Progetti del futuro nei disegni di Leonardo da Vinci

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Ci sono attività alle quali ci si può dedicare senza rimpiangere il tempo speso e a beneficio della mente. Ad esempio, per guardare i disegni e gli schizzi di Leonardo da Vinci - "schizzi viventi" delle sue idee e progetti originali, che sembrano innumerevoli.

Nei disegni del maestro, possiamo facilmente riconoscere le invenzioni a noi familiari (e per le persone del Rinascimento - innovative): dagli sci d'acqua e una tuta da sub a un paracadute e un aliante. Molte delle sue idee sono rimaste "nel progetto": sotto forma di immagini su carta di tutti i tipi di meccanismi, dispositivi ed edifici. Questi disegni sono un archivio affidabile di idee e ricerche dell'autore. Ti permettono di guardare nel laboratorio creativo di da Vinci, conoscere il suo metodo di lavoro e seguire il filo del pensiero, come ha impostato e risolto, passo dopo passo, complessi problemi tecnici, costruttivi e altri.

La storia delle scoperte e delle invenzioni testimonia il fatto che prima o poi vengono alla mente idee utili e messe in pratica. Un esempio lampante di come ciò avvenga è il lavoro scientifico e tecnico di Leonardo da Vinci. Ricercatore e inventore nato, ha lavorato principalmente con le idee: alcune le ha generate, altre le ha prese in prestito e sviluppate, sempre alla ricerca di un'applicazione pratica per esse.

Innanzitutto, Leonardo ha elaborato un piano di soluzione: ha fatto uno schizzo della struttura futura, riflettendo l'idea generale. Quindi ha studiato attentamente i dettagli, ha disegnato schizzi e ha fornito loro commenti. E infine, ho assemblato tutte le parti in un unico insieme: un'illustrazione a tutti gli effetti già pronta. Come ha notato uno dei ricercatori del lavoro dell'artista, molti dei suoi schizzi sono "pensieri incompiuti su metodi e mezzi". Infatti, studiando questi disegni e disegni, a volte è necessario pensare ai dettagli e ai dettagli che mancano o volutamente omettono da Vinci. Ma alcuni di loro sono così verificati e precisi che anche dopo cinque secoli la loro lingua è comprensibile senza parole. Secondo i disegni ereditati dalle generazioni future dal geniale designer e inventore, gli artigiani moderni sono stati in grado di realizzare modelli funzionanti di vari dispositivi.

Ecco uno schizzo della torre della fortezza (Fig. 1)

A sinistra c'è un diagramma di uno dei dettagli importanti dell'edificio: una scala a chiocciola. Il suo design ricorda la famosa vite di Archimede, mancano solo i gradini! Dai un'occhiata più da vicino al disegno e scoprirai il fantastico design dell'architetto Leonardo. La sua scala è doppia: da una parte puoi salire sulla torre e dall'altra scendere senza scontrarti o addirittura vederti. Le traiettorie di entrambe le parti della scala sono linee a spirale non intersecanti (curve spaziali che si attorcigliano attorno a un supporto verticale - un pilastro rotondo al centro della struttura). Ogni parte della scala ha il proprio ingresso e uscita, e il suo modello è una superficie a spirale, la cosiddetta elicoide. In una vera scala, i gradini sono a forma di ventaglio attorno al pilastro.

Una doppia scala a chiocciola adorna il castello reale di Chambord in Francia. La sua costruzione iniziò nel 1519, poco dopo la morte di Leonardo. Come sapete, trascorse gli ultimi anni della sua vita in questo paese, alla corte di Francesco I, suo mecenate, e fu il primo artista, ingegnere e architetto regio. Non si sa con certezza se Leonardo prese parte alla progettazione del grandioso castello. Anche se no, dicono gli esperti, i suoi creatori hanno usato le idee di Da Vinci dai disegni dell'artista. È probabile che la scelta degli architetti sia stata influenzata dal suo bozzetto (Fig. 1), realizzato alla fine del 1480. Ci sono 77 scale a Chambord, tra cui diverse scale a chiocciola, ma solo questa è diventata la sua vera attrazione.

Sono note anche altre scale a doppia chiocciola. I primi furono eretti nelle cattedrali europee nei secoli XIV-XV, ma sono inferiori alle scale del castello di Chambord non solo per dimensioni e arredamento, ma anche per semplicità e originalità del design: nessuno può isolare completamente parti della doppia scala a chiocciola l'una dall'altra finché Leonardo non ci riuscì o non gli venne in mente.

Nel 1527 l'architetto italiano Antonio da Sangallo il Giovane applicò la stessa idea. Per ordine di papa Clemente VII, iniziò la costruzione di un enorme serbatoio d'acqua - il pozzo di San Patrizio (foto sopra) - nella città di Orvieto in caso di suo assedio e privazione dell'accesso a fonti d'acqua esterne. Qui l'accesso all'acqua in fondo al pozzo era garantito da due ingressi opposti, che portavano a scale a chiocciola autonome: una carrozza veniva calata per attingere acqua, e l'altra serviva per portarla su. L'illuminazione dell'edificio era naturale: la luce penetrava attraverso le numerose finestre ad arco nelle pareti della torre.

Leonardo da Vinci ha anche composizioni architettoniche più complesse di scale. Uno di questi è come un labirinto tridimensionale con molti ingressi e uscite. Dai un'occhiata al seguente schizzo (fig. 2)

Si vedono subito quattro scale esterne non collegate tra loro, "torcendosi" attorno a un massiccio pilastro quadrato, in cui, forse, è nascosto qualche tipo di dispositivo di sollevamento. Con sorprendente facilità, l'artista combina architettura e geometria dello spazio, combina linee e forme e crea immagini complete e strutture autonome.

Da Vinci trovò un altro uso interessante della doppia elica. Lo utilizzò nella costruzione di un apparato per respirare sott'acqua (Fig. 3).

Questa è una versione migliorata del tubo di respirazione utilizzato dagli antichi subacquei. Il dispositivo è costituito da un galleggiante con una cupola galleggiante protettiva, una maschera, tubi di respirazione e una valvola che ne controlla il funzionamento, impedendo l'ingresso di acqua. Il tubo è costituito da più tubi lamellari collegati da inserti in materiale impermeabile, e al suo interno sono presenti doppie molle - un elemento elastico compatto che, da un lato, impedisce al materiale di restringersi e perdere la sua forma, e dall'altro, rende flessibile il tubo.

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Leonardo è stato uno dei primi a utilizzare una superficie elicoidale nella progettazione dell'elica - la parte principale con cui l'aereo potrebbe sollevarsi verticalmente nell'aria se fosse possibile srotolare correttamente l'elica e allo stesso tempo far fronte alla sua instabilità durante il sollevamento. Si tratta di un movimento elicoidale complesso (rotazione attorno ad un asse fisso e trasferimento parallelo lungo di esso, eseguiti simultaneamente), ma già in relazione alla meccanica del volo.

L'elica di Leonardo da Vinci (Fig. 4) è considerata il prototipo del moderno rotore principale, e lui stesso è l'inventore dell'elicottero o, come viene chiamato in Russia, l'elicottero. A proposito, la parola "elicottero" è correlata alla parola "elicoide" e deriva dalle parole greche ëλικου (spirale, vite) e πτεoóν (ala). Apparve solo nel 1860, quasi quattro secoli dopo la realizzazione di questo disegno.

Da Vinci avrebbe potuto benissimo prendere in prestito l'idea di un "lancio" per il suo design da un "giradischi volante" - un giocattolo dell'antica Cina. Era un'asta con una vite a forma di piuma d'uccello all'estremità. Era filato a mano o con l'aiuto di un filo avvolto su un'asta e rilasciato. La versione moderna è un elicottero primitivo "volare" (Fig. 5), è facile farlo da soli.

Ma la forma dell'elica da Vinci poteva scegliere osservando la rotazione dell'elica di Archimede (Fig. 6).

L'ingegnere Leonardo, in generale, tentò più di una volta di adattare questa geniale invenzione dell'antico scienziato greco a diversi meccanismi. Ad esempio, l'ho usato come parte di una macchina idraulica. O come elementi di una macchina del moto perpetuo (era una costruzione di due viti di diverso diametro: una per una, l'acqua saliva e l'altra scendeva al livello iniziale). Ma poi Leonardo abbandonò questa impresa infruttuosa e trovò un'applicazione più interessante e utile per la vite di Archimede.

Leonardo non ha considerato il suo progetto come un aereo, ma ha studiato come funzionava. Stava cercando il segreto del volo in natura, che crea forme ottimali che svolgono determinate funzioni: ha osservato a lungo "macchine viventi" - uccelli che fluttuavano liberamente nel cielo, descrivendo i loro movimenti. Nei suoi schizzi c'è una traiettoria di un uccello che sale verso l'alto (Fig. 7), che è una curva elicoidale.

Apparecchi dotati di ali artificiali e in grado di sollevarsi in aria a causa della forza muscolare di una persona (ornitotteri o mosche) - questo è ciò a cui Leonardo era più interessato (a proposito, il primo a provare a implementare questa idea fu il abile maestro Dedalo, l'eroe della mitologia antica). Da Vinci tornò più volte a risolvere questo problema. Senza successo. Di conseguenza, ha deciso di riprodurre il modo più semplice di far volare gli uccelli: ha inventato un aliante che si librava a causa delle correnti d'aria. Mentre indagava sul problema del volo, si interessava letteralmente di tutto, anche di un'inezia come il suono delle ali di una mosca! E questo era, a quanto pare, l'intero Leonardo - il più grande genio del Rinascimento, "l'uomo curioso più insaziabile di tutti i tempi", come disse uno dei suoi biografi.

L'elica, a cui Leonardo diede la forma di un elicoide, è citata nel suo famoso trattato Sul volo. Secondo la descrizione, la vite dovrebbe avere un bordo metallico e un rivestimento in tela, e tubi lunghi e sottili fungeranno da cornice per la tela. E poi da Vinci aggiunge: "Puoi farti un piccolo modello di carta, il cui asse, da un sottile foglio di ferro, attorcigliato con forza e che, una volta rilasciato, fa ruotare la vite". Bene, allora pensa tu stesso … A giudicare dai dettagli del design, la vite potrebbe essere ruotata con l'aiuto di leve attaccate all'asse. Oppure un meccanismo a molla potrebbe "avviarlo". Che cos'è una primavera? Sì, la stessa elica, realizzata in metallo, capace di accumulare e sprigionare energia.

Il disegno dell'elica è uno dei più celebri della raccolta leonardesca di opere dedicate al problema del volo. È stato studiato sia da dilettanti che da specialisti: scienziati, designer, ingegneri, inventori. Nessuno dei modelli che hanno costruito è stato in grado di decollare da solo, senza motore. Ma qualcos'altro è molto più importante. Lo schizzo di Da Vinci conteneva un'idea inestimabile e, secoli dopo, altri inventori e scienziati crearono una vera macchina volante.

In generale, Leonardo ha per suo conto molte diverse invenzioni utili, non reclamate ai suoi tempi, dimenticate a lungo e poi inventate di nuovo.

Dettagli per i curiosi

Una linea elicoidale è una curva descritta da un punto che si muove a velocità costante lungo la generatrice di un cilindro quando ruota uniformemente attorno al proprio asse. Questa curva interseca tutti i generatori ad angoli uguali. Se su un foglio di carta tracciamo diverse linee rette parallele ad angolo rispetto al suo lato maggiore alla stessa distanza l'uno dall'altro, e quindi arrotoliamo la carta in un cilindro, collegando i due lati più piccoli, allora sulla sua superficie vedremo un linea elicoidale: quella destra, se, vista dal basso, ruota in senso antiorario, o sinistra - se ruotata nella direzione opposta.

Quando la rotazione attorno a un asse fisso con trasferimento simultaneo lungo di esso viene eseguita non da un punto, ma da una linea, descrive una superficie elicoidale nello spazio. Quindi, un segmento che scorre con un'estremità lungo una linea elicoidale e con l'altra lungo l'asse del cilindro, descrive un elicoide (dal greco ελικος - spirale, giro).

Un'elica cilindrica può muoversi su se stessa. Definisce il percorso più breve tra due punti di generatrici differenti sulla superficie del cilindro. L'elicoide ha proprietà simili. Scorre da solo e ha un'area minima per un dato confine esterno. Semplicità, flessibilità, dinamismo, "economia" - grazie a queste proprietà, le forme a vite sono molto diffuse in natura (si ricordi almeno la "doppia elica" delle molecole di DNA e delle piante rampicanti) e trovano largo impiego nella pratica, soprattutto in tecnologia (da un molla e un cavatappi a vite ed elica tritacarne).

Il rotore principale è un'elica con un asse di rotazione verticale, la fonte della portanza dell'elicottero. Con il suo aiuto, vengono eseguiti il controllo del volo e l'atterraggio dell'apparato. L'idea di utilizzare un'elica rotante per i voli è nata in tempi antichi ed era popolare in Europa nel Medioevo. Il design stesso aveva "lame" e sembrava un'elica.