Projekti budućnosti na crtežima Leonarda da Vincija

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Postoje aktivnosti kojima se možete prepustiti bez žaljenja za utrošenim vremenom i za dobrobit uma. Na primjer, pogledati crteže i skice Leonarda da Vincija - "žive skice" njegovih originalnih ideja i projekata, kojih je, čini se, bezbroj.

Na crtežima majstora lako prepoznajemo nama poznate (a za ljude renesanse - inovativne) izume: od skija za vodu i ronilačkog odijela do padobrana i jedrilice. Mnoge njegove ideje ostale su "u projektu": u obliku slika na papiru svih vrsta mehanizama, uređaja i zgrada. Ovi crteži su pouzdano skladište autorskih ideja i istraživanja. Omogućavaju vam da zavirite u da Vinčijev kreativni laboratorij, da se upoznate sa njegovim metodom rada i da pratite tok misli, kako je postavljao i rešavao, korak po korak, složene tehničke, građevinske i druge probleme.

Povijest otkrića i izuma svjedoči o tome da se prije ili kasnije korisne ideje dovode u pamet i provode u praksi. Upečatljiv primjer kako se to događa je naučni i tehnički rad Leonarda da Vincija. Rođeni istraživač i pronalazač, radio je prvenstveno s idejama: neke je generirao sam, druge je posuđivao i razvijao, tražeći uvijek praktičnu primjenu za njih.

Prvo je Leonardo izradio plan rješenja: napravio je skicu buduće strukture, odražavajući opću ideju. Zatim je pomno proučavao detalje, crtao skice i davao ih komentarima. I konačno, sastavio sam sve dijelove u jednu cjelinu - gotovu punopravnu ilustraciju. Kako je primijetio jedan od istraživača umjetnikovog rada, mnoge njegove skice su "nedovršene misli o metodama i sredstvima". Zaista, proučavajući ove crteže i crteže, ponekad je potrebno razmisliti o detaljima i detaljima koji da Vinci nedostaju ili ih je namjerno izostavio. Ali neki od njih su toliko provjereni i tačni da je i nakon pet stoljeća njihov jezik razumljiv bez riječi. Prema crtežima koje su buduće generacije naslijedile od briljantnog dizajnera i pronalazača, savremeni majstori su bili u stanju da naprave radne modele raznih uređaja.

Evo skice kule tvrđave (sl. 1)

Lijevo od njega je dijagram jednog od bitnih detalja zgrade - spiralnog stepeništa. Dizajnom podsjeća na čuveni Arhimedov šraf, nedostaju samo stepenice! Pažljivije pogledajte crtež i otkrit ćete zadivljujući dizajn arhitekte Leonarda. Stepenište mu je dvostruko: na jednom dijelu možete se popeti na toranj, a na drugom - spustiti se, a da se ne sudarite ili čak ne vidite. Putanja oba dijela stepeništa su spiralne linije koje se ne sijeku (prostorne krivulje koje se uvijaju oko vertikalnog oslonca - okruglog stupa u središtu konstrukcije). Svaki dio stepeništa ima svoj ulaz i izlaz, a njegov model je spiralna površina, tzv. helikoid. Kod pravih stepenica stepenice su lepezasto oblikovane oko stuba.

Dvostruko spiralno stepenište krasi kraljevski dvorac Chambord u Francuskoj. Njena izgradnja počela je 1519. godine, ubrzo nakon Leonardove smrti. Kao što znate, posljednje godine svog života proveo je u ovoj zemlji, na dvoru Franje I, njegovog zaštitnika, i bio je prvi kraljevski umjetnik, inženjer i arhitekta. Ne zna se pouzdano da li je Leonardo učestvovao u projektovanju grandioznog dvorca. Čak i ako nije, kažu stručnjaci, njegovi tvorci su koristili da Vinčijeve ideje sa crteža umjetnika. Vjerovatno je na izbor arhitekata utjecala njegova skica (sl. 1), napravljena krajem 1480-ih. U Chambordu postoji 77 stepenica, uključujući i nekoliko spiralnih stepenica, ali samo ovo je postalo njegova prava atrakcija.

Poznata su i druga dvostruka spiralna stepeništa. Najraniji od njih podignuti su u evropskim katedralama još u XIV-XV stoljeću, ali su inferiorni od stepenica u dvorcu Chambord ne samo po veličini i dekoru, već i po jednostavnosti i originalnosti dizajna - niko ne može u potpunosti izolirati dijelovi dvostrukih spiralnih stepenica jedan od drugog dok Leonardo nije uspio ili mu nije pao na pamet.

Godine 1527. talijanski arhitekta Antonio da Sangallo Mlađi primijenio je istu ideju. Po nalogu pape Klementa VII, započeo je izgradnju ogromnog vodotornja - bunara Svetog Patrika (fotografija iznad) - u gradu Orvieto u slučaju njegove opsade i lišenja pristupa vanjskim izvorima vode. Ovdje su pristup vodi na dnu bunara omogućavala dva suprotna ulaza, koji su vodili do autonomnih spiralnih stepenica: jedna kočija je bila spuštena za dovoz vode, a druga je služila za njeno podizanje. Osvetljenje zgrade je bilo prirodno: svetlost je prodirala kroz mnoge lučne prozore na zidovima kule.

Leonardo da Vinci ima i složenije arhitektonske kompozicije stepenica. Jedan od njih je poput trodimenzionalnog lavirinta sa mnogo ulaza i izlaza. Pogledajte sljedeću skicu (sl. 2)

Odjednom se vide četiri vanjska stepeništa koja nisu povezana jedno s drugim, kako se "uvijaju" oko masivnog četvrtastog stuba, u kojem je, možda, skrivena neka vrsta uređaja za podizanje. Sa neverovatnom lakoćom, umetnik kombinuje arhitekturu i geometriju prostora, kombinuje linije i oblike i stvara celovite slike i samostalne strukture.

Da Vinci je pronašao još jednu zanimljivu upotrebu dvostruke spirale. Koristio ga je u izradi aparata za disanje pod vodom (sl. 3).

Ovo je poboljšana verzija cijevi za disanje koju su koristili drevni ronioci. Uređaj se sastoji od plovka sa zaštitnom plutajućom kupolom, maske, crijeva za disanje i ventila koji kontrolira njihov rad, sprječavajući ulazak vode. Crijevo je napravljeno od nekoliko cijevi od trske spojenih umetcima od vodootpornog materijala, a unutar njega se nalaze dvostruke opruge - kompaktni elastični element koji s jedne strane sprječava da se materijal skupi i izgubi oblik, a s druge strane, čini crijevo fleksibilnim.

pogledajte i članak Fotografije Leonarda da Vincija

Leonardo je bio jedan od prvih koji je koristio spiralnu površinu u dizajnu propelera - glavnog dijela s kojim bi se zrakoplov mogao uspravno uzdići u zrak ako je bilo moguće pravilno odvrnuti propeler, a istovremeno se nositi s njegovim nestabilnost tokom podizanja. Riječ je o složenom spiralnom kretanju (rotacija oko fiksne ose i paralelni prijenos duž nje, koji se izvodi istovremeno), ali već u odnosu na mehaniku leta.

Propeler Leonarda da Vinčija (slika 4) smatra se prototipom modernog glavnog rotora, a on sam je izumitelj helikoptera, ili, kako ga u Rusiji nazivaju, helikoptera. Inače, riječ "helikopter" srodna je riječi "helikoid" i dolazi od grčkih riječi ëλικου (spirala, vijak) i πτεoóν (krilo). Pojavio se tek 1860-ih godina, skoro četiri stoljeća nakon što je ovaj crtež napravljen.

Da Vinci je mogao da posudi ideju o "lansiranju" za svoj dizajn od "letećeg gramofona" - igračke iz drevne Kine. Bio je to štap sa vijkom od ptičjeg perja na kraju. Predo se ručno ili uz pomoć konca namotanog na štap i puštao. Moderna verzija je primitivni helikopter "fly" (slika 5), lako ga je napraviti sami.

Ali oblik propelera da Vinci je mogao izabrati posmatrajući rotaciju Arhimedovog propelera (slika 6).

Leonardo inženjer, općenito, više puta je pokušavao prilagoditi ovaj genijalni izum starogrčkog naučnika različitim mehanizmima. Na primjer, koristio sam ga kao dio hidraulične mašine. Ili kao elementi vječnog motora (bila je to konstrukcija od dva šrafa različitih prečnika: jedan po jedan, voda se dizala, a drugi spuštala na početni nivo). Ali onda je Leonardo odustao od ovog bezplodnog poduhvata i smislio zanimljiviju i korisniju aplikaciju za Arhimedov vijak.

Leonardo svoj dizajn nije smatrao avionom, već je istraživao kako on funkcionira. Tražio je tajnu leta u prirodi, koja stvara optimalne forme koje obavljaju određene funkcije: dugo je posmatrao "žive mašine" - ptice koje slobodno lebde nebom, opisivao njihovo kretanje. Na njegovim skicama je putanja ptice koja se diže prema gore (slika 7), a to je spiralna kriva.

Aparati opremljeni veštačkim krilima i sposobni da se podignu u vazduh zahvaljujući mišićnoj snazi osobe (ornitopteri ili muhe) - to je ono što je Leonarda najviše zanimalo (usput rečeno, prvi koji je pokušao da sprovede ovu ideju bio je vješti majstor Dedal, heroj antičke mitologije). Da Vinci se više puta vraćao rješavanju ovog problema. Neuspješno. Kao rezultat toga, odlučio je reproducirati najjednostavniji način letenja ptica - smislio je jedrilicu koja se uzdiže zbog strujanja zraka. Istražujući problem leta, zanimalo ga je bukvalno sve, pa čak i takva sitnica kao što je zvuk koji stvaraju krila muhe! A to je, čini se, bio cijeli Leonardo - najveći genije renesanse, "najnezasitniji radoznao čovjek svih vremena", kako je rekao jedan od njegovih biografa.

Propeler, kojem je Leonardo dao oblik helikoida, spominje se u njegovoj čuvenoj raspravi O letenju. Prema opisu, vijak treba da ima metalnu ivicu i platnenu oblogu, a tanke dugačke cijevi će služiti kao okvir za platno. A onda da Vinci dodaje: "Možete sami napraviti mali model papira, čija os, od tankog lima gvožđa, uvijena silom i koja, kada se otpusti, izaziva rotaciju zavrtnja." Pa, onda razmislite sami… Sudeći po detaljima dizajna, vijak bi se mogao rotirati uz pomoć poluga pričvršćenih na osovinu. Ili bi ga opružni mehanizam mogao "pokrenuti". Šta je proljeće? Da, ista spirala, napravljena od metala, sposobna da akumulira i odaje energiju.

Crtež propelera jedan je od najpoznatijih u Leonardovoj zbirci radova posvećenih problemu leta. Proučavali su ga i amateri i stručnjaci: naučnici, dizajneri, inženjeri, pronalazači. Nijedan od modela koje su napravili nije mogao da poleti sam, bez motora. Ali nešto drugo je mnogo važnije. Da Vinčijeva skica sadržavala je neprocjenjivu ideju, a vekovima kasnije, drugi pronalazači i naučnici stvorili su pravu leteću mašinu.

Generalno, Leonardo ima mnogo različitih korisnih izuma na svom računu, nezatraženih u svoje vrijeme, dugo zaboravljenih, a zatim iznova izmišljenih.

Detalji za radoznale

Zavojna linija je kriva opisana točkom koja se kreće konstantnom brzinom duž generatrise cilindra kada se ravnomjerno rotira oko svoje ose. Ova kriva siječe sve generatore pod jednakim uglovima. Ako na listu papira povučemo nekoliko paralelnih pravih linija pod uglom u odnosu na njegovu veću stranu na istoj udaljenosti jedna od druge, a zatim umotamo papir u cilindar, povezujući dvije manje stranice, tada ćemo na njegovoj površini vidjeti spiralna linija: desna, ako se, gledano odozdo, okreće u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, ili lijevo - ako je uvijena u suprotnom smjeru.

Kada se rotacija oko fiksne ose s istovremenim prijenosom duž nje ne vrši točkom, već linijom, ona opisuje spiralnu površinu u prostoru. Dakle, segment koji jednim krajem klizi duž spiralne linije, a drugim duž ose cilindra, opisuje helikoid (od grčkog ελικος - spirala, vijuga).

Cilindrična spirala se može kretati uz sebe. Definira najkraći put između dvije točke različitih generatrisa na površini cilindra. Helikoid ima slična svojstva. Klizi samostalno i ima minimalnu površinu za datu vanjsku granicu. Jednostavnost, fleksibilnost, dinamičnost, "ekonomičnost" - zahvaljujući ovim svojstvima, vijčani su oblici široko rasprostranjeni u prirodi (sjetite se barem "dvostruke spirale" molekula DNK i biljaka penjačica) i široko se koriste u praksi, posebno u tehnologiji (od opruga i vadičep na vijak i propeler za mljevenje mesa).

Glavni rotor je propeler sa okomitom osom rotacije - izvor podizanja helikoptera. Uz njegovu pomoć vrši se kontrola leta i slijetanje aparata. Ideja upotrebe rotirajućeg propelera za letove nastala je u antičko doba i bila je popularna u Evropi u srednjem vijeku. Sam dizajn je imao "lopatice" i izgledao je kao propeler.