Живописец, скульптор, архитектор, анатом, естествоиспытатель, изобретатель, инженер, писатель, мыслитель, музыкант, поэт.
Если перечислить лишь эти области приложения таланта, не называя имени того, к кому они относятся, любой скажет: Леонардо да Винчи. Мы рассмотрим лишь одну из граней личности «великого Леонардо» и поговорим о его технических изобретениях.
Да Винчи был известным деятелем своего времени, но настоящая слава пришла спустя много веков после его смерти. Лишь в конце XIX века были впервые опубликованы теоретические записи ученого. Именно они содержали описания странных и загадочных для своего времени аппаратов. В эпоху Возрождения да Винчи едва ли мог рассчитывать на скорое воплощение в жизнь всех своих изобретений. Главным препятствием для их реализации был недостаточный технический уровень. Но в XX веке почти все аппараты, описанные в его трудах, стали реальностью. Это говорит о том, что «итальянский Фауст» был не только талантливым изобретателем, но и человеком, который смог предвосхитить технический прогресс. Конечно, этому способствовали глубокие познания Леонардо.
Свои разработки ученый систематизировал, создав так называемые «кодексы» -книги, содержащие записи о тех или иных аспектах науки и техники. Существует, например, «Лестерский кодекс», в котором можно найти описания различных природных явлений, а также математические расчеты.
Примечательно, что записи да Винчи сделаны так называемым «зеркальным» шрифтом. Все буквы написаны справа налево и развернуты по вертикали. Прочитать их можно лишь с использованием зеркала. До сих пор не утихают споры о том, зачем ученому понадобилось вести записи именно таким образом. Поговаривают, что так он намеревался засекретить свои труды.
Ни одно техническое изобретение не вызывает такого трепета и восхищения, как летающая машина. Именно поэтому к летательным аппаратам да Винчи во все времена было приковано особое внимание. Изобретатель всегда грезил идеей воздухоплаванья. Источником вдохновения для ученого стали птицы. Леонардо пытался создать крыло для летательного аппарата по образу и подобию крыльев пернатых. Один из разработанных им аппаратов приводился в движение с помощью подвижных крыльев, которые поднимались и опускались за счет вращения летчиком педалей. Сам летчик располагался горизонтально (лежа).
Еще один вариант летающей машины предполагал задействовать для движения не только ноги, но и руки воздухоплавателя. Практического успеха эксперименты с «птичьим» крылом не имели, и вскоре изобретатель перешел к идее планирующего полета. Так появился прототип дельтаплана. Кстати, в 2002-м году британские испытатели доказали правильность концепции дельтаплана да Винчи. Используя аппарат, построенный по чертежам мастера, чемпионка мира по дельтапланеризму Джуди Лиден смогла подняться на высоту десять метров и продержалась в воздухе семнадцать секунд.
Не меньший интерес вызывает разработанный да Винчи летательный аппарат с несущим винтом. В наше время многие считают эту машину прообразом современного вертолета. Хотя аппарат больше походит не на вертолет, а на автожир. Сделанный из тонкого льна винт должен был приводиться в движение четырьмя людьми. Вертолет стал одной из первых летающих машин, предложенных да Винчи. Возможно, именно поэтому он имел целый ряд серьезных недостатков, которые никогда бы не позволили ему взлететь. Например, силы четырех человек было явно недостаточно для создания необходимой для взлета тяги.
А вот парашют был одной из самых простых разработок гения. Но это совсем не умаляет значимости изобретения. Согласно идее Леонардо, парашют должен был иметь пирамидальную форму, а его конструкцию предполагалось обтянуть тканью. В наше время испытатели доказали, что концепцию парашюта да Винчи можно считать верной. В 2008-м году швейцарец Оливье Тепп успешно выполнил приземление, используя шатер пирамидальной формы. Правда, для этого парашют пришлось сделать из современных материалов.
Леонардо да Винчи был незаконнорожденным (внебрачным) сыном тосканского нотариуса Пьеро да Винчи. Его матерью была простая крестьянка. Впоследствии отец Леонардо женился на девушке из знатного рода. Поскольку этот брак оказался бездетным, своего сына он вскоре забрал к себе.
Считается, что да Винчи был вегетарианцем. Ему приписывают такие слова: «Если человек стремится к свободе, почему он птиц и зверей держит в клетках?.. Человек воистину царь зверей, ведь он жестоко истребляет их. Мы живем, умерщвляя других. Мы — ходячие кладбища! Еще в раннем возрасте я отказался от мяса».
Автомобиль
Когда знакомишься с трудами да Винчи, начинаешь понимать, почему небольшая Италия стала родиной легендарных автомобильных брендов. Еще в XV веке итальянский изобретатель смог сделать наброски «самодвижущейся повозки», ставшей прообразом современных авто. Разработанная Леонардо тележка не имела водителя и приводилась в движение с помощью пружинного механизма.
Хотя последнее — всего-навсего предположение современных ученых. Доподлинно неизвестно, как именно мастер предполагал двигать вперед свое изобретение. Не знаем мы и о том, как должен был выглядеть первый автомобиль. Основное внимание Леонардо уделял не внешнему виду конструкции, а техническим характеристикам. Тележка была трехколесной, по типу детского велосипеда. Задние колеса вращались независимо друг от друга.
В 2004-м году итальянским исследователям удалось не только построить разработанный да Винчи автомобиль, но и заставить его двигаться! Ученый Карло Педретти сумел разгадать главную тайну повозки Леонардо да Винчи, а именно — принцип движения. Исследователь предположил, что автомобиль должен был приводиться в движение не рессорами, а специальными пружинами, которые располагались в нижней части конструкции.
Танк
Bestialissima pazzia (в переводе с итал. «животное сумасшествие») — именно таким нелестным эпитетом «титан эпохи Возрождения» наградил войну. В своих записях да Винчи упоминал, что ненавидит войну и машины для убийств. Парадоксальным образом это не мешало ему разрабатывать новую боевую технику.
Не стоит забывать, что Леонардо жил отнюдь не в мирное время. Итальянские города находились в сложных взаимоотношениях друг с другом, к тому же существовала угроза французской интервенции. К концу XV века да Винчи стал известным и уважаемым военным специалистом. Свои многочисленные военные разработки он представил в письме, написанном миланскому герцогу Сфорца.
Одной из самых захватывающих идей ученого был… танк. Впрочем, конструкцию Леонардо было бы гораздо правильней назватьдалеким прообразом бронемашин XX века. Эта конструкция имела округлую форму и внешне напоминала черепаху, ощетинившуюся со всех сторон орудиями. Изобретатель надеялся решить проблему передвижения с помощью лошадей. Правда, от этой идеи быстро отказались: в замкнутом пространстве животные могли стать неконтролируемыми.
Вместо этого «двигателем» такого танка должны были стать восемь человек, которые бы поворачивали рычаги, соединенные с колесами, и таким образом двигали бы боевую машину вперед. Еще один член экипажа должен был находиться в верхней части аппарата и указывать направление движения. Интересно, что конструкция бронемашины позволяла ей двигаться только вперед. Как несложно догадаться, в то время концепция танка имела небольшие шансы на реализацию.
По-настоящему эффективным оружием танк станет лишь тогда, когда удастся создать подходящий двигатель внутреннего сгорания. Главная же заслуга да Винчи состояла в том, что ему удалось приоткрыть занавес истории и заглянуть на много столетий вперед.
Леонардо да Винчи был по-настоящему разносторонним человеком. Изобретатель прекрасно играл на лире и в записях миланского суда фигурировал именно в качестве музыканта. Да Винчи также интересовался кулинарией. На протяжении тринадцати лет на его плечах лежала организация придворных пиров. Специально для кулинаров он разработал несколько полезных приспособлений.
Колесница- коса
1485-м годом датируется еще одно весьма оригинальное и одновременно жуткое изобретение гения Ренессанса. Оно получило незамысловатое название «колесница-коса». Эта колесница представляла собой повозку лошадей, оборудованную вращающимися косами. Конструкция отнюдь не претендует на звание изобретения века. Воплотиться в жизнь этому изобретению тоже было не суждено. С другой стороны, боевая колесница демонстрирует широту мысли да Винчи как военного специалиста.
Пулемет
Одним из известнейших изобретений да Винчи, опередивших свое время, принято считать пулемет. Хотя конструкцию Леонардо правильней назвать многоствольным орудием. У да Винчи было несколько проектов орудий залпового огня. Самое известное его изобретение в этой области — так называемый «мушкет в форме органной трубы». Конструкция имела вращающуюся платформу, на которую помещались три ряда мушкетов (аркебуз) по одиннадцать стволов.
Пулемет да Винчи мог сделать всего лишь три выстрела без перезарядки, но их было бы достаточно для поражения большого количества солдат противника. Основным недостатком конструкции было то, что такой пулемет крайне сложно перезарядить, особенно в боевых условиях. Еще один вариант многоствольного орудия предполагал расположение большого количества мушкетов по типу веера. Стволы орудия были направлены в разные стороны, увеличивая радиус поражения. Как и предыдущая разработка, «веерное» орудие для увеличения мобильности предполагалось оснастить колесами.
Пушечные ядра и «мобильные » мосты
Едва ли не самым прозорливым изобретением да Винчи были килевидные пушечные ядра. Такие ядра по форме напоминали артиллерийские снаряды XX века. Эта разработка на много веков опередила свое время. Она демонстрирует глубокое понимание ученым законов аэродинамики.
Большую ценность для своего времени представляло изобретение, получившее название «вращающийся мост». Этот мост стал прообразом современных мобильных механизированных мостов, предназначенных для быстрой переправы войск с одного берега на другой. Мост да Винчи был цельным и крепился к одному берегу. После установки моста предполагалось повернуть его к противоположному берегу, используя канаты.
«Витрувианский человек» — один из самых известных рисунков Леонардо да Винчи. Рисунок примечателен детальным воссозданием пропорций человеческого тела. Он одновременно вызывает научный и культурный интерес. Примечательно, что задолго до изображения «Витрувианского человека» да Винчи похожий рисунок был сделан итальянским ученым Мариано Такколой. Правда, изображение Такколы представляло собой лишь непроработанный эскиз.
Династия Сфорца была правящей миланской династией в эпоху Ренессанса. Первым миланским герцогом стал Франческо Сфорца, который правил до 1466 года. В 1480 году герцогом Миланским становится талантливый культурный деятель Лодовико Сфорца. В период его правления ко двору были приглашены самые способные художники и ученые своего времени. Одним из них был Леонардо да Винчи.
«Мона Лиза» («Джоконда») является, пожалуй, самым загадочным образцом живописи в мире. До сих пор картина порождает множество вопросов. Так, доподлинно неизвестно, кого именно да Винчи изобразил на своем полотне. Считается, что на картине изображена знатная флорентийка Лиза Герардини. Одна из самых невероятных теорий гласит, что картина является автопортретом самого да Винчи.
Водолазный костюм
Да-да, его изобретение тоже приписывают да Винчи. Водолазный костюм был сделан из кожи и оборудован стеклянными линзами. Дышать водолаз мог с помощью тростниковых трубок. Ученый предложил концепцию водолазного костюма с целью отражения угрозы, исходящей от турецкого флота. Согласно задумке, водолазы должны были погрузиться на дно и дожидаться прибытия кораблей противника.
Когда вражеские суда показались бы над водой, водолазы должны были совершить диверсию и пустить корабли на дно. Доказать правильность этой концепции было не суждено. Венеция смогла противостоять турецкому флоту без помощи диверсантов. Кстати, первый в мире отряд боевых пловцов появился именно в Италии, но произошло это лишь в 1941-м году. Саму же конструкцию скафандра, представленную да Винчи, можно считать инновационной.
Подводная лодка, мина, детали пистолета
До нашего времени дошли записи Леонардо да Винчи, на которых можно отчетливо разобрать прообраз подводной лодки. Но сведений о ней крайне мало. Скорее всего, на поверхности корабль мог двигаться, используя паруса. Под водой же судно должно было передвигаться с помощью весельной силы.
Для поражения кораблей неприятеля да Винчи спроектировал специальную подводную мину. Согласно замыслу изобретателя, к борту вражеского судна такую мину могли доставить водолазы-диверсанты или подводная лодка. Впервые эта идея была реализована лишь во второй половине XIX века, во время Гражданской войны в США.
Несмотря на обилие изобретений, лишь одно из них принесло да Винчи известность при жизни. Речь идет о колесцовом замке для пистолета. В XVI веке эта разработка породила настоящий технологический бум. Конструкция оказалась настолько удачной, что использовалась вплоть до XIX века.
Все вышеперечисленное — далеко не полный список изобретений да Винчи. Кроме этих разработок среди идей мастера были: подшипник, механическая лестница, скорострельный арбалет, паровое оружие, корабль с двойным дном и многое другое.
Идеальный город
Если бы история пошла другим путем, небольшой итальянский городок Вид-жевано близ Милана мог бы стать настоящим чудом света. Именно там Леонардо да Винчи предполагал воплотить в жизнь свою самую амбициозную идею — идеальный город. Проект да Винчи напоминает высокотехнологичный город будущего из литературных произведений фантастов. Или же утопию, порожденную бурной писательской фантазией.
Главной особенностью такого города было то, что он состоял из нескольких ярусов, связанных между собой лестницами и переходами. Как несложно догадаться, верхний ярус предназначался для высших слоев общества. Нижний отводился под торговлю и оказание услуг. Там же располагались важнейшие элементы транспортной инфраструктуры. Город должен был стать не только величайшим архитектурным достижением того времени, но и воплотить в себе множество технических инноваций. Впрочем, не стоит воспринимать проект в качестве проявления бездушной технократии. Да Винчи много внимания уделил комфорту обитателей города. Во главу угла ставились практичность и гигиена. Ученый решил отказаться от узких средневековых улиц в пользу просторных дорог и площадей.
Одним из ключевых аспектов концепции стало широкое применение водных каналов. С помощью сложной гидравлической системы вода должна была поступать в каждое городское здание. Да Винчи полагал, что таким образом можно будет ликвидировать антисанитарию и свести распространение болезней к минимуму.
Ознакомившись с концепцией ученого, миланский герцог Лодовико Сфорца счел идею излишне авантюрной. Под конец своей жизни Леонардо представил этот же проект французскому королю Франциску I. Ученый предложил сделать город столицей монарха, но проект так и остался на бумаге.
Одним из интересов да Винчи была анатомия. Известно, что мастер расчленил множество трупов, пытаясь понять загадки анатомии человека. Больше всего ученого интересовало строение мышц. Леонардо да Винчи хотел понять принцип движения человека. После себя он оставил множество анатомических записей.
Гений или плагиатор?
Как известно, история развивается по спирали. Многие изобретения появились на свет задолго до того, как их разработка была присвоена другими изобретателями. Вероятно, Леонардо да Винчи тоже не является исключением. Не стоит забывать, что да Винчи имел доступ к научному наследию античной цивилизации. Кроме того, да Винчи жил в окружении лучших умов своего времени. Он имел возможность общаться с выдающимися деятелями науки и культуры. Многие идеи ученый мог перенять у своих коллег.
Художник и инженер Мариано Таккола — забытый гений эпохи Возрождения. Он умер в 1453-м году (да Винчи родился в 1452-м году). В отличие от да Винчи Мариано Таккола не получил признания во время своей жизни и не обрел мировую славу после нее. Между тем многие разработки Такколы нашли свое продолжение в работах да Винчи. Известно, что Леонардо был знаком с работами Франче-ско ди Джорджо, которые, в свою очередь, базировались на идеях Такколы. Например, в рукописях ди Джорджо да Винчи имел возможность ознакомиться с концепцией водолазного костюма Такколы.
Было бы ошибкой считать да Винчи изобретателем и летательных аппаратов. В XI веке на территории Англии жил монах Эйлмер Малмсберийский. Обладая широкими познаниями в области математики, он построил примитивный дельтаплан и даже совершил на нем кратковременный полет. Известно, что Эйлмеру удалось пролететь более двухсот метров.
Велика вероятность, что концепцию вертолета Леонардо также позаимствовал. Но уже у китайцев. В XV веке торговцы из Китая завезли на территорию Европы игрушки, напоминавшие мини-вертолеты. Схожей точки зрения придерживается британский историк Гевин Мензис, который считает, что свои самые известные изобретения да Винчи перенял именно у жителей Поднебесной. Мензис утверждает, что в 1430-м году китайская делегация посетила Венецию, передав венецианцам многие разработки китайских ученых.
Как бы то ни было, Леонардо да Винчи всегда остается для нас одним из величайших изобретателей всех времен и народов. Многие идеи воплотились в жизнь именно благодаря Леонардо. Ученый улучшил различные изобретения и, что еще более важно, смог придать им наглядность. Не стоит забывать, что Леонардо да Винчи был талантливым художником.
Мастер оставил множество зарисовок к своим разработкам. И даже если идеи, приписываемые да Винчи, ему не принадлежат, нельзя отрицать, что ученый смог систематизировать огромный пласт знаний, донеся эти знания до потомков.
“Посмотри на крылья, которые, ударяясь о воздух, поддерживают тяжёлого орла в тончайшей воздушной выси, вблизи стихии огня, и посмотри на движущийся над морем воздух, который, ударяя в надутые паруса, заставляет бежать нагруженный тяжёлый корабль; на этих достаточно веских и надёжных основаниях сможешь ты постигнуть, как человек, преодолевая своими искусственными большими крыльями сопротивление окружающего воздуха, способен подняться в нём ввысь."
-- C.A. 381 v.a., из сочинений Леонардо да Винчи, о летании.
Леонардо да Винчи родился в середине XV века. Он являлся ярким примером «универсального человека». За свою жизнь он преуспел в живописи, скульптуре, музыке, математике, анатомии, естествознании, технике и архитектуре. Он был автором многих изобретений и проектов.
Леонардо да Винчи был убежден, что “человек, преодолевающий сопротивление воздуха с помощью больших искусственных крыльев, может подняться в воздух”. Уверенный в своей правоте, Леонардо придумал аппарат, который позволил бы человеку парить в воздухе, как птица, размахивая большими механическими крыльями, приводимыми в движение только силой мышц.
Чтобы сконструировать крылья орнитоптера, Леонардо детально изучал анатомию птичьего крыла. Наблюдая за полетом птицы, ученый заметил, что она машет крыльями всегда по-разному: зависая в воздухе, перелетая с места на место или приземляясь. Тщательное изучение механизма полета птиц натолкнуло Леонардо да Винчи на верную мысль о том, что основная тяга создается концевыми частями крыла.
Леонардо да Винчи до малейших подробностей проработал несколько проектов (1485-1497 гг.) различных типов орнитоптеров: в лежачим положением летчика, орнитоптер-лодку, с вертикальным расположением летчика и др. При разработке этих летательных аппаратов древний ученый выдвинул ряд замечательных конструктивных идей, которые используются сейчас в современном самолетостроении: фюзеляж в виде лодки, поворотное хвостовое оперение, убирающееся шасси.
Желая увеличить мощность взмахов крыльев, Леонардо да Винчи считал, что наряду с силой рук, необходимо использовать и силу ног человека. В его разработках был еще проект орнитоптера, в качестве источника энергии которого применялся натянутый лук.
Интересно, что идею создания орнитоптера Леонарду да Винчи подкинула обыкновенная… стрекоза.
Небольшая инструкция по сборке:
(Перевод с чешского, в коем не сильна, делала сама. Могут быть неточности, поэтому ориентируйтесь по ходу работы)
Модель орнитоптера несложна в сборке, но требует осторожности и сосредоточенности.
Все части модели необходимо аккуратно вырезать. Помимо ножниц и клея , для формирования уже склеенных деталей, вам могут понадобиться: пинцет, тупой нож, карандаш, скотч .
Части, отмеченные красным цветом, укрепите (подклейте) для прочности картоном.
Места, где нужно приклеить распорки к крыльям, обозначены черными точками.
Числа, которые указаны в кружочках, будут служить вам последовательностью в работе, т.е. первыми собираются детали крыльев с числами 1 и 2, потом, следуют части 3 и 4 и так далее. После высыхания, некоторые детали, в частности, крыло, нужно немного округлить (например, о край стола).
В ходе стыковки деталей, устранить цветовые недостатки можно акварелью, покрасив стыки в соответствующий тон.
Готовую модель орнитоптера можно подвесить на нить или поставить на столе с подставкой - решайте сами.
Если решите подвесить, проткните острой иглой на крыльях два отверстия, третье крепление разместите в задней (хвостовой) части орнитоптера. Эти места обозначены голубыми линиями, см. рисунок.
Чтобы летательный аппарат мог стоять на столе, необходимо собрать подставку в виде цилиндра - части 28-30. По контуру нижней части 29, проложите и укрепите скотчем кусочек проволоки (например, канцелярскую скрепку). Чтобы модель стояла уверенно, подставку необходимо утяжелить, для этого на дно подставки положите грузик - большую гайку.
В конце работ, на подставку не забудьте прикрепить этикетку “Ornitoptéra Leonardo da Vinci ” части 31-32.
Леонардо да Винчи был убежден, что "человек, преодолевающий сопротивление воздуха с помощью больших искусственных крыльев, может подняться в воздух". Убежденный в своей правоте, он начал разрабатывать аппарат, приводимый в движение только силой мышц человека, и позволяющий ему парить в воздухе как птица.
Существует множество рисунков такого "ornitotteri", придуманных Леонардо. Одни из них изображают лежащего человека, который собирается взлететь с помощью механизмов, присоединенных к крыльям; другие - движение вперед при помощи более совершенной системы винтов и шкива. Есть и рисунки человека, расположенного вертикально в летательном корабле, на педали которого он нажимал руками и ногами.
Чтобы сконструировать крылья "ornitotteri", Леонардо изучал анатомию птичьего крыла, учитывая функции и распределение его перьев. Наблюдая за полетом птицы, ученый заметил, что она по-разному машет крыльями, когда зависает в воздухе, летит вперед или приземляется. Его интересовали также перепончатые крылья летучих мышей. На основе этих наблюдений Леонардо сконструировал огромные крылья, предназначенные не только для поднятия человека в воздух, но и удержания его в полете, благодаря элеронам и шарнирам. Он собирался имитировать воздушную акробатику птиц, их способность беречь энергию в полете и точно приземляться. До конца XV столетия Леонардо был убежден, что сможет осуществить проект механического полета. Однако его беспокоило то обстоятельство, что возможности мышц человека ограничены. Поэтому он собирался вместо энергии мускулов использовать механизм лука, который обеспечивал бы движение вперед. Впрочем, лук не решал проблем автономности в полете, возникающих при быстром раскручивании пружины.
С 1503 по 1506 г. Леонардо был занят исследованиями в Тоскане. Атмосферные условия, наличие или отсутствие ветра, соответствующие метеорологические и аэродинамические явления заставили его отказаться от своей старой идеи об "инструменте", основанном на взмахе крыльев, и признать”полет без движения крыльев”.
Наблюдая, как большие птицы позволяют воздушным потокам подхватить и нести их в воздухе, Леонардо думал об оснащении человека большими составными крыльями, которые дадут ему возможность войти в подходящий воздушный поток при помощи несложных движений тела и не затратить много сил на это. Человек будет свободно парить, пока не опустится на землю как “сухой лист”.
Систематические исследования, предпринятые Леонардо в начале XVI в., привели его к необходимости изучить “качество и плотность воздуха”. Для этой цели он сконструировал гидроскопические инструменты. Леонардо подчеркивал,что законы аэродинамики аналогичны законам гидростатики, т.е.наука о воде является зеркальным отражением науки о ветре, ”которую (науку о ветре) мы покажем через движение воды и эта важная наука станет шагом вперед в понимании полета птицы в воздухе".
Вертолет Леонардо да Винчи
Данный рисунок - изображение "предка" современного вертолета. Радиус винта - 4,8 м. Он имел металлическую окантовку и полотняное покрытие. Винт приводился в движение людьми, которые шли вокруг оси и толкали рычаги. Существовал и еще один способ запуска винта - требовалось быстро раскрутить трос под осью. "Я думаю, что если этот винтовой механизм добротно сделан, т. е. сделан из накрахмаленного полотна (во избежание разрывов) и быстро раскручен, то он найдет себе поддержку в воздухе и взлетит высоко вверх".
Гидроскоп
Гидроскоп - прибор, изобретенный Альберти. Он представлял собой простой набор шкал с гидроскопичесим веществом (хлопковая вата, губка и т.д.) и воском, не впитывающим воду. По словам Леонардо, прибор применялся для того, ”чтобы узнать качество и плотность воздуха и когда пойдет дождь”.
ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЕЛИЧИHЫ HАКЛОHА
Этот прибор представляет собой маятник, помещенный внутрь стеклянного сосуда (в форме колокола), служащий для того, чтобы "направить аппарат (летательный) прямо или под наклоном, как предпочитаете, т. е. когда захочется лететь прямо, установите шарик в середину круга".
ИССЛЕДОВАHИЕ БАЛАHСИРОВКИ
Движения планера в полете контролировались подвижными крыльями и балансированием летчика: "человек должен быть свободен книзу от талии, чтобы он мог себя уравновесить, хотя и находится при этом в лодке, и так, чтобы его центр тяжести совпадал с центром тяжести всей конструкции и был уравновешен с ним".
ИССЛЕДОВАHИЕ РАВHОВЕСИЯ
Ученый провел исследование равновесия планера c целью определения центра гравитации у птицы. Рисунков этого планера не существует, но известно, что он должен был быть построен из легких материалов: бамбука и ткани с креплениями и оттяжками из сырого шелка или из специальной кожи. Высокая конструкция из тростника в форме цилиндра или параллелепипеда, видимо, вытягивалась на лямках из очень широких (около 10 м в ширину) крыльев этого планера. В этой конструкции летчик располагался намного ниже крыльев, что создавало равновесие аппарата.
ЛЕЖАЩИЙ "ORNITOTTERO"
Этот рисунок - один из самых знаменитых рисунков Леонардо: "А вращает крыло, В поворачивает его с помощью рычага, С опускает его, D поднимает его". Человек лежит на платформе вытянувшись: "На этом месте располагается сердце". Ноги вдеты в стремена таким образом, что одна нога поднимает крыло, другая опускает. Это - летательный аппарат, в котором распростертый человек крутит педали, поднимающие и опускающие крылья, сгибающие и вращающие их при помощи веревок и рычагов, т.е. этот аппарат как бы “гребет” по воздуху.
ЛЕЖАЩИЙ "ORNITOTTERO" С ЧЕТЫРЬМЯ КРЫЛЬЯМИ
В другом варианте "Ornitottero" четыре крыла приводились в движение руками и ногами пилота. Руки поднимали крылья при помощи барабана, а ноги опускали по одной паре крыльев по очереди. Таким образом, ритм машущих крыльев ускорялся. Аппарат на спине пилота управлялся накручиванием канатов на барабаны и раскручиванием их.
ОРHИТОПТЕР
На рисунке не планер, управляемый пилотом, а интересный "гибрид" . Летчик висит вертикально в центре аппарата, кончики крыльев имеют соединения, контролирующие машину, а жесткая конструкция поддерживает ее.
ОРHИТОПТЕР С ПРУЖИHHЫМ ПРИВОДОМ
Будучи убежденным, что невозможно управлять таким аппаратом при помощи только силы человеческих мышц, Леонардо дал альтернативные решения. Например, им был спроектирован аппарат с пусковым пружинным устройством, передающим свою энергию крыльям “ornitottero” (в данном случае - вертикального) в момент распрямления пружины. В детальной проработке слева Леонардо изобразил устройство, аналогичное тем, что он использовал в своем “автомобиле” и в некоторых часовых механизмах. Данная система теоретически настолько опережала свое время, что даже получила название "Аэроплан Леонардо". На практике она оказалась несовершенной из-за необходимости быстрого раскручивания пружины и трудностей при ее обратном сматывании во время полета.
ПАРАШЮТ
Если у человека есть тент из плотной ткани, каждая из сторон которого составляет 12 длин руки, и высота - 12, то он может прыгнуть, не разбившись, с любой значительной высоты“.
ПОЛЕТ ПТИЦЫ
Благодаря систематическим исследованиям полета птицы, Леонардо решил заменить полет при помощи машущих крыльев планирующим полетом. Около 1505 г. была закончена его книга “Сodice sul Volo degli Uccelli” (в настоящее время она находится в Турине, в бывшей Королевской библиотеке). Данные рисунки - из этой книги.
ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕHИЯ СКОРОСТИ ВЕТРА
Существовал и другой вид анемометра. Он был сделан из конусообразных трубок и применялся для того, чтобы установить, пропорционален ли ветер, поворачивающий колесо, воздухозаборному отверстию в конусе, учитывая идентичную интенсивность ветра.
СИСТЕМА ОТТЯЖЕК РЫЧАГОВ И СОЕДИHЕHИЙ
Леонардо считал, крылья могут подниматься и опускаться системой канатов и блоков, приводимой в движение ногами пилота, вдетыми в стремена, и его руками, управляющими рукоятками. Поднимаясь и опускаясь, крылья, также, сгибались и распрямлялись при помощи автоматической системы оттяжек, рычагов и соединений.
СПУСК HА ЗЕМЛЮ "СУХИМ ЛИСТКОМ"
Человек повернется направо, если согнет правую руку и вытянет левую; меняя эти движения, он будет поворачиваться справа налево”.
, .
В XV веке мысль о полете не покидала многих инженеров. Но именно Леонардо стал первым, кто стал изучать теорию полета.
Изначально да Винчи работал надо созданием летательного аппарата, основываясь на принципе маховых движений крыльев. Он анализировал характеристики полета птиц и летучих мышей, а также изучал анатомию их крыльев. Он верил в то, что человек сможет научиться летать, если сконструирует, а затем приведет в действие аппарат, имитирующий машущий полет птиц.
Некоторые из его рисунков изображают лежащего вниз лицом человека, который собирается взлететь с помощью механизмов, присоединенных к крыльям. Другие рисунки демонстрируют более сложные крепежные системы. Есть и рисунки человека с машущими крыльями, расположенного вертикально, и нажимающего на педали аппарата руками и ногами.
Однако позже да Винчи приходит к выводу о том, что человеку просто не хватит мускульной силы в туловище и руках для того, чтобы подняться в воздух подобно птице. В результате он начинает изучать возможность полета без маховых движений, углубляясь в изучение скорости ветра и способов использования воздушных потоков для полета.
Его идеи, воплощенные в виде чертежей и набросков во многом предвосхитили появление современных дельтаплана, самолета, вертолета и парашюта. Результатом его неутомимых исследований стало собрание, содержащее 36 страниц рисунков полета птиц и записей, в которых да Винчи утверждает, что полет человека возможен.
Достижение Леонардо в области аэродинамики можно посмотреть
Изучение крыла (studio d"ala unita, wing study). Множество исследований Леонардо изучению крыльев. Этот рисунок крыла основан на форме крыла летучей мыши. Данная конструкция должна была быть выполнена из дерева и полностью покрыта полотном. Эта модель могла быть реквизитом в театральных постановках да Винчи в период его работы при королевском дворе Милана.
Восковой гигрометр (igrometro a cera, wax hydrometer). Этот прибор измерял уровень влажности атмосферы. Он представлял собой простую конструкцию с весами. С одной стороны располагался поглощающий воду материал наподобие хлопковой ваты, с другой стороны - непоглощающая субстанция, такая как воск. Когда воздух сухой, линия отвеса оставалась в вертикальном положении. Когда вата поглощала влагу из воздуха, то становилась тяжелее воска. Чем больше вата перевешивала воск, тем выше была степень влажности воздуха. Леонардо отмечал, что данный прибор помогал "узнавать качество и плотность воздуха и предсказывать дождь". Сегодня этот принцип применяется в метеорологических будках и других гигрометрах, работающих на основе впитывающего материала, таких как кошачья шерсть или волос человека.
Анемоскоп (anemoscopio, anemoscope). В процессе изучения полета Леонардо в числе прочих работ создал рисунок анемоскопа, устройства для опреления направления ветра. Прибор выглядит в точности как флюгер, часто устанавливаемый на крышах современных домов.
Прибор для измерения скорости ветра и воды (studio per condotti conici, speed gauge for wind or water). Леонардо задавался вопросом: "Если интенсивность ветра и воды остается неизменной, способно ли увеличение их интенсивности в пять раз привести к увеличению энергии в пять раз?" Этот экспериментальный прибор состоял из конусообразных трубок с отверстием наверху, по которым пусклись ветер и вода.
Анемометр (anemometro, anemometer). Этот прибор использовался для измерения силы ветра. Вертикальная пластина двигалась как указатель направления ветра, и по степени ее отклонения от вертикального положения можно было судить об интенсивности ветра.
Машущее крыло (studio d"ala batiente, flapping wing).
Этот рисунок был экспериментом Леонардо, с помощью которого он пытался определить подъемную силу машущего крыла. Тростинковая конструкция, покрытая бумагой и состоящая из 12-метрового крыла и сетки, должна была крепиться к деревянной балке весом с человека. Если быстро потянуть рычаг вниз, крыло должно было подняться в воздух вместе с балкой. Если бы эта идея сработала, два крыла смогли бы поднять вверх летательный аппарат вместе с летчиком и удерживать их в воздухе.
В своей записной книжке Леонардо писал:
"... убедись в том, чтобы рывок был максимально резким,
и, если желаемый результат не достигнут,
больше не трать на это время".
Летательный аппарат (macchina volante, flying machine). Один из самых известных рисунков Леонардо, посвященных полету человека. Человек, прикрепленный к конструкции ремнями, должен был лежать лицом вниз и крутить педали, поднимающие и опускающие крылья при помощи веревок и рычагов. Для изменения направления полета нужно было дергать рычаги. Движение аппарата имитировало полет птиц, так как крылья механизма сгибались и распрямлялись в процессе полета.
Дельтаплан (deltaplano, hang-glider). Ранние модели летательных аппаратов Леонардо были основаны на принципе имитации маховых движений крыльев птиц. В механизме таких аппаратов применялись блоки и рычаги, двигающие крылья вверх и вниз. Позже Леонардо начал проектировать аппараты, способные летать, используя воздушные потоки и силу ветра. В таких аппаратах человек мог смещать центр тяжести, просто меняя положение верхней части своего тела. Согласно рисунку в этом планере человек располагался в точках "m", "d" и "a". Движение планера в полете контролировалось с помощью веревок. В 2002 году в Англии по чертежам Леонардо была сконструирована копия этого аппарата. И хотя аппарат был неустойчив в полете, тем не менее смог успешно летать после того, как к конструкции да Винчи добавили хвост.
Воздушный винт (vite aerea, aerial screw). В средние века дети играли в волчок, лопасти которого вращались вокруг оси из нити и поднимали волчок вверх. По всей видимости Леонардо позаимствовал эту идею для своей концепции поднимающегося в воздух винта. Четыре человека, стоя на центральной платформе в основании аппарата, должны были двигаться вокруг оси и толкать рычаги. По мере того как обтянутые льняной тканью винты раскручивались, возникала тяга, позволяющая аппарату подняться в воздух. Скорее всего, такой аппарат никогда бы не смог оторваться от земли и, тем не менее, он по праву может считаться прототипом современного вертолета.
Вертикальный летательный аппарат (ornitottero verticale, vertical flying machine). На рисунке изображен человек, стоящий в самом центре огромного аппарата. С помощью рук, ног и даже головы он должен был управлять скользящими механизмами, с тем чтобы подняться в воздух. Леонардо задействовал все части человеческого тела для того, чтобы максимально увеличить источник энергии. Высота аппарата составляла 12 метров, размах крыльев 24 метра, также конструкция была снабжена выдвижной лестницей с амортизатором длиной 12 метров. Леонардо считал, что конструкция должна состоять из двух пар крыльев, машущих по диагонали (крест-накрест), подобно ходу лошади.
