Каждый раз мы с волнением начинаем просматривать очередную пачку писем с предложениями, которые вы присылаете в Патентное бюро нашего журнала. Наше нетерпение вполне объяснимо: а вдруг, как бывает нередко, и сегодня найдется что- нибудь неожиданное, свежее, оригинальное, что было бы достойно не только опубликования на страницах журнала, но, может быть, и внедрения в производство.
К сожалению, эта очень приятная и радостная для нас работа слишком часто омрачается тем, что приходится разгадывать, словно ребусы, ваши малопонятные, а то и вовсе непонятные чертежи и рисунки. Что тут изображено? Как механизм работает? Что где крепится? Как взаимодействуют детали? Хорошо еще, если в конце концов становится ясен замысел автора и замысел этот оригинален и свеж. Но чаще всего, увы, небрежный эскиз свидетельствует лишь о том, что автор предложения сам не до конца разобрался в собственных мыслях. Конструктору такое туманное воплощение своих идей на бумаге, мягко говоря, непривычно. Он привык к другому: если на стол лег чертеж, то все в нем ясно и понятно. Конечно же, вопросы возникают всегда, если это не окончательный рабочий чертеж, а проект. Причем много вопросов. Но среди них нет такого: «А что тут изображено?» Другими словами, чтение чертежа не становится проблемой. «Вижу мысль!» — можно сказать сразу.
А здесь, в почте Патентного бюро, повторяем, в проблему очень часто вырастает само чтение чертежа Вскрываем конверт, вглядываемся в хаотичное нагромождение линий и не видим мысли. Может, она и есть, но добраться до нее чрезвычайно трудно.
Вот мы и решили напечатать несколько статей в помощь тем, кто не умеет достаточно четко и ясно изображать свой замысел на бумаге.
Но делаем мы это не только для того, чтобы облегчить себе чтение ваших чертежей и рисунков. Гораздо важнее, чтобы вы сами до конца разобрались в собственных мыслях.
Тут вы можете возразить: «Раз уж послали предложение в редакцию, значит, разобрались до конца, по крайней мере для себя».
Мы в корне не согласимся с таким возражением, ибо знаем по опыту, что пока идеи не обрели логической последовательности и не выразились на бумаге четко и грамотно, они остаются лишь в увлеченном воображении автора и малодоступны для понимания, а следовательно и для реализации.
Более того, часто бывает так: накалываешь на чертежную дос- 'ку чистый лист ватмана, берешь остро заточенный карандаш, начинаешь чертить и вдруг осознаешь, что вопросов возникает гораздо больше, чем ответов, хотя перед этим была уверенность, что мысли окончательно созрели и остается только удовлетворить их желание выплеснуться на бумагу. В памяти трудно удерживать, да еще и анализировать перемежающееся многообразие идей. Чертежи-то и дают возможность не только фиксировать, но и анализировать принятые решения, сопоставлять и оценивать их.
Вообще чертежи обладают ценнейшим свойством дисциплинировать процесс создания новой конструкции на всех этапах, от замысла до воплощения.
Сейчас производство любого изделия начинается с рабочих чертежей. Ни авторучку, ни даже ложку или вилку завод не возьмется делать, не имея чертежей. В наши дни домашнюю поделку и то неприлично делать без чертежа, на глазок. Так что же говорить о машинах и механизмах?
Представьте себе совершенно невероятную ситуацию: авиационному заводу прислали полное собрание сочинений Николая Егоровича Жуковского, где на самом высоком теоретическом уровне даны основы воздухоплавания, и попросили, руководствуясь этими трудами, начать выпуск самолетов. Не умаляя величайших научных заслуг «отца русской авиации», мы должны признать, что если на заводе нет хорошего конструкторского бюро, эту просьбу при всем желании выполнить невозможно. На заводе работают тысячи людей, и, конечно, все понимают, что надо строить самолеты, но они должны знать конкретно, что и как для этого будет делать каждый. Ответ на этот вопрос дают рабочие чертежи, а точнее — комплект конструкторской и технологической документации. Для постройки сложной машины заводу нужно очень много чертежей — тысячи, а иногда и десятки тысяч листов.
Иной раз приходится наблюдать такую картину: два человека склонились над рабочим чертежом — один показывает его, другой изучает. И оба молчат — ну разве что обмениваются междометиями. Постороннему может показаться, что сошлись два неразговорчивых человека. На самом же деле эти люди оживленно беседуют, только на другом языке — на языке техники. Чертеж — это и есть язык техники, и он не требует и не терпит лишних слов. Чертежи могут безмолвно рассказать о конструкции абсолютно все до мельчайших подробностей.
Писатель, желая донести до читателя свои мысли, создает литературное произведение.
Композитор с помощью нотных знаков записывает мелодии, возникающие в его воображении.
Конструктор тоже фиксирует свои мысли на бумаге, выражая многообразие взаимосвязей будущей машины.
У этих примеров единая основа: фиксация мыслительной деятельности средствами, доступными для прочтения, в результате в свет выходят книги, ноты, чертежи...
Между этими примерами есть сходства, есть и различия. В частности, язык нот и чертежей интернационален, а книгу, написанную на французском языке, прочтет только владеющий французским.
Леонардо да Винчи. Предварительный эскиз станка для насечки напильников.
Но коренное отличие чертежа от нот и текста в другом. Текст можно прочитать с разным выражением, по-разному расставить акценты. Музыку даже один и тот же оркестр под руководством разных дирижеров исполняет тоже по-разному. А язык чертежа предельно точен и не допускает разночтений. И при всей его лаконичности он определяет и форму, и размеры, и материал, и обработку детали или сборки. Поэтому мастерство производственников направлено не на поиски красивых нюансов, а на решение главной задачи — выпускать продукцию без отклонений от чертежей. В то же время никому не запрещается — больше того, поощряется — улучшать деталь или конструкцию. Но опять-таки, если улучшение очевидно и с ним согласен сам разработчик, оно вносится в чертеж. И снова измененный чертеж становится неукоснительным документом в отличие от литературного текста, который можно читать так и этак, и от нот, которые тоже допускают интерпретацию.
Вы спросите, не натянуто ли сравнение чертежей с литературой. Но смотрите: как в любом виде искусства, в технике есть немало всемирно известных шедевров. Вспомните хотя бы Эйфелеву башню, висячие мосты, современные авиалайнеры. Взгляните на фотографию Як-42. Какой красавец! А ведь кроме красоты формы он обладает еще и прекрасными летно-техническими и эксплуатационными качествами. Умение добиваться такого совершенства — большое искусство.
Предвидим еще одно ваше возражение. Строили же люди шедевры архитектуры, скажете вы, когда и в помине не было никаких чертежей.
Это только так кажется. Были и рисунки, и эскизы, и планы здания, расчерченные прямо на земле. При раскопках Вавилона нашли статую зодчего, который читает чертежи, вырубленные на каменной плите.
Так что чертежи были, но очень несовершенные. Поэтому человечество несколько тысячелетий искало приемлемый метод, с помощью которого можно было бы зафиксировать блеснувшую идею и достаточно доходчиво и точно изобразить ее.
Общеизвестна легенда о том, как Архимед перед гибелью от вражеского меча успел крикнуть: «Не трогай мои чертежи!» Следовательно, он уже умел — и не только щепкой на песке — изображать свои мысли.
Сохранилось много великолепных технических рисунков Леонардо да Винчи, которые отличаются ясностью замысла и глубиной детализации, но по форме исполнения они, как и у Архимеда, очень далеки от сегодняшних требований к чертежам.
В России чертежи, тоже мало похожие на современные, появились лет триста назад. «...По указу великого государя привезти ж к Москве из тульских и каширских заводов... пушечные ядра и гранаты, которые для посылок в полки и по чертежам генерала Николая Бовмана сделаны».
Посмотрим на фотокамеру с с трех сторон. V — вид спереди, по которому вычерчивается вертикальная проекция. Н — вид сверху, по которому вычерчивается горизонтальная проекция. W — вид сбоку по которому вычерчивается профильная проекция.
Когда первые далеко не совершенные чертежи поступали в работу, конструктору или архитектору приходилось брать на себя обязанности постоянного руководителя работ, а точнее, технического надзирателя, отвечать на бесконечный поток непрерывно возникающих вопросов, устранять неизбежные неувязки. И так до полного окончания работы, до сдачи ее заказчику. Например, замечательный русский архитектор Андрей Никифорович Воронихин десять лет жизни отдал строительству Казанского собора в Петербурге, разделяя со строителями тяготы и невзгоды их нелегкого труда.
Иногда мастерам давали задание на изготовление деталей, а то и целых сооружений «по образцу». Естественно, при этом растрачивалось очень много времени. А качество? Оно целиком зависело от способностей, а больше от совести исполнителя.
Словом, необходимость общедоступного и точного технического языка стала неоспоримой. Во-первых, потому, что технической продукции стало больше и по количеству, и по ассортименту, и разбазаривание времени на объяснения «на пальцах» стало невыносимым. Во-вторых, появилась необходимость разделения труда, вплоть до того, что детали одной и той же машины стали делать даже не в разных цехах одного завода, а на разных заводах. И в-третьих, конструктор отдалился от исполнителя. Скажем, он мог жить и творить в Москве, а его замыслы воплощали где-нибудь на уральских заводах.
Когда какая-нибудь проблема встает слишком остро и настойчиво, обычно вскоре следует ее разрешение. Так случилось и с теорией черчения. Во второй половине XVIII века французский математик и инженер Гаспар Монж обобщил и научно обосновал накопившийся опыт достаточно простого и точного изображени я пространственных фигур и предметов на плоском чертеже, дал общий метод стереометрических построений на плоскости и назвал его начертательной геометрией. И если чертеж — язык техники, то начертательная геометрия стала его грамматикой. Решение чертежной проблемы произвело ошеломляющий эффект.
Пользуясь правилами начертательной геометрии, мы развернули три взаимно перпендикулярные плоскости проекций по линиям их пересечений. Теперь все проекции фотокамеры лежат в одной плоскости — в плоскости чертежа.
Труды Монжа немедленно засекретили, запретив ему что- либо публиковать из боязни, что иностранцы могут воспользоваться достижениями французской науки в ущерб интересам Франции. Более двадцати лет этот труд не видел света и впервые был опубликован только в 1798 году.
Теперь взгляните на рисунок Леонардо да Винчи. Построить станок по такому рисунку в общем можно. Но если за постройку возьмутся два не знакомых друг с другом механика, станки получатся разными. Художник хоть и изобразил объемный станок на плоскости, но рисунок не дает и не может дать точного представления о размерах каждой детали. А по чертежу можно при необходимости определить местонахождение любой точки.
Возьмем для примера в руки фотоаппарат (если вы не занимаетесь фотографией, подберите другой предмет). Посмотрим на аппарат со стороны объектива, по его оптической оси, и этот вид мысленно спроектируем на плоскость, расположенную за аппаратом (она называется плоскостью проекций). Таким же образом спроектируем на взаимно- перпендикулярные плоскости проекций вид сверху и сбоку. Теперь изобразим эти три вида, но не будем разбрасывать их по бумаге как попало, а разместим в соответствии с правилами начертательной геометрии.
За основу возьмем вид спереди. Его называют вертикальной или фронтальной проекцией. Внизу расположим горизонтальную проекцию, или план — так называют вид сверху. И наконец, справа от вертикальной проекции разместим вид сбоку — профильную проекцию. Чтобы чертеж был аккуратным и соответствовал натуре, тщательно обмерим камеру и будем строить ее изображение по размерам в приемлемом масштабе. Разумеется, прямые линии проведем по линейке и угольнику, а окружности — циркулем, то есть будем не рисовать, а чертить. Тут и больших художественных способностей не требуется, и обеспечивается необходимая точность.
Итак, мы выполнили классический чертеж в трех проекциях, дающий представление о внешнем виде фотоаппарата «Смена». Но вам-то мало изображать готовые предметы. Вам важно уметь переносить на бумагу собственные замыслы. Этому-то и будут посвящены наши следующие беседы. А в виде заключения к сегодняшнему вступительному разговору добавим вот что: не верьте, если вам скажут, что работать за кульманом скучно. Мол, целый день мается человек, чертит, стирает, снова чертит, а на ватмане как были дебри линий, так и остались. Знайте, что эти дебри и есть зримое выражение полета мысли и богатства фантазии, что в них-то и зарождается нечто новое, оригинальное, что именно здесь, на бумаге, впервые материализуются творческие замыслы, что именно в эти мгновения конструктор первым видит свои мысли в реальных очертаниях будущей машины, которая начинает свой путь от карандаша к металлу.
К. БАВЫКИН, инженер-конструктор, лауреат Ленинской и Государственной премий