Проекти на бъдещето в рисунките на Леонардо да Винчи

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Има дейности, на които можете да се отдадете, без да съжалявате за прекараното време и в полза на ума. Например да разгледаме рисунките и скиците на Леонардо да Винчи – „живи скици“на оригиналните му идеи и проекти, които сякаш са безброй.

В чертежите на майстора лесно можем да разпознаем познатите ни (а за хората от Ренесанса - иновативни) изобретения: от водни ски и водолазен костюм до парашут и планер. Много от идеите му останаха „в проекта“: под формата на изображения върху хартия на всякакви механизми, устройства и сгради. Тези рисунки са надеждно хранилище на авторски идеи и изследвания. Те ви позволяват да надникнете в творческата лаборатория на да Винчи, да се запознаете с неговия метод на работа и да проследите хода на мислите, как е задавал и решавал, стъпка по стъпка, сложни технически, строителни и други проблеми.

Историята на откритията и изобретенията свидетелства за факта, че рано или късно полезни идеи се довеждат до ума и се прилагат на практика. Ярък пример как се случва това е научно-техническата работа на Леонардо да Винчи. Роден изследовател и изобретател, той работеше предимно с идеи: някои създаваше сам, други заимстваше и развиваше, като винаги търсеше практическо приложение за тях.

Първо Леонардо изготви план за решение: той направи скица на бъдещата структура, отразяваща общата идея. След това той внимателно проучи детайлите, нарисува скици и ги предостави с коментари. И накрая, събрах всички части в едно цяло - готова пълноценна илюстрация. Както отбеляза един от изследователите на творчеството на художника, много от неговите скици са „незавършени мисли за методи и средства“. Всъщност, изучавайки тези рисунки и рисунки, понякога е необходимо да се обмислят детайлите и детайлите, които липсват или умишлено са пропуснати от да Винчи. Но някои от тях са толкова проверени и точни, че дори след пет века езикът им е разбираем без думи. Според чертежите, наследени от бъдещите поколения от брилянтния дизайнер и изобретател, съвременните майстори успяха да изработят работещи модели на различни устройства.

Ето скица на крепостната кула (фиг. 1)

Вляво от него е изобразена схема на един от важните детайли на сградата – вита стълба. Дизайнът му напомня на прочутия Архимедов винт, липсват само стъпалата! Погледнете по-отблизо чертежа и ще откриете невероятния дизайн на архитекта Леонардо. Стълбището му е двойно: от едната му част можете да се качите на кулата, а от другата - да слизате, без да се сблъскате или дори да се виждате. Траекториите на двете части на стълбището са непресичащи се спирални линии (пространствени криви, усукващи се около вертикална опора - кръгъл стълб в центъра на конструкцията). Всяка част от стълбището има собствен вход и изход, а моделът му е спираловидна повърхност, т. нар. хеликоид. При истинско стълбище стъпалата са ветрилообразни около стълба.

Двойна вита стълба украсява кралския замък Шамбор във Франция. Строителството му започва през 1519 г., малко след смъртта на Леонардо. Както знаете, той прекарва последните години от живота си в тази страна, в двора на Франциск I, негов покровител, и е първият кралски художник, инженер и архитект. Не е известно със сигурност дали Леонардо е участвал в проектирането на грандиозния замък. Дори и да не, казват специалистите, създателите му са използвали идеите на да Винчи от рисунките на художника. Вероятно изборът на архитекти е повлиян от неговата скица (фиг. 1), направена в края на 1480-те години. В Шамбор има 77 стълбища, включително няколко спирални, но само това се превърна в истинска атракция.

Известни са и други двойни спираловидни стълби. Най-ранните от тях са издигнати в европейски катедрали през XIV-XV век, но те са по-ниски от стълбите в замъка Шамбор не само по размер и декор, но и по простота и оригиналност на дизайна - никой не може да изолира напълно части от двойното спирално стълбище една от друга, докато Леонардо успя или не му дойде на ум.

През 1527 г. италианският архитект Антонио да Сангало Млади прилага същата идея. По заповед на папа Климент VII той започва изграждането на огромна водна кула - кладенеца на Свети Патрик (снимка по-горе) - в град Орвието в случай на неговата обсада и лишаване от достъп до външни източници на вода. Тук достъпът до вода в дъното на кладенеца беше осигурен от два срещуположни входа, които водеха до автономни спираловидни стълби: едната карета беше спусната за донасяне на вода, а другата беше използвана за издигането й. Осветлението на сградата беше естествено: светлината проникваше през множеството сводести прозорци в стените на кулата.

Леонардо да Винчи има и по-сложни архитектурни композиции от стълби. Един от тях е като триизмерен лабиринт с много входове и изходи. Разгледайте следната скица (фиг. 2)

Виждат се наведнъж четири външни стълби, несвързани едно с друго, "усукващи" се около масивен квадратен стълб, в който може би е скрито някакво подемно устройство. С удивителна лекота художникът съчетава архитектура и геометрия на пространството, съчетава линии и форми и създава цялостни образи и самостоятелни структури.

Да Винчи намери друго интересно приложение на двойната спирала. Той го използва при конструирането на апарат за дишане под вода (фиг. 3).

Това е подобрена версия на дихателната тръба, използвана от древни водолази. Устройството се състои от поплавък със защитен плаващ купол, маска, дихателни маркучи и клапан, който контролира работата им, предотвратявайки навлизането на вода. Маркучът е направен от няколко тръстикови тръби, свързани с вложки от водоустойчив материал, а вътре в него има двойни пружини - компактен еластичен елемент, който от една страна предотвратява свиването и загубата на формата на материала, а от друга страна, прави маркуча гъвкав.

вижте също статията Снимки на Леонардо да Винчи

Леонардо беше един от първите, които използваха спираловидна повърхност в дизайна на витлото - основната част, с която самолетът можеше да се издигне вертикално във въздуха, ако беше възможно правилно да развърти витлото и в същото време да се справи с неговата нестабилност по време на повдигане. Говорим за сложно спираловидно движение (въртене около фиксирана ос и паралелно пренасяне по нея, извършвано едновременно), но вече във връзка с механиката на полета.

Пропелерът на Леонардо да Винчи (фиг. 4) се счита за прототип на съвременния главен ротор, а самият той е изобретател на хеликоптера или, както го наричат в Русия, хеликоптера. Между другото, думата "хеликоптер" е свързана с думата "хеликовид" и идва от гръцките думи ëλικου (спирала, винт) и πτεoóν (крило). Появява се едва през 1860-те години, почти четири века след направата на тази рисунка.

Да Винчи би могъл да заимства идеята за "стартиране" за своя дизайн от "летящ грамофон" - играчка от древен Китай. Беше пръчка с винт от птиче перо в края. Предело се е на ръка или с помощта на навита на пръчка конец и се е освобождавала. Съвременната версия е примитивен хеликоптер "лети" (фиг. 5), лесно е да го направите сами.

Но формата на витлото да Винчи може да избере, като наблюдава въртенето на витлото на Архимед (фиг. 6).

Инженерът Леонардо, като цяло, повече от веднъж се опитваше да приспособи това гениално изобретение на древногръцкия учен към различни механизми. Например, използвах го като част от хидравлична машина. Или като елементи на вечен двигател (това беше конструкция от два винта с различни диаметри: един по един водата се издигаше, а другият падаше до първоначалното ниво). Но тогава Леонардо изостави това безплодно начинание и излезе с по-интересно и полезно приложение за винта на Архимед.

Леонардо не разглежда дизайна си като самолет, а изследва как работи. Той търсеше тайната на полета в природата, която създава оптимални форми, изпълняващи определени функции: дълго време наблюдаваше "живи машини" - птици, плаващи свободно в небето, описваше движенията им. В неговите скици има траектория на издигаща се нагоре птица (фиг. 7), която представлява спираловидна крива.

Апарати, оборудвани с изкуствени крила и способни да се издигат във въздуха благодарение на мускулната сила на човек (орнитоптери или мухи) - това е, което Леонардо най-интересува (между другото, първият, който се опита да приложи тази идея, беше умел майстор Дедал, героят на древната митология). Да Винчи многократно се връщаше към решаването на този проблем. Неуспешно. В резултат на това той реши да възпроизведе най-простия начин за летене на птици - измисли планер, който се рее поради въздушни течения. Докато изследваше проблема с полета, той се интересуваше буквално от всичко, дори от такава дреболия като звука, издаван от крилата на муха! И това, изглежда, беше целият Леонардо - най-големият гений на Ренесанса, "най-ненаситният любопитен човек на всички времена", както се изрази един от неговите биографи.

Пропелерът, на който Леонардо е придал формата на хеликоид, се споменава в известния му трактат „За летенето“. Според описанието винтът трябва да има метален кант и платнено покритие, а тънките дълги тръби ще служат като рамка за платното. И тогава да Винчи добавя: „Можете да си направите малък модел хартия, чиято ос от тънък лист желязо, усукана със сила и която, когато бъде пусната, кара винта да се върти“. Е, тогава помислете сами … Съдейки по детайлите на дизайна, винтът може да се върти с помощта на лостове, прикрепени към оста. Или пружинен механизъм може да го „стартира“. Какво е пружина? Да, същата спирала, изработена от метал, способна да акумулира и отделя енергия.

Чертежът на витлото е един от най-известните в колекцията от творби на Леонардо, посветени на проблема с полета. Изучавано е както от любители, така и от специалисти: учени, дизайнери, инженери, изобретатели. Нито един от моделите, които те построиха, не беше в състояние да излети сам, без двигател. Но нещо друго е много по-важно. Скицата на Да Винчи съдържаше безценна идея и векове по-късно други изобретатели и учени създадоха истинска летяща машина.

Като цяло Леонардо има много различни полезни изобретения за своя сметка, непотърсени по негово време, забравени за дълго време и след това изобретени наново.

Подробности за любопитните

Спиралната линия е крива, описана от точка, движеща се с постоянна скорост по протежение на образуващата на цилиндъра, когато се върти равномерно около оста си. Тази крива пресича всички генератори под равни ъгли. Ако върху лист хартия нарисуваме няколко успоредни прави линии под ъгъл към по-голямата му страна на същото разстояние една от друга и след това навиваме хартията в цилиндър, свързвайки двете по-малки страни, тогава на повърхността му ще видим спираловидна линия: дясната, ако се гледа отдолу, тя се усуква обратно на часовниковата стрелка или лява - ако е усукана в обратна посока.

Когато въртенето около фиксирана ос с едновременно пренасяне по нея се извършва не от точка, а от линия, тя описва спираловидна повърхност в пространството. И така, сегмент, плъзгащ се с единия край по спираловидна линия, а с другия по оста на цилиндъра, описва хеликоид (от гръцки ελικος - спирала, извивка).

Цилиндрична спирала може да се движи по себе си. Той дефинира най-краткия път между две точки от различни генератори на повърхността на цилиндъра. Подобни свойства има и хеликоидът. Той се плъзга самостоятелно и има минимална площ за дадена външна граница. Простота, гъвкавост, динамичност, "икономичност" - благодарение на тези свойства, винтовите форми са широко разпространени в природата (запомнете поне "двойната спирала" на ДНК молекулите и катерещите растения) и се използват широко в практиката, особено в технологиите (от пружина и тирбушон към винт и витло на месомелачка).

Основният ротор е витло с вертикална ос на въртене - източник на повдигане на хеликоптера. С негова помощ се осъществява управление на полета и кацане на апарата. Идеята за използване на въртящо се витло за полети възниква в древни времена и е популярна в Европа през Средновековието. Самият дизайн имаше "лопатки" и приличаше на витло.