жирар Дезарг, которому удалось дать первые научные обоснования правил построения перспективы, и французский инженер Гаспар Монж, опубликовавший в 1798 году свой труд «Начертательная геометрия», который лёг в основу проекционного черчения, используемого и в настоящее время. Гаспар Монж обобщил метод прямоугольного проецирования предметов на три и более взаимно перпендикулярные плоскости проекций. Его называют эпюром. То есть эпюр – чертеж, на котором фигура или предмет изображается на три или более плоскастей. Обычно используется три вида: фронтальная, горизонтальная и профильная.

В работе Г. Монжа «Начертательная геометрия», изданной в 1798 году, решались задачи:

1.Применение теории геометрических преобразований.

2.Рассмотрение некоторых вопросов теории проекций с числовыми отметками. 3.Подробное исследование кривых линий и поверхностей, в частности применение вспомогательных плоскостей и сфер, при построении линии пересечения поверхностей.

Рисунок 5. Чертеж Монжа

Рисунок 6. Самолёт Sea Hawk изображённый с помощью эпюра Монжа

Рисунок 7. Система трех плоскостей Монжа

С развитием техники человечества чертежи становились сложнее, и их выполнение требовало более высокой точности исполнения. Начали применять масштабы, проекционную связь, выполняя разрезы, без которых невозможно было понять внутренние устройство изделия и принцип его работы. Эти чертежи были похожи к современным чертежам, но на них не было размеров. Они определялись с помощью масштабной шкалы, изображенной на поле чертежа. Примером таких чертежей могут служить чертежи паровой машины И. И. Ползунова, выполненные в 1763 году. Чертеж выполнен в одной ортогональной проекции.

Рисунок 8. Паровая машина

На сегодняшний день собраны все труды великих ученых и изучается как дисциплина инженерной графики или начертательной геометрии. Современная графика включает в себя все основы, которые ранее были исследованы.

Начертательная геометрия тесно связано со многими науками. В Фармации его роль очень велика. На сегодняшний день одним из целей технологии фармации является воспитать умных технологов фармацевтов. Инженерная графика дает возможность понять эскиз аппаратов и принцип их действия. Начертательная геометрия и инженерная графика в других направлениях науки также пользуется огромным спросом, ведь технолог любой сферы должен обладать знаниями чертежа.

На сегодняшний день главной сферой его деятельности является архитектура. То есть, мы можем назвать графику искусством, ведь архитектура искусство и наука строить, проектировать здания и сооружения.

Рисунок 9. Современная графика

Сегодня используется компьютерная графика. Компьютерная графика очень удобная при использований и более точна. В будущем все направлениий будут улучшаться с появлениями новых технологии.

Список литературы:

1. Габибов И. А. История Науки: Инженерная графика. Баку: изд. АГНА, 2010. — 167с.
2. Курдюмов В.И. Курс начертательной геометрии: «Проекции ортогональные» Издательство Петербургского института инженеров путей сообщения, 1985. — 168 с.
3. Левицкий В.С. Машиностроительное черчение: учебник для студентов вузов ,1988. — 352 с.
4. Сусленков В. М. Древний мир, 2005. — 114-116 с.