Леонардо да Винчи сызбаларындағы болашақ жобалары

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Өткізілген уақытты өкінбей, ақыл-ойдың пайдасына жаратуға болатын әрекеттер бар. Мысалы, Леонардо да Винчидің сызбалары мен нобайларына қарасақ – оның сансыз болып көрінетін өзіндік идеялары мен жобаларының «тірі эскиздері».

Шебердің сызбаларында бізге таныс (және Қайта өрлеу дәуіріндегі адамдар үшін - инновациялық) өнертабыстарды оңай тани аламыз: су шаңғылары мен сүңгуір костюмінен парашют пен планерге дейін. Оның көптеген идеялары «жобада» қалды: механизмдердің, құрылғылардың және ғимараттардың барлық түрлерінің қағаздағы суреттері түрінде. Бұл сызбалар авторлық идеялар мен зерттеулердің сенімді қоймасы болып табылады. Олар да Винчидің шығармашылық лабораториясын ақтаруға, оның жұмыс әдісімен танысуға және ой тізбегіне, оның қалай қойғанын және шешкенін, кезең-кезеңімен, күрделі техникалық, құрылыстық және басқа да мәселелермен танысуға мүмкіндік береді.

Жаңалықтар мен өнертабыстардың тарихы ерте ме, кеш пе пайдалы идеялардың ойға оралып, іс жүзінде жүзеге асатынын айғақтайды. Мұның қалай болатынының жарқын мысалы - Леонардо да Винчидің ғылыми-техникалық жұмысы. Туа біткен зерттеуші және өнертапқыш, ол ең алдымен идеялармен жұмыс істеді: кейбіреулерін өзі жасады, басқаларын қарызға алды және дамытады, сонымен бірге олар үшін практикалық қолдануды іздеді.

Алдымен Леонардо шешім жоспарын жасады: ол жалпы идеяны көрсететін болашақ құрылымның эскизін жасады. Содан кейін егжей-тегжейлерді мұқият зерттеп, эскиздерін салып, оларға түсініктеме берді. Ақырында, мен барлық бөліктерді біртұтас тұтастыққа жинадым - дайын толыққанды иллюстрация. Суретшінің шығармашылығын зерттеушілердің бірі атап өткендей, оның көптеген эскиздері «әдістер мен құралдар туралы аяқталмаған ойлар». Шынында да, осы сызбалар мен сызбаларды зерттей отырып, кейде да Винчи жетіспейтін немесе әдейі жіберіп алған бөлшектер мен бөлшектерді ойластыру керек. Бірақ олардың кейбіреулерінің дәлелденгені және дәлдігі сонша, тіпті бес ғасыр өтсе де олардың тілі сөзсіз түсінікті. Тамаша дизайнер және өнертапқыш болашақ ұрпаққа мұраға қалдырған сызбалары бойынша заманауи шеберлер әртүрлі құрылғылардың жұмыс үлгілерін жасай алды.

Мұнда бекініс мұнарасының эскизі берілген (1-сурет)

Оның сол жағында ғимараттың маңызды бөлшектерінің бірі - бұрандалы баспалдақтың диаграммасы бар. Оның дизайны әйгілі Архимед бұрандасын еске түсіреді, тек қадамдары жоқ! Сызбаға мұқият қарасаңыз, сәулетші Леонардоның таңғажайып дизайнын ашасыз. Оның баспалдақтары қос: оның бір бөлігінде мұнараға көтерілуге болады, ал екінші жағынан - соқтығыспай, тіпті бір-бірін көрмей түсуге болады. Баспалдақтың екі бөлігінің траекториялары бір-бірімен қиылыспайтын спиральды сызықтар (тік тірек айналасында бұралатын кеңістіктік қисықтар - құрылымның ортасында дөңгелек тірек). Баспалдақтың әрбір бөлігінің өзіндік кіруі мен шығуы бар, ал оның моделі спиральды бет болып табылады, ол геликоид деп аталады. Нағыз баспалдақта бағанның айналасындағы қадамдар желдеткіш тәрізді.

Қос бұрандалы баспалдақ Франциядағы Шамборд патша сарайын безендіреді. Оның құрылысы 1519 жылы Леонардо қайтыс болғаннан кейін көп ұзамай басталды. Өздеріңіз білетіндей, ол өмірінің соңғы жылдарын осы елде, оның қамқоршысы Франциск I сарайында өткізген және алғашқы корольдік суретші, инженер және сәулетші болған. Леонардоның зәулім сарайды жобалауға қатысқаны белгісіз. Олай болмаған күнде де, сарапшылардың айтуынша, оны жасаушылар суретшінің суреттерінен да Винчи идеяларын пайдаланған. Сәулетшілерді таңдауға оның 1480 жылдардың соңында жасалған эскизі (1-сурет) әсер еткен болуы мүмкін. Шамборда 77 баспалдақ бар, оның ішінде бірнеше спиральды баспалдақтар бар, бірақ тек осы ғана оның нағыз тартымдылығына айналды.

Басқа қос бұрандалы баспалдақтар да белгілі. Олардың ең ертесі XIV-XV ғасырларда еуропалық соборларда тұрғызылған, бірақ олар Шамборд сарайындағы баспалдақтардан тек өлшемі мен декоры бойынша ғана емес, сонымен қатар дизайнның қарапайымдылығы мен өзіндік ерекшелігімен де төмен - ешкім толығымен оқшаулай алмайды. қос бұрандалы баспалдақтың бөліктері бір-бірінен Леонардо сәтті болғанға дейін немесе ойға келмеді.

1527 жылы итальяндық сәулетші Кіші Антонио да Сангалло дәл осындай идеяны қолданды. Рим Папасы Клемент VII бұйрығымен Орвьето қаласында қоршауға алынған және сыртқы су көздеріне қол жеткізу мүмкіндігінен айырылған жағдайда үлкен су мұнарасы - Әулие Патрик құдығы (жоғарыдағы сурет) құрылысын бастады. Мұнда құдық түбіндегі суға қол жеткізу екі қарама-қарсы кіреберіс арқылы қамтамасыз етілді, бұл автономды спиральды баспалдақтарға әкелді: бір вагон суды әкелу үшін түсірілді, ал екіншісі оны көтеру үшін пайдаланылды. Ғимараттың жарықтандырылуы табиғи болды: жарық мұнараның қабырғаларындағы көптеген арка тәрізді терезелер арқылы ішке еніп тұрды.

Леонардо да Винчиде баспалдақтардың күрделі архитектуралық композициялары да бар. Оның бірі үш өлшемді лабиринт сияқты, көптеген кіретін және шығатын жерлері бар. Келесі эскизді қараңыз (2-сурет)

Бірден бір-бірімен қосылмаған төрт сыртқы баспалдақтарды көруге болады, олар үлкен төртбұрышты тіректің айналасында «бұралған», онда қандай да бір көтеру құрылғысы жасырылған болуы мүмкін. Таңғажайып оңайлықпен суретші сәулет пен кеңістіктің геометриясын біріктіреді, сызықтар мен пішіндерді біріктіреді және толық кескіндер мен дербес құрылымдарды жасайды.

Да Винчи қос спиралдың тағы бір қызықты қолданылуын тапты. Оны су астында тыныс алуға арналған аппарат жасауда пайдаланған (3-сурет).

Бұл ежелгі сүңгуірлер қолданатын тыныс алу түтігінің жетілдірілген нұсқасы. Құрылғы қорғаныс қалқымалы күмбезі бар қалтқыдан, маскадан, тыныс алу шлангілерінен және судың түсуіне жол бермейтін олардың жұмысын басқаратын клапаннан тұрады. Шланг су өткізбейтін материалдан жасалған кірістіру арқылы жалғанған бірнеше қамыс түтіктерден жасалған және оның ішінде қос серіппелер бар - бір жағынан материалдың шөгуіне және пішінін жоғалтуына жол бермейтін ықшам серпімді элемент, ал екінші жағынан., шлангты икемді етеді.

Леонардо да Винчидің фотосуреттері мақаласын да қараңыз

Леонардо әуе винтінің дизайнында бұрандалы бетті алғашқылардың бірі болып пайдаланды - егер әуе винтін дұрыс бұрап, сонымен бірге оны жеңе алатын болса, ұшақ тігінен ауаға көтеріле алатын негізгі бөлік. көтеру кезінде тұрақсыздық. Біз күрделі бұрандалы қозғалыс туралы айтып отырмыз (қозғалмайтын ось айналасында айналу және оның бойымен параллель көшу, бір уақытта орындалады), бірақ қазірдің өзінде ұшу механикасына қатысты.

Леонардо да Винчи пропеллері (4-сурет) қазіргі заманғы негізгі ротордың прототипі болып саналады және оның өзі тікұшақтың немесе Ресейде тікұшақтың өнертапқышы болып табылады. Айтпақшы, «тікұшақ» сөзі «вертолет» сөзімен байланысты және гректің ëλικου (спираль, бұранда) және πτεoóν (қанат) сөздерінен шыққан. Ол тек 1860 жылдары пайда болды, бұл сурет салынғаннан кейін төрт ғасырға жуық уақыт өткен соң.

Да Винчи өзінің дизайнына арналған «ұшу» идеясын «ұшатын айналмалы табақтан» - ежелгі Қытайдан келген ойыншықтан алған болар еді. Бұл ұшында құс қауырсыны бұрандасы бар шыбық еді. Оны қолмен немесе жіптің көмегімен шыбыққа орап, босататын. Заманауи нұсқасы - қарабайыр тікұшақ «ұшады» (5-сурет), оны өзіңіз жасау оңай.

Бірақ да Винчи винтінің пішінін Архимед винтінің айналуын бақылай отырып таңдай алады (6-сурет).

Инженер Леонардо, жалпы, ежелгі грек ғалымының бұл тапқыр өнертабысын әртүрлі механизмдерге бейімдеуге бірнеше рет тырысты. Мысалы, мен оны гидравликалық машинаның бөлігі ретінде пайдаландым. Немесе мәңгілік қозғалыс машинасының элементтері ретінде (бұл әртүрлі диаметрлі екі бұранданың құрылысы болды: бірінен соң бірі су көтерілді, ал екіншісі бастапқы деңгейге дейін төмендеді). Бірақ содан кейін Леонардо бұл нәтижесіз кәсіпті тастап, Архимед бұрандасы үшін қызықты және пайдалы қосымшаны ойлап тапты.

Леонардо өзінің дизайнын ұшақ ретінде қарастырмады, бірақ оның қалай жұмыс істейтінін зерттеді. Ол белгілі бір функцияларды орындайтын оңтайлы формаларды жасайтын табиғаттан ұшудың сырын іздеді: ол ұзақ уақыт бойы «тірі машиналарды» - аспанда еркін қалқып жүрген құстарды бақылап отырды, олардың қозғалысын сипаттады. Оның сызбаларында құстың жоғары көтерілген траекториясы бар (7-сурет), ол бұрандалы қисық.

Жасанды қанаттармен жабдықталған және адамның бұлшықет күшінің арқасында ауаға көтерілуге қабілетті аппараттар (орнитоптер немесе шыбындар) - бұл Леонардоны ең қызықтырды (айтпақшы, бұл идеяны бірінші болып жүзеге асыруға тырысқан шебер шебер Дедал, ежелгі мифологияның кейіпкері). Да Винчи бұл мәселені шешуге бірнеше рет оралды. Сәтсіз. Нәтижесінде ол ұшатын құстардың ең қарапайым әдісін шығаруды шешті - ол ауа ағындарының әсерінен қалықтаған планерді ойлап тапты. Ұшу мәселесін зерттей отырып, ол барлық нәрсеге, тіпті шыбынның қанатының дыбысы сияқты ұсақ-түйекке де қызығушылық танытты! Бұл, меніңше, бүкіл Леонардо болды - Ренессанстың ең ұлы кемеңгері, оның өмірбаяндарының бірі айтқандай, «барлық уақыттағы ең тойымсыз қызық адам».

Леонардо вертоид пішінін берген пропеллер оның «Ұшу туралы» әйгілі трактатында айтылған. Сипаттамаға сәйкес, бұранданың металл жиегі және кенеп жабыны болуы керек, ал жұқа ұзын түтіктер кенеп үшін жақтау ретінде қызмет етеді. Содан кейін да Винчи қосады: «Сіз өзіңізге қағаздың кішкентай үлгісін жасай аласыз, оның осі жұқа темір парақтан күшпен бұралған және босатылған кезде бұранданы айналдырады. Ал, содан кейін өзіңіз ойлап көріңіз … Дизайн бөлшектеріне қарағанда, бұранданы оське бекітілген тұтқалардың көмегімен айналдыруға болады. Немесе серіппелі механизм оны «іске қосуы» мүмкін. Бұлақ дегеніміз не? Иә, сол спираль, металлдан жасалған, энергияны жинақтауға және беруге қабілетті.

Пропеллер сызбасы Леонардоның ұшу мәселесіне арналған шығармалар жинағындағы ең танымалдарының бірі болып табылады. Оны әуесқойлар да, мамандар да зерттеді: ғалымдар, конструкторлар, инженерлер, өнертапқыштар. Олар құрастырған модельдердің ешқайсысы қозғалтқышсыз өздігінен көтеріле алмады. Бірақ басқа нәрсе әлдеқайда маңызды. Да Винчидің эскизінде баға жетпес идея болды және ғасырлар өткен соң басқа өнертапқыштар мен ғалымдар нағыз ұшатын аппаратты жасады.

Жалпы, Леонардоның өз есебінде өз уақытында талап етілмеген, ұзақ уақыт ұмытылып, кейін жаңадан ойлап тапқан көптеген пайдалы өнертабыстар бар.

Қызыққандар үшін мәліметтер

Цилиндр өз осінің айналасында біркелкі айналғанда оның генерациясы бойымен тұрақты жылдамдықпен қозғалатын нүктемен сипатталатын қисық сызықты бұрандалы сызық деп атайды. Бұл қисық барлық генераторларды бірдей бұрыштармен қиып өтеді. Егер қағаз парағында оның үлкен жағына бір-бірінен бірдей қашықтықта бұрыш жасап, бірнеше параллель түзулер жүргізіп, содан кейін қағазды цилиндрге айналдырып, екі кіші жағын қосатын болсақ, онда оның бетінде біз бұрандалы сызық: оң жақ, егер төменнен қараған кезде сағат тіліне қарсы бұралса немесе солға - қарама-қарсы бағытта бұралса.

Қозғалмайтын осьтің айналасында айналу оның бойымен бір мезгілде тасымалдануы нүктемен емес, сызықпен орындалғанда, ол кеңістіктегі бұрандалы бетті сипаттайды. Сонымен, бір ұшымен бұрандалы сызық бойымен, ал екіншісімен цилиндр осінің бойымен сырғанау сегменті вертоидты сипаттайды (грек тілінен ελικος - спираль, гирус).

Цилиндрлік спираль өздігінен қозғала алады. Ол цилиндр бетіндегі әртүрлі генерациялардың екі нүктесі арасындағы ең қысқа жолды анықтайды. Геликоидтың ұқсас қасиеттері бар. Ол өздігінен сырғанайды және берілген сыртқы шекара үшін ең аз ауданға ие. Қарапайымдылық, икемділік, динамизм, «үнемділік» - осы қасиеттерінің арқасында бұрандалы пішіндер табиғатта кең таралған (кем дегенде ДНҚ молекулаларының «қос спиральын» және өрмелейтін өсімдіктерді есте сақтаңыз) және практикада, әсіресе технологияда кеңінен қолданылады (а. серіппе мен штопор еттартқыштың бұрандасына және винтіне).

Негізгі ротор - тік айналу осі бар винт - тікұшақтың көтерілу көзі. Оның көмегімен ұшуды басқару және аппараттың қонуы жүзеге асырылады. Ұшу үшін айналмалы винтті пайдалану идеясы ежелгі уақытта пайда болды және Еуропада орта ғасырларда танымал болды. Дизайндың өзінде «пышақтары» болды және пропеллерге ұқсады.