Проекти майбутнього в малюнках Леонардо да Вінчі

Є заняття, яким можна віддаватися, що не шкодуючи про витрачений час і з користю для розуму.Наприклад, розглядати креслення і ескізи Леонардо да Вінчі - «живі замальовки» його оригінальних задумів і проектів, яким, здається, немає числа.

Леонардо да Вінчі (1452-1519). Автопортрет. Вважається, що художник намалював його в 60-річному віці.

Мал. 1. Леонардо да Вінчі. Ескіз кріпосної вежі і гвинтових сходів. Близько 1488 року.

Подвійна гвинтові сходи в королівському замку Шамбор (фрагмент).

Колодязь Святого Патрика з двома гвинтовими сходами в м Орвието.

Мал. 2. Леонардо да Вінчі. Малюнок не пов'язаних одна з одною сходів з безліччю входів і виходів. Початок 1490-х років.

Мал. 3. Леонардо да Вінчі. Ескіз апарату для дихання під водою і деталь шланга. Близько 1507-1508 років.

Мал. 4. Леонардо да Вінчі. Малюнок повітряного гвинта. Близько 1486-1490 років.

Мал. 5. Вертоліт «муха».

Мал. 6. Гвинт Архімеда.

Мал. 7. Леонардо да Вінчі. Замальовки польоту птахів. Близько 1505 року.

Права гвинтова лінія.

Стебло хмелю має форму лівої гвинтової лінії.

<

>


У малюнках майстри легко розпізнаються звичні нам (а для людей епохи Відродження - інноваційні) винаходи: від водних лиж і костюма водолаза до парашута і планера. Багато його задуми залишилися «в проекті»: у вигляді зображень на папері всіляких механізмів, пристосувань і споруд. Ці малюнки - надійне сховище авторських ідей і досліджень. Вони дозволяють зазирнути в творчу лабораторію да Вінчі, познайомитися з його методом роботи і простежити за ходом думки, за тим, як він ставив і вирішував крок за кроком складні технічні, будівельні та інші завдання.


У колі ідей

У колі ідей

Історія відкриттів і винаходів свідчить про те, що корисні ідеї рано чи пізно доводяться до розуму і втілюються в життя. Яскравий приклад того, як це відбувається, - науково-технічна творчість Леонардо да Вінчі. Природжений дослідник і винахідник, він працював перш за все з ідеями: одні генерував сам, інші запозичив і розвивав, при цьому завжди шукав їм практичне застосування.

Спершу Леонардо становив план рішення: робив начерк майбутньої конструкції, що відображає загальну ідею. Потім пильно вивчав деталі, малював ескізи і постачав їх коментарями. І нарешті, збирав всі частини в єдине ціле - готову повноцінну ілюстрацію. Як зауважив один з дослідників творчості художника, багато його начерки є «незакінчені думки про способи і засоби». Дійсно, вивчаючи ці креслення і малюнки, іноді доводиться додумувати відсутні або навмисно опущені да Вінчі деталі і подробиці. Але є серед них настільки вивірені і точні, що навіть через п'ять століть їх мова зрозуміла без слів. За кресленнями, залишеним в спадок майбутнім поколінням геніальним конструктором і винахідником, сучасні умільці змогли виготовити діючі моделі різних пристроїв.

Чудо-сходи

Перед вами ескіз фортечної башти (рис. 1). Зліва від неї схема однієї з важливих деталей споруди - гвинтових сходів. Її конструкція нагадує знаменитий гвинт Архімеда, тільки сходинок не вистачає! Придивіться до малюнка, і ви розкриєте вражаючий задум Леонардо-архітектора. Його сходи подвійна: по одній її частині можна підніматися на вежу, а з іншої - спускатися, не стикаючись і навіть не бачачи один одного. Траєкторії обох частин сходів - непересічні гвинтові лінії (просторові криві, що закручуються навколо вертикальної опори - круглого стовпа в центрі конструкції). У кожній частині сходи є свої вхід і вихід, а її моделлю служить гвинтова поверхня, так званий гелікоїд. У справжньої сходи навколо стовпа віялоподібно закручуються сходинки.

Подвійна гвинтові сходи прикрашає королівський замок Шамбор у Франції (фото зліва). Його будівництво почалося в 1519 році, незабаром після смерті Леонардо. Як відомо, останні роки життя він провів в цій країні, при дворі Франциска I, свого покровителя, і був Першим королівським художником, інженером і архітектором. Чи брав Леонардо участь в проектуванні грандіозного за своїми масштабами замку, достеменно невідомо. Навіть якщо немає, вважають фахівці, його творці використовували ідеї да Вінчі з малюнків художника. Цілком ймовірно, що на вибір архітекторів вплинув його начерк (рис. 1), зроблений ще в кінці 1480-х років. Всього в Шамборе 77 сходів, в тому числі кілька гвинтових, але тільки ця стала його справжньою пам'яткою.

Відомі й інші подвійні гвинтові сходи. Найбільш ранні з них зводилися в європейських соборах ще в XIV-XV століттях, але вони поступаються сходах в замку Шамбор не тільки в розмірі і декорі, але і в простоті і оригінальності конструкції - повністю ізолювати частини подвійний гвинтових сходів один від одного до Леонардо нікому не вдавалося або не спадало на думку.

У 1527 році ту ж ідею застосував італійський архітектор Антоніо да Сангалло Молодший. За наказом папи Климента VII він почав будівництво величезної водовозной вежі - колодязя Святого Патрика (фото вгорі) - в місті Орв'єто на випадок його облоги і позбавлення доступу до зовнішніх джерел води. Тут доступ до води на дні колодязя забезпечували два протилежних входу, які вели на автономні гвинтові сходи: по одній вози спускали за водою, а по інший доставляли її наверх. Освітлення споруди було природним: світло проникав всередину через безліч арочних вікон в стінах вежі.

Втілення ідеї гвинтового руху

У Леонардо да Вінчі є і більш складні архітектурні композиції з сходів. Одна з них походить на тривимірний лабіринт з безліччю входів і виходів. Погляньте на наступний малюнок (рис. 2). Ви бачите відразу чотири не зв'язані одна з іншої зовнішні сходи, «твіст» навколо масивного квадратного стовпа, в якому, можливо, приховано якесь підйомний пристрій. З дивовижною легкістю художник з'єднує архітектуру і геометрію простору, поєднує лінії і форми і створює закінчені образи і самодостатні конструкції.

Да Вінчі знайшов ще одне цікаве застосування подвійний гвинтовий лінії. Він використовував її в конструкції апарату для дихання під водою (рис. 3). Це вдосконалений варіант дихальної трубки, якою користувалися ще стародавні нирці. Апарат складається з поплавця з захисним плавучим куполом, маски, шлангів для дихання і клапана, який контролює їх роботу, запобігаючи потрапляння води всередину. Шланг зроблений з декількох очеретяних трубок, з'єднаних вставками з непромокаючої матеріалу, а всередині нього знаходяться подвійні пружини - компактний пружний елемент, який, з одного боку, не дає матеріалу стиснутися і втратити форму, а з іншого - робить шланг гнучким.

секрет польоту

Леонардо одним з перших використав кручені поверхню в конструкції повітряного гвинта - головної деталі, за допомогою якої літальна машина могла б піднятися вертикально в повітря, якби вдалося як слід розкрутити гвинт, а заодно впоратися з його нестійкістю при підйомі. Мова йде про складне гвинтовому русі (поворот навколо фіксованої осі і паралельний перенос уздовж неї, виконані одночасно), але вже стосовно механіці польоту.

Повітряний гвинт Леонардо да Вінчі (рис. 4) вважають прототипом сучасного несучого гвинта, а його самого -ізобретателем гелікоптера, або, як його називають в Росії, - вертольота. До речі, слово «гелікоптер» споріднене слову «гелікоїд» і походить від слів грецької мови ëλικου (спіраль, гвинт) і πτεoóν (крило). З'явилося воно тільки в 1860-і роки, майже через чотири століття після того, як був зробив цей малюнок.

Да Вінчі цілком міг запозичити ідею «запуску» для своєї кон-струкції у «літаючої вертушки» - іграшки родом із Стародавнього Китаю. Це був стрижень з гвинтом з пташиного пір'я на кінці. Його розкручували руками або за допомогою намотаною на стрижень нитки і відпускали. Сучасний варіант - примітивний вертоліт «муха» (рис. 5), його легко змайструвати самим. А ось форму повітряного гвинта да Вінчі міг вибрати, спостерігаючи за обертанням гвинта Архімеда (рис. 6). Леонардо-інженер, взагалі, не раз намагався пристосувати це хитромудрий винахід давньогрецького вченого до різних механізмів. Наприклад, використовував його як деталь гідравлічної машини. Або ж як елементи вічного двигуна (це була конструкція з двох гвинтів різного діаметра: по одному вода піднімалася, а по іншому опускалася на вихідний рівень). Але потім Леонардо відмовився від цієї безплідної затії і придумав для гвинта Архімеда більш цікаве і корисне застосування.

Леонардо не розглядав свою конструкцію як літальний апарат, але досліджував механізм її роботи. Секрет польоту він шукав в природі, яка створює оптимальні форми, що виконують ті або інші функції: подовгу спостерігав за «живими машинами» - вільно ширяють у небі птахами, описував їх руху. У його малюнках є траєкторія піднімається вгору птиці (рис. 7), що представляє собою гвинтоподібну криву.

Апарати, забезпечені штучними крилами і здатні піднятися в повітря за рахунок мускульної сили людини (орнітоптери, або махолёти), - ось що займало Леонардо найбільше (до речі, першим спробував реалізувати цю ідею вправний майстер Дедал, герой античної міфології). Да Вінчі не раз повертався до вирішення даного завдання. Безуспішно. У підсумку він вирішив відтворити найпростіший спосіб польоту птахів - придумав планер, що ширяє за рахунок повітряних потоків. Досліджуючи проблему польоту, він цікавився буквально всім, навіть такою дрібницею, як звук, вироблений крилами мухи! І в цьому був, здається, весь Леонардо - найбільший геній епохи Відродження, «самий ненаситно допитлива людина всіх часів», як зауважив один з його біографів.

Мрії збуваються

Повітряний гвинт, яким Леонардо надав форму гелікоїда, згадується в його знаменитому трактаті «Про літання». Відповідно до опису, гвинт повинен мати металеву окантовку і полотняне покриття, а каркасом полотну послужать тонкі довгі трубки. І далі да Вінчі додає: «Можна зробити собі маленьку модель з паперу, вісь якої, з тонкого листового заліза, закручувати з силою і яка будучи відпущена, приводить в обертання гвинт». Ну а далі додумувати самі ... Судячи по деталях конструкції, гвинт могли обертати за допомогою прироблених до осі важелів. Або «запускати» його міг пружинний механізм. А що таке пружина? Так та ж гвинтова лінія, виконана в металі, здатна накопичувати і віддавати енергію.

Малюнок повітряного гвинта - один з найвідоміших в колекції робіт Леонардо, присвячених проблемі польоту. Його вивчали і любителі і фахівці: вчені, конструктори, інженери, винахідники. Жодна з побудованих ними моделей так і не змогла сама, без двигуна, піднятися в повітря. Але куди важливіше інше. Малюнок да Вінчі укладав в собі безцінну ідею і через сторіччя інші винахідники і вчені створили справжній літальний апарат.

Взагалі, на рахунку Леонардо безліч найрізноманітніших корисних винаходів, в його час незатребуваних, надовго забутих і потім придуманих заново.

***

Подробиці для допитливих


Гвинтова лінія і гелікоїд

Гвинтова лінія - крива, яку описує точка, що рухається з постійною швидкістю по котра утворює циліндра, коли та рівномірно обертається навколо його осі. Ця крива перетинає всі утворюють під рівними кутами. Якщо на аркуші паперу провести під кутом до його більшій стороні кілька паралельних прямих на однаковій відстані одна від одної, а потім згорнути папір в циліндр, з'єднавши дві менші сторони, то на його поверхні ми побачимо кручені лінію: праву, якщо при погляді знизу вона закручується проти годинникової стрілки, або ліву - якщо закручується у зворотний бік.

Коли обертання навколо нерухомої осі з одночасним перенесенням уздовж неї робить не точка, а лінія, вона описує в просторі кручені поверхню. Так, відрізок, що ковзає одним кінцем по гвинтовий лінії, а іншим - по осі циліндра, описує гелікоїд (від грец. ????? ς - спіраль, звивина).

Циліндрична гвинтова лінія може переміщатися уздовж самої себе. Вона визначає найкоротший шлях між двома точками різних утворюють на поверхні циліндра. Аналогічними властивостями володіє гелікоїд. Він ковзає сам по собі і має мінімальну площу при заданій зовнішньому кордоні. Простота, гнучкість, динамічність, «економічність» - завдяки цим властивостям гвинтові форми поширені в природі (згадаймо хоча б «подвійну спіраль» молекули ДНК і в'юнкі рослини) і широко застосовуються на практиці, особливо в техніці (від пружини і штопора - до шнека м'ясорубки і гребного гвинта).

***

Несучий гвинт - повітряний гвинт з вертикальною віссю обертання - джерело підйомної сили вертольота. З його допомогою здійснюються управління польотом і посадка апарату. Ідея використання для польотів обертового гвинта виникла ще в глибоку давнину і була популярна в Європі в середні віки. Сама конструкція мала «лопаті» і походила на пропелер.

А що таке пружина?
Навигация сайта
Новости
Реклама
Панель управления
Информация