книги из ГПНТБ / Богданович, Л. Б. Художественное конструирование в машиностроении

Кнопки, шкалы приборов, рукоятки управления, фары и ряд других деталей имеют относительно постоянные размеры независимо от того установлены они на большой или на малой машине. Эти детали являются мерой масш­ табности и называются «указателями масштаба». Масш­ табностью обладают изделия, у которых формы соразмер­ ны указателям масштаба, т. е. соразмерны человеку — эталону масштабности. В случае разномасштабности соз­ дается впечатление, что один из элементов машины заим­ ствован у изделий больших размеров, а другие — у из­ делий меньших размеров.

Рис. 4. Хлопкоочистительная машина.

Рассмотренные средства гармонизации могут быть усилены или ослаблены применением цвета, так как цвет — неотъемлемая часть зрительных впечатлений.

Для современного машиностроения характерна тен­ денция обобщения мелких объемов. Это важное обстоя­ тельство, так как, если машина имеет небольшое число основных объемов, из которых сложена ее форма, оценка

19

масштаба, пропорций, гармоничности форм узлов и всей машины в целом производится сравнительно легко. Уве­ личение числа основных объемов отвлекает оператора.

Хлопкоочистительная машина, как видно из рис. 4, а, имеет сложную, многократно члененную и дробную фор­ му с большим числом выступающих частей. Такая форма лишена цельности из-за хаотичного расположения эле­ ментов. Кроме того, большое число выступов и углуб­ лений усложняет уход за машиной, приводит к скопле­ нию пыли.

Новая конструкция машины (рис. 4, б) имеет гармо­ ничные формы, четкие контурные линии, количество объемов здесь значительно сокращено, облегчено также ее обслуживание.

Проектируемое изделие рассматривается художникомконструктором как единая система с функциональными, конструктивными и композиционными связями. В изде­ лии, как и в произведении искусства, должен быть опре­ деленный композиционный замысел: какая-то часть ма­ шины, узел или деталь должна быть главной, а что-то подчинено этому главному. Если такое взаимоподчинение отсутствует, целостность композиции изделия нару­ шается. Целостное впечатление от конструкции нередко нарушается, например, при механическом членении по­ верхностей, неудачной отделке изделия и т. д. Этого мож­ но избежать, если все элементы композиции строго взаимо­ связаны.

Средства гармонизации являются как бы своеобраз­ ной палитрой художника-конструктора, которой следует пользоваться умело.

Естественно, не во всех изделиях эти средства прояв­ ляются в равной мере. Например, среди множества выра­

20

и неудачно подобран цвет, у других — резко выявлена фак­ тура и т. д.

В заключение следует отметить, что существует боль­ шое число изделий, функция которых зрительно выра­ жена недостаточно ясно. К таким изделиям можно отнес­ ти многочисленные приборы, некоторые металлообраба­ тывающие автоматы и т. д. Как показывает практика, добиться эстетического совершенства формы в этом случае особенно трудно. Ф. К. Эшфорд указывает, что разно­ образие форм изделий с неясно выраженной функцией может быть обеспечено лишь путем всестороннего учета эргономических аспектов каждого вида работы — рас­ сматривая станок не как автомат, а как продолжение определенной способности или способностей оператора; добиваясь косвенного выделения функции ассоциатив­ ным путем там, где нельзя выразить функцию непосред­ ственно, а также правильно используя цвет, текстуру и оформление изделия, добиваясь более полного визуаль­ ного выражения каждого вида удобства, которое способно обеспечить изделие.

Художественное конструирование является творче­ ским процессом, поэтому знания методов и приемов гар­ монизации форм необходимо, но еще недостаточно для создания эстетически совершенного изделия. Однако, имея представление об методах и приемах, конструктор сможет более грамотно решать эти задачи, и содружество инженера-конструктора и художника-конструктора ста­ новится более плодотворным.

2.ОПТИКО-ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ИЛЛЮЗИИ

Впроцессе формообразования учитываются также особенности зрительного восприятия формы. В большин­ стве случаев зрение дает нам правильное представление

21

об окружающем нас мире, однако имеется немало слу­ чаев, когда действительность воспринимается в несколь­ ко искаженном виде. О существовании искажений или оптических иллюзий художник-конструктор должен иметь

Рис. 5. Оптико-геометрические иллюзии.

представление, так как этот фактор может иметь немалое значение при проектировании машин. Наиболее полно этот вопрос отражен в книге Толанского С. [32], в кото­ рой наглядно показано, насколько велики могут быть ошибки в визуальных оценках таких параметров, как длина, площадь, угол, кривизна и т. д.

Из обширной группы иллюзий (вызванных инерцией глаза, утомлением глаз, стробоскопическим эффектом; цветовые иллюзии и др.) мы рассмотрим только геомет­ рические иллюзии, которые вносят путаницу в визуаль­ ные наблюдения, вводя в заблуждение любого наблюда­ теля с нормальным зрением.

На рис. 5 представлены простейшие геометрические изображения, дающие искаженное представление о дей­ ствительных параметрах. Так кажется, что на рис. 5, а горизонтальная линия значительно короче вертикальной,

22

хотя они равны, а на рис. 5, б они кажутся одинаковыми, хотя вертикальная линия примерно на 20% короче гори­ зонтальной.

На рис. 5, в, г, д, е использован эффект, который вы­ зван сходящимися и расходящимися линиями. Этот эффект наглядно демонстрируется на иллюзии Мюллера-Лиера. Вертикальные жирные линии (рис. 5, е) имеют равную длину, однако почти для всех наблюдателей линия со сходящимися стрелками кажется явно короче, чем с рас­ ходящимися. Видоизменением этой давно известной иллю­ зии являются изображения, показанные на рис. 5, д, где участки с расходящимися линиями кажутся больше участ­ ков со сходящимися линиями. На рис. 5, е изображены три равные горизонтальные линии, на концах которых дорисованы расходящиеся линии с постепенно возрастаю­ щим углом расхождения. С ростом этого угла кажется, что длина горизонтальной линии увеличивается.

Путем комбинации нескольких эффектов удалось со­ ставить, так называемую, иллюзию ромбов. Трудно пове­ рить, что расстояние между вершинами смежных ромбов АБ равно расстоянию БВ. Из анализа иллюзии с ромбами (рис. 5, ж) можно сделать ряд выводов: 1) расходя­ щиеся линии на участке БВ и эффект схождения со­ здает кажущееся увеличение участка Б В и уменьшение участка АБ; 2) заполненное пространство между А и Б выглядит меньше пустого между Б и В; 3) черные ромбы, окруженные обширным светлым пространством, вызы­ вают явление иррадиации: свет иррадиирует на черные ромбы и в особенности на их тонкие острия, благодаря чему получается впечатление увеличения расстояния на участке БВ. Почти аналогичный эффект возникает при замене ромбов черными дисками.

На рис. 5, з показан пример влияния эффекта ирра­ диации. Белый квадрат на черном фоне кажется больше

23

черного. Удивительная иллюзия возникает при сравнении? черного квадрата со смежной фигурой на рис. 5, и. Вопервых, диагонали, проведенные в криволинейной фигу­ ре, пересекаются под прямым углом, во-вторых, они точно равны диагоналям квадратной фигуры, хотя и в первом и во втором случае это кажется несоответствующим дей­ ствительности.

Иллюзия Бунда, в которой использован также прин­ цип сходящихся и расходящихся линий, показана на рис. 5, к. В обеих фигурах длины верхних отрезков рав­ ны, хотя на верхней фигуре она кажется длиннее. Иллю­ зия неравенства площадей наглядно показана на рис. 5, н. Обе фигуры равны, но нижняя кажется больше по раз­ мерам.

На рис. 5, л три дуги описаны одним радиусом; они являются частями одного и того же круга, хотя кажется, что это не так. Иллюзия кривизны также хорошо иллю­ стрируется на примере с тремя линзами (рис. 5, м), ко­ торые имеют поверхности равной кривизны.

Пример, иллюстрирующий закон контраста, приве­ ден на рис. 5,'О. Стороны треугольника, квадрата и много­ угольника кажутся разными. В действительности они

равны.

Классическая иллюзия Цельнера в простейшей форме показана на рис. 5, п. Хотя вертикальные линии строго параллельны, небольшие наклонные штрихи вызывают иллюзию того, что линии кажутся то сходящимися, то расходящимися.

3. ПРОПОРЦИОНИРОВАНИЕ МАШИН

Пропорции являются одним из основных средств гармо­ низации формы. Разные виды пропорций и методы на­ значения тех или иных пропорциональных соотношений

24

достаточно полно разработаны в архитектуре. Делаются успешные попытки воспользоваться этими результатами и применительно к изделиям машиностроения. Впервые пропорциональный анализ машины — сверлильного стан­ ка по схеме «золотого сечения» выполнил Л. Б. Эрлих.

В случае пропорционирования по «золотому сечению» назначение основных габаритных размеров машины и ее узлов производится в соот­

ся габаритные размеры, которые и характеризуют гар­ монию формы. По этой причине следует согласовывать с соответствующими крупными делениями шкалы в основ­ ном лишь габаритные размеры. Увязка со шкалой всех прочих размеров машины, соответствующих величинам, начиная с Me, М, и т. д. может не производиться.

25

сочетания, не должно превышать двух. Сочетания жела­ тельно составлять из соседних членов ряда шкалы (напри­ мер, Mj—М2, М4—М5 ит. д.). В некоторых случаях возможно согласование размеров с делениями, которые получают-

и т. д.).

На рис. 7 приведена схема пропорционирования габа­ ритных размеров пресса по «золотому сечению». Фрон­ тальный вид пресса является основным, так как находит­ ся в поле длительного восприятия, поэтому основные габаритные размеры передней части взяты согласно шкалы. На другой проекции — виде сбоку горизонтальные раз­ меры увязаны с остальными в другой пропорциональной системе — модульной. В данной и во многих других по­ добных системах пропорционирования отсутствует стро­

ке

гое соответствие всех размеров машины делениям шкалы «золотого сечения». Это объясняется различными техно­ логическими требованиями, предъявляемыми к конструк­ ции машины. Очевидно, «золотое сечение» не может быть основной системой пропорционирования при создании машин.

Оно наиболее целесообразно, как отмечается в трудах

связь двух прямоугольников, являющихся самостоятель­ ными элементами композиции, возникает на основе со­

в рассматриваемые прямоугольники. В случае, показан­ ном на рис. 8, б, связь двух прямоугольников получена путем повторения формы меньшего в большем, т. е. при

27

расчленении целого на подобные части. Соподчинение и расчленение используется в качестве элементов пропорционирования в разнообразных сочетаниях.

Выполняя схему графического пропорционирования, находят одну или несколько систем параллельных и взаим-

Рис. 9. Схемы пропорционирования токарно-винторезного станка.

но перпендикулярных прямых, образованных гипотену­ зами подобных прямоугольных треугольников. Эти тре­ угольники должны вписываться в ортогональные проек­ ции станка. Системы указанных прямых позволяют ус­ тановить необходимую пропорциональную связь между членениями конструкции. Пропорционирование произво­ дится в порядке значимости форм от общего к частному.

28