Nākotnes projekti Leonardo da Vinči zīmējumos

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Ir aktivitātes, kurām vari ļauties, nenožēlojot pavadīto laiku un nākot par labu prātam. Piemēram, aplūkot Leonardo da Vinči zīmējumus un skices – viņa oriģinālo ideju un projektu "dzīvās skices", kuru, šķiet, ir neskaitāmi daudz.

Meistara zīmējumos var viegli atpazīt mums (un Renesanses laikmeta cilvēkiem - inovatīvos) pazīstamos izgudrojumus: no ūdensslēpēm un ūdenslīdēja tērpa līdz izpletnim un planierim. Daudzas viņa idejas palika "projektā": visu veidu mehānismu, ierīču un ēku attēlu veidā uz papīra. Šie zīmējumi ir uzticama autora ideju un pētījumu krātuve. Tie ļauj ieskatīties da Vinči radošajā laboratorijā, iepazīties ar viņa darba metodi un sekot līdzi domu gājienam, kā viņš soli pa solim uzstādīja un risināja sarežģītas tehniskas, būvniecības un citas problēmas.

Atklājumu un izgudrojumu vēsture liecina par to, ka agri vai vēlu noderīgas idejas nāk prātā un tiek liktas lietā. Spilgts piemērs tam, kā tas notiek, ir Leonardo da Vinči zinātniskais un tehniskais darbs. Dzimis pētnieks un izgudrotājs, viņš galvenokārt strādāja ar idejām: dažas ģenerēja pats, citas aizņēmās un attīstīja, vienmēr meklējot tām praktisku pielietojumu.

Vispirms Leonardo sastādīja risinājuma plānu: viņš izveidoja nākotnes struktūras skici, atspoguļojot vispārējo ideju. Pēc tam viņš rūpīgi izpētīja detaļas, uzzīmēja skices un sniedza tām komentārus. Un visbeidzot es saliku visas detaļas vienotā veselumā - gatavā pilnvērtīgā ilustrācijā. Kā atzīmēja viens no mākslinieka darbu pētniekiem, daudzas viņa skices ir "nepabeigtas domas par metodēm un līdzekļiem". Patiešām, pētot šos zīmējumus un zīmējumus, dažreiz ir jāizdomā detaļas un detaļas, kuras trūkst vai kuras da Vinči apzināti izlaida. Bet daži no tiem ir tik pārbaudīti un precīzi, ka pat pēc pieciem gadsimtiem viņu valoda ir saprotama bez vārdiem. Pēc spožā dizainera un izgudrotāja nākamajām paaudzēm mantotajiem zīmējumiem mūsdienu amatnieki spēja izgatavot dažādu ierīču darba modeļus.

Šeit ir cietokšņa torņa skice (1. att.)

Pa kreisi no tā ir diagramma, kurā redzama viena no svarīgākajām ēkas detaļām - spirālveida kāpnes. Tās dizains atgādina slaveno Arhimēda skrūvi, trūkst tikai pakāpienu! Apskatiet zīmējumu tuvāk, un jūs atklāsiet apbrīnojamo arhitekta Leonardo dizainu. Tās kāpnes ir dubultas: vienā tās daļā var uzkāpt tornī, bet otrā - nokāpt, nesaduroties un pat neredzot vienam otru. Abu kāpņu daļu trajektorijas ir nekrustojas spirālveida līnijas (telpiskas līknes, kas vijas ap vertikālu balstu - apaļu stabu konstrukcijas centrā). Katrai kāpņu telpas daļai ir sava ieeja un izeja, un tās modelis ir spirālveida virsma, tā sauktais helikoīds. Īstās kāpnēs ap stabu ir vēdekļveida pakāpieni.

Dubultās spirālveida kāpnes rotā karalisko Chambord pili Francijā. Tā celtniecība sākās 1519. gadā, neilgi pēc Leonardo nāves. Kā zināms, pēdējos dzīves gadus viņš pavadīja šajā valstī, sava patrona Franciska I galmā un bija pirmais karaliskais mākslinieks, inženieris un arhitekts. Nav droši zināms, vai Leonardo piedalījās grandiozās pils projektēšanā. Pat ja ne, eksperti saka, tā veidotāji izmantojuši da Vinči idejas no mākslinieka zīmējumiem. Domājams, ka arhitektu izvēli ietekmējusi viņa skice (1. att.), kas tapusi 1480. gadu beigās. Šambordā ir 77 kāpnes, tostarp vairākas vītņu kāpnes, taču tikai šī ir kļuvusi par tās īsto apskates objektu.

Ir zināmas arī citas dubultās spirālveida kāpnes. Agrākie no tiem tika uzcelti Eiropas katedrālēs XIV-XV gadsimtā, taču tie ir zemāki par Chambord pils kāpnēm ne tikai pēc izmēra un dekora, bet arī ar dizaina vienkāršību un oriģinalitāti - neviens nevar pilnībā izolēt. dubulto spirālveida kāpņu daļas viena no otras, līdz Leonardo izdevās vai neienāca prātā.

1527. gadā itāļu arhitekts Antonio da Sangallo jaunākais izmantoja to pašu ideju. Pēc pāvesta Klemensa VII pavēles viņš uzsāka milzīga ūdenstorņa - Svētā Patrika akas (foto augšā) - celtniecību Orvjeto pilsētā, ja tā tiktu aplenkta un tiktu liegta piekļuve ārējiem ūdens avotiem. Šeit piekļuvi ūdenim akas apakšā nodrošināja divas pretējās ieejas, kas veda uz autonomām spirālveida kāpnēm: vienu ratiņu nolaida, lai atnestu ūdeni, bet otru izmantoja, lai to celtu. Ēkas apgaismojums bija dabisks: gaisma iekļuva pa daudzajiem arkveida logiem torņa sienās.

Leonardo da Vinči ir arī sarežģītākas kāpņu arhitektūras kompozīcijas. Viens no tiem ir kā trīsdimensiju labirints ar daudzām ieejām un izejām. Apskatiet tālāk redzamo skici (2. att.)

Var redzēt uzreiz četras savā starpā nesavienotas ārējās kāpnes, kas "vijas" ap masīvu kvadrātveida stabu, kurā, iespējams, ir paslēpta kāda pacelšanas iekārta. Mākslinieks ar pārsteidzošu vieglumu apvieno arhitektūru un telpas ģeometriju, apvieno līnijas un formas un rada pilnīgus attēlus un autonomas struktūras.

Da Vinči atrada vēl vienu interesantu dubultās spirāles lietojumu. Viņš to izmantoja, veidojot aparātu elpošanai zem ūdens (3. att.).

Šī ir uzlabota seno ūdenslīdēju izmantotās elpošanas caurules versija. Ierīce sastāv no pludiņa ar aizsargājošu peldošu kupolu, maskas, elpošanas šļūtenēm un vārsta, kas kontrolē to darbību, neļaujot ūdenim iekļūt. Šļūtene ir izgatavota no vairākām niedru caurulēm, kas savienotas ar ūdensnecaurlaidīga materiāla ieliktņiem, un tās iekšpusē ir dubultas atsperes - kompakts elastīgs elements, kas, no vienas puses, neļauj materiālam sarauties un zaudēt formu, no otras puses., padara šļūteni elastīgu.

skatiet arī rakstu Leonardo da Vinči fotogrāfijas

Leonardo bija viens no pirmajiem, kas propellera konstrukcijā izmantoja spirālveida virsmu - galveno daļu, ar kuru lidmašīna varēja vertikāli pacelties gaisā, ja bija iespējams pareizi atgriezt propelleri un vienlaikus tikt galā ar to. nestabilitāte celšanas laikā. Runa ir par sarežģītu spirālveida kustību (griešanās ap fiksētu asi un paralēla pārvietošana pa to, kas tiek veikta vienlaicīgi), bet jau saistībā ar lidojuma mehāniku.

Leonardo da Vinči dzenskrūve (4. att.) tiek uzskatīta par mūsdienu galvenā rotora prototipu, un viņš pats ir helikoptera jeb, kā to sauc Krievijā, helikoptera izgudrotājs. Starp citu, vārds "helikopters" ir saistīts ar vārdu "helikoīds" un cēlies no grieķu vārdiem ëλικου (spirāle, skrūve) un πτεoóν (spārns). Tas parādījās tikai 1860. gados, gandrīz četrus gadsimtus pēc šī zīmējuma tapšanas.

Ideju par sava dizaina "palaišanu" Da Vinči varēja aizgūt no "lidojošā diska atskaņotāja" - rotaļlietas no senās Ķīnas. Tas bija stienis ar putna spalvu skrūvi galā. To vērpja ar roku vai ar stieņa uztītu diega palīdzību un atbrīvoja. Mūsdienu versija ir primitīva helikoptera "lidošana" (5. att.), to ir viegli izgatavot pašam.

Bet dzenskrūves formu da Vinči varēja izvēlēties, novērojot Arhimēda dzenskrūves rotāciju (6. att.).

Inženieris Leonardo vairāk nekā vienu reizi mēģināja pielāgot šo seno grieķu zinātnieka ģeniālo izgudrojumu dažādiem mehānismiem. Piemēram, es to izmantoju kā hidrauliskās mašīnas daļu. Vai arī kā mūžīgās kustības mašīnas elementi (tā bija divu dažāda diametra skrūvju konstrukcija: pa vienai ūdens cēlās, bet otrs noslīdēja līdz sākuma līmenim). Bet tad Leonardo atteicās no šī neauglīgā uzņēmuma un nāca klajā ar interesantāku un noderīgāku Arhimēda skrūves pielietojumu.

Leonardo savu dizainu neuzskatīja par lidmašīnu, bet gan pētīja, kā tas darbojas. Viņš meklēja lidojuma noslēpumu dabā, kas rada optimālas formas, kas veic noteiktas funkcijas: viņš ilgi vēroja "dzīvās mašīnas" - putnus, kas brīvi peld debesīs, aprakstīja to kustības. Viņa skicēs redzama putna trajektorija, kas paceļas augšup (7. att.), kas ir spirālveida līkne.

Aparāti, kas aprīkoti ar mākslīgiem spārniem un spēj pacelties gaisā, pateicoties cilvēka muskuļu spēkam (ornitopteri vai mušas) - tas Leonardo visvairāk interesēja (starp citu, pirmais, kurš mēģināja īstenot šo ideju, bija prasmīgais meistars Dedals, senās mitoloģijas varonis). Da Vinči vairākkārt atgriezās pie šīs problēmas risināšanas. Neveiksmīgi. Rezultātā viņš nolēma atveidot visvienkāršāko putnu lidošanas veidu - viņš izdomāja planieri, kas planē gaisa straumju dēļ. Pētot lidojuma problēmu, viņu interesēja burtiski viss, pat tāds sīkums kā mušas spārnu radītā skaņa! Un tas, šķiet, bija viss Leonardo - lielākais renesanses ģēnijs, "visu laiku visnegausīgākais zinātkārs cilvēks", kā teica viens no viņa biogrāfiem.

Propellers, kuram Leonardo piešķīra helikoīda formu, ir minēts viņa slavenajā traktātā Par lidošanu. Skrūvei pēc apraksta jābūt ar metāla apmalēm un audekla pārklājumu, kā audekla rāmis kalpos plānas garas caurules. Un tad da Vinči piebilst: "Jūs varat izveidot sev nelielu papīra modeli, kura ass no plānas dzelzs loksnes ir savītas ar spēku un kuru atlaižot, skrūve griežas." Nu tad izdomājiet paši … Spriežot pēc dizaina detaļām, skrūvi varēja pagriezt ar sviru palīdzību, kas piestiprinātas pie ass. Vai arī kāds atsperes mehānisms to varētu "iedarbināt". Kas ir pavasaris? Jā, tā pati spirāle, izgatavota no metāla, kas spēj uzkrāt un atdot enerģiju.

Propellera zīmējums ir viens no slavenākajiem Leonardo darbu kolekcijā, kas veltīts lidojuma problēmai. To pētīja gan amatieri, gan speciālisti: zinātnieki, dizaineri, inženieri, izgudrotāji. Neviens no viņu uzbūvētajiem modeļiem nevarēja pacelties pats, bez dzinēja. Taču daudz svarīgāks ir kaut kas cits. Da Vinči skice saturēja nenovērtējamu ideju, un gadsimtiem vēlāk citi izgudrotāji un zinātnieki radīja īstu lidojošu mašīnu.

Kopumā Leonardo kontā ir daudz dažādu noderīgu izgudrojumu, kas savā laikā nav pieprasīti, ilgu laiku aizmirsti un pēc tam izgudroti no jauna.

Sīkāka informācija ziņkārīgajiem

Spirālveida līnija ir līkne, ko apraksta punkts, kas ar nemainīgu ātrumu pārvietojas pa cilindra ģenerātoru, kad tas vienmērīgi griežas ap savu asi. Šī līkne šķērso visus ģeneratorus vienādos leņķos. Ja uz papīra loksnes novelkam vairākas paralēlas taisnas līnijas leņķī pret tās lielāko malu vienādā attālumā viena no otras un pēc tam papīru sarullējam cilindrā, savienojot abas mazākās malas, tad uz tās virsmas redzēsim spirālveida līnija: labā, ja, skatoties no apakšas, tā griežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam, vai kreisā - ja griežas pretējā virzienā.

Ja rotāciju ap fiksētu asi ar vienlaicīgu pārvietošanu pa to veic nevis punkts, bet līnija, tas apraksta spirālveida virsmu telpā. Tātad segments, kas slīd ar vienu galu pa spirālveida līniju, bet ar otru - pa cilindra asi, apraksta helikoīdu (no grieķu ελικος - spirāle, gyrus).

Cilindriska spirāle var pārvietoties pa sevi. Tas nosaka īsāko ceļu starp diviem dažādu ģenerātu punktiem uz cilindra virsmas. Helikoīdam ir līdzīgas īpašības. Tas slīd pats, un tam ir minimālais laukums noteiktai ārējai robežai. Vienkāršība, elastība, dinamisms, "ekonomija" - pateicoties šīm īpašībām, skrūvju formas ir plaši izplatītas dabā (atcerieties vismaz DNS molekulu un kāpšanas augu "dubultspirāli") un tiek plaši izmantotas praksē, īpaši tehnoloģijā (no a. atspere un korķviļķis uz gaļasmašīnas skrūvi un dzenskrūvi).

Galvenais rotors ir dzenskrūve ar vertikālu griešanās asi - helikoptera pacēluma avots. Ar tās palīdzību tiek veikta lidojuma vadība un aparāta nosēšanās. Ideja par rotējoša propellera izmantošanu lidojumiem radās senatnē un bija populāra Eiropā viduslaikos. Pats dizains bija ar "asmeņiem" un izskatījās pēc dzenskrūves.