15 апреля 1452 года родился человек, чье имя стало синонимом гениальности во всем. Леонардо да Винчи был прекрасным художником, талантливым архитектором, анатомом. Но его технические изобретения смогли опередить свое время на несколько веков
Леонардо да Винчи известен в первую очередь как художник, творец знаменитой «Джоконды » и «Тайной вечери». Его современники ценили прежде всего его художественный талант. Но Леонардо обладал и великим инженерным умом, который люди, жившие с ним в одно время, оценить не могли. Видимо потому, что большинство изобретений да Винчи невозможно было воплотить в жизнь с помощью инструментов XV - XVI веков. А если бы изобретения Леонардо были реализованы, то по средневековым улицам ездили бы автомобили, в небе парили летательные аппараты, а в средневековых сражениях применялись танки и пулеметы.
Все технические идеи гения остались только на бумаге – в рисунках, чертежах и подробных описаниях. Свои научные труды более чем на 5000 страницах Леонардо систематизировал в книги-кодексы. Записи в рукописях были зачем-то зашифрованы своеобразной «тайнописью» - написаны справа налево зеркальным шрифтом. Только через пять веков энтузиасты и почитатели таланта великого человека эпохи Возрождения, прочитав рукописи, попытались воплотить идеи да Винчи в жизнь, сконструировав механизмы по его чертежам. И все машины работали!
Водолазный костюм
Водолазный костюм был придуман Леонардо для венецианцев, которым постоянно приходилось отражать морские военные атаки. В эти непромокаемые костюмы предполагалось нарядить воинов и отправить их под воду затапливать вражеские суда, повреждая им днища. Водолазный костюм Леонардо был выполнен из кожи, шлем был оснащен стеклянными линзами, обувь водолаза утяжелена металлическим грузом. Человек в таком костюме мог дышать с помощью колокола с воздухом, опущенного под воду, от которого к шлему водолаза были подведены дыхательные трубки.
Парашют
Конечно, во времена да Винчи летательных аппаратов еще не было, и возможность подняться в воздух для человека была только мечтой. И гениальный изобретатель задумал свой первый в истории парашют, не как средство спасения, а как аппарат, дававший возможность плавно передвигаться по воздуху, прыгнув с высоты. Парашют да Винчи выполнен в форме пирамиды и обтянут плотной тканью.
Дельтаплан
Мечта человека о полете была заветной с древности. Леонардо да Винчи, как и многие до него, пытался воплотить ее в жизнь. На создание первых летательных аппаратов ученого вдохновили птицы и летучие мыши. Одна из летательных машин была снабжена подвижными крыльями, которые приводились в движение человеком, крутящим педали. Пробовал изобретатель создать и планирующие аппараты: одно из изобретений гениального Леонардо – прототип современного дельтаплана.
Вертолет
Леонардо с детства любил наблюдать за природными явлениями, за животными и растениями. Идею сделать воздушный винт, наподобие тех, что теперь поднимают в небо вертолеты, видимо, родилась у гениального изобретателя при взгляде на то, как с деревьев плавно слетают на землю семена-крылатки. Поднимать в воздух «вертолет» да Винчи должен был большой винт, на лопасти которого была натянута парусина. Предполагалось, что четыре воздухоплавателя, раскручивая винт, могли бы создать тягу и давление на лопасти, которые поднимут «вертолет» вверх.
Автомобиль
Это изобретение великого итальянца условно можно считать первым в мире автомобилем. Конечно, он больше напоминает телегу, чем современные авто. Зато самодвижущаяся тележка Леонардо не нуждалась в водителе и была экологичным транспортом, так как двигалась при помощи пружинного механизма, как заводная игрушка. Идея гениально проста: пружина наматывалась на барабан при помощи рычага рукой. Пока она разматывалась – тележка ехала вперед.
Велосипед
Леонардо да Винчи придумал двухколесный передвижной механизм еще в XV веке, задолго до изобретения современного велосипеда. В рукописях ученого были найдены наброски деревянной машины, очень напоминающий современный двухколесный транспорт. Только в отличие от современных велосипедов руль у изобретения да Винчи не мог поворачиваться и у машины не было сиденья. А вот передача движения с одного колеса на другое при помощи цепи впервые упоминается в рукописях Леонардо да Винчи.
Прожектор
Да Винчи проводил научные эксперименты и в области оптики. Ученый изобрел несколько осветительных устройств, работал над созданием телескопа и очковых линз. Как известно, Леонардо служил при дворах богатых правителей-меценатов, любимым развлечением которых был театр. Идея создать прожектор возникла из сценических потребностей. Осветительное устройство представляло собой ящик, внутрь которого ставилась горящая свеча. На одной из стенок ящика находилось толстое увеличительное стекло.
Робот
Гению Леонардо да Винчи принадлежит также идея механического человека, первого робота. По некоторым данным, это изобретение было даже воплощено в жизнь. Человек-машина, построенный Леонардо, якобы служил игрушкой для богатого миланского герцога Сфорцо. Идея создать механическое подобие человека возникла у Леонардо после глубокого изучения анатомии. История гласит, что в одном из итальянских монастырей у Леонардо была своя тайная комната, где он с учениками ночами препарировал трупы, изучая строение человеческого тела. Мысль, что мышцы служат для того, чтобы двигать кости, подтолкнула Леонардо да Винчи спроектировать первого в истории человечества робота.
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.
В апреле 2004 года итальянский ученый Карло Педретти заявил, что он раскрыл секрет пружин, приводящих в движение «автомобиль», который был создан Леонардо да Винчи в 1478 году. Таким образом, спустя пять столетий ученые, наконец, сумели разобраться в проекте его самодвижущейся тележки, построить и запустить ее..
Самодвижущуюся тележку Леонардо да Винчи можно назвать прообразом автомобиля. Настоящий же автомобиль появился лишь в конце XIX века, когда двое жителей Германии Готлиб Даймлер и Карл Бенц разработали двигатель внутреннего сгорания. «Автомобиль» Леонардо не предназначался для массового производства, у него не было сиденья, аппарат был фактически разработан как машина для фестивалей: своеобразная движущаяся платформа, запас ее хода на полном заводе был всего 40−50 метров.
Построить самодвижущуюся тележку да Винчи смогли только в 2004 году
Да и его размеры явно маловаты для того, чтобы перевозить людей. Так что говорить об «автомобиле» Леонардо было бы преувеличением, некоторые исследователи окрестили этот аппарат «леомобилем». Тележка была деревянной, трехколесной, задние колеса вращались независимо друг от друга.
Самодвижущаяся тележка да Винчи
Тем не менее, как и многие другие проекты да Винчи, он не давал покоя многим поколениям ученых, инженеров и конструкторов. Интерес и энтузиазм подогревались еще и тем, что все попытки воплотить в реальность замысел легендарного изобретателя терпели крах. Это было связано с отсутствием четких инструкций к эскизам Леонардо. Части и детали повозки приходилось додумывать. Существует предположение, что чертежи кузова не были прорисованы, так как изобретатель увлекся самим механизмом.
Чертежи к «автомобилю» да Винчи
Главной проблемой для конструкторов стал вопрос: что именно приводило в движение эту повозку. Исследователи изначально считали, что две рессоры, согнутые как в арбалете, изображенном на эскизе в Атлантическом Кодексе, распрямляясь, и должны были стать этой движущей силой. Однако итальянский профессор Карло Педретти решил, что пружины были предназначены не для движения автомобиля, а для управления механизмом двигателя. А своеобразным двигателем были пружины, свитые в барабанах.
Пружины заводились человеком, который должен был вращать два зубчатых колеса, расположенных в передних верхних углах устройства. Длина каждой из этих пружин — семь метров, и чем сильнее их завести, тем больше тележка проедет.
Чтобы проверить догадку, было решено сначала создать компьютерную модель устройства, которая показала, что проект жизнеспособен. После чего построили конструкцию, которая составляла 1.68 метров в длину и 1.49 метров в ширину. Здесь, однако, некоторых энтузиастов ждало разочарование. Современные инженеры сочли эту машину слишком опасной и не решились ее испытать.
Полноразмерный «леомобиль» был признан опасным
«Она могла столкнуться с чем-нибудь и нанести серьезное повреждение», — рассказал журналистам директор Института и Музея Истории Науки во Флоренции Паоло Галлуцци. Вопрос, почему нельзя было использовать полигон, остается без ответа. В итоге для испытания и демонстрации была построена копия в масштабе один к трем.
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:
