Гениальные изобретения титана Возрождения
Флоренция – это город, полный тайн. Титаны Возрождения зашифровывали в картинах, фресках и скульптурах скрытые смыслы и знаки, над разгадкой которых и поныне бьются не только досужие любители кодов и артефактов, но и сотрудники серьезных государственных структур разных стран. Достаточно вспомнить романы Дэна Брауна «Код да Винчи» и «Инферно», а также экранизации этих книг с Томом Хэнксом в главной роли, чтобы понять, как много интересного можно найти во флорентийских башнях, дворцах, соборах и монастырях.
Но сегодня речь не о картинах да Винчи, а о его гениальных изобретениях, в которых Леонардо на несколько веков опередил время. Ведь это именно он еще пятьсот лет назад составил подробные чертежи акваланга, танка, парашюта, вертолета, дельтаплана и многих других машин и механических конструкций, которые, как считается, были изобретены значительно позже.
Больше того, он защитил свои изобретения хитрыми приемами, внеся в каждый чертеж одну или несколько ошибок, каждая из которых делает изобретение нерабочим. Можно было бы подумать, что Леонардо и на самом деле чего-то недосчитал и в чем-то ошибся. Однако сравнение разных чертежей одного и того же изобретенного им механизма показывает, что ошибки в них различаются, то есть у изобретателя есть верные решения по всем вопросам. Следовательно, изменения внесены намеренно.
От кого защищал Леонардо придуманные им машины? От недобросовестных конкурентов, которые могли бы воспользоваться его чертежами и заработать на этом? Может быть, и так. Но куда важнее другое. Да Винчи не хотел, чтобы машины и механизмы, способные повлиять на исход сражений и войн, попали в недобрые руки.
Это не значит, что гений Возрождения не продавал своих изобретений. Он строил осадные машины и иные приспособления для ведения войны и по заказу Медичи, правивших в разные годы во Флоренции, и по заказу Сфорца, властвовавших в Милане, и по заказу французского короля. Как саркастически заметил герой романа Гюнтера Грасса, титаны Возрождения строили осадные машины, когда их прекрасные мадонны не пользовались спросом.
Сегодня во Флоренции работает специальный музей, в котором воссозданы несколько десятков машин и механизмов, придуманных Леонардо. При посещении Флоренции, обязательно приведите сюда детей, особенно мальчиков. Но и взрослым интересно посмотреть на все эти прототипы современных машин, которые пятьсот лет назад казались современникам фантастическим бредом гения, но которые и сам гений решил спрятать от посторонних глаз.
Оптика была популярна во времена Леонардо и имела даже философский оттенок. Здесь представлено несколько машин для изготовления зеркал и линз. Вторая сверху предназначена для создания вогнутых зеркал, третья - для их шлифовки, четвертая - для производства плоских зеркал. Первая и последняя машины дают возможность шлифовать зеркала и линзы, делать их поверхность гладкой, одновременно преобразуя вращательное движение в переменное.
Известен также проект (выполненный Леонардо между 1513 и 1516 г. во время его пребывания в Риме) большого параболического зеркала, имеющего множество граней. Он был задуман для нагревания котлов в прачечной путем концентрации солнечной энергии.
АРТИЛЛЕРИЯ
Килевидные снаряды
Экспериментируя с потоками воды, Леонардо пришел к выводу о влиянии воздуха на траекторию полета пушечных ядер. Эту проблему он решил с помощью килевидных снарядов, актуальных и в наши дни. Они имели аэродинамический контур и направляющие крылья.
Пулемет Скорострельные орудия
Эта конструкция была названа ученым "мушкет в форме органной трубы". На телеге устанавливались три стойки со стволами (по 11 стволов на каждой) мощностью в 33 заряда. Установка вращалась. Когда одна стойка стреляла, вторая перезаряжалась, а третья остывала, то мощность огня повышалась и создавалась непрерывность обстрела. Орудие снабжалось винтовым механизмом, регулирующим подъемник.
Большое внимание Леонардо уделял проектированию автоматического огнестрельного оружия. Для повышения мощности и скорости огня он расположил веером множество стволов.
ТКАЦКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Пластинчатый шпиндель
.....................................................................
Реальная инновация Леонардо в ткацкой сфере - это пластинчатый шпиндель, который дает возможность машине тянуть, скручивать и наматывать одну нить на три разные катушки. Шпиндель и пластина (ребро) движутся одновременно, но каждый из них делает разное число оборотов. Ребро скручивает нить и дает ей возможность наматываться на катушку быстрее, чем это делает шпиндель, Шпиндель движется переменно, вращаясь. Он "приходит и уходит", за счет чего, нить наматывается в спирали по всей длине катушки.
Машина для изготовления канатов
Текстильная промышленность всегда была широко развита в Тоскане и Ломбардии. Леонардо изучал машины для намотки, изготовления канатов и обработки тканей. Чтобы сделать веревку (канат) надо было переплести несколько прядей (каждая прядь состоит из отдельных нитей). Для этого Леонардо разработал машину, приводимую в движение рукояткой. При помощи блоков (воротов) она поворачивала устройство, к которому были прикреплены переплетаемые пряди (на этом рисунке - только три пряди). В машине, изображенной на этом рисунке, прядей гораздо больше. Они собраны в полукруг барабана, на котором поворачиваются блоки (вороты).
МЕХАНИЗАЦИЯ ТРУДА
Дноуглубительный снаряд (драга)
Для очистки каналов Леонардо изобрел драгу, помещаемую между двумя лодками и снабженную четырьмя лопастями. Лопасти приводились в движение рукоятью. По замыслу, собранный со дна ил складывался на плот, укрепленный между двумя лодками. При повороте колеса трос, привязанный к берегу, наматывался на барабан, что автоматически передвигало установку.
Ось вращения барабана можно было перемещать вертикально и тем самым регулировать глубин}" выборки грунта.
Пидравлическкая пила
Поток воды приводил в движение колесо, которое, в свою очередь, двигало вертикальную пилу и тележку со стволом дерева. Таким образом, весь процесс распиливания становился автоматизированным.
АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЕ
Коробка передач
Этот механизм предназначен для выработки различных скоростей, необходимых для работы часов, станков и транспортных средств. Он имеет отношение к современной коробке
передач.
Три зубчатых колеса жестко соединены друг с другом и выстроены вдоль радиуса наибольшего из них, названного "планетарио ". Центральное колесо приводится в движение извне при помощи рукоятки и передает момент движения соседнему колесу. Только среднее колесо независимо от "планетарио ", другие два жестко с ним связаны. В момент предачи движения от центрального колеса к внешнему, "планетарио " поворачивается, но со скоростью, меньшей по сравнению с первоначальной. Вращение внешнего колеса на его собственной оси относительно окружности "планетарио " называется "эпициклоидальной кривой".
Автомобиль
На этом знаменитом рисунке прототип современного автомобиля. Самодвижущаяся телега движется с помощью сложного арбалетного механизма, который передает энергию приводам, соединенным с рулем. Задние колеса имеют дифференцированные приводы и могут двигаться независимо. Четвертое колесо соединено с рулем, при помощи которого можно управлять телегой. Первоначально это транспортное средство предназначалось для увеселения королевского двора и относилось к тому ряду самодвижущихся машин, которые были созданы другими инженерами средневековья и Возрождения.
АНЕМОМЕТР
Это и есть те самые "легкие и прочные мосты", обещанные Леонардо в его письме к Моро. Они без особого труда могли быть построены из доступных материалов (небольших стволов деревьев). удобны в транспортировке (при помощи канатов) и предназначались, в основном, для военных целей. Облегчая форсирование рек, такие мосты способствовали быстрому и скрытному передвижению поиск, что создавало фактор неожиданности и вело к успешному исходу сражения. Леонардо разнил законы статики и сопротивления материалов и использовал их и конструкции данных мостов.
Мост изготовлен из бревен, связанных вместе канатами, собранными таким образом, чтобы полнились две арки. Перекладины их соединяющие определяют ширину моста. Доски, которые образуют мостовую, закреплены на этих перекладинах.
АРТИЛЛЕРИЙСКАЯ ПОВОЗКА
Эта повозка использовалась для перевозки артиллерийских орудий; посредством захвата клещами и канатами ствол орудия закреплялся, а затем приподнимался с помощью винтового механизма. Повозку передвигали животной силой.
ВЕЛОСИПЕД
Рисунок этого велосипеда, найденный среди бумаг Леонардо, был слишком неожиданным чтобы не вызвать недоверие и сомнение ученых. Он явился на свет в течение реставрационных работ Атлантического Кодекса после разъединения двух половинок листов, наклеенных Помпео Леони в конце XVI века на один лист, отнесенный к названному Кодексу. Рисунок, находясь на обратной стороне листа, который Леони разделил пополам, оставался невидимым более трехсот шестидесяти лет, и никто, естественно, не мог за это время что-то дорисовать или дописать в него.
Согласно одной из версий, рисунок мог быть сделан Салаи , учеником и моделью Леонардо. Его имя на самом деле всего лишь слово, написанное на листе. Ученик копировал рисунок мастера. Цепной привод с зубчатыми колесами несомненно восходит к рисунку да Винчи из Мадридского Кодекса, который никто не знал до 1966 г.
ВИНТ САМОЛЕТА
Модель представляет собой основу, в которую вставлен винт, сделанный из льняного холста.
Леонардо полагал, что если очень быстро раскрутить винт (в своих записках он не объяснял с помощью какого источника энергии или силы), то конструкция взвинтится, приподнимаясь в воздух.
Это один из наиболее известных рисунков Леонарда да Винчи, в котором некоторые ученые видят прародителя современного вертолета.
ВИНТОВОЙ ПОДЪЕМНИК
Колонна, одним концом поставленная на телегу и другим концом помещенная под каркасом подъемника, поднимается при помощи вертикального винта, прикрепленного к самой колонне. Люди на верхней платформе крутят винт и, подняв колонну, ставят ее в заданную точку с помощью приспособления, которое передвигает весь механизм.
ВЫДВИГАЮЩАЯСЯ ЛЕСТНИЦА
Леонардо создал портативную лестницу для штурма, одной из составных частей которой являлся "зубчатый винтовой" механизм. Он удлинял, укорачивал, поднимал и опускал лестницу.
Леонардо, после наблюдения за сценами сражений, проектирует лестницу как военную машину, идеально подходящую для штурма стен осажденных дворцов и крепостей, так как для противника было бы очень трудно отразить атаку.
В наши дни данный механизм находит применение при спасении людей на пожарах.
ГИДРОСКОП
Прибор представляет собой весы с двумя чашами. На одну чашу весов помещался воск, а на другую губка в количестве, необходимом для уравновешивания. Губка, по мере впитывания влаги из воздуха, становилась тяжелее и под весом ее тяжести чаша опускалась, а вертикальный отвес указывал значение влажности на отметках горизонтально расположенной перекладины.
КРЫТАЯ ТЕЛЕЖКА ДЛЯ АТАКИ ВРАЖЕСКИХ УКРЕПЛЕНИЙ
Защищенная штурмовая установка на передвижной колесной платформе. Приблизившись к стене на соответствующее расстояние, при помощи веревок можно было опустить мостик (закрытый остроконечной крышей) на крепостную стену, что позволяло атакующим добраться до противника не подвергаясь опасности.
ЛЕБЕДКА С ТРЕМЯ СКОРОСТЯМИ
|
|
|
г \ч- /,..;, |
Лебедка, изобретенная Брунеллески, представляет собой прочную структуру, приводимую в движение при помощи пары быков. Посредством двух горизонтальных колес вертикальный столб приводит в движение горизонтальный цилиндр, который, в свою очередь, тащит другой горизонтальный цилиндр. К этим горизонтальным цилиндрам, которые имеют разные диаметры, монтированы веревки, служащие для поднятия грузов. В зависимости от веса поднимаемого груза можно выбрать три разные скорости подъема. Машина была также снабжена устройством безопасности, которое препятствовало вращению цилиндров в обратную сторону. Винтовое устройство позволяет поднимать или опускать столб, приводящий в движение всю конструкцию. Данная операция, в свою очередь, позволяет изменить направление вращения горизонтальных цилиндров и, таким образом, переключаться от подъема к опусканию груза, без необходимости отпрягать животных и впрягать их снова в противоположном направлении.
МАСЛЯНЫЙ ПРЕСС
Традиционным сельскохозяйственным механизмом Тосканы являлся масляный пресс. Он был снабжен элементарными технологическими приспособлениями, облегчающими ручной труд (противовесы и колесные механизмы).
Верхний горизонтальный рычаг, изгибающийся справа и с противовесом слева, своим поступательным движением вращая зубчатое колесо, которое является материнским винтом по отношению к вертикальной спирали, создает давление на мешок, содержащий оливки.
МАШИНА ДЛЯ УСТАНОВКИ КОЛОНН
Основание столба опирается на пару колес, которые приводятся в движение как горизонтальным, так и наклонно расположенным канатом. Горизонтальный канат требует меньшего усилия, что обусловливается суммарным трением нижних и верхних колес. Это усилие остается постоянным т.к. насколько оно увеличивается внизу, настолько же уменьшается наверху. При использовании наклонно расположенной веревки по мере передвижения нагрузка увеличивается и в конце полностью переноситься на саму веревку.
МОДЕЛЬ ПРОПОРЦИЙ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА ПО ВИТРУВИЮ
После освоения основ арифметики и грамматики юный Леонардо попадает в мастерскую Верроккио где изучает искусство рисования и скульптуры. Часто в мастерских приходилось реализовывать проекты разных архитекторов, поэтому были необходимы более глубокие знания геометрии обязательные также в изучении человеческих пропорций и перспективы.
Леонардо всегда интересовал мир геометрии, о чем свидетельствуют его многочисленные рисунки.
Известный рисунок Леонардо да Винчи человек, вписанный в круг и квадрат, представляет собой ни что иное как иллюстрацию теорий Витрувия (жил в I веке до н.э.), являющихся основой для изучения архитектуры.
Архитектор Витрувий в своем произведении об архитектуре полагал, что меры человека природой распределены таким образом, что «если ты настолько раздвинешь ноги, что понизишься головой на 1/14 своей высоты, и настолько раздвинешь и поднимешь руки, что вытянутыми пальцами ты коснешься линии самой верхней части головы, то знай, что центром крайних точек раздвинутых членов тела будет пупок и пространство, находящееся между ногами, составит равносторонний треугольник».
МОСТ С СОВМЕЩЕННЫМИ ПРОЛЕТАМИ
Два находящихся друг над другом пролета моста соединены между собой перекрестьем балок в форме Андреевского креста.
Скрещенные балки концами совмещены друг с другом и представляют собой сетку вертикальных ромбов, каждый из которых усилен дополнительной балкой по вертикали.
В верхний угол фигуры, представляющей Андреевский крест, вогнаны (вставлены) горизонтальные балки, на которых держится верхний пролет моста.
Давление, оказываемое весом самих балок, позволяет диагоналям быть в постоянном натяжении/напряжении, что призвано придать им дополнительную прочность. Это создает превентивное натяжение, которое должно противостоять силе тяжести всего моста. Этот принцип, по словам Леонардо, и делает всю конструкцию по истине <нерушимой>.
ОДОМЕТР НА ТЕЛЕЖКЕ
Устройство для точного подсчета расстояния. Формой напоминает тачку, имеет два зубчатых колеса: вертикальное проходит одну зарубку всякий раз, как поворачивается ступица колеса на земле. Каждый раз, как вертикальное зубчатое колесо заканчивает оборот, внутренний выступ двигает другое, горизонтальное колесо. В нем есть отверстия, через которые выпадает в специальный контейнер камень, когда устройство проходит еще одну зарубку. Сбор и подсчет этих камней дает возможность подсчитать количество оборотов колеса на земле и тем самым измерить расстояние.
ПАРАШЮТ
Модель сделана на основе деревянной рамы в форме квадрата, в углах которого фиксируются такие же деревянные направляющие, сходящиеся в одной точке в центре относительно базовой рамы. По направляющим закрепляется материал, так чтобы он закрывался, образовывая форму вытяжного колпака. К четырем углам базовой рамы крепились веревки, в нижней точке которых привязывался человек.
«Если у человека есть тент из плотной ткани, каждая из сторон которого составляет 12 дайн руки (длина руки равна 60 см) и высота - 12, то он может прыгнуть, не разбившись, с любой значительной высоты".
В действительности же представляется затруднительным, чтобы парашют Леонардо позволил безопасный спуск, поскольку воздух, который собирается в куполе, не найдя выхода, разорвал бы на куски всю конструкцию.
ПОВОРОТНЫЙ МОСТ
По замыслу Леонардо, этот мост представляет собой единый пролет параболической формы, прикрепленный к одному берегу реки при помощи вертикального шарнира, на котором он вращается. Перекидывание моста на другой берег осуществляется за счет канатов и лебедок, а также колес и металлических валиков, обеспечивающих его скольжение. Кроме того, для него предусмотрен кессон, являющийся противовесом при балансировке и маневрировании подвешенного в воздухе моста в процессе его опускания на противоположный берег. В основном мост предназначался для военных целей, однако имел большую важность также и для использования в мирных целях, в особенности при пересечении судоходных каналов и небольших ответвлений моря в портах.
ПОВОРОТНЫЙ ПОДЪЕМНЫЙ КРАН
В работе этого подъемного крана предусмотрены три основных движения: поднятие, перемещение и вращение груза.
Рабочий, отвечающий за поднятие, находился на нижней платформе, где веревка накручивалась и скручивалась с барабана до необходимой длины. На верхней платформе находился рабочий, отвечающий за операции перемещения груза и его вращения, которые осуществлялись при помощи штурвала и длинного винта с правосторонним вращением с одной стороны и с левосторонним с другой.
Вращение производилось с земли при помощи веревок, закрепленных за два кольца в крайних точках горизонтальной выносной стрелы крана.
ПОДЪЕМНЫЙ КРАН (БРУНЕЛЛЕСКИ)
|
|
Размер этого подъемного крана был, по крайней мере, 20 метров в высоту. Вероятно, он использовался при заключительной фазе строительства закрытие отверстия в верхней точке купола церкви Санта Мария дель Фиоре , или для позиционирования тяжелых каменных блоков при строительстве лантерны (восьмигранный фонарь, замыкающий купол Брунеллески). Вертикальный столб подъемного крана, управляемый длинным штурвалом, мог вращаться на 360 градусов. Груз и противовес передвигались одновременно (сходясь или расходясь) так, чтобы сохранять кран в постоянном равновесии с его собственным вертикальным столбом. Колесо в основании этого столба служило для уменьшения трения, создаваемого вращением базовой платформы. Груз поднимался или опускался с помощью вертикального винта, снабженного тремя растяжками, что обеспечивало ровное удержание груза в одной плоскости во время его переноса. Чтобы подъемный кран работал, были необходимы 4 группы рабочих: первая - поворачивала подъемный кран, две другие приводили в движение винты для радиального передвижения груза и противовеса, и четвертая группа приводила в движение вертикальный винт.
ПОДЪЕМНЫЙ КРАН НА ТЕЛЕГЕ
Вращающийся подъемный кран-башня, который не предусматривает перемещение грузов вдоль башенной стрелы. На подлинном рисунке фигурирует надпись «для прикрепления к пеньковым канатам» и, если бы их не было четыре штуки, что, таким образом, делает кран неподвижным, казалось бы, что он может перемещаться с помощью телеги, на которой монтирован.
До сих пор остается загадкой функция этого подъемного крана. Принимая во внимание очень маленькие размеры башенной стрелы, возможно предположить, что кран предназначался для строительства башен, куполов и колоколен.
ПОДЪЕМНЫЙ КРАН С КОЛЬЦЕВОЙ ПЛАТФОРМОЙ №1
Фонарь купола (самая верхняя часть купола в виде восьмигранника) был сооружен после смерти Брунеллески (1446) с использованием замысленной им машины. Основная часть представляла собой подъемный кран, две слегка отличающиеся версии которого использовались на практике.
В первой своей версии машина располагалась в центре отверстия в куполе с окружностью внутреннего основания по периметру восьмигранника, в форме которого возводились стены фонаря. Подъемный кран представлял собой выносную стрелу, поворачивающуюся на 360 градусов, с системой винтов, которая помимо поворота позволяла поперечное перемещение грузов. Платформа подставки поднималась с помощью винтов. Подъемный кран поднимал и с большой точностью располагал тяжелые мраморные блоки, которые составляют нижнюю часть фонаря.
ПОДЪЕМНЫЙ КРАН С КОЛЬЦЕВОЙ ПЛАТФОРМОЙ №2
Модель данного подъемного крана представляет собой вторую версию машины, которая использовалась при строительстве фонаря купола (самая верхняя часть купола в виде восьмигранника).
Этот подъемный кран, кроме поворачивающейся выносной стрелы, также имел лебедку и снасти, которые позволяли поднимать и позиционировать грузы внутри диаметра базовой платформы. Передвижение крана было возможно благодаря колесам, расположенным в нижней и центральной частях кольца базовой платформы.
ПРОЖЕКТОР
Идея прожектора возникла из сценических потребностей. Он представлял собой ящик, с одной стороны которого располагалась большая стеклянная линза, а внутри находилась свеча. Так Леонардо создавал "интенсивный и широкий свет".
РЕЗАТЕЛЬНАЯ МАШИНА
|
|
Работа этой машины была полностью автоматизирована: падающий отвес разматывал трос и при помощи приводов и рычагов приводил в движение тяжелый резак, который поднимался и опускался, а также ту часть материала, которую предстояло резать. Полная автоматизация не только облегчала труд человека, но также и давала стандартную продукцию, что является прообразом современного производства.
СЕПАРАТОР МУКИ
Леонардо прикладывал свои усилия также для совершенствования процессов перемалывания зерна. На многих его рисунках изображены мельницы, которые используют более эффективно силу водного течения или ветра.
На представленном рисунке Леонардо спроектировал любопытную машину для перемалывания зерна, которое по желобу скатывалось в матерчатый рукав. Далее этот рукав начинал вибрировать при помощи шеста, соединенного с приводами мельничного колеса так, чтобы мука высыпалась из мешка, отделяясь от шелухи.
ТАНК
|
|
|
|
Идея крытого вагона-платформы, атакующего вражеские ряды во главе наступающих войск, возникла в средние века и была с энтузиазмом подхвачена в XIV столетии. Леонардо да Винчи разработал тяжелый фургон в форме черепахи, вооруженный со всех сторон пушками и окованный броней. Проблему перемещения этой платформы надеялись решить при помощи парусов, но вместо этого Леонардо предложил поместить внутрь вагона 8 человек, приводящих его в движение, используя передаточный механизм, соединенный с колесами. Он даже подумывал о замене людей лошадьми, но мысль о том, что животные могут запаниковать, находясь в таком тесном и шумном пространстве, разубедила его.
ТЕЛЕГА-КОСИЛКА
Леонардо упоминал и платформы, оснащенные косами, которые существовали еще в Древнем Риме и были им усовершенствованы: "Эти "косилки" были разнообразны и часто причиняли огромные повреждения как союзникам, так и врагам... против этих повозок должны быть выставлены стрелки из луков и арбалетов, метатели пращей и всех видов дротиков, пик, камней, огня. Все это, а также барабанный бой и крики испугает лошадей, и те, скинув узду, понесут..."
ТЕЛЕЖКА С ДУБИНКАМИ
Рисунки тележек с вооружениями часто встречаются в манускриптах Леонардо. Здесь представлена тележка с дубинками. С помощью системы передач механическое движение колес при их вращении передается на вертикальную ось, соединенную с четырьмя выносными стрелами-дубинками. При вращении дубинки поражают кавалерию противника.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТТАЛКИВАНИЯ ПРИСТАВНЫХ ЛЕСТНИЦ ПРОТИВНИКА
Леонардо разработал много простых, но в то же время эффективных систем обороны. Например, если противник пытался поставить вдоль стен приставные лестницы, чтобы взобраться по ним при штурме, то их можно было оттолкнуть при помощи длинного стержня, спрятанного в стене и выдвигающегося наружу при помощи рычага. Рисунок, на котором изображено устройство для отталкивания приставных лестниц противника, говорит сам за себя.
ЭКСКАВАТОР №1
Экскаваторы Леонардо были предназначены скорее для подъема и транспортировки вырытого материала, чем для рытья, как такого. Это облегчало труд рабочих. Существует версия, по которой экскаваторы разрабатывались для реализации проекта отведения р. Арно . Предполагалось вырыть ров шириной 18 м и длиной 6 м. Рисунки дают представление о размерах машины и канала, который предстояло выкопать. Подъемный кран со штангами разной длины был интересен тем, что мог использоваться с несколькими противовесами на двух или более уровнях экскавации. Стрелы крана поворачивались на 180° и перекрывали всю ширину канала. Экскаватор устанавливался на рельсы и, по мере продвижения работ, передвигался вперед при помощи винтового механизма на центральном рельсе.
ЭКСКАВАТОР №2
В течение периода войны между Флоренцией и Пизой Леонардо поступил запрос от правительства Флоренции относительно возможности отклонения течения реки Арно с целью затопления города Пизы и, таким образом, вынуждения ее к капитуляции. Леонардо посвящает время изучению пизанской территории с особым вниманием к ее гидрографическим аспектам,
К участию в проекте могут быть отнесены и два рисунка экскаватора, найденные в Атлантическом Кодексе (Codice Atlantico ). Два листа указывают на различное функционирование двух гигантских механизмов: таким способом Леонардо мог особо подчеркнуть превосходство им предложенного механизма (экскаватор №1) по сравнению с традиционным (экскаватор №2, представленный на рисунке).
Согласно же версии других ученых, проект нового экскаватора может быть отнесен к исследованиям Мастера, проводимым в первые годы начала XVI века с целью углубления и расширения реки Арно для преобразования ее в судоходную.
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.
Вертолет и дельтоплан
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.
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.
Просмотров: 4269Одной из наибольших загадок жизни Леонардо да Винчи, помимо всемирно известной улыбки Моны Лизы, является книга его эскизов "Codex Atlanticus" (Атлантический кодекс), на страницах которой среди целого ряда технических разработок умелой рукой выведены очертания транспортного средства, именуемого нынче велосипедом, и иного более совершенного механизма – предка современного автомобиля. В 1493 году Леонардо да Винчи сделал рисунок, на котором изобразил транспортное средство с рулем, двумя спицованными колесами равного размера, силовыми педалями, цепью и звездами.
Увидев эскизный рисунок велосипеда на обороте одного из листов Атлантического кодекса в 1974 году после завершения её реставрации, в головах ученых зародилась романтическая догадка – первый велосипед изобрел почти за 300 лет до Карла фон Дрейза итальянский художник, инженер и гениальный конструктор Леонардо да Винчи.
Велосипед начал свою историю с изобретения колеса. Как известно, колесо впервые начало массово использоваться при изготовлении самоходных колесниц римлян. А дальше – всё пошло, поехало: телеги, велосипеды, машины, поезда, трамваи. Любое из этих транспортных средств воспринимается нами сегодня как что-то привычное, казалось бы, существовавшее всегда, но все же, невольно возникает ряд вопросов: с чего и с кого все началось, кто первым изобрел эти гениальные механизмы для путешествий? Возьмем, к примеру, велосипед - казалось бы, совсем простое транспортное средство, но до чего же необыкновенное, не сравнимое ни с чем иным. Откроешь учебник истории – найдешь уйму теорий происхождения чего-либо, так и с велосипедом – "первооткрывателей" много, но кто из них истинный - поди разберись. Непростой анализ исторических фактов наталкивает на мысль, что все-таки первым человеком, приблизившимся к идее создания велосипеда, был Леонардо до Винчи, а не кто-нибудь другой.
Велосипед с педалями и рулем официально был запатентован Пьером Лаллементом в США в 1866 году. Купив патент, производитель Альберт Aвгуст Папа заработал целое состояние, продавая велосипеды Columbia. Велосипеды же с цепным приводом, больше всего похожие на модель из чертежа Леонардо да Винчи, выпустил в 1884 году английский промышленник Джеймс Стерли.Именно появление этого велосипеда ознаменовало расцвет велосипедной промышленности в 1890-е годы.
Итак, как же был открыт рисунок велосипеда Леонардо да Винчи . В 1966 году монахам реставрационной лаборатории аббатства Гроттаферрата, расположенного недалеко от Рима, было поручено восстановление сборника рисунков-эскизов итальянского художника Леонардо да Винчи именуемого "Атлантическим кодексом". Обязательства по проведении реставрации были установлены договором, подписанным префектом Амброзианской библиотеки Милана – монсеньором Пареди, и директором реставрационной лаборатории из Гроттаферрате – Даниэлем Барбеллини. Данный договор до сих пор хранится в архиве. В одной из фундаментальных статей договора указывалось, что никто не должен быть допущен до оригинала эскизных работ Леонардо да Винчи, кроме ответственного за реставрацию персонала, и это положение строго в последующем соблюдалось.
В процессе реставрации монахам удалось отделить около 1300 листов с фрагментальными рисунками, которыми в последующем были систематизированы и образовали нынешний "Codex Atlanticus". На одном из листов довольно небрежным взмахом карандаша с грифелем цвета охры был создан эскиз велосипеда.
Профессор Аугусто Маринони, который занимался расшифровкой надписей в работе, датировал сборник "кодекса" 1493 годом, исходя из надписи на лицевой странице. Маринони одним из первых подтвердил подлинность того, что рисунок XV века является эскизом велосипеда с цепным приводом. Этот эскиз впервые визуально отобразил принцип передачи движения с одного колеса на другое при помощи цепи.
По сей день сборник работ Леонардо да Винчи "Codex Atlanticus" хранится в Амброзианской библиотеке с соблюдением исключительных мер безопасности. Прототип же велосипеда, собранный по рисунку-чертежу да Винчи, на данный момент вместе с оригиналом его чертежа выставлены в качестве экспонатов Музея науки в Бостоне. Хоть историческая ценность эскиза велосипеда Леонардо да Винчи не единождыподтверждалась целым рядом неоспорымых фактов, некоторые скептики до сих пор сходятся во мнении, что рисунок велосипеда, якобы сделанный в блокноте известного художника эпохи Ренесанса, является подделкой, и нарисован нашим современником для того, чтобы наделить Леонардо ещё большей славой. Бытует также мнение, что рисунок велосипеда принадлежит не Леонардо да Винчи, а его ученику Джаному Джакомо Капротти. Подобное утверждение опирается на тот факт, что знаменитый рисунок велосипеда сделан графитом – материалом, открытым лишь спустя десятилетие после смерти Леонардо (1519) в 1564 г. в английском графстве Камберленд. Стоит ли верить скептикам и где искать правду? Неужели графит не мог быть открыт кем-то ранее 1564 года, ведь неоднократно в истории встречались подобные моменты. Можно предположить и то, что рисунок в эскизный дневник Леонардо да Винчи перенес с утерянного оригинала немного позже его ученик Капротти. Возможно потому, что эскизы Леонардо да Винчи, собранные в Атлантический кодекс, были найдены довольно неожиданно лишь спустя многие годы после его смерти, и только после того, когда ряд открытий было присвоено иным интеллектуалам, - подлинность рисунков вызвала недоверие и споры среди ученых.
Велосипед с педалями – далеко не главное сухопутное средство передвижения, придуманное Леонардо да Винчи. Самодвижущаяся тележка со сложным рессорным механизмом – явный прототип современного автомобиля – также была придумана гениальным флорентийским изобретателем и художником, сыном нотариуса Пьеро да Винчи. Предполагается, что данная идея зародилась в голове Леонардо в 1478 году.
Самоходная повозка размером 1 x 1 х 1 метр должна была приводиться в движение энергией двух плоских пружин. Сложный передаточный механизм транспортировал энергию к проводам, соединяемым с рулем. Задние колеса с дифференциальным приводом могли двигаться независимо. Рулевой механизм должен был располагаться в задней части самодвижущейся тележки. Благодаря соединению переднего маленького колеса с рулем можно было управлять повозкой. Предполагают, что придумано данное изобретение Леонардо да Винчи было с целью перемещения театральных декораций во время королевских праздников.
Итальянским ученым удалось воспроизвести по эскизам да Винчи модель предлагаемой им повозки. Во время проведения испытаний деревянная модель тележки, оснащенная пружинным мотором и рулевым механизмом, смогла развить скорость в 5 км/ч.
Леонардо да Винчи взмахом руки создал на бумаге первую модель автомобиля, велосипеда , вертолета, планера, парашюта, акваланга, подводной лодки, танка и пулемета. Большинство из его разработок имели не совсем соответствующие современной технике пропорции, но идеи... Идеи да Винчи были первыми, и что ни есть самыми настоящими и реальными, хоть и опережающими свое время, но уже имеющими полное право на жизнь. Военная, самоходная и летательная техника – все это оказалось предметом труда гениального ученого, жившего в XV веке. Большая часть этих проектов так и не была реализована при жизни да Винчи, и нашла применения лишь спустя несколько веков. Находка рисунков Леонардо да Винчи открыла завесу ещё на один его талант - способность предвидеть и смотреть далеко вперед. Таким способностям нельзя не восторгаться!
В этой части подборки изобретений Леонардо да Винчи мы поговорим о прочих интересных изобретениях гения. Здесь подробнее будет рассказано о различных станках, механизмах и измерительных устройствах, без которых ни заработала бы ни одна машина Леонардо, а также об устройствах, которые могли сильно упростить жизнь людям Средневековья.
В наше время каждый из нас может купить себе зеркало в ближайшем строительном или мебельном магазине.
Вообще, возможно, что Леонардо плохо себе представлял, что получится в итоге. На фотографии выше вы можете видеть пример такой комнаты. Человек начинает видеть «бесконечное» число отражений, поэтому большинство людей начинают испытывать головокружение в таком пространстве очень быстро.
Изобретение шариковых и роликовых подшипников
Шарикороликовый подшипник со скользящим кольцом
Леонардо да Винчи изобрёл шариковый подшипник где-то в районе 1498-1500 годов. Он проектировал его для того, чтобы снизить трение между пластинами, которые будут находиться в его знаменитой конструкции вертолёта. Хотя его концепт вертолёта вряд ли бы когда-нибудь полетел в силу принципиальных ошибок в конструкции, так как вес машины и людей, которые должны были приводить его в движение, был больше, чем сила, необходимая для подъёма вертолёта в воздух — по этой причине птицы имеют мощную грудь, так как соотношение мощности и веса немного превосходит человеческую. Вертолёт не удался, но подшипник имел другую историю.
Реконструкция шариково-роликового подшипника Леонардо да Винчи. Скользящее кольцо специально сделано прозрачным, чтобы мы могли наблюдать внутреннее устройство механизма.
Подшипник — это не самое удивительное изобретение, но оно определённо крайне необходимо в любой современной технике. Если у вас что-то вращается, то там скорее всего есть подшипник. Шариковые подшипники необходимы для вращения приводных валов, а также при работе конвейера в супермаркете или на производстве.
Леонардо предвосхитил большинство сегодняшних технических принципов, изучая механизм трения. К примеру, он обратил внимание на то, что три подшипника, которые размещены под шпинделем, лучше предотвращаются трение и более оптимальные в использовании, чем, скажем, четыре шарикоподшипника, так как при использовании четырёх, будет происходить рост нагрузки и силы трения, так как один из четырёх подшипников не будет задействоваться постоянно
Различные тексты и эскизы Леонардо да Винчи, посвящённые трению (слева), а также модель шпинделя с тремя шариками (справа).
На видео ниже вы можете посмотреть, как вращается данных механизм с подшипниками:
Усовершенствование зубчатого колеса
В своём Кодекс Атлантико Леонардо предложил усовершенствование для зубчатого колеса, которое было хорошо известно ещё во времена Архимеда в II веке до нашей эры.
Леонардо в целом старался модернизировать любые механизмы, которые использовались для приведение чего-либо в движение, он старался найти наиболее оптимальные варианты конструкций. Мы уже посмотрели много работ Леонардо, поэтому вы могли заметить, что зубчатое колесо совместно с цевочной шестернёй применяется Леонардо ни один раз. Цевочная шестерня — это два диска, между которые имеются цилиндры, в которые попадает «зуб» колеса.
Вращая рукоятку, соединённую с цевочной шестернёй, можно приводить в движение зубчатое колесо. При этом конструкция может работать и наоборот. Похожие конструкции можно увидеть в современных часовых механизмах.
Автоматическая намотка нити на катушку
В Кодекс Мадрид Леонардо рисует эскиз механизма, способного трансформировать постоянные вращения рукояти в возвратно-поступательное движение. Механизм предназначался для текстильной машины, где должно было происходить последовательное и равномерное наматывание нити на бобину. Равномерность достигалась за счёт того, что катушка двигалась туда-сюда, поэтому нить наматывалась как бы восьмёркой. Процесс наматывания нити становился практически автоматическим, если не считать кого-то, кто должен был вращать рукоять, но это в любом случае значительно упрощало работу.
Автомобиль (самодвижущаяся тележка)
Это лёгкая тележка или, если угодно, прообраз автомобиля. Данный эскизный набросок является одним из самых известных среди работ Леонардо, он изображён в Кодекс Атлантико предположительно в 1478 году. Есть точка зрения, что данная автоматическая тележка предназначалась для театральных выступлений, которые Леонардо устраивал в Милане у короля.
Внизу чертежа механизм работы описан более детально, чем на общем эскизе, он приводится в движение при помощи пружины. Это крайне глубокое прозрение Леонардо, ведь теперь механизм можно привести в движение без использования человеческой силы. Чертёж является незавершённым, так как мы не знаем был ли у этой машины кузов, а если был, то как он выглядел.
Интересный факт. Только в 1752 году Леонтий Шамшуренков, являющийся русским механиком-самоучкой, сумел сконструировать «самобеглую коляску», которая приводилась в движение при помощи мускульной силы двух людей.
Эта самоходная тележка ездила по прямой, а также была способна совершать повороты. Интересно, что задние колёса имели дифференциал, то есть могли проворачиваться независимо друг от друга. Чётвёртое колесо, которое не очень хорошо видно на рисунке в верхней части, соединялось с рулём и являлось направляющим для поворотов.
Другой примечательной деталью данного изобретения является тормоз, который придумал Леонардо. Специалисты из области автомобилестроения полагают, что изобретение такой тормозной системы является куда более важным с точки зрения прогресса, чем даже двигатель внутреннего сгорания!
На видео ниже можете посмотреть, как две команды изобретателей-энтузиастов соревнуются в том, у кого из них получится более аунтентичная и технически продвинутая машина Леонардо да Винчи. Также в фильме показано, как современные технологии упрощают нам работу с материалом и позволяют производить достаточное тонкие манипуляции и работы, требующие большой точности.
Велосипед
С изобретением велосипеда дело обстоит не так понятно, как с другими изобретениями Леонардо. Многие учёные-историки сходятся во мнении, что данный эскиз является подделкой, а Леонардо велосипеда не изобретал, более того, никто ранее 1817 года в принципе ничего подобного не изобретал.
В 60-х годах XX-го века бушевали целые баталии по поводу того, кому же принадлежит данный эскиз. Есть точка зрения, что этот набросок сделал один из учеников Леонардо, которого звали Салаи. Он якобы скопировал идею Леонардо или даже просто перерисовал эскиз. Позже появилась точка зрения, что весь эскиз подделка, которую сделали в XX-м веке.
Если внимательно разглядеть рисунок, то можно заметить, что он выполнен графитовым карандашом, изобретение которого произошло много позже смерти Леонардо (читайте также статью про то, ). Также на эскизе изображены нетипичные для Леонардо линии. Он делал свои линии якровыраженными и жирными до такой степени, что они были видны на обратной стороне страницы.
Тем не менее по данному эскизу была сделана модель велосипеда.
Прокатный стан
В 1945 историки нашли свидетельства того, что Леонардо использовать прокатный станок, чтобы сплющивать драгоценные металлы.
Идею Леонардо позже развили и в других европейских странах, правда уже почти 200 лет на то, чтобы техника смогла развиться до уровня прокатки чёрных металлов.
Пресс для чеснока
Данное изобретение интересно тем. что его почему-то постоянно называют «автоматом Леонардо да Винчи» и нигде не поясняют, как же этот автомат работал. Дело всё в том, что это никакой не автомат, а обычный пресс для чеснока. Леонардо был не только музыкантом, военным инженером, архитектором и художником, он также любил вкусно поесть. Леонардо также неплохо готовил на кухне в таверне во Флоренции.
Леонардо стал главным по торжествам и банкетам, но он не сумел навязать свои взгляды на свежую и здоровую пищу, но ему удалось сделать ряд изобретений, который упрощали и автоматизировали работу на кухне. Многие изобретения для кухни почему-то потом толковались как военные машины и оружия, но были на деле мясорубками или формовочными машинами.
Очки
Леонардо также изучал вопросы зрения, как оно устроено и как его можно улучшить. Поэтому в ряде его работ можно встретить различные теоретические и практически наброски в этом направлении. К примеру, здесь на рисунке изображена сфера, наполненная водой, через которую смотрит человек. Благодаря такой сфере человек мог лучше видеть (непонятно правда, решала она вопрос близорукости или дальнозоркости).
Часы и часовые механизмы
Другим страстным увлечением Леонардо да Винчи было время. Он не только конструировал новые варианты часов, но также и модернизировал их механизм.
На севере Италии часовое искусство было традиционным, поэтому во времена да Винчи там было достаточно много часов. Леонардо решил, что и он может внести свой вклад в развитие часовых механизмов. На рисунке выше показано одно примечательное устройство под названием фузея. Это устройство выполнялось в виде конуса и играло роль вырванивателя крутящего момент, который передвался от барабана заводной пружины на ведущую систему колёс в часах. Леонардо на 30 лет определил Якоба Цеха, который также потом разработает данных механизм.
В своё время Леонардо любил часто заходить в аббатство Киаравелле, которое располагалось недалеко от Милана, там он любил лицезреть и исследовать висевшие там гиревые часы, которые служили украшением одной из башен. Часы не только показывали время с точностью до минуты, но также указывали на положение Луны и Солнца в текущий момент. Леонардо внимательно изучал устройство часов, уделяя огромное внимание одному из новшеств ранней эпохи Возрождения — пружинам. На рисунке выше вы можете видеть результаты исследования часов Леонардо.
Как уже говорилось, Леонардо не только создавал часы, но и улучшал существующие. К примеру, его гиревые часы являются прообразом часов, которые позже заводились с использованием пружины, но для гирь требовалось очень большое вертикальное пространство, чтобы они могли вытянутся на всю длину, поэтому Леонардо придумал, как можно было бы обойти данное ограничение. Он разработал систему (изображённую на рисунке выше), состоящую из блоков, которые бы регулировали постепенное опускание гири и уменьшали необходимое вертикальное пространство, а значит делали их более компактными. Также да Винчи старался решить проблему, связанную с потерями энергии, которые происходили, когда пружина раскручивалась. Он старался найти способ компенсации таких потерь. Первой его идеей была ходовой винт — шпиндель, который должен был постепенно заводить пружинный механизм. Далее он совершенствовал данный компенсаторный механизм, чтобы увеличить его устойчивость и крепость.
Леонардо сделал модификацию для пружинного барабана. На его схеме у барабана были зубцы, которые цеплялись за перевернутую спираль в виде конуса. Она в то же время двигала барабан на такое расстояние, которое было нужно спирали, чтобы использовать геликоидальный механизм и рейку с зубцами, располагавшуюся внизу.
Ниже изображены другие схемы и механизмы для часов.
Механизм, регулирующий скорость вращения маятника. Противовес.
Часовой механизм
Вентилятор
Устройство, которое могло бы управлять воздушной массой имеет массу применения, начиная от вентиляции и заканчивая розжигом печей. Вентилятор Леонардо да Винчи представлял из себя цилиндр с лопастями, которые приводились в движение рукой, либо при помощи воды.
Внутри цилиндр был полым и частично заполнялся водой, чтобы гонять его по четырём секциям, создавая области повышенного давления по мере вращения цилиндра. В определённых местах были створки, которые выпускали сжатый воздух.
Модель вентилятора Леонардо да Винчи
Механический молот и наковальня
Ещё одно изобретение, которое опередило своё время — это кулачковый молот. Спустя несколько сотен лет данная машина будет активно применяться в условиях промышленной революции в Европе. Источником движения для этих машин будут паровые двигатели. У Леонардо же это ручка, которую надо вращать, либо соединить с водяным колесом. Такая машина значительно ускоряет сборку машин, состоящих из металлических листов. К примеру, её позже использовали для забивания заклёпок на бронемашинах и кораблях.
Ниже можете посмотреть модель молота:
Машины, использующие подобный принцип, использовались до начала 20-го века, пока не были заменены более совершенными и мощными прокатными станами.
Также можете посмотреть анимацию, если ещё не поняли, как работает данная машина Леонардо:
Гигрометр
Ещё одно простое по своей гениальности устройство, которое измеряет влажность воздуха — гигрометр. Гигрометр Леонардо состоял из весов, на которые водружали вату и воск так, чтобы весы были сбалансированы. Если влажность в воздухе высокая, то влага впитывалась ватой, и та становилась тяжелее, поэтому весы склонялись в сторону ваты. Такое вот незамысловатое устройство, которое вы можете повторить в домашних условиях.
Анемометр
А это измерительное устройство было нужно, когда необходимо было рассчитать силу ветра. Леонардо сделал два вида этих устройств.
Пластинчатый анемометр состоял из пластинки, сделанной из тонкого металла. Пластинку вешали вертикально внутри устройства напротив дуги, на которой были выбиты единицы измерения. Когда воздушная масса встречалась с пластинкой, то она отклонялась, а мы могли посмотреть, какова сила ветра. Наверху также был флюгер, показывающий направление ветра, чтобы мы могли сориентировать прибор по ветру.
Конусообразный анемометр состоял из трубок в виде конусов. Он определял пропорциональность ветра воздухозаборному отверстию в конусе.
Одометр
Не узнаёте это изобретение? Может быть где-то уже его видели? Ведь это тот самый одометр! Устройство, позволяющее измерять пройденный путь, а видеть вы его могли ещё 1500 лет назад, когда его изобрёл , не менее великий изобретатель, чем Леонардо да Винчи.
К данному изобретению удалось найти множество интересных поясняющих схем, поэтому вы сможете легко разобраться, как он был устроен и работал.
Одометр был разработан для измерения дистанции и представлял из себя тележку, которую надо было двигать. Измерения происходили благодаряя серии передач, которые проворачивали колесо, держащее специальные камни, которые падали в ведро под тележкой. В конце пути мы считали камни и узнавали, какое расстояние мы прошли.
Ниже можете посмотреть схему устройства одометра и названия всех его частей:
Камни накапливаются в специально ведре, в которое можно заглянуть, чтобы посчитать камни. Ниже можете посмотреть на устройство механизма счёта:
На рисунке ниже показано, как работает цевочная передача с зацепляющимися шпильками на колесе для счёта расстояния:
Это вид сзади. Здесь видно шасси одометра и червячная передача, которая приводит в движение основное колесо.
В некой примитивной форме одометр даже пытались повторить:
Данный прибор мог теоретически размещаться в летательном аппарате, чтобы измерять угол наклона. Он представлял из себя колокол, внутри которого был подвешен шарик. Если полёт горизонтален поверхности земли, то шарик оказывался в центре круга.
Домкрат
Домкрат необходим в тех случаях, когда нужно преобразовать вращательное движение в поступательное. Благодаря этому можно поднимать тяжёлые объекты, затрачивая при этом немного усилий.
Рукоятка была соединена с зубчатым колесом, которое в свою очередь взаимодействовало с вертикальной рейкой. Таким образом объект поднимался вдоль рейки наверх. Чтобы опустить домкрат, надо было просто начать крутить рукоятку в другую сторону.
Машина для плетения канатов
Тоскана и Ломбардия всегда отличалась тем, что в них была развита текстильная промышленность. Леонардо захотел автоматизировать процесс создания каната.
Канат плёлся следующим образом: сначала брались отдельные нити, которые сплетались в прядь; затем брались пряди и сплетались в канат. Машина Леонардо брала пряди (на рисунке их три) и переплетала их, вращаясь и проворачиваясь. Один конец прядей закреплялся на специальных крючках, а второй их конец закреплялся на вращающемся диске. Крутишь диск и пряди скручиваются.
Прожектор
Так как Леонардо занимался театральными выступлениями, то он хотел добавить в них больше спецэффектов. Одним из таких спецэффектов была игра тенями и освещением. Изначально именно для этих целей и придумывался его прожектор.
Устройства прожектора было простым. Это был ящик кубической формы с отверстием в одной из стенок, внутрь которого была вставлена линза. Внутрь ящика помещалась горящая свеча. Дальше можно было наблюдать, как свет собирался в линзе и Леонардо получал достаточно интенсивное освещение.
Робот Леонардо да Винчи
На эскизе выше изображено то, чем сейчас заняты многие учёные и инженеры в мире — созданием роботов. На эскизе мы видим систему направляющих роликов, но сразу не становится понятно, зачем они нужны. Ниже мы расскажем об этом подробнее, но пока начнём издалека.
Леонардо изучал не только животных, но и человека. Он нарисовал множество замечательных эскизов, посвящённых анатомии человека. Леонардо сумел с удивительной точностью передать строение внутренних органов, костей, мышц, включая даже очень мелкие детали. Профессор Питер Абрамс, занимающийся клинической анатомией полагает, что Леонардо опередил анатомическую науку на целых 300 лет и предвосхитил одну из самых знаменитых работ по анатомии — «Анатомию Грея».
Примеры эскизов анатомии человека, сделанные Леонардо да Винчи
Примеры эскизов анатомии человека
Теперь поговорим подробнее о том, что из себя представлял робот Леонардо да Винчи . Это была человекоподобная машина, которую изобретатель придумал в 1495 году. Схемы робота обнаружились в 1950-х годах. Как и в случае со многими другими изобретениями Леонардо, мы не знаем, была ли его задумка реализована.
Поверх робота планировалось надеть рыцарских доспех, то есть можно предположить, что он имел военное предназначение. Робот мог совершать различные движения руками и отдельно кистями. Частично конструкцию восстановили, поэтому мы можем видеть какие степени свободы были у его конечностей.
Вечный двигатель
Леонардо, как и многие другие изобретатели вплоть до сегодняшних дней, попробовал свои силы в проблеме создания «вечного двигателя». Конечно, вечный двигатель он не создал, потому что начала термодинамики ещё никому не удалось обойти, но несколько занятных работающих эскизов он оставил, а некоторые наоборот даже не двигались.
Леонардо в 1494 году писал:
Ах вы, искатели вечного движения, сколько напрасно химер вы преследовали? Идите и займите своё место подле алхимиков.
Исследования Леонардо о возможности создания вечного двигателя отличались своими тщательными и научными расчётами по сравнению с теми, кто занимался тем же самым в его время. У Леонардо имелось 2 страницы с эскизами различных двигателей.
Рассмотрим ряд конструкций.
Первая конструкция двигателя Леонардо — просто сбалансированное колесо. В этой конструкции вес шарикоподшипников внутри машины всегда будет смещать центр тяжести колеса от центральной точки, тем самым обеспечивая непрерывное вращение. В конструкции 4 дорожки, которые можно увидеть на рисунках ниже
Его вторая конструкция включает в себя рычаги и систему храпового механизма. Конструкция втулки колеса такова, что рычаги фиксируются в одном положении при вращении колеса, а система защёлок и трещоток гарантирует, что колесо будет вращать только против часовой стрелки, как показано на изображении ниже.
Третий и, возможно, самый элегантный дизайн вечного двигателя — это ещё один сверхсбалансированное колесо. Эта конструкция имеет 12 дорожек с шариком в каждой. Центр тяжести снова постоянно смещается движением шаров по криволинейным траекториям во время вращения колеса. Эту конструкцию можно увидеть на рисунках ниже, а в конце будет видео, где всё будет показано в действии.
И, наконец, четвёртый дизайн, который можно считать шедевром машиностроения и концептуального дизайна. Достаточно сложно простыми словами объяснить, как это работает, поэтому ниже будут просто изображения и видео того, как это работает.
А вот видео, где показано, как должны были работать все машины, будь они и правда вечными двигателями: