История знает немало гениальных изобретателей, которые благодаря своим нестандартным взглядам на простые вещи смогли изменить человеческую жизнь раз и навсегда. Одним из таких людей является Леонардо да Винчи. Он изобрёл более 100 полезных и необходимых для человеческой жизни устройств. Мы же рассмотрим 7 самых интересных изобретений Да Винчи.
Бронированный танк
Это изобретение является одним из самых необычных, особенно для Леонардо, ведь войну он просто терпеть не мог. Ему не хотелось создавать танк бронированного типа, но пришлось, поскольку это была просьба очень влиятельного на тот момент человека по имени Людовико Сфорц (герцог Миланский).
По внешнему виду танк очень сильно напоминал черепаху с системой зубчатых колёс. Со всех сторон эта конструкция была защищена 36 орудиями. В самом танке спокойно могли располагаться около 8 воинов, которые были защищены прочной деревянной внешней бронёй. Каждая пушка могла с лёгкостью нанести значительный урон противнику с одного выстрела.
Недавно специалисты заметили, что на чертеже Леонардо да Винчи, имеется большой недостаток. Дело в том, что колёса, предназначенные для движения бронированного танка вперёд, крутились в разные стороны с колёсами, предназначенными для движения назад, поэтому танк просто стоял бы на месте. Многие считают, что великий изобретатель сделал такую оплошность умышленно, т.к. не хотел, чтобы танк использовался в военных целях .
Роботизированное устройство
Данное изобретение считают самым необычным и удивительным среди всех изобретений, созданных Леонардо. Чтобы воплотить свою очередную гениальную идею в реальность, ему пришлось несладко. Изобретатель начал изучать анатомию и даже разрезал человеческие трупы с целью узнать, как устроена опорно-двигательная система. Через некоторый промежуток времени он обнаружил, что нашими костями управляют мышцы. После этого Да Винчи предположил, что подобный механизм можно будет использовать технике.
В отличие от многих других изобретений, которые так и остались в виде задумки, Леонардо всё же собрал робота. Но использовался он исключительно для развлечения толпы на вечеринках герцога Миланского.
На сегодняшний день мало кто знает, что того времени, но если опираться на чертежи, то можно предположить, что он мог спокойно сидеть, двигать руками и даже ходить, как настоящий человек . Основа данного изобретения заключалась на простой системе шкивов и шестерён.
Парашют
В 15 веке люди всерьёз задумывались о создании такого приспособления, которое помогло бы им летать. Они придумывали различные методы, чтобы воплотить эту заветную мечту в жизнь. Все пробы не увенчались успехом, кроме попытки великого Леонардо Да Винчи, который изобразил рисунок настоящего парашюта.
Он предполагал, что парашют обязательно должен быть в форме пирамиды и полностью сшит из обычной ткани. К рисунку прилагалось описание, что его изобретение позволит спрыгнуть с любой высоты и после этого остаться целым и невредимым.
Недавно инженеры смастерили парашют по чертежам Да Винчи, и он действительно оказался действующим .
Проект чистого города
Когда Леонардо проживал в Милане, практически вся Европа была охвачена страшной болезнью – чумой. Это заставило его задуматься о построении санитарно-чистого города.
Он спроектировал город, разделённый на несколько уровней , в каждом из которых сведена к минимуму антисанитария. В городе должна была работать сеть каналов для быстрого удаления всех отходов.
К сожалению, его идея не увенчалась грандиозным успехом, по причине того, что он не смог найти человека, который бы был инвестором постройки такого города.
Пулемёт
Оружие, которое создал да Винчи совсем не похоже на современное. Этот пулемёт не был способен молниеносно выпускать пули из одного и того же ствола, но зато с лёгкостью мог очень быстро выдавать залпы.
Механизм пулемёта довольно прост. Нужно было взять 11 мушкетов и параллельно закрепить их на доске. Потом 3 таких доски складывались, чтобы получился равносторонний треугольник. Посередине помещался вал, чтобы конструкция можно было с лёгкостью вращать. Таким образом, первые 11 мушкетов стреляли, а другие перезаряжались .
Водолазный костюм
В самом конце 15 века Леонардо да Винчи придумал водолазный костюм для отправки воинов на дно гавани, чтобы они могли отражать атаки вражеских кораблей, повреждая им днища. На сегодняшний день эта идея кажется очень простой в воплощении, но во времена Леонардо это казалось нереальным.
Механизм этого изобретения был устроен следующим образом. Воздух поступал в водонепроницаемый костюм из специального колокола. Сам костюм был кожаным. Также водолазам приходилось надевать тяжёлые маски с отверстиями, чтобы видеть, куда надо плыть. Благодаря стараниям Да Винчи водолазы были способны находиться на глубине достаточно долго.
Самоходная тележка
Самоходная тележка, по мнению многих экспертов, считается первым автомобилем в истории человечества .
Чертежи, которые были сделаны Леонардо, не до конца описывают весь внутренний механизм этого приспособления, и поэтому современным инженерам пришлось долго думать, как всё работает. Они пришли к выводу, что тележку приводит в движение пружинный механизм. Эти самые пружины были спрятаны в корпусе и с лёгкостью могли заводиться, подобно часовому механизму, а дальше тележка начинает ехать вперёд по мере того, как пружина разматывается.
Леонардо да Винчи (15 апреля 1452 - 2 мая 1519) - один из самых известных итальянских художников , изобретателей, архитекторов и писателей эпохи Возрождения. На сегодняшний день его именем названы галереи, музеи, институты, рестораны, и даже некоторые торговые марки. Правду говорят: «Если человек талантлив, то он талантлив во всём» именно это выражение подходит Леонардо да Винчи. Сегодня мы хотим представить список десяти самых великих и удивительных изобретений Леонардо да Винчи, которыми он прославился.
Известно, что Леонардо с детства очень увлекался анатомией. Наверняка именно она, а также огромное желание помочь человечеству способствовали появлению данной технологии примерно в 1495 году. Подолгу да Винчи изучал человеческое тело и решил создать свой собственный механический прототип человека (мог приподниматься и садиться, двигать руками и шеей), естественно, отличающийся от современных киборгов. Но, именно он является первоисточником для дальнейших совершенствований робототехники.
Это прототип современного вертолёта, у которого были «лопасти» и если придать им достаточной скорости то формировалось аэродинамическое давление, благодаря которому он мог взлететь. При наличии воздуха под лопастями воздушный винт поднимался на достаточно высокое расстояние, но лететь самостоятельно не мог. Винт должен был, приводился в движение людьми, которые шли вокруг оси и толкали рычаги.
Город будущего Леонардо да Винчи представлял собою многоярусное поселение, где каждое сооружение имело индивидуальный водопровод, подобный существующим сейчас. Созданию такого города способствовала бушующая в те времена чума, антисанитария и грязь. Леонардо стремился создать город, где не будет подобных болезней и который будет пригоден для комфортного проживания. Интересно, что после этого изобретения, схемы похожих городов появлялись и у других учёных, но первенство принадлежит, да Винчи.
Самоходная тележка очень похожа, и по сути дела, является предком нашего автомобиля. Она была изобретена да Винчи таким образом, что могла передвигаться как с водителем, так и без - своего рода «машина-робот». К сожалению, учёным не удалось детально изучить конструкцию, благодаря которому передвигалась машина, но они сделали предположение, что это был пружинный механизм. Он прятался внутри самой телеги, его необходимо было заводить рукой, после чего пружина разматывалась и телега двигалась.
Танк
Данное изобретение считается прототипом современных танков. Представляло собой конической формы машину по периметру оснащённую пушками. Могла перемещаться посредством мускульной силы экипажа из восьми человек. Скорее всего, предназначалась для запугивания противника, а не для использования в качестве серьёзного военного оружия.
Водолазный костюм был изобретён для подводных диверсий. Чтоб водолазы могли, переодевшись в это одеяние вскрывать днища вражеских судов, которые приплывали в Венецию. Костюм был выполнен из кожи. Дышать ныряльщики могли с помощью гибкой дыхательной трубки, сделанной из кусков тростника прикреплённой к винным бутылям или плавучему колоколу на поверхности.
Леонардо да Винчи предложил собрать вместе 11 мушкетов на одной прямоугольной платформе, после этого сложить в треугольник три платформы и поместить вовнутрь вал. Подразумевалось, что пока один ряд мушкетов стрелял, два других бы остывали и перезаряжались. Как известно, не одно из изобретений да Винчи для убийств не было построено, но если бы этот пулемёт был сооружён, то он был крайне губителен для противника.
Не секрет, что Леонардо да Винчи интересовало все что летает, потому итальянский изобретатель разработал орнитоптер, устройство, с помощью которого можно подниматься в воздух и летать, словно птица, размахивая механическими крыльями, приводимыми в движение силой мышц. С точки зрения аэродинамики этот прибор был весьма успешен и учёные доказали, будь он построен, человек бы и правда взлетел!
Парашют
В 1483 году Леонардо да Винчи нарисовал эскиз пирамидального парашюта - «палатки» из накрахмаленного полотна размером 12х12 локтей. Как он сам обозначал, благодаря данному устройству человек мог упасть с любой высоты при этом не повредиться. Удивительно то, что эти расчёты близки к размерам современного парашюта.
Пожалуй, величайшим изобретением Леонардо да Винчи считается подшипник. Этот механизм настолько маленький, что мы просто не замечаем его в повседневной жизни, но и представить себе наш быт без него невозможно! Подшипник являлся частью большинства изобретённых механизмов Леонардо, именно он основа практически каждого подвижного механизма и сейчас.
4-04-2017, 21:48
В наш век робототехники и развитой науки трудно представить, что целый ряд современных механизмов уже был придуман в далеком XV веке. Автор множества изобретений – величайший мыслитель средневековья Леонардо да Винчи. Изучая его чертежи, инженеры поражаются точности деталей, благодаря которым изобретения могут функционировать без использования электроники, топливных материалов, компьютеризации процессов.
Самоходная тележка (прототип современного автомобиля), вертолет, танк и сейчас, используя его старинные чертежи, могут быть построены и работать безотказно.
Изобретение на века
Леонардо да Винчи неоднократно с отвращением высказывался о ведении военных действий. Однако уделил немало внимания созданию более совершенных орудий убийства на полях сражения.
К сожалению, большинство из этих изобретений не были реализованы, хотя получают должное признание у современных военных инженеров. Самое знаменитое из них – бронированный танк на колесах в виде купола. Его должны были обслуживать 8 человек.
По мнению современных инженеров, если бы эта конструкция использовалась в войнах средневековья, они бы были значительно кровопролитнее.
А вот изобретение колесцового замка для пистолета, который заводился ключом, было реализовано в производстве ручного огнестрельного оружия еще при жизни изобретателя. Этот механизм заслужил особую популярность и использовался в мушкетах и пистолях последующих веков.
Для любителей подводного плавания
Изобретения Леонардо да Винчи в области подводного плавания получили признание современников, и дошли до наших дней в неизменном или немного усовершенствованном виде. Многие даже и не догадываются, что спасательный круг, ласты для плавания создал гениальный ученый.
Большинство людей XXI века думают, что водолазный костюм создал Ив Кусто. Отчасти это правда. Но до него сделал чертежи и описания водолазного снаряжения Леонардо да Винчи.
Для средневекового водолаза предназначался костюм из непромокаемой кожи, надевал на голову металлическую сферу с множеством круглых стеклянных окошек для обзора окружающей местности. Поступление кислорода обеспечивала трубка, которая крепилась к заполненным воздухом бутылкам на спине.
На заметке у NASA
Великий изобретатель Леонардо да Винчи оставил свой след и в робототехнике. На основе исследования анатомии трупов умерших он создал чертежи и разработал прототип механического человека.
Известно, что робот был сконструирован и нашел свое применение при дворе Лодовико Сфорца, поклонника и покровителя знаменитого ученого. Он использовался для развлечений.
Робот был облачен в доспехи рыцаря. Он умел ходить, садиться, двигать челюстями. К сожалению, изобретение не сохранилось до наших дней. О возможностях механизма остается лишь догадываться.
Но сохранившиеся чертежи со времен ХV века заинтересовали разработчиков современных моделей планетарных роботов-разведчиков. Хотя первый робот приводился в движение при помощи хитроумного соединения подшипников и шестеренок, некоторые задумки планирует использовать NASA для разработок, предназначаемых для исследования космического пространства.
Воплощение идей в мостостроении и других отраслях инженерии
Разработки Леонардо да Винчи в области инженерных сооружений заинтересовали мостотроителей XXI века. На основании старинных чертежей в 2001 году в норвежском городке Ас в 2001 году был построен и запущен в эксплуатацию 100-метровый пешеходный мост.
От оригинального описания инженеры отклонились в ходе строительства лишь дважды. Мост Леонардо да Винчи на 246 метров длиннее и был ориентирован на строительство из камня. Воплощенная постройка сделана из дерева.
Архитектурное сооружение является почти точной копией проекта моста, который проектировался по заказу турецкого султана Баязета II. Планировалось установить его в Стамбуле через залив Золотой Рог. Но по неизвестным причинам правитель отказался от реализации задуманного.
Современный мост Леонардо да Винчи служит в качестве пешеходного перехода, перекинутого на высоте 8 м над автострадой Е-18, в 35 км к югу от Осло.
Еще одно изобретение – устройство, сжимающее воздух и способное прогонять его по трубам нашло свое применение в разработке вентиляционных систем. Оно также применяется для создания тяги в доменных печах.
Вклад в современную медицину
Не имея специального образования в области медицины, всего лишь опираясь на обширные знания анатомии человека, Леонардо да Винчи оставил после себя наследие, применяемое в современной хирургии.
Со времен жизни ученого сохранилось немало очень детальных изображений анатомического строения человеческих органов ученого. Рисунки настолько детализированы, что больше напоминают фотоснимки, сделанные современной томографией.
На основании одной из работ Леонардо да Винчи в XX веке американскими хирургами была произведена успешная операция на сердце по замене одного из клапанов органа.
Чертежи механизмов знаменитого изобретателя не остаются без внимания современных ученых. В настоящее время на их основе разрабатывается конструкция хирургического робота для осуществления операций. Разработка должна обладать сверхточностью, которой не обладает человек-хирург. Планируется, что для создания новинки будут использоваться чертежи XV века.
Применение хирургического робота позволит значительно снизить травматизм во время сложных операций, уменьшить степень боли, обеспечить скорейшую реабилитацию больных после проведения операции. Чудо хирургии назовут в честь Леонардо да Винчи.
Корреспондент РИА VistaNews
Это может показаться просто невероятным, но многие из современных изобретений, которыми активно пользуются люди сегодня, увидели свет благодаря Леонардо да Винчи. Именно он ещё в 15-ом веке положил начало робототехнике и палентологии, придумал вертолёт, контактные линзы и многое другое. В нашем обзоре 15 вещей, появлению которых человечество обязано великому Леонардо.
1. Палеонтология - наука, созданная да Винчи
Леонардо, возможно, был первым человеком, который сделал запись об открытии редкого ископаемого, которым стал под "палеодиктион", выглядящий, как шестиугольные окаменелые соты. Даже сегодня ученые до сих пор пытаются выяснить, что это такое. Леонардо еще в 15 веке описал некоторые из первых современных представлений о палеонтологии.
2. Робототехника
В конце 15-го века Леонардо спроектировал то, что считается первым человекоподобным роботом. Автомат имел сложную серию шкивов и пружинных механизмов, что позволяло ему поднимать свои руки и двигать ими. Он также разработал несколько механических львов, которые могли самостоятельно ходить, используя механизмы, подобные часовым, на многие десятилетия опередившими свое время.
3. Парашют
Леонардо набросал идею первого парашюта на полях одной из своих записных книжек еще в 1480-х годах. Он писал: "Если человеку дать прорезиненную льняную ткань 11 метров в длину и ширину, то он может спрыгнуть с любой высоты вообще без травм". В 2000 году британец выпрыгнул с воздушного шара с парашютом, сделанным по записям Леонардо, и успешно приземлился.
4. Вертолет
Еще задолго до того, как изобрели летательные аппараты, Леонардо придумал идею вертолета. В 2013 году команда канадских инженеров создала вертолет на педалях, основанный на идее Леонардо.
5. Телескоп
Хотя Леонардо, вероятно, на самом деле никогда не создавал телескопов, он определенно осознал потенциал линз и зеркал в том, чтобы рассматривать небесные тела с земли. В одной из его записных книжек есть инструкции по созданию того, что звучит очень похоже на зеркальный телескоп: "Для того, чтобы наблюдать природу планет, нужно сделать на крыше вогнутое зеркало. Изображение, отражаемое основанием зеркала, покажет поверхность планеты в сильном увеличении".
В 1509 году Леонардо набросал модель того, как можно изменить оптическую силу глаза. Если подержать лицо в миске воды, то некоторое время можно видеть более четко. Он предположил, что линзы с налитой в них водой могут улучшить зрение. Первые же линзы создали только в 19 веке.
7. Акваланг и дайвинг
Жак Кусто считается отцом подводного плавания, но Леонардо думал о гидрокостюмах уже в начале 16-го века. Он предложил плавающий пробковый буй, который будет удерживать над водой тростниковую трубку, по которой будет поступать воздух к водолазу. Он также придумал кожаный мешок, в котором мог бы удерживаться воздух для водолаза.
8. Фрейдистская психология
В 1916 году Зигмунд Фрейд опубликовал целую книгу, пытаясь анализировать Леонардо на основании его биографии. Фрейд провел психоанализ Леонардо, придумав обширные объяснения его неустанного любопытства, художественного мастерства и общего поведения.
9. Художественная перспектива
Живописец эпохи Возрождения был одержим оптикой и перспективой. Он развил художественную технику, при которой более далекие вещи выглядят более размытыми, и популяризировал ее в живописи эпохи Возрождения. Леонардо разработал многие художественные приемы, такие как светотень, контраст между светом и тенью и сфумато - смешивание масляных красок, чтобы размыть границы между цветами в картине.
10. Анатомия
Помимо всех открытий, касающихся человеческих органов, Леонардо да Винчи был первым человеком, который точно описал форму позвоночника. Он изобразил S-образный позвоночник и крестец из сросшихся позвонков.
11. Стоматология
Леонардо был первым человеком, который изобразил правильную структуру зубов в полости рта, подробно описав их количество и корневую структуру.
12. Кардиохирургия
Леонардо был одержим исследованием сердца. За свою жизнь он препарировал десятки человеческих сердец, чтобы выяснить, как они работают. За столетие до открытия того, что сердце перекачивает кровь по всему телу, Леонардо понял его жизненно важное значение для системы циркуляции крови. Он был первым человеком, который описал болезни коронарной артерии, и первым, кто описал сердце, как мышцу.
13. Акушерство
Многие из рисунков женской анатомии, сделанные Леонардо, ошибочно предполагают сходство между репродуктивными органами человека и коровы. Но он был первым, кто изобразил положение плода в матке женщины, что заложило основу для лучшего понимания беременности и родов.
14. Оптическая иллюзия
В записных книжках Леонардо да Винчи есть самые ранние из известных примеров анаморфозы - визуального трюка, когда изображение выглядит искаженным с обычной точки зрения, но представляется нормальным в другой (например, в зеркале).
15. Поп-культура
"Витрувианский человек" Леонардо является одним из самых узнаваемых рисунков в мире. Этот эскиз был использован буквально повсюду - в кино, ТВ-шоу, на футболках и т. д.
Прекрасно дополнят этот список и .
Леонардо да Винчи был убежден, что "человек, преодолевающий сопротивление воздуха с помощью больших искусственных крыльев, может подняться в воздух".
Убежденный в своей правоте, он начал разрабатывать аппарат, приводимый в движение только силой мышц человека, и позволяющий ему парить в воздухе как птица. Существует множество рисунков такого "ornitotteri", придуманных Леонардо. Одни из них изображают лежащего человека, который собирается взлететь с помощью механизмов, присоединенных к крыльям; другие - движение вперед при помощи более совершенной системы винтов и шкива. Есть и рисунки человека, расположенного вертикально в летательном корабле, на педали которого он нажимал руками и ногами.
Чтобы сконструировать крылья "ornitotteri", Леонардо изучал анатомию птичьего крыла, учитывая функции и распределение его перьев. Наблюдая за полетом птицы, ученый заметил, что она по-разному машет крыльями, когда зависает в воздухе, летит вперед или приземляется. Его интересовали также перепончатые крылья летучих мышей. На основе этих наблюдений Леонардо сконструировал огромные крылья, предназначенные не только для поднятия человека в воздух, но и удержания его в полете, благодаря элеронам и шарнирам. Он собирался имитировать воздушную акробатику птиц, их способность беречь энергию в полете и точно приземляться. До конца XV столетия Леонардо был убежден, что сможет осуществить проект механического полета. Однако его беспокоило то обстоятельство, что возможности мышц человека ограничены. Поэтому он собирался вместо энергии мускулов использовать механизм лука, который обеспечивал бы движение вперед. Впрочем, лук не решал проблем автономности в полете, возникающих при быстром раскручивании пружины.
С 1503 по 1506 г. Леонардо был занят исследованиями в Тоскане. Атмосферные условия, наличие или отсутствие ветра, соответствующие метеорологические и аэродинамические явления заставили его отказаться от своей старой идеи об "инструменте", основанном на взмахе крыльев, и признать”полет без движения крыльев”.
Наблюдая, как большие птицы позволяют воздушным потокам подхватить и нести их в воздухе, Леонардо думал об оснащении человека большими составными крыльями, которые дадут ему возможность войти в подходящий воздушный поток при помощи несложных движений тела и не затратить много сил на это. Человек будет свободно парить, пока не опустится на землю как “сухой лист”.
Систематические исследования, предпринятые Леонардо в начале XVI в., привели его к необходимости изучить “качество и плотность воздуха”. Для этой цели он сконструировал гидроскопические инструменты. Леонардо подчеркивал,что законы аэродинамики аналогичны законам гидростатики, т.е.наука о воде является зеркальным отражением науки о ветре, ”которую (науку о ветре) мы покажем через движение воды и эта важная наука станет шагом вперед в понимании полета птицы в воздухе".
На самом деле конструирование аппаратов способных летать издавна привлекало внимание человека. Увлечение авиамоделизмом, которое у многих начинается с воздушных змеев и бумажных самолетиков, в наше время успешно реализовано за счет производителей радиоуправляемых моделей. Модели самолетов сложно назвать игрушками, потому что большинство из них участвуют в серьезных соревнованиях. Профессионалы разделяют авиамоделизм на любительский и спортивный, при этом первый тип увлечения имеет наибольшее число поклонников.
Идея полета в трудах Леонардо да Винчи
Дмитрий Алексеевич Соболев, канд.техн. наук, Институт истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова, РАН
Одной из самых интересных страниц в многогранном творчестве Леонардо да Винчи являются исследования, посвященные проблеме полета человека. Леонардо был первым из ученых, кто всерьез занялся изучением этой темы. В его рукописях встречаются рисунки и краткие описания различных летательных аппаратов. К этой теме он возвращался на протяжении всей своей творческой деятельности: первые проекты летательных машин относятся к середине 80-х гг. XV века, а последние датируются вторым десятилетием XVI века.
Наиболее многочисленны проекты аппаратов с машущими крыльями - орнитоптеров . Это вполне естественно, так как образцом для подражания на раннем этапе развития авиации всегда была птица.
Первый известный проект летательной машины Леонардо да Винчи - это проект орнитоптера, где человек должен находиться в лежачем положении (1485-1487 гг.) (рис. 1). Для взмахов крыльями нужно использовать и силу рук, и силу ног "пилота". Ось крыла располагалась таким образом, чтобы при движении вниз оно одновременно двигалось назад, создавая наряду с подъемной силой и силу, направленную вперед, необходимую для горизонтального полета.
Леонардо не только привел краткое описание конструкции, но и дал рекомендации об испытаниях аппарата. Он писал: "Этот прибор ты испытаешь над озером и наденешь в виде пояса длинный мех, чтобы при падении не утонуть. Надобно также, чтобы опускание крыльев производилось силою обеих ног одновременно, дабы ты мог задерживаться и балансировать, опуская одно крыло быстрее другого, смотря по надобности, так, как ты видишь это делают коршуны и другие птицы. И притом опускание посредством двух ног всегда бывает более мощным, чем посредством одной... А поднимание крыльев должно совершаться силою пружины или, если хочешь, рукою, а еще лучше поднятием ноги, это - лучше, потому что руки у тебя тогда свободнее" (Леонардо да Винчи. Избранные естественно-научные произведени. М.1955. С. 605).
Для управления высотой полета да Винчи предложил оригинальный механизм, состоящий из подвижного горизонтального хвостового оперения, соединенного с обручем на голове человека. Поднимая и опуская голову, испытатель должен был, по замыслу Леонардо, поднимать и опускать хвостовую поверхность орнитоптера (рис. 2).
Стремясь уменьшить затраты сил на движение крыльями, великий итальянский изобретатель предложил делать на машущих поверхностях специальные матерчатые клапаны, которые при движении крыла вниз плотно прижимались бы к натянутой на арматуру крыла сетке, а при обратном ходе открывались, позволяя свободно проходить воздуху. Похожая идея применялась позднее другими конструкторами орнитоптеров.
Еще одним вариантом орнитоптера , предложенным Леонардо в те же годы, был аппарат, в котором человек должен был осуществлять взмахи крыльями, наподобие велосипедиста вращая ногами колеса, соединенные рычагами с силовой конструкцией крыльев (рис. 3). На наброске этого аппарата обращает на себя внимание нечто напоминающее колокольчик, подвешенный перед лицом "пилота". Исследователи до сих спорят, что бы это могло быть. На мой взгляд, данное устройство - это маятник, предназначенный для индикации положения в пространстве. Известно, что примерно в 1485 г. ученый сделал эскиз такого устройства (рис. 4). Если это так, то мы видим первый рисунок авиационного прибора.
Наиболее известный проект - орнитоптер-лодка (рис. 5). Он датируется примерно 1487 г. Судя по всему, человек должен был сидеть или стоять в лодке, двигая соединенные с крыльями рычаги. Еще один рычаг предназначался для поворотов горизонтального руля, напоминающего по форме хвост птицы.
В конце 1480-х гг. Леонардо да Винчи делает чертеж и описание большой летательной машины с двумя парами машущих крыльев (рис. 6). Стоящий в чем-то наподобие чаши, мужчина приводил крылья в движение с помощью системы блоков. Интересно, что аппарат имел убираемое шасси; опоры могли складываться вверх с помощью ворота и тросов (рис. 7).
Леонардо так объяснял концепцию своего нового орнитоптера: "Я решил, что стоять на ногах лучше, чем лежать плашмя, ибо прибор никогда не может перевернуться вверх ногами... Подъем и опускание при движении [крыльев] будут производиться опусканием и подниманием обеих ног, что дает большую силу, а руки остаются свободными. Если бы тебе пришлось бы лежать плашмя, то ноги, в берцовых суставах, сильно уставали бы..." (Леонардо да Винчи. Избранные естественно-научные произведения..С.606).
Данное рассуждение, конечно, верно, но тем не менее этот проект следует отнести к наименее удачному результату творческих изысканий Леонардо да Винчи. Очень большие размеры аппарата: размах крыльев - 40 локтей (около 16 м), высота конструкции - 25 локтей (10 м), сложная и тяжелая трансмиссия - все это делало шансы на подъем в воздух еще менее реальными, чем у прежних орнитоптеров.
По-видимому, со временем Леонардо сам понял нереальность своего замысла. Возможно, он даже проводил какие-то опыты, так как в его записках 1485-1490 гг. есть рисунок эксперимента по определению подъемной силы машущего крыла (рис. 8). Чуть позднее он указал на возможность использования в качестве источника энергии для движения крыльев сжатый с большой силой лук (рис. 9). При распрямлении мощный лук действительно мог создать большой импульс сил, но он был бы очень кратковременным, и в лучшем случае машина могла бы только подпрыгнуть вверх.
Подсказку для выхода из этой тупиковой ситуации дало тщательное изучение механизма полета птиц, которым ученый увлекся на рубеже XV-XVI вв. Наблюдение за пернатыми натолкнуло его на верную мысль о том, что основная тяга в полете создается концевыми частями крыла. В результате в самом конце XV в. Леонардо делает чертеж принципиально нового проекта орнитоптера - с крылом, состоящим из двух шарнирно соединенных частей (рис. 10). Взмахи должны были осуществляться внешними частями, составляющими около половины общей площади крыла. Данная идея, являющаяся первым шагом в зарождении концепции аппарата с неподвижным крылом - самолета, нашла практическое воплощение в последнем десятилетии XIX в. в экспериментах знаменитого немецкого пионера авиации О. Лилиенталя. Известно, что тот пробовал совершать полеты с планером, концы крыла приводились в движение от закрепленного на его теле двигателя (рис. 11).
Следующий шаг в эволюции взглядов Леонардо на конструкцию летательной машины связан с исследованием им механизма парящего и планирующего полета пернатых. Он пришел в выводу: "...Когда птица находится в ветре, она может держаться на нем без взмахов крыльями, ибо ту же роль, которую при неподвижном воздухе крыло выполняет в отношении воздуха, выполняет движущийся воздух в отношении крыльев при неподвижных крыльях" (Леонардо да Винчи. Избранные естественно-научные произведения. С.497).
Основываясь на этом принципе, известным в наши дни как принцип обратимости движения, Леонардо приходит к выводу: не человек должен крыльями отталкивать воздух, а ветер должен ударять в крылья и нести их в воздухе, как движет он парусный корабль. Тогда пилоту летательной машины необходимо будет только обеспечивать равновесие с помощью крыльев. "Не нужно много силы, чтобы поддерживать себя и балансировать на своих крыльях и направлять их на путь ветров и управлять своим курсом, для этого достаточно небольших движений крыльями", - пишет Леонардо да Винчи в 1505 г. (Giacomelly, R. The aerodynamics of Leonardo da Vinci // Aernautical Journal. 1930. Vol. 34. P. 1021)
Опираясь на разработанную им концепцию, ученый задумал создать новый тип летательного аппарата. Скорее всего он должен был принципиально отличаться от орнитоптеров прежних лет. По мнению итальянского исследователя творчества Леонардо да Винчи Р. Джакомелли, это мог быть моноплан с размахом крыльев приблизительно 18 м, предназначенный для полетов в восходящих потоках воздуха (по современной терминологии - планер-паритель). Крылья были подвижные, но по сравнению с предшествующими проектами подвижность их была весьма ограничена и служила бы только для балансировки (Giacomelly, R. Leonardo da Vinci e il volo meccanico // L"Aerotechnica. 1927. No. 8. P. 518-524.).
Пилотируемая "искусственная птица" должна была стартовать с вершины горы Монте Чечери (гора Лебедя) в окрестностях Флоренции и, подхваченная вертикальными потоками, подняться в воздух. "Большая птица начнет первый полет со спины своего исполинского лебедя, наполняя вселенную изумлением, наполняя молвой о себе все писания, - вечной славой гнезду, где она родилась", - написал Леонардо да Винчи в своем "Трактате о полете птиц" (1505 г.) (Леонардо да Винчи. Избранные естественно-научные произведения. С.494).
Но Италии не суждено было стать родиной планеризма. Загруженный многочисленными заказами, Леонардо так и не смог приступить к осуществлению своей идеи (или не захотел - для него всегда было интереснее генерировать проекты и постулаты, нежели воплощать их в жизнь).
Незадолго до смерти ученый еще раз вернулся к мыслям о движении по воздуху с помощью неподвижного крыла. В его рукописи, хранящейся в Институте Франции в Париже, есть малоизвестный рисунок, датируемый 1510-1515 гг. (рис. 12). На нем изображен человек, который, держась руками за плоскость, спускается по воздуху, и имеется указание о способе управления: "Этот [человек] будет двигаться направо, если он согнет правую руку и распрямит левую; и будет затем двигаться справа налево при перемене положения рук" (Gibbs-Smith, С. Leonardo da Vinci"s aeronautics. London, 1967. P. 21.). По-видимому, данная идея простейшего балансирного планера, или, точнее, управляемого парашюта, возникла у Леонардо в результате наблюдения за падением листа бумаги в воздухе.
Говоря о изысканиях Леонардо да Винчи в области полета, нельзя не упомянуть еще о двух пионерских проектах - проекте парашюта и проекте вертолета. Оба они сделаны в 1480-е гг., одновременно с первыми предложениями по созданию орнитоптеров.
Рисунок спускающегося на пирамидовидном парашюте человека (рис. 13) Леонардо сопроводил надписью: "Если у человека шатер из прокрахмаленного полотна, шириною в 12 локтей и вышиною в 12, он сможет бросаться с любой большой высоты без опасности для себя" (Леонардо да Винчи. Избранные естественно-научные произведения. С.615).
Знакомое многим изображение вертолета Леонардо да Винчи (рис. 14) представляет собой первый проект вертикально взлетающего летательного аппарата. В отличие от современных вертолетов с лопастным винтом, эта машина должна была подниматься в воздух с помощью хорошо известного в XV в. архимедова винта, диаметром около 8 м. Несмотря на то, что винт должен был раскручиваться вручную, Леонардо да Винчи верил в осуществимость своего проекта: "Я говорю, что когда этот прибор, сделанный винтом, сделан хорошо, т.е. из полотна, поры которого прокрахмалены, и быстро приводится во вращение [...] названный винт ввинчивается в воздух и поднимается вверх".
Как всякие первые предложения, эти проекты были еще несовершенны. Парашют не имел специального отверстия в вершине купола, обеспечивающего устойчивую траекторию снижения, а в проекте вертолета не учитывалось влияние реактивного момента от вращения винта, который раскручивал бы расположенную внизу конструкцию, далека от наилучшей была и форма винта. Но тем не менее оба они представляют собой выдающиеся технические предвидения.
Замечательные идеи Леонардо да Винчи долгое время оставались неизвестными, так как он не опубликовал результаты своих исследований. В конечном итоге то, к чему Леонардо пришел в течение нескольких десятилетий, затянулось на века. Только в XVIII столетии на смену безуспешным попыткам полета с помощью взмахов прикрепленными к рукам и ногам крыльями пришли первые проекты летательных аппаратов с образующим подъемную силу неподвижным крылом и небольшими подвижными крыльями для создания направленной вперед силы - Сведенборга (Швеция, 1716 г.), Бауэра (Германия, 1763 г.), Кейли (Англия, 1799 г.). Полеты на балансирных планерах начались в конце XIX в., а первые вертолеты появились только в XX в.
Анализ развития взглядов на конструкцию крылатого летательного аппарата в трудах Леонардо да Винчи и в работах последующих пионеров авиации позволяет сделать следующий общий вывод: вопреки распространенной среди историков авиации точке зрения, идея самолета зародилась не сама по себе как альтернативная орнитоптеру концепция, а "выросла" из проектов аппаратов с машущим крылом через ряд промежуточных образцов полусамолетов-полуорнитоптеров, автором первых из которых был великий Леонардо.
Вертикальный "ORNITOTTERO"
Необходимость в более мощном источнике энергии привела Леонардо к мысли задействовать все части человеческого тела в процессе полета. На рисунке - человек, управляющий скользящими механизмами не только с помощью рук и ног, но и головы, которая, по словам Леонардо, "имеет силу, равную 200 фунтам" . Человек стоит в центре огромного сосуда, который представляет собой чашу диаметром 12 м, снабженную лестницей (12 м). Крылья аппарата имели ширину 24 м и размах 4,8 м. На этом аппарате Леонардо предполагал использовать две пары крыльев, машущих поочередно.
Вертолет
Данный рисунок - изображение "предка" современного вертолета. Радиус винта - 4,8 м. Он имел металлическую окантовку и полотняное покрытие. Винт приводился в движение людьми, которые шли вокруг оси и толкали рычаги. Существовал и еще один способ запуска винта - требовалось быстро раскрутить трос под осью. "Я думаю, что если этот винтовой механизм добротно сделан, т. е. сделан из накрахмаленного полотна (во избежание разрывов) и быстро раскручен, то он найдет себе поддержку в воздухе и взлетит высоко вверх"
Гидроскоп
Гидроскоп - прибор, изобретенный Альберти. Он представлял собой простой набор шкал с гидроскопичесим веществом (хлопковая вата, губка и т.д.) и воском, не впитывающим воду. По словам Леонардо, прибор применялся для того, ” чтобы узнать качество и плотность воздуха и когда пойдет дождь ”.
Измеритель величины наклона
Этот прибор представляет собой маятник, помещенный внутрь стеклянного сосуда (в форме колокола), служащий для того, чтобы "направить аппарат (летательный) прямо или под наклоном, как предпочитаете, т. е. когда захочется лететь прямо, установите шарик в середину круга".
Исследование балансировки
Движения планера в полете контролировались подвижными крыльями и балансированием летчика: "человек должен быть свободен книзу от талии, чтобы он мог себя уравновесить, хотя и находится при этом в лодке, и так, чтобы его центр тяжести совпадал с центром тяжести всей конструкции и был уравновешен с ним".
Исследование равновесия
Ученый провел исследование равновесия планера c целью определения центра гравитации у птицы. Рисунков этого планера не существует, но известно, что он должен был быть построен из легких материалов: бамбука и ткани с креплениями и оттяжками из сырого шелка или из специальной кожи. Высокая конструкция из тростника в форме цилиндра или параллелепипеда, видимо, вытягивалась на лямках из очень широких (около 10 м в ширину) крыльев этого планера. В этой конструкции летчик располагался намного ниже крыльев, что создавало равновесие аппарата.
Лежащий "ORNITOTTERO"
Этот рисунок - один из самых знаменитых рисунков Леонардо: "А вращает крыло, В поворачивает его с помощью рычага, С опускает его, D поднимает его". Человек лежит на платформе вытянувшись: "На этом месте располагается сердце". Ноги вдеты в стремена таким образом, что одна нога поднимает крыло, другая опускает. Это - летательный аппарат, в котором распростертый человек крутит педали, поднимающие и опускающие крылья, сгибающие и вращающие их при помощи веревок и рычагов, т.е. этот аппарат как бы “гребет” по воздуху.
В другом варианте "Ornitottero" четыре крыла приводились в движение руками и ногами пилота. Руки поднимали крылья при помощи барабана, а ноги опускали по одной паре крыльев по очереди. Таким образом, ритм машущих крыльев ускорялся. Аппарат на спине пилота управлялся накручиванием канатов на барабаны и раскручиванием их.
Модель "ORNITOTTERO"
Здесь представлен один из вариантов "ORNITOTTERO". Пилот с аппаратурой на спине располагался под металлическим полукругом; движение крыльев создавалось за счет движения ног. Этому помогали руки, управляющие рукоятками, расположенными под полукругом. Руль размещался на шее пилота. Направление полета определялось поворотом головы.
Орнитоптер
Фюзеляж по форме напоминает лодку для пилота. Видимо, о воздухе Леонардо мыслил теми же понятиями, что и о воде. Огромные крылья (похожие на крылья летучей мыши) приводятся в движение системой винтов и гаек. Как и на лодках, был предусмотрен руль. Широкая хвостовая плоскость предназначалась, должно быть, для контроля высоты.
На рисунке не планер, управляемый пилотом, а интересный "гибрид". Летчик висит вертикально в центре аппарата, кончики крыльев имеют соединения, контролирующие машину, а жесткая конструкция поддерживает ее.
Орнитоптер с пружинным приводом
Будучи убежденным, что невозможно управлять таким аппаратом при помощи только силы человеческих мышц, Леонардо дал альтернативные решения. Например, им был спроектирован аппарат с пусковым пружинным устройством, передающим свою энергию крыльям “ornitottero” (в данном случае - вертикального) в момент распрямления пружины. В детальной проработке слева Леонардо изобразил устройство, аналогичное тем, что он использовал в своем “автомобиле” и в некоторых часовых механизмах. Данная система теоретически настолько опережала свое время, что даже получила название "Аэроплан Леонардо". На практике она оказалась несовершенной из-за необходимости быстрого раскручивания пружины и трудностей при ее обратном сматывании во время полета.
Парашют
"Если у человека есть тент из плотной ткани, каждая из сторон которого составляет 12 длин руки, и высота - 12, то он может прыгнуть, не разбившись, с любой значительной высоты ".
Полет птицы
Благодаря систематическим исследованиям полета птицы, Леонардо решил заменить полет при помощи машущих крыльев планирующим полетом. Около 1505 г. была закончена его книга “Сodice sul Volo degli Uccelli” (в настоящее время она находится в Турине, в бывшей Королевской библиотеке). Данные рисунки - из этой книги.
Прибор для измерения скорости ветра
Существовал и другой вид анемометра. Он был сделан из конусообразных трубок и применялся для того, чтобы установить, пропорционален ли ветер, поворачивающий колесо, воздухозаборному отверстию в конусе, учитывая идентичную интенсивность ветра.
Система оттяжек рычагов и соединений
Леонардо считал, крылья могут подниматься и опускаться системой канатов и блоков, приводимой в движение ногами пилота, вдетыми в стремена, и его руками, управляющими рукоятками. Поднимаясь и опускаясь, крылья, также, сгибались и распрямлялись при помощи автоматической системы оттяжек, рычагов и соединений.
Спуск на землю "сухим листком"
"Человек повернется направо, если согнет правую руку и вытянет левую; меняя эти движения, он будет поворачиваться справа налево”.
Анемометр
На рисунке изображен “пластинчатый анемометр”, или “щетка”, так как традиционно для пробы ветра применялись перья. Прибор представляет собой градуированную трость с тонкими пластинками, которые двигаются в зависимости от интенсивности ветра.
Аппарат вертикального взлета и посадки
На вертикальном "ornitottero" Леонардо планировал разместить систему втяжных лестниц. Примером ему послужила природа: "посмотри на каменного стрижа, который сел на землю и не может взлететь из-за своих коротких ног; а когда он в полете, вытащи лестницу, как показано на втором изображении сверху... так надо взлетать с плоскости; эти лестницы служат ногами...". Что касается приземления, он писал: "Эти крючки (вогнутые клинья - см. детали справа), которые прикреплены к основанию лестниц, служат тем же целям, что и кончики пальцев ног человека, который на них прыгает и все его тело не сотрясается при этом, как если бы он прыгал на каблуках".
