A jövő projektjei Leonardo da Vinci rajzaiban

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Vannak olyan tevékenységek, amelyekbe belevághatsz anélkül, hogy sajnálnád az eltöltött időt, és az elme javára. Például megnézni Leonardo da Vinci rajzait és vázlatait – eredeti elképzeléseinek és projektjeinek „élő vázlatait”, amelyek számtalannak tűnnek.

A mester rajzain könnyen felismerhetjük a számunkra (és a reneszánsz kor emberei számára - innovatív) ismert találmányokat: a vízisítől és a búvárruhától az ejtőernyőig és a siklóig. Sok ötlete "a projektben" maradt: papíron lévő képek formájában mindenféle mechanizmusról, eszközről és épületről. Ezek a rajzok megbízható tárházát képezik a szerző ötleteinek és kutatásainak. Lehetővé teszik, hogy bepillantson da Vinci kreatív laboratóriumába, megismerkedjen munkamódszerével, és kövesse a gondolatmenetet, hogyan tűzte ki és hogyan oldotta meg lépésről lépésre összetett műszaki, építési és egyéb problémákat.

A felfedezések és találmányok története arról tanúskodik, hogy előbb-utóbb eszünkbe jutnak és a gyakorlatba is átültetik a hasznos ötleteket. Ennek ékes példája Leonardo da Vinci tudományos és műszaki munkája. Született kutató és feltaláló, elsősorban ötletekkel dolgozott: egyeseket maga generált, másokat kölcsönzött és fejlesztett, miközben ezeknek mindig gyakorlati alkalmazást keresett.

Leonardo először megoldási tervet készített: vázlatot készített a leendő szerkezetről, tükrözve az általános elképzelést. Aztán alaposan áttanulmányozta a részleteket, vázlatokat rajzolt és megjegyzésekkel látta el. És végül az összes alkatrészt egyetlen egésszé állítottam össze - egy kész, teljes értékű illusztráció. Amint a művész munkásságának egyik kutatója megjegyezte, sok vázlata "befejezetlen gondolat a módszerekről és eszközökről". Valójában ezeket a rajzokat és rajzokat tanulmányozva néha ki kell gondolni azokat a részleteket és részleteket, amelyek hiányoznak vagy szándékosan kihagytak da Vincitől. De némelyikük annyira igazolt és pontos, hogy nyelvük öt évszázad után is érthető szavak nélkül is. A zseniális tervező és feltaláló rajzai alapján, amelyeket a jövő nemzedékei örököltek, a modern kézművesek különféle eszközök működőképes modelljeit tudták elkészíteni.

Itt van az erőd tornyának vázlata (1. kép)

Tőle balra az épület egyik fontos részletének diagramja - egy csigalépcső. Kialakítása a híres Arkhimédész csavarjára emlékeztet, már csak a lépcsőfokok hiányoznak! Nézze meg közelebbről a rajzot, és felfedezheti Leonardo, az építész csodálatos tervét. Lépcsőháza kettős: az egyik részén fel lehet mászni a toronyba, a másikon pedig leereszkedni anélkül, hogy összeütköznének vagy látnák egymást. A lépcső mindkét részének pályája nem metsző spirálvonalak (egy függőleges támasz - a szerkezet közepén egy kerek pillér - köré csavarodó térbeli ívek). A lépcső minden részének saját be- és kijárata van, modellje egy spirális felület, az úgynevezett helicoid. Egy igazi lépcsőnél a lépcsők legyező alakúak az oszlop körül.

Dupla csigalépcső díszíti a franciaországi Chambord királyi kastélyt. Építését 1519-ben kezdték meg, nem sokkal Leonardo halála után. Mint ismeretes, élete utolsó éveit ebben az országban töltötte, patrónusa, I. Ferenc udvarában, és ő volt az első királyi művész, mérnök és építész. Nem tudni biztosan, hogy Leonardo részt vett-e a grandiózus kastély tervezésében. Ha nem is, a szakértők szerint alkotói da Vinci ötleteit használták fel a művész rajzaiból. Valószínűleg az 1480-as évek végén készült vázlata (1. kép) befolyásolta az építészek kiválasztását. Chambordban 77 lépcső van, köztük több csigalépcső is, de csak ez vált az igazi vonzerővé.

Más kettős csigalépcsők is ismertek. A legkorábbiakat európai katedrálisokban állították fel a XIV-XV. században, de nemcsak méretükben és dekorációjukban, hanem a tervezés egyszerűségében és eredetiségében is elmaradnak a Chambord-kastély lépcsőitől - senki sem tudja teljesen elszigetelni. a kettős csigalépcső egyes részei egymástól egészen addig, amíg Leonardo sikerült, vagy eszébe sem jutott.

1527-ben az ifjabb Antonio da Sangallo olasz építész alkalmazta ugyanezt az ötletet. VII. Kelemen pápa parancsára megkezdte egy hatalmas víztorony - a Szent Patrik kút (fenti kép) - építését Orvieto városában, annak ostromára és a külső vízforrásokhoz való hozzáférés megfosztására. Itt két szemközti bejárat biztosította a vízhez való hozzáférést a kút alján, amelyek autonóm csigalépcsőkhöz vezettek: az egyik kocsit leeresztették, hogy vizet hozzon, a másikkal pedig felhozták. Az épület megvilágítása természetes volt: a fény behatolt a torony falainak sok íves ablakán.

Leonardo da Vincinek összetettebb építészeti kompozíciói is vannak a lépcsőkből. Az egyik olyan, mint egy háromdimenziós labirintus, sok be- és kijárattal. Vessen egy pillantást a következő vázlatra (2. ábra)

Egyszerre négy egymáshoz nem kapcsolódó külső lépcsőt láthatunk, amelyek egy masszív, négyzet alakú oszlop körül "csavaródnak", amelyben talán valami emelőszerkezet rejtőzik. A művész elképesztő könnyedséggel ötvözi az építészetet és a tér geometriáját, kombinálja a vonalakat és a formákat, és komplett képeket és önálló struktúrákat hoz létre.

Da Vinci talált egy másik érdekes alkalmazást a kettős spirálnak. Egy víz alatti légzőkészülék építésénél használta (3. ábra).

Ez az ősi búvárok által használt légzőcső továbbfejlesztett változata. A készülék úszókupolával ellátott úszóból, maszkból, légzőtömlőkből és azok működését szabályozó szelepből áll, amely megakadályozza a víz bejutását. A tömlő több, vízálló anyagból készült betétekkel összekapcsolt nádcsőből áll, a belsejében pedig dupla rugók találhatók - egy kompakt rugalmas elem, amely egyrészt megakadályozza az anyag összehúzódását és alakjának elvesztését, másrészt, rugalmassá teszi a tömlőt.

lásd még a Leonardo da Vinci fotói című cikket

Leonardo az elsők között használt spirális felületet a légcsavar tervezésében - ez a fő rész, amellyel a repülőgép függőlegesen fel tudott emelkedni a levegőbe, ha lehetséges volt a légcsavar megfelelő kicsavarása, és ezzel egyidejűleg megbirkózni vele. instabilitás emelés közben. Komplex spirális mozgásról beszélünk (fix tengely körüli forgás és párhuzamos átvitel, egyidejűleg végrehajtva), de már a repülés mechanikájával kapcsolatban.

Leonardo da Vinci légcsavarját (4. ábra) tekintik a modern főrotor prototípusának, ő maga pedig a helikopter, vagy ahogy Oroszországban nevezik, a helikopter feltalálója. A „helikopter” szó egyébként a „helikoid” szóhoz kapcsolódik, és a görög ëλικου (spirál, csavar) és πτεoóν (szárny) szavakból származik. Csak az 1860-as években jelent meg, csaknem négy évszázaddal a rajz elkészítése után.

Da Vinci könnyen kölcsönözhette volna egy „repülő lemezjátszótól” – az ókori Kínából származó játéktól, hogy „indítsa be” tervét. Egy rúd volt, a végén madártoll csavarral. Kézzel vagy egy rúdra feltekercselt cérna segítségével megfonták és elengedték. A modern változat egy primitív helikopter "repül" (5. ábra), könnyen elkészíthető.

De a da Vinci a propeller alakját az Archimedes légcsavar forgásának megfigyelésével választhatja meg (6. ábra).

Leonardo, a mérnök általában nem egyszer próbálta az ókori görög tudós zseniális találmányát különféle mechanizmusokhoz igazítani. Például egy hidraulikus gép részeként használtam. Vagy egy örökmozgó elemeiként (két különböző átmérőjű csavar konstrukciója volt: egyenként emelkedett a víz, a másik pedig a kezdeti szintre süllyedt). De aztán Leonardo felhagyott ezzel a meddő vállalkozással, és érdekesebb és hasznosabb alkalmazással állt elő az Archimedes csavarhoz.

Leonardo nem repülőgépnek tekintette a tervét, hanem megvizsgálta, hogyan működik. A természetben kereste a repülés titkát, amely optimális formákat hoz létre, amelyek bizonyos funkciókat ellátnak: sokáig figyelte az "élő gépeket" - az égen szabadon lebegő madarakat, leírta mozgásukat. Vázlatain egy felfelé emelkedő madár röppályája (7. ábra) látható, amely egy spirális görbe.

Mesterséges szárnyakkal felszerelt, az ember izomereje miatt a levegőbe emelhető készülékek (ornitopterek, vagy legyek) – ez érdekelte leginkább Leonardot (egyébként ezt az ötletet először a ügyes Daedalus mester, az ókori mitológia hőse). Da Vinci többször is visszatért a probléma megoldásához. Sikertelenül. Ennek eredményeként úgy döntött, hogy reprodukálja a madarak repülésének legegyszerűbb módját - egy légáramlatok miatt szárnyaló vitorlázórepülővel állt elő. Miközben a repülés problémáját vizsgálta, szó szerint minden érdekelte, még olyan apróság is, mint a légy szárnyainak hangja! És úgy tűnik, ez volt az egész Leonardo – a reneszánsz legnagyobb zsenije, „minden idők legtelhetetlenebb kíváncsi embere”, ahogy egyik életrajzírója fogalmazott.

A légcsavart, amelyet Leonardo spirális alakot adott, a repülésről szóló híres értekezése említi. A leírás szerint a csavarnak fém szegéllyel és vászonburkolattal kell rendelkeznie, a vászon kereteként vékony hosszú csövek szolgálnak majd. Aztán da Vinci hozzáteszi: "Készíthetsz magadnak egy kis papírmodellt, amelynek a tengelye egy vékony vaslapból, erővel megcsavarva, és amely elengedésekor a csavar forog." Nos, akkor gondold át magad… A tervezési részletekből ítélve a csavart a tengelyre rögzített karok segítségével lehetett forgatni. Vagy egy rugós mechanizmus "indíthatja". Mi az a rugó? Igen, ugyanaz a fémből készült spirál, amely képes energiát felhalmozni és leadni.

A légcsavarrajz az egyik leghíresebb Leonardo repülési problémával foglalkozó gyűjteményében. Amatőrök és szakemberek egyaránt tanulmányozták: tudósok, tervezők, mérnökök, feltalálók. Az általuk épített modellek egyike sem tudott magától, motor nélkül felszállni. De valami más sokkal fontosabb. Da Vinci vázlata felbecsülhetetlen értékű ötletet tartalmazott, és évszázadokkal később más feltalálók és tudósok létrehoztak egy igazi repülő gépet.

Általánosságban elmondható, hogy Leonardo számos hasznos találmányt tudhat magáénak, amelyeket annak idején nem igényeltek, sokáig elfelejtettek, majd újra feltaláltak.

Részletek a kíváncsiskodóknak

A csavarvonal egy görbe, amelyet egy pont ír le, amely állandó sebességgel mozog a henger generatrixa mentén, amikor az egyenletesen forog a tengelye körül. Ez a görbe egyenlő szögben metszi az összes generátort. Ha egy papírlapra több párhuzamos egyenest rajzolunk a nagyobb oldalával szögben, egymástól azonos távolságra, majd hengerré tekerjük a papírt, összekötve a két kisebb oldalt, akkor a felületén egy spirális vonal: a jobb oldali, ha alulról nézve az óramutató járásával ellentétes irányba csavarodik, vagy balra - ha az ellenkező irányba csavarodik.

Ha egy rögzített tengely körüli forgatást egyidejű átvitellel nem egy pont, hanem egy egyenes hajtja végre, az egy spirális felületet ír le a térben. Tehát az egyik végével egy csavarvonal mentén, a másikkal a henger tengelye mentén csúszó szegmens egy helikoidot ír le (a görög ελικος - spirál, gyrus).

A hengeres spirál önmagában mozoghat. Meghatározza a legrövidebb utat a henger felületén lévő két különböző generatricus pont között. A helicoid hasonló tulajdonságokkal rendelkezik. Önállóan csúszik, és van egy minimális területe egy adott külső határhoz. Egyszerűség, rugalmasság, dinamizmus, „gazdaságosság” – ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően a csavarformák széles körben elterjedtek a természetben (emlékezzünk legalább a DNS-molekulák és a mászónövények „kettős hélixére”), és széles körben használják a gyakorlatban, különösen a technológiában (a rugót és dugóhúzót egy húsdaráló csavarhoz és légcsavarhoz).

A fő rotor egy függőleges forgástengelyű légcsavar - a helikopter emelésének forrása. Segítségével a repülésirányítást és a berendezés leszállását végzik. A forgó légcsavar használatának ötlete az ókorban keletkezett, és a középkorban népszerű volt Európában. Maga a kialakítás "lapátokkal" rendelkezett, és úgy nézett ki, mint egy légcsavar.