Projekti budućnosti u crtežima Leonarda da Vincija

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

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 su njegove ideje ostale "u projektu": u obliku slika na papiru svih vrsta mehanizama, uređaja i zgrada. Ovi crteži su pouzdano skladište autorovih ideja i istraživanja. Omogućuju vam da zavirite u da Vincijev kreativni laboratorij, da se upoznate s njegovom metodom rada i pratite tok misli, kako je postavljao i rješavao, korak po korak, složene tehničke, konstrukcijske 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 znanstveni i tehnički rad Leonarda da Vincija. Rođeni istraživač i izumitelj, radio je prvenstveno s idejama: neke je generirao sam, druge je posuđivao i razvijao, dok im je uvijek tražio praktičnu primjenu.

Najprije 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". Doista, 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 točni da im je i nakon pet stoljeća jezik razumljiv bez riječi. Prema crtežima koje su buduće generacije naslijedile od briljantnog dizajnera i izumitelja, moderni su obrtnici mogli izraditi radne modele raznih uređaja.

Evo skice kule tvrđave (sl. 1)

Lijevo od njega je dijagram jednog od važnih detalja građevine - spiralnog stubišta. Dizajnom podsjeća na čuveni Arhimedov vijak, nedostaju samo stepenice! Pogledajte pobliže crtež i otkrit ćete nevjerojatan dizajn arhitekta Leonarda. Njegovo stubište 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 obaju dijelova stubišta su spiralne linije koje se ne sijeku (prostorne krivulje koje se uvijaju oko okomitog oslonca - okruglog stupa u središtu konstrukcije). Svaki dio stubišta ima svoj ulaz i izlaz, a model mu je spiralna ploha, tzv. helikoid. Kod pravog stubišta stepenice su lepezasto oblikovane oko stupa.

Dvostruko spiralno stubište krasi kraljevski dvorac Chambord u Francuskoj. Njegova gradnja započela je 1519. godine, nedugo nakon Leonardove smrti. Kao što znate, posljednje godine života proveo je u ovoj zemlji, na dvoru Franje I., njegovog zaštitnika, i bio je prvi kraljevski umjetnik, inženjer i arhitekt. Ne zna se pouzdano je li Leonardo sudjelovao u projektiranju grandioznog dvorca. Čak i ako nije, kažu stručnjaci, njegovi tvorci koristili su se da Vincijevim idejama s umjetnikovih crteža. Vjerojatno je na izbor arhitekata utjecala njegova skica (sl. 1), izrađena krajem 1480-ih. U Chambordu postoji 77 stubišta, uključujući nekoliko spiralnih, ali samo je ovo postalo njegova prava atrakcija.

Poznata su i druga dvostruka spiralna stubišta. Najraniji od njih podignuti su u europskim 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 - nitko ne može potpuno izolirati dijelovi dvostrukog spiralnog stubišta jedan od drugog sve dok Leonardo nije uspio ili mu nije pao na pamet.

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

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

Odjednom se mogu vidjeti četiri vanjska stubišta koja nisu povezana jedno s drugim, kako se "uvijaju" oko masivnog četvrtastog stupa, u kojem je, možda, skrivena neka vrsta uređaja za podizanje. Umjetnik s nevjerojatnom lakoćom spaja arhitekturu i geometriju prostora, kombinira linije i oblike te stvara cjelovite slike i samostalne strukture.

Da Vinci je pronašao još jednu zanimljivu upotrebu dvostruke spirale. Koristio ga je u izradi aparata za disanje pod vodom (slika 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 izrađeno od nekoliko trstičnih cijevi povezanih umetcima od vodonepropusnog materijala, a unutar njega se nalaze dvostruke opruge - kompaktni elastični element koji s jedne strane sprječava skupljanje i gubitak oblika materijala, a s druge strane, čini crijevo fleksibilnim.

vidi također članak Fotografije Leonarda da Vincija

Leonardo je bio jedan od prvih koji je u dizajnu propelera koristio spiralnu površinu - glavni dio s kojim bi se zrakoplov mogao okomito dizati u zrak ako je bilo moguće pravilno odvrnuti propeler, a istovremeno se nositi s njegovim nestabilnost tijekom podizanja. Riječ je o složenom zavojnom gibanju (rotacija oko fiksne osi i paralelni prijenos duž nje, koji se izvodi istovremeno), ali već u odnosu na mehaniku leta.

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

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

Ali oblik propelera da Vinci je mogao odabrati promatrajući rotaciju Arhimedovog propelera (slika 6.).

Leonardo, inženjer, općenito je više puta pokušao prilagoditi ovaj genijalni izum starogrčkog znanstvenika različitim mehanizmima. Na primjer, koristio sam ga kao dio hidrauličkog stroja. Ili kao elementi vječnog motora (bilo je to konstrukcija od dva vijka različitih promjera: jedan po jedan, voda se dizala, a drugi spuštala na početnu razinu). No tada je Leonardo napustio ovaj jalov pothvat i smislio zanimljiviju i korisniju aplikaciju za Arhimedov vijak.

Leonardo svoj dizajn nije smatrao zrakoplovom, već je istraživao kako funkcionira. Tajnu leta tražio je u prirodi, koja stvara optimalne oblike koji obavljaju određene funkcije: dugo je promatrao "žive strojeve" - ptice koje slobodno lebde nebom, opisivao njihova kretanja. Na njegovim skicama nalazi se putanja ptice koja se diže prema gore (slika 7.), a to je spiralna krivulja.

Aparati opremljeni umjetnim krilima i sposobni za podizanje u zrak zahvaljujući mišićnoj snazi osobe (ornitopteri ili muhe) - to je ono što je Leonarda najviše zanimalo (usput rečeno, prvi koji je pokušao provesti ovu ideju bio je vješti majstor Dedal, junak 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 doslovno sve, pa i takva sitnica kao što je zvuk koji stvaraju krila muhe! A to je, čini se, bio cijeli Leonardo - najveći genij renesanse, "najnezasitniji znatiželjnik svih vremena", kako je rekao jedan od njegovih biografa.

Propeler, kojem je Leonardo dao oblik helikoida, spominje se u njegovoj poznatoj raspravi O letenju. Prema opisu, vijak bi trebao imati metalni rub i platneni pokrov, a kao okvir za platno poslužit će tanke dugačke cijevi. A onda da Vinci dodaje: "Možete sami napraviti mali model papira čija je os, od tankog lima željeza, silom uvijena i koja, kada se otpusti, uzrokuje rotaciju vijka." Pa, onda razmislite sami … Sudeći po detaljima dizajna, vijak se mogao zakrenuti uz pomoć poluga pričvršćenih na os. Ili bi ga opružni mehanizam mogao "pokrenuti". Što je proljeće? Da, ista spirala, izrađena od metala, sposobna akumulirati i odavati energiju.

Crtež propelera jedan je od najpoznatijih u Leonardovoj zbirci radova posvećenih problemu leta. Proučavali su ga i amateri i stručnjaci: znanstvenici, dizajneri, inženjeri, izumitelji. Niti jedan od modela koje su napravili nije mogao poletjeti sam, bez motora. Ali nešto drugo je puno važnije. Da Vincijeva skica sadržavala je neprocjenjivu ideju, a stoljećima kasnije drugi izumitelji i znanstvenici stvorili su pravi leteći stroj.

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

Detalji za znatiželjnike

Zavojna linija je krivulja opisana točkom koja se kreće konstantnom brzinom duž generatrike cilindra kada se jednoliko rotira oko svoje osi. Ova krivulja siječe sve generatore pod jednakim kutovima. Ako na listu papira povučemo nekoliko paralelnih ravnih linija pod kutom 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 osi s istovremenim prijenosom duž nje izvodi ne točkom, već linijom, ona opisuje spiralnu površinu u prostoru. Dakle, segment koji jednim krajem klizi po zavojnoj liniji, a drugim po osi cilindra, opisuje helikoid (od grčkog ελικος - spirala, vijuga).

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

Glavni rotor je propeler s okomitom osi rotacije – izvor podizanja helikoptera. Uz njegovu pomoć provode se kontrola leta i slijetanje aparata. Ideja korištenja rotirajućeg propelera za letove nastala je u antičko doba i bila je popularna u Europi u srednjem vijeku. Sam dizajn imao je "lopatice" i izgledao je kao propeler.