Projekty budúcnosti v kresbách Leonarda da Vinciho

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Sú aktivity, ktoré si môžete dopriať bez ľutovania stráveného času a v prospech mysle. Napríklad pozrieť si kresby a náčrty Leonarda da Vinciho – „živé náčrty“jeho originálnych nápadov a projektov, ktorých sa zdá byť nespočetné.

Na kresbách majstra ľahko rozpoznáme nám známe (a pre ľudí renesancie inovatívne) vynálezy: od vodných lyží a potápačského obleku až po padák a klzák. Mnohé z jeho nápadov zostali „v projekte“: vo forme obrázkov na papieri všetkých druhov mechanizmov, zariadení a budov. Tieto kresby sú spoľahlivým úložiskom autorských myšlienok a výskumov. Umožňujú nahliadnuť do da Vinciho tvorivého laboratória, zoznámiť sa s jeho metódou práce a sledovať myšlienkový pochod, ako krok za krokom nastavil a vyriešil zložité technické, stavebné a iné problémy.

Dejiny objavov a vynálezov svedčia o tom, že skôr či neskôr prídu na rad užitočné myšlienky a prenesú sa do praxe. Pozoruhodným príkladom toho, ako sa to deje, je vedecká a technická práca Leonarda da Vinciho. Rodený výskumník a vynálezca pracoval predovšetkým s nápadmi: niektoré vytvoril sám, iné si požičiaval a rozvíjal, pričom vždy pre ne hľadal praktické uplatnenie.

Najprv Leonardo vypracoval plán riešenia: urobil náčrt budúcej štruktúry, ktorá odrážala všeobecnú myšlienku. Potom podrobne študoval detaily, nakreslil náčrty a doplnil ich komentármi. A nakoniec som všetky diely poskladal do jedného celku - hotovej plnohodnotnej ilustrácie. Ako poznamenal jeden z výskumníkov umelcovej práce, mnohé z jeho náčrtov sú „nedokončenými myšlienkami o metódach a prostriedkoch“. Pri štúdiu týchto nákresov a kresieb je skutočne niekedy potrebné vymyslieť detaily a detaily, ktoré da Vinci chýba alebo ich zámerne vynecháva. Niektoré z nich sú však natoľko overené a presné, že aj po piatich storočiach je ich jazyk zrozumiteľný bez slov. Podľa nákresov, ktoré po geniálnom dizajnérovi a vynálezcovi zdedili budúce generácie, dokázali moderní remeselníci vyrobiť funkčné modely rôznych zariadení.

Tu je náčrt veže pevnosti (obr. 1)

Naľavo od nej je schéma jedného z dôležitých detailov stavby – točitého schodiska. Jeho dizajn pripomína slávnu Archimedovu skrutku, chýbajú už len schodíky! Pozrite sa bližšie na kresbu a odhalíte úžasný dizajn architekta Leonarda. Jeho schodisko je dvojité: na jednej jeho časti môžete vyliezť na vežu a na druhej zostúpiť bez toho, aby ste sa zrazili alebo dokonca videli. Trajektórie oboch častí schodiska sú nepretínajúce sa špirálovité línie (priestorové krivky krútiace sa okolo zvislej podpery - okrúhleho stĺpa v strede konštrukcie). Každá časť schodiska má svoj vstup a výstup a jej predlohou je špirálovitá plocha, takzvaný helikoid. Pri skutočnom schodisku sú okolo stĺpa vejárovité stupne.

Dvojité točité schodisko zdobí kráľovský zámok Chambord vo Francúzsku. Jeho výstavba začala v roku 1519, krátko po smrti Leonarda. Ako viete, posledné roky svojho života prežil v tejto krajine, na dvore Františka I., jeho patróna, a bol prvým kráľovským umelcom, inžinierom a architektom. Nie je isté, či sa Leonardo podieľal na návrhu grandiózneho zámku. Ak aj nie, tvrdia odborníci, jeho tvorcovia použili da Vinciho nápady z umelcových kresieb. Je pravdepodobné, že výber architektov ovplyvnila jeho skica (obr. 1), vyhotovená koncom 80. rokov 15. storočia. V Chamborde je 77 schodísk, vrátane niekoľkých točitých, no len toto sa stalo jeho skutočnou atrakciou.

Známe sú aj ďalšie dvojité točité schodiská. Najstaršie z nich boli postavené v európskych katedrálach už v XIV-XV storočí, ale sú horšie ako schody na zámku Chambord nielen vo veľkosti a výzdobe, ale aj v jednoduchosti a originalite dizajnu - nikto nemôže úplne izolovať časti dvojitého točitého schodiska od seba, až Leonardo uspel alebo neprišiel do úvahy.

V roku 1527 použil rovnakú myšlienku taliansky architekt Antonio da Sangallo mladší. Na príkaz pápeža Klementa VII. začal s výstavbou obrovskej vodnej veže – studne svätého Patrika (foto vyššie) – v meste Orvieto pre prípad jeho obliehania a zbavenia prístupu k vonkajším zdrojom vody. Tu bol prístup k vode na dne studne zabezpečený dvoma protiľahlými vchodmi, ktoré viedli k autonómnym točitým schodiskám: jeden vozík bol spustený na naberanie vody a druhý slúžil na jej vynášanie. Osvetlenie budovy bolo prirodzené: svetlo prenikalo dovnútra cez množstvo klenutých okien v stenách veže.

Leonardo da Vinci má aj zložitejšie architektonické kompozície schodov. Jeden z nich je ako trojrozmerný labyrint s mnohými vchodmi a východmi. Pozrite si nasledujúci náčrt (obr. 2)

Vidno naraz štyri vonkajšie, navzájom neprepojené schodiská, ktoré sa „krútia“okolo mohutného štvorcového stĺpa, v ktorom je snáď ukryté nejaké zdvíhacie zariadenie. Umelec s úžasnou ľahkosťou spája architektúru a geometriu priestoru, kombinuje línie a tvary a vytvára ucelené obrazy a samostatné štruktúry.

Da Vinci našiel ďalšie zaujímavé využitie dvojitej špirály. Využil ho pri konštrukcii prístroja na dýchanie pod vodou (obr. 3).

Ide o vylepšenú verziu dýchacej trubice, ktorú používali starí potápači. Zariadenie sa skladá z plaváka s ochrannou plávajúcou kupolou, masky, dýchacích hadíc a ventilu, ktorý riadi ich činnosť a bráni vniknutiu vody. Hadica je vyrobená z niekoľkých jazýčkových rúrok spojených vložkami z vodeodolného materiálu a vo vnútri sú dvojité pružiny - kompaktný elastický prvok, ktorý na jednej strane zabraňuje zmršťovaniu a strate tvaru materiálu a na druhej strane, robí hadicu flexibilnou.

pozri tiež článok Fotografie od Leonarda da Vinciho

Leonardo ako jeden z prvých použil pri konštrukcii vrtule špirálovú plochu - hlavnú časť, pomocou ktorej sa lietadlo mohlo vzniesť kolmo do vzduchu, ak by bolo možné vrtuľu správne vykrútiť, a zároveň sa vyrovnať s jej nestabilita pri zdvíhaní. Hovoríme o zložitom špirálovom pohybe (rotácia okolo pevnej osi a paralelný prenos pozdĺž nej, vykonávaný súčasne), ale už vo vzťahu k mechanike letu.

Vrtuľa Leonarda da Vinciho (obr. 4) je považovaná za prototyp moderného hlavného rotora a on sám je vynálezcom vrtuľníka, alebo, ako sa tomu v Rusku hovorí, helikoptéry. Mimochodom, slovo „vrtuľník“súvisí so slovom „helikoid“a pochádza z gréckych slov ëλικου (špirála, skrutka) a πτεoóν (krídlo). Objavil sa až v 60. rokoch 19. storočia, takmer štyri storočia po vytvorení tejto kresby.

Da Vinci si mohol pre svoj dizajn požičať myšlienku „spustenia“z „lietajúceho gramofónu“– hračky zo starovekej Číny. Bola to tyč so skrutkou z vtáčieho peria na konci. Spriadalo sa ručne alebo pomocou nite navinutej na tyči a uvoľnenej. Moderná verzia je primitívna helikoptéra "mucha" (obr. 5), je ľahké si ju vyrobiť sami.

Ale tvar vrtule si da Vinci mohol vybrať pozorovaním rotácie Archimedovej vrtule (obr. 6).

Inžinier Leonardo sa vo všeobecnosti viac ako raz pokúsil prispôsobiť tento dômyselný vynález starovekého gréckeho vedca rôznym mechanizmom. Použil som ho napríklad ako súčasť hydraulického stroja. Alebo ako prvky perpetum mobile (išlo o konštrukciu dvoch skrutiek rôznych priemerov: jedna po druhej voda stúpala a druhá klesala na počiatočnú úroveň). Potom však Leonardo opustil tento neplodný podnik a prišiel so zaujímavejšou a užitočnejšou aplikáciou pre Archimedovu skrutku.

Leonardo nepovažoval svoj dizajn za lietadlo, ale skúmal, ako to funguje. Hľadal tajomstvo letu v prírode, ktorý vytvára optimálne formy, ktoré plnia určité funkcie: dlho pozoroval „živé stroje“– vtáky voľne plávajúce na oblohe, opisoval ich pohyby. Na jeho náčrtoch je trajektória vtáka stúpajúceho nahor (obr. 7), čo je špirálovitá krivka.

Prístroje vybavené umelými krídlami a schopné zdvihnúť sa do vzduchu vďaka svalovej sile človeka (ornitoptéry alebo muchy) - to Leonarda najviac zaujalo (mimochodom, prvý, kto sa pokúsil tento nápad zrealizovať, bol zručný majster Daedalus, hrdina antickej mytológie). Da Vinci sa k riešeniu tohto problému opakovane vracal. Neúspešne. V dôsledku toho sa rozhodol reprodukovať najjednoduchší spôsob lietania vtákov - prišiel s klzákom, ktorý sa vznášal vďaka prúdom vzduchu. Pri skúmaní problému letu ho zaujímalo doslova všetko, dokonca aj taká maličkosť, akou je zvuk, ktorý vydávajú krídla muchy! A toto bol, zdá sa, celý Leonardo – najväčší génius renesancie, „najnenásytnejší zvedavec všetkých čias“, ako sa vyjadril jeden z jeho životopiscov.

Vrtuľa, ktorej dal Leonardo tvar skrutkovice, sa spomína v jeho slávnom pojednaní O lietaní. Skrutka má mať podľa popisu kovovú lemovku a plátennú krytinu a ako rám na plátno poslúžia tenké dlhé rúrky. A potom da Vinci dodáva: "Môžete si vyrobiť malý model papiera, ktorého os je z tenkého železného plátu skrútená silou a po uvoľnení spôsobí otáčanie skrutky." No, potom sa zamyslite sami … Súdiac podľa konštrukčných detailov, skrutka sa dala otáčať pomocou pák pripevnených k osi. Alebo by to mohol "naštartovať" pružinový mechanizmus. čo je pružina? Áno, tá istá špirála vyrobená z kovu, schopná akumulovať a vydávať energiu.

Kresba vrtule je jednou z najznámejších v Leonardovej zbierke diel venovaných problému letu. Študovali ho amatéri aj špecialisti: vedci, dizajnéri, inžinieri, vynálezcovia. Žiadny z modelov, ktoré postavili, nebol schopný vzlietnuť sám, bez motora. Oveľa dôležitejšie je však niečo iné. Da Vinciho skica obsahovala neoceniteľnú myšlienku a o stáročia neskôr ďalší vynálezcovia a vedci vytvorili skutočný lietajúci stroj.

Vo všeobecnosti má Leonardo na svojom konte mnoho rôznych užitočných vynálezov, vo svojej dobe nevyžiadaných, na dlhú dobu zabudnutých a potom vynájdených nanovo.

Podrobnosti pre zvedavcov

Špirálová čiara je krivka opísaná bodom pohybujúcim sa konštantnou rýchlosťou pozdĺž tvoriacej priamky valca, keď sa rovnomerne otáča okolo svojej osi. Táto krivka pretína všetky generátory v rovnakých uhloch. Ak na list papiera nakreslíme niekoľko rovnobežných priamych čiar pod uhlom k jeho väčšej strane v rovnakej vzdialenosti od seba a potom papier zvinieme do valca spájajúceho dve menšie strany, potom na jeho povrchu uvidíme špirálová čiara: pravá, ak sa pri pohľade zospodu krúti proti smeru hodinových ručičiek, alebo vľavo - ak sa krúti opačným smerom.

Keď rotáciu okolo pevnej osi so súčasným prenosom pozdĺž nej nevykonáva bod, ale priamka, opisuje špirálovú plochu v priestore. Segment, ktorý sa posúva jedným koncom pozdĺž špirálovej čiary a druhým pozdĺž osi valca, teda opisuje helikoid (z gréckeho ελικος - špirála, gyrus).

Valcová špirála sa môže pohybovať pozdĺž seba. Definuje najkratšiu cestu medzi dvoma bodmi rôznych tvoriacich priamok na povrchu valca. Podobné vlastnosti má aj helikoid. Samostatne sa posúva a má minimálnu plochu pre danú vonkajšiu hranicu. Jednoduchosť, flexibilita, dynamika, „hospodárnosť“– vďaka týmto vlastnostiam sú skrutkové formy v prírode rozšírené (spomeňte si aspoň na „dvojzávitnicu“molekúl DNA a popínavých rastlín) a majú široké uplatnenie v praxi, najmä v technike (od r. pružina a vývrtka k skrutke mlynčeka na mäso a vrtule).

Hlavným rotorom je vrtuľa so zvislou osou otáčania - zdroj vztlaku vrtuľníka. S jeho pomocou sa vykonáva letová kontrola a pristátie zariadenia. Myšlienka použitia rotujúcej vrtule na lety vznikla v staroveku a bola populárna v Európe v stredoveku. Samotný dizajn mal „lopatky“a vyzeral ako vrtuľa.