Fremtidens prosjekter i tegningene til Leonardo da Vinci

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Det er aktiviteter du kan unne deg uten å angre på tiden du har brukt og til fordel for sinnet. For eksempel å se på tegningene og skissene til Leonardo da Vinci – «levende skisser» av hans originale ideer og prosjekter, som ser ut til å være utallige.

I tegningene til mesteren kan vi lett gjenkjenne de kjente for oss (og for folk fra renessansen - nyskapende) oppfinnelser: fra vannski og en dykkerdress til en fallskjerm og en glider. Mange av ideene hans forble "i prosjektet": i form av bilder på papir av alle slags mekanismer, enheter og bygninger. Disse tegningene er et pålitelig oppbevaringssted for forfatterens ideer og forskning. De lar deg se inn i da Vincis kreative laboratorium, bli kjent med arbeidsmetoden hans og følge tankerekken, hvordan han satte og løste, trinn for trinn, komplekse tekniske, konstruksjonsmessige og andre problemer.

Historien om oppdagelser og oppfinnelser vitner om at nyttige ideer før eller siden bringes til tankene og settes ut i livet. Et slående eksempel på hvordan dette skjer er det vitenskapelige og tekniske arbeidet til Leonardo da Vinci. En født forsker og oppfinner jobbet han først og fremst med ideer: noen genererte han selv, andre lånte han og utviklet, mens han alltid lette etter praktisk anvendelse av dem.

Først utarbeidet Leonardo en løsningsplan: han laget en skisse av den fremtidige strukturen, som gjenspeiler den generelle ideen. Deretter studerte han detaljene nøye, tegnet skisser og ga dem kommentarer. Og til slutt samlet jeg alle delene til en enkelt helhet - en ferdig fullverdig illustrasjon. Som en av forskerne av kunstnerens arbeid bemerket, er mange av skissene hans "uferdige tanker om metoder og midler." Faktisk, ved å studere disse tegningene og tegningene, er det noen ganger nødvendig å tenke ut detaljene og detaljene som mangler eller bevisst utelatt av da Vinci. Men noen av dem er så verifiserte og nøyaktige at selv etter fem århundrer er språket deres forståelig uten ord. I henhold til tegningene arvet av fremtidige generasjoner av den briljante designeren og oppfinneren, var moderne håndverkere i stand til å lage arbeidsmodeller av forskjellige enheter.

Her er en skisse av festningstårnet (fig. 1)

Til venstre for den er et diagram over en av de viktige detaljene i bygningen - en spiraltrapp. Designet minner om den berømte Arkimedes-skruen, bare trinnene mangler! Ta en nærmere titt på tegningen, og du vil avdekke det fantastiske designet til arkitekten Leonardo. Trappen er dobbel: på den ene delen av den kan du klatre opp i tårnet, og på den andre - gå ned uten å kollidere eller til og med se hverandre. Banene til begge deler av trappen er ikke-skjærende spirallinjer (romlige kurver som vrir seg rundt en vertikal støtte - en rund søyle i midten av strukturen). Hver del av trappen har sin egen inngang og utgang, og modellen er en spiralflate, den såkalte helicoiden. Ved en ekte trapp er trinn vifteformet rundt søylen.

En dobbel spiraltrapp pryder det kongelige slottet Chambord i Frankrike. Byggingen begynte i 1519, kort tid etter Leonardos død. Som du vet, tilbrakte han de siste årene av sitt liv i dette landet, ved hoffet til Francis I, hans skytshelgen, og var den første kongelige kunstneren, ingeniøren og arkitekten. Det er ikke kjent med sikkerhet om Leonardo deltok i utformingen av det grandiose slottet. Selv om ikke, sier eksperter, brukte skaperne da Vincis ideer fra kunstnerens tegninger. Det er sannsynlig at valget av arkitekter ble påvirket av skissen hans (fig. 1), laget på slutten av 1480-tallet. Det er 77 trapper i Chambord, inkludert flere spiraltrapper, men bare denne har blitt dens virkelige attraksjon.

Andre doble spiraltrapper er også kjent. De tidligste av dem ble reist i europeiske katedraler tilbake i XIV-XV århundrer, men de er dårligere enn trappene i Chambord-slottet, ikke bare i størrelse og dekor, men også i enkelhet og originalitet av designet - ingen kan isolere fullstendig. deler av den doble spiraltrappen fra hverandre til Leonardo lyktes eller ikke kom til tankene.

I 1527 brukte den italienske arkitekten Antonio da Sangallo den yngre den samme ideen. Etter ordre fra pave Clement VII begynte han byggingen av et enormt vanntårn - St. Patricks brønn (bildet over) - i byen Orvieto i tilfelle dens beleiring og fratakelse av tilgang til eksterne vannkilder. Her ble tilgang til vann i bunnen av brønnen gitt av to motsatte innganger, som førte til autonome spiraltrapper: Den ene vognen ble senket for å hente vann, og den andre ble brukt til å bringe den opp. Belysningen av bygningen var naturlig: Lyset trengte inn gjennom de mange buede vinduene i tårnveggene.

Leonardo da Vinci har også mer komplekse arkitektoniske komposisjoner av trapper. En av dem er som en tredimensjonal labyrint med mange innganger og utganger. Ta en titt på følgende skisse (fig. 2)

Du kan samtidig se fire utvendige trapper som ikke er forbundet med hverandre, som "svirrer" seg rundt en massiv firkantet søyle, der det kanskje er skjult en slags løfteanordning. Med utrolig letthet kombinerer kunstneren arkitektur og geometri i rommet, kombinerer linjer og former og skaper komplette bilder og selvstendige strukturer.

Da Vinci fant en annen interessant bruk av den doble helixen. Han brukte det i konstruksjonen av et apparat for å puste under vann (fig. 3).

Dette er en forbedret versjon av pusterøret som ble brukt av eldgamle dykkere. Enheten består av en flottør med en beskyttende flytende kuppel, en maske, pusteslanger og en ventil som kontrollerer driften og hindrer vann i å komme inn. Slangen er laget av flere sivrør forbundet med innsatser laget av vanntett materiale, og inne i den er det doble fjærer - et kompakt elastisk element som på den ene siden hindrer materialet i å krympe og miste formen, og på den andre siden, gjør slangen fleksibel.

se også artikkel Bilder av Leonardo da Vinci

Leonardo var en av de første som brukte en spiralformet overflate i utformingen av propellen - hoveddelen som flyet kunne stige vertikalt opp i luften med hvis det var mulig å vri propellen på riktig måte, og samtidig takle dens ustabilitet under løfting. Vi snakker om en kompleks spiralformet bevegelse (rotasjon rundt en fast akse og parallell overføring langs den, utført samtidig), men allerede i forhold til flymekanikken.

Propellen til Leonardo da Vinci (fig. 4) regnes som prototypen til den moderne hovedrotoren, og han er selv oppfinneren av helikopteret, eller, som det heter i Russland, helikopteret. Ordet "helikopter" er forresten relatert til ordet "helikoid" og kommer fra de greske ordene ëλικου (spiral, skrue) og πτεoóν (vinge). Den dukket opp først på 1860-tallet, nesten fire århundrer etter at denne tegningen ble laget.

Da Vinci kunne godt ha lånt ideen om en "lansering" for designen hans fra en "flygende platespiller" - et leketøy fra det gamle Kina. Det var en stang med en fuglefjærskrue i enden. Den ble spunnet for hånd eller ved hjelp av en tråd viklet på en stang og løsnet. Den moderne versjonen er en primitiv helikopter "fly" (fig. 5), det er enkelt å lage det selv.

Men formen på propellen da Vinci kunne velge ved å observere rotasjonen til Archimedes-propellen (fig. 6).

Ingeniøren Leonardo prøvde generelt mer enn en gang å tilpasse denne geniale oppfinnelsen til den gamle greske forskeren til forskjellige mekanismer. For eksempel brukte jeg den som en del av en hydraulisk maskin. Eller som elementer i en evighetsmaskin (det var en konstruksjon av to skruer med forskjellige diametre: en etter en steg vannet, og den andre falt til det opprinnelige nivået). Men så forlot Leonardo denne resultatløse satsingen og kom opp med en mer interessant og nyttig applikasjon for Archimedes-skruen.

Leonardo betraktet ikke designet hans som et fly, men undersøkte hvordan det fungerte. Han lette etter hemmeligheten bak flukt i naturen, som skaper optimale former som utfører visse funksjoner: han så lenge på "levende maskiner" - fugler som svever fritt på himmelen, beskrev bevegelsene deres. I skissene hans er det en bane av en fugl som stiger oppover (fig. 7), som er en spiralformet kurve.

Apparater utstyrt med kunstige vinger og i stand til å løfte seg opp i luften på grunn av muskelstyrken til en person (ornitoptere eller fluer) - dette var det Leonardo var mest interessert i (forresten, den første som prøvde å implementere denne ideen var dyktige mester Daedalus, helten fra gammel mytologi). Da Vinci vendte gjentatte ganger tilbake til å løse dette problemet. Mislykket. Som et resultat bestemte han seg for å reprodusere den enkleste måten å fly fugler på - han kom opp med et glider som svever på grunn av luftstrømmer. Mens han undersøkte flyproblemet, var han interessert i bokstavelig talt alt, til og med en slik bagatell som lyden laget av vingene til en flue! Og dette var, ser det ut til, hele Leonardo - renessansens største geni, "den mest umettelige nysgjerrige mannen gjennom tidene", som en av hans biografer sa det.

Propellen, som Leonardo ga formen til en helicoide, er nevnt i hans berømte avhandling On Flying. I følge beskrivelsen skal skruen ha en metallkant og et lerretsbelegg, og tynne lange rør vil tjene som ramme for lerretet. Og så legger da Vinci til: "Du kan lage deg en liten modell av papir, hvis akse, fra et tynt jernark, vrir seg med kraft og som, når den slippes, får skruen til å rotere." Vel, så tenk ut selv … Etter designdetaljene å dømme, kan skruen roteres ved hjelp av spaker festet til aksen. Eller en fjærmekanisme kan "starte" den. Hva er en fjær? Ja, den samme helixen, laget i metall, i stand til å samle og avgi energi.

Propelltegningen er en av de mest kjente i Leonardos samling av verk viet flyproblemet. Det ble studert av både amatører og spesialister: forskere, designere, ingeniører, oppfinnere. Ingen av modellene de bygde klarte å ta av seg selv, uten motor. Men noe annet er mye viktigere. Da Vincis skisse inneholdt en uvurderlig idé, og århundrer senere skapte andre oppfinnere og forskere en ekte flygende maskin.

Generelt har Leonardo mange forskjellige nyttige oppfinnelser på sin konto, uavhentede i sin tid, glemt i lang tid og deretter oppfunnet på nytt.

Detaljer for den nysgjerrige

En spirallinje er en kurve beskrevet av et punkt som beveger seg med konstant hastighet langs generatrisen til en sylinder når den roterer jevnt rundt sin akse. Denne kurven skjærer alle generatorer i like vinkler. Hvis vi på et papirark tegner flere parallelle rette linjer i vinkel til dens større side i samme avstand fra hverandre, og deretter ruller papiret til en sylinder som forbinder de to mindre sidene, vil vi på overflaten se en spirallinje: den høyre, hvis den, sett nedenfra, vrir seg mot klokken, eller venstre - hvis den er vridd i motsatt retning.

Når rotasjon rundt en fast akse med samtidig overføring langs den utføres ikke av et punkt, men av en linje, beskriver det en spiralformet overflate i rommet. Så et segment som glir med den ene enden langs en spirallinje, og med den andre langs sylinderens akse, beskriver en helicoide (fra gresk ελικος - spiral, gyrus).

En sylindrisk helix kan bevege seg langs seg selv. Den definerer den korteste veien mellom to punkter med forskjellige generatriser på overflaten av sylinderen. Helikoiden har lignende egenskaper. Den glir av seg selv og har et minimumsareal for en gitt ytre grense. Enkelhet, fleksibilitet, dynamikk, "økonomi" - takket være disse egenskapene er skrueformer utbredt i naturen (husk i det minste "dobbelthelixen" til DNA-molekyler og klatreplanter) og er mye brukt i praksis, spesielt innen teknologi (fra en fjær og en korketrekker til en kjøttkvernskrue og propell).

Hovedrotoren er en propell med en vertikal rotasjonsakse - kilden til helikopterets løft. Med dens hjelp utføres flykontroll og landing av apparatet. Ideen om å bruke en roterende propell for flyreiser oppsto i antikken og var populær i Europa i middelalderen. Selve designet hadde "blader" og så ut som en propell.