Projekte van die toekoms in die tekeninge van Leonardo da Vinci

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Daar is aktiwiteite wat jy kan geniet sonder om spyt te wees oor die tyd wat jy spandeer het en tot voordeel van die verstand. Om byvoorbeeld na die tekeninge en sketse van Leonardo da Vinci te kyk – “lewende sketse” van sy oorspronklike idees en projekte, wat blykbaar ontelbaar is.

In die tekeninge van die meester kan ons maklik die bekende aan ons (en vir mense van die Renaissance - innoverende) uitvindings herken: van waterski's en 'n duikerspak tot 'n valskerm en 'n sweeftuig. Baie van sy idees het “in die projek” gebly: in die vorm van beelde op papier van allerhande meganismes, toestelle en geboue. Hierdie tekeninge is 'n betroubare bewaarplek van skrywer se idees en navorsing. Hulle laat jou toe om na da Vinci se kreatiewe laboratorium te kyk, kennis te maak met sy werksmetode en die gedagtegang te volg, hoe hy komplekse tegniese, konstruksie- en ander probleme stap vir stap opgestel en opgelos het.

Die geskiedenis van ontdekkings en uitvindings getuig van die feit dat vroeër of later nuttige idees na vore gebring en in die praktyk gebring word.’n Treffende voorbeeld van hoe dit gebeur, is die wetenskaplike en tegniese werk van Leonardo da Vinci. As gebore navorser en uitvinder het hy hoofsaaklik met idees gewerk: sommige het hy self gegenereer, ander het hy geleen en ontwikkel, terwyl hy altyd na praktiese toepassing daarvoor gesoek het.

Eerstens het Leonardo 'n oplossingsplan opgestel: hy het 'n skets van die toekomstige struktuur gemaak, wat die algemene idee weerspieël. Daarna het hy die besonderhede fyn bestudeer, sketse geteken en kommentaar aan hulle verskaf. En uiteindelik het ek al die dele in 'n enkele geheel saamgestel - 'n klaargemaakte volwaardige illustrasie. Soos een van die navorsers van die kunstenaar se werk opgemerk het, is baie van sy sketse "onvoltooide gedagtes oor metodes en middele." Inderdaad, deur hierdie tekeninge en tekeninge te bestudeer, is dit soms nodig om die besonderhede en besonderhede uit te dink wat ontbreek of doelbewus deur da Vinci weggelaat is. Maar sommige van hulle is so geverifieer en akkuraat dat selfs ná vyf eeue hul taal sonder woorde verstaanbaar is. Volgens die tekeninge wat deur toekomstige geslagte deur die briljante ontwerper en uitvinder geërf is, kon moderne vakmanne werkende modelle van verskeie toestelle maak.

Hier is 'n skets van die vestingtoring (Fig. 1)

Links daarvan is 'n diagram van een van die belangrike besonderhede van die gebou - 'n wenteltrap. Die ontwerp daarvan herinner aan die bekende Archimedes se skroef, net die trappe ontbreek! Kyk die tekening van nader en jy sal die wonderlike ontwerp van Leonardo die argitek ontbloot. Sy trap is dubbel: op een deel daarvan kan jy die toring klim, en op die ander - afklim sonder om te bots of selfs om mekaar te sien. Die trajekte van beide dele van die trap is nie-kruisende spiraallyne (ruimtelike kurwes wat om 'n vertikale steun draai - 'n ronde pilaar in die middel van die struktuur). Elke deel van die trap het sy eie ingang en uitgang, en sy model is 'n spiraaloppervlak, die sogenaamde helicoid. By 'n regte trap is trappe waaiervormig om die pilaar.

’n Dubbele wenteltrap versier die koninklike kasteel van Chambord in Frankryk. Die bou daarvan het in 1519 begin, kort ná die dood van Leonardo. Soos u weet, het hy die laaste jare van sy lewe in hierdie land deurgebring, aan die hof van Francis I, sy beskermheer, en was hy die eerste koninklike kunstenaar, ingenieur en argitek. Dit is nie met sekerheid bekend of Leonardo aan die ontwerp van die grandiose kasteel deelgeneem het nie. Selfs al is dit nie, sê kenners, het die skeppers daarvan da Vinci se idees uit die kunstenaar se tekeninge gebruik. Dit is waarskynlik dat die keuse van argitekte beïnvloed is deur sy skets (Fig. 1), wat in die laat 1480's gemaak is. Daar is 77 trappe in Chambord, insluitend verskeie wenteltrappe, maar net hierdie een het sy werklike aantrekkingskrag geword.

Ander dubbelsiraaltrappe is ook bekend. Die vroegste van hulle is in die XIV-XV eeue in Europese katedrale opgerig, maar hulle is minderwaardig as die trappe in die Chambord-kasteel, nie net in grootte en dekor nie, maar ook in eenvoud en oorspronklikheid van die ontwerp - niemand kan heeltemal isoleer nie. dele van die dubbele wenteltrap van mekaar af totdat Leonardo daarin geslaag het of nie in gedagte gekom het nie.

In 1527 het die Italiaanse argitek Antonio da Sangallo die Jonge dieselfde idee toegepas. Op bevel van Pous Clemens VII het hy begin met die bou van 'n groot watertoring - die put van St. Patrick (foto hierbo) - in die stad Orvieto in geval van sy beleg en ontneming van toegang tot eksterne waterbronne. Hier is toegang tot water aan die onderkant van die put verskaf deur twee teenoorgestelde ingange, wat gelei het tot outonome wenteltrappe: een wa is laat sak om water te gaan haal, en die ander is gebruik om dit op te bring. Die beligting van die gebou was natuurlik: die lig het deur die baie boogvensters in die mure van die toring binnegedring.

Leonardo da Vinci het ook meer komplekse argitektoniese komposisies van trappe. Een daarvan is soos 'n driedimensionele labirint met baie in- en uitgange. Kyk na die volgende skets (fig. 2)

Jy kan tegelyk vier eksterne trappe sien wat nie met mekaar verbind is nie, wat om 'n massiewe vierkantige pilaar "draai" waarin, miskien, 'n soort opheffingstoestel versteek is. Met ongelooflike gemak kombineer die kunstenaar argitektuur en geometrie van ruimte, kombineer lyne en vorms en skep volledige beelde en selfstandige strukture.

Da Vinci het nog 'n interessante gebruik van die dubbelheliks gevind. Hy het dit gebruik in die konstruksie van 'n apparaat om onderwater asem te haal (Fig. 3).

Dit is 'n verbeterde weergawe van die asemhalingsbuis wat deur antieke duikers gebruik is. Die toestel bestaan uit 'n vlotter met 'n beskermende drywende koepel, 'n masker, asemhalingsslange en 'n klep wat hul werking beheer en verhoed dat water binnedring. Die slang is gemaak van verskeie rietbuise wat verbind is deur insetsels gemaak van waterdigte materiaal, en binne-in is daar dubbele vere - 'n kompakte elastiese element wat aan die een kant keer dat die materiaal krimp en sy vorm verloor, en aan die ander kant, maak die slang buigsaam.

sien ook artikel Foto's deur Leonardo da Vinci

Leonardo was een van die eerstes wat 'n spiraalvormige oppervlak in die ontwerp van die skroef gebruik het - die hoofdeel waarmee die vliegtuig vertikaal in die lug kon opstyg as dit moontlik was om die skroef behoorlik te ontdraai, en terselfdertyd die onstabiliteit tydens opheffing. Ons praat van 'n komplekse heliese beweging (rotasie om 'n vaste as en parallelle oordrag daarlangs, wat gelyktydig uitgevoer word), maar reeds in verhouding tot die meganika van vlug.

Die skroef van Leonardo da Vinci (Fig. 4) word beskou as die prototipe van die moderne hoofrotor, en hy is self die uitvinder van die helikopter, of, soos dit in Rusland genoem word, die helikopter. Terloops, die woord "helikopter" is verwant aan die woord "helikopter" en kom van die Griekse woorde ëλικου (spiraal, skroef) en πτεoóν (vlerk). Dit het eers in die 1860's verskyn, amper vier eeue nadat hierdie tekening gemaak is.

Da Vinci kon goed die idee van 'n "bekendstelling" vir sy ontwerp van 'n "vlieënde draaitafel" geleen het - 'n speelding uit antieke China. Dit was 'n stok met 'n voëlveerskroef aan die einde. Dit is met die hand gespin of met behulp van 'n draad wat op 'n staaf gedraai is en losgelaat is. Die moderne weergawe is 'n primitiewe helikopter "vlieg" (Fig. 5), dit is maklik om dit self te maak.

Maar die vorm van die skroef da Vinci kon kies deur die rotasie van die Archimedes-skroef waar te neem (Fig. 6).

Leonardo, die ingenieur, het in die algemeen meer as een keer probeer om hierdie vernuftige uitvinding van die antieke Griekse wetenskaplike by verskillende meganismes aan te pas. Ek het dit byvoorbeeld as deel van 'n hidrouliese masjien gebruik. Of as elemente van 'n ewigdurende bewegingsmasjien (dit was 'n konstruksie van twee skroewe van verskillende deursnee: een vir een het die water gestyg en die ander het tot die aanvanklike vlak gedaal). Maar toe laat vaar Leonardo hierdie vrugtelose onderneming en kom met 'n meer interessante en bruikbare toepassing vir die Archimedes-skroef.

Leonardo het nie sy ontwerp as 'n vliegtuig beskou nie, maar het ondersoek ingestel na hoe dit werk. Hy was op soek na die geheim van vlug in die natuur, wat optimale vorms skep wat sekere funksies verrig: hy het lank gekyk na "lewende masjiene" - voëls wat vrylik in die lug sweef, beskryf hul bewegings. In sy sketse is daar 'n trajek van 'n voël wat opwaarts styg (Fig. 7), wat 'n heliese kurwe is.

Toestelle toegerus met kunsmatige vlerke en wat in staat is om in die lug op te lig as gevolg van die spierkrag van 'n persoon (ornitopters, of vlieë) - dit is waarin Leonardo die meeste geïnteresseerd was (terloops, die eerste wat hierdie idee probeer implementeer het, was die bekwame meester Daedalus, die held van antieke mitologie). Da Vinci het herhaaldelik teruggekeer om hierdie probleem op te los. Onsuksesvol. Gevolglik het hy besluit om die eenvoudigste manier van vlieënde voëls te reproduseer - hy het vorendag gekom met 'n sweeftuig wat as gevolg van lugstrome styg. Terwyl hy die probleem van vlug ondersoek het, was hy geïnteresseerd in letterlik alles, selfs so 'n kleinigheid soos die geluid wat deur die vlerke van 'n vlieg gemaak word! En dit was, blyk dit, die hele Leonardo – die grootste genie van die Renaissance, “die mees onversadigbare nuuskierige man van alle tye”, soos een van sy biograwe dit gestel het.

Die skroef, wat Leonardo die vorm van 'n helikopter gegee het, word in sy bekende verhandeling On Flying genoem. Volgens die beskrywing moet die skroef 'n metaalrand en 'n seilbedekking hê, en dun lang buise sal as 'n raam vir die doek dien. En dan voeg da Vinci by: "Jy kan vir jou 'n klein model papier maak waarvan die as, van 'n dun vel yster, met krag gedraai word en wat, wanneer dit losgelaat word, die skroef laat draai." Wel, dink dan self uit … Te oordeel aan die ontwerpbesonderhede, kan die skroef gedraai word met behulp van hefbome wat aan die as geheg is. Of 'n veermeganisme kan dit "aansit". Wat is 'n lente? Ja, dieselfde heliks, gemaak van metaal, wat in staat is om energie op te bou en af te gee.

Die skroeftekeninge is een van die bekendstes in Leonardo se versameling werke wat aan die probleem van vlug gewy is. Dit is bestudeer deur beide amateurs en spesialiste: wetenskaplikes, ontwerpers, ingenieurs, uitvinders. Nie een van die modelle wat hulle gebou het, kon vanself opstyg, sonder 'n enjin nie. Maar iets anders is baie belangriker. Da Vinci se skets het 'n onskatbare idee bevat, en eeue later het ander uitvinders en wetenskaplikes 'n regte vlieënde masjien geskep.

Oor die algemeen het Leonardo baie verskillende nuttige uitvindings op sy rekening, onopgeëis in sy tyd, lankal vergeet en dan opnuut uitgevind.

Besonderhede vir die nuuskieriges

'n Heliese lyn is 'n kromme wat beskryf word deur 'n punt wat teen 'n konstante spoed langs die generatrix van 'n silinder beweeg wanneer dit eenvormig om sy as draai. Hierdie kromme sny alle kragopwekkers teen gelyke hoeke. As ons op 'n vel papier verskeie parallelle reguit lyne teen 'n hoek met sy groter sy op dieselfde afstand van mekaar trek, en dan die papier in 'n silinder rol, wat die twee kleiner sye verbind, dan sal ons op die oppervlak daarvan 'n heliese lyn: die regter een, as dit van onder gesien word, dit linksom draai, of links - as dit in die teenoorgestelde rigting gedraai word.

Wanneer rotasie om 'n vaste as met gelyktydige oordrag daarlangs nie deur 'n punt uitgevoer word nie, maar deur 'n lyn, beskryf dit 'n heliese oppervlak in die ruimte. Dus, 'n segment wat met een kant langs 'n heliese lyn gly, en met die ander langs die as van die silinder, beskryf 'n helikopter (van die Griekse ελικος - spiraal, gyrus).

’n Silindriese heliks kan langs homself beweeg. Dit definieer die kortste pad tussen twee punte van verskillende generatrises op die oppervlak van die silinder. Die helikopter het soortgelyke eienskappe. Dit gly op sy eie en het 'n minimum area vir 'n gegewe buitegrens. Eenvoud, buigsaamheid, dinamika, "ekonomie" - danksy hierdie eienskappe is skroefvorme wydverspreid in die natuur (onthou ten minste die "dubbele heliks" van DNS-molekules en klimplante) en word wyd in die praktyk gebruik, veral in tegnologie (van 'n veer en 'n kurktrekker na 'n vleismeulskroef en skroef).

Die hoofrotor is 'n skroef met 'n vertikale rotasie-as - die bron van die helikopter se hysbak. Met sy hulp word vlugbeheer en landing van die apparaat uitgevoer. Die idee om 'n roterende skroef vir vlugte te gebruik, het in antieke tye ontstaan en was in die Middeleeue gewild in Europa. Die ontwerp self het "lemme" gehad en het soos 'n skroef gelyk.