Крылья да винчи. Изобретения леонардо да винчи

Наиболее дерзновенной мечтой Леонардо-изобретателя, без сомнения, был полет человека.

Одной из самых первых (и самых известных) зарисовок на эту тему является схема устройства, которое в наше время принято считать прототипом вертолета. Леонардо предлагал сделать из тонкого льна, пропитанного крахмалом, воздушный винт диаметром 5 метров. Он должен был приводиться в движение четырьмя людьми, вращающими рычаги по кругу. Современные специалисты утверждают, что мускульной силы четырех человек не хватило бы для поднятия данного устройства в воздух(тем более что даже в случае подъема эта конструкция стала бы вращаться вокруг своей оси), однако если бы в качестве «двигателя» использовалась, например, мощная пружина, такой «вертолет» был бы способен на полет - пускай и кратковременный.

Вскоре Леонардо охладел к винтовым летательным аппаратам и переключил внимание на механизм полета, который успешно работал уже миллионы лет, - крыло птицы. 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 летательного аппарата 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.

Леонардо исследовал и описал с удивительной точностью полет птиц. Он знал, что давление воздуха на нижнюю поверхность крыльев создает силу, которую теперь называют подъемной; он исследовал анатомию летательных органов, сопротивление воздуха и динамическую роль центра тяжести для движения. Он так определял план исследований: «Если хочешь говорить о таких вещах, ты должен в первой части определить природу сопротивления воздуха; во второй - строение птицы и ее оперения; в третьей - действие этого оперения при различных движениях; в четвертой - роль крыльев и хвоста». Именно этот сознательный метод научного исследования и является главной заслугой Леонардо.

После долгого и внимательного изучения полета птиц, которое он начал еще во время пребывания в Милане, Леонардо спроектировал в 1490 г., а возможно, и построил первую модель летательного аппарата. Эта модель имела крылья, как у летучей мыши, и с ее помощью, используя мускульные усилия рук и ног, человек должен был полететь. Теперь мы знаем, что в такой постановке задача неразрешима, потому что мускульной энергии человека для полета недостаточно.

Понял ли это Леонардо или нет, но когда через пятнадцать лет он, находясь во Фьезоле, снова взялся за изучение полета, он думал уже о полете с помощью ветра, т. е. о парящем полете, справедливо заметив, что в этом случае требуется меньше усилий для удержания и продвижения в воздухе. Он разработал конструкцию планера, прикреплявшегося к спине человека так, чтобы последний мог балансировать в полете. Основная, самая широкая часть крыльев была неподвижна, однако их окончания могли изгибаться при помощи тросов и изменять направление полета.

Пророческим оказался чертеж устройства, которое сам Леонардо описывал так: «Если у вас есть достаточно льняной ткани, сшитой в пирамиду с основанием в 12 ярдов (примерно 7 м 20 см), то вы сможете прыгать с любой высоты без всякого вреда для своего тела».

Мастер сделал эту запись в промежутке между 1483 и 1486 годом. Несколько веков спустя такое устройство получило название «парашют» (от греческого para - «против» и французского «chute» - падение). Первые спуски с парашютом совершили французы - инженер Веранцио (с крыши высокой башни в 1617 году) и воздухоплаватель Гарнеран (с воздушного шара в 1797 году). Эту идею Леонардо довел до логического конца лишь русский изобретатель Котельников, создавший в 1911 году первый ранцевый спасательный парашют, крепившийся к спине пилота.

Летательные аппараты по чертежам Леонардо да Винчи в наше время:

Летательные аппараты Леонардо да Винчи в играх:

“Посмотри на крылья, которые, ударяясь о воздух, поддерживают тяжёлого орла в тончайшей воздушной выси, вблизи стихии огня, и посмотри на движущийся над морем воздух, который, ударяя в надутые паруса, заставляет бежать нагруженный тяжёлый корабль; на этих достаточно веских и надёжных основаниях сможешь ты постигнуть, как человек, преодолевая своими искусственными большими крыльями сопротивление окружающего воздуха, способен подняться в нём ввысь."

-- C.A. 381 v.a., из сочинений Леонардо да Винчи, о летании.

Леонардо да Винчи родился в середине XV века. Он являлся ярким примером «универсального человека». За свою жизнь он преуспел в живописи, скульптуре, музыке, математике, анатомии, естествознании, технике и архитектуре. Он был автором многих изобретений и проектов.

Леонардо да Винчи был убежден, что “человек, преодолевающий сопротивление воздуха с помощью больших искусственных крыльев, может подняться в воздух”. Уверенный в своей правоте, Леонардо придумал аппарат, который позволил бы человеку парить в воздухе, как птица, размахивая большими механическими крыльями, приводимыми в движение только силой мышц.

Чтобы сконструировать крылья орнитоптера, Леонардо детально изучал анатомию птичьего крыла. Наблюдая за полетом птицы, ученый заметил, что она машет крыльями всегда по-разному: зависая в воздухе, перелетая с места на место или приземляясь. Тщательное изучение механизма полета птиц натолкнуло Леонардо да Винчи на верную мысль о том, что основная тяга создается концевыми частями крыла.

Леонардо да Винчи до малейших подробностей проработал несколько проектов (1485-1497 гг.) различных типов орнитоптеров: в лежачим положением летчика, орнитоптер-лодку, с вертикальным расположением летчика и др. При разработке этих летательных аппаратов древний ученый выдвинул ряд замечательных конструктивных идей, которые используются сейчас в современном самолетостроении: фюзеляж в виде лодки, поворотное хвостовое оперение, убирающееся шасси.

Желая увеличить мощность взмахов крыльев, Леонардо да Винчи считал, что наряду с силой рук, необходимо использовать и силу ног человека. В его разработках был еще проект орнитоптера, в качестве источника энергии которого применялся натянутый лук.

Интересно, что идею создания орнитоптера Леонарду да Винчи подкинула обыкновенная… стрекоза.

Небольшая инструкция по сборке:

(Перевод с чешского, в коем не сильна, делала сама. Могут быть неточности, поэтому ориентируйтесь по ходу работы)

Модель орнитоптера несложна в сборке, но требует осторожности и сосредоточенности.

Все части модели необходимо аккуратно вырезать. Помимо ножниц и клея , для формирования уже склеенных деталей, вам могут понадобиться: пинцет, тупой нож, карандаш, скотч .

Части, отмеченные красным цветом, укрепите (подклейте) для прочности картоном.

Места, где нужно приклеить распорки к крыльям, обозначены черными точками.

Числа, которые указаны в кружочках, будут служить вам последовательностью в работе, т.е. первыми собираются детали крыльев с числами 1 и 2, потом, следуют части 3 и 4 и так далее. После высыхания, некоторые детали, в частности, крыло, нужно немного округлить (например, о край стола).

В ходе стыковки деталей, устранить цветовые недостатки можно акварелью, покрасив стыки в соответствующий тон.

Готовую модель орнитоптера можно подвесить на нить или поставить на столе с подставкой - решайте сами.

Если решите подвесить, проткните острой иглой на крыльях два отверстия, третье крепление разместите в задней (хвостовой) части орнитоптера. Эти места обозначены голубыми линиями, см. рисунок.

Чтобы летательный аппарат мог стоять на столе, необходимо собрать подставку в виде цилиндра - части 28-30. По контуру нижней части 29, проложите и укрепите скотчем кусочек проволоки (например, канцелярскую скрепку). Чтобы модель стояла уверенно, подставку необходимо утяжелить, для этого на дно подставки положите грузик - большую гайку.

В конце работ, на подставку не забудьте прикрепить этикетку “Ornitoptéra Leonardo da Vinci ” части 31-32.

Леонардо да Винчи поражает разнообразием своих научных интересов. Уникальны его исследования в области конструирования летательных аппаратов. Он изучал полет и планирование птиц, строение их крыльев, и создал летательные аппараты с машущими крыльями, парашют, модель спирального пропеллера и другие уникальные для своего времени устройства. В рукописях Леонардо есть десятки изображений разнообразных летательных конструкций, имеющих целый ряд интересных инженерных решений.

Конструкция крыла

Создание «самолётов» Леонардо начал с изучения поведения в воздухе стрекозы, а затем придумал машущее крыло, как средство изучения отталкивания от воздуха. Необходимо было рассчитать силу человека, необходимую для поднятия в воздух махолета, общий вес которого должен был составлять около 90 кг.

После внимательного изучения полета птиц, Леонардо да Винчи спроектировал свою первую модель летательного аппарата, у которой были машущие крылья, как у летучей мыши. С ее помощью, отталкиваясь от воздуха с помощью крыльев и используя силу мышц рук и ног, человек должен был полететь.

Крылья должны были не только поднять человека в воздух, но и благодаря таким приспособлениям, как элероны и шарниры, удержать его в воздухе. Тогда Леонардо был убежден, что сможет осуществить полет человека с помощью машущих крыльев. Недостаточно сильные мышцы он собирался заменить энергией такого механизма, как взведеный лук, которой, как он считал, будет вполне достаточно для полета человека. Однако, и при использовании этого заводного механизма вставали проблемы быстрого раскручивания пружины.

Прошли годы, и когда Ленардо после некоторого перерыва снова взялся за изучение полета, он думал уже о парящем полете с помощью ветра, зная, что в этом случае требуется меньше усилий для удержания и продвижения летательного аппарата в воздухе.

Орнитоптер с лежащим пилотом

На таком аппарате человек должен находиться во время полета в лежачем положении и движениями рук и ног управлять механизмами машуших крыльев. Ноги вдеты в стремена так, что одна нога поднимает крыло, другая опускает, а затем наоборот. Крылья сгибаются и вращаются при помощи веревок и рычагов.

Орнитоптер

У этого летательного аппарата корпус по форме напоминает лодку. Огромные крылья, похожие на крылья летучей мыши, приводятся в движение с помощью механизмов.Как и на лодках, для управления предусмотрен руль. Широкая хвостовая плоскость предназначалась скорее всего для контроля высоты.

Вертикальный летательный аппарат

Вертикально летающий аппарат считается предшественником вертолета.

В этом аппарате изобретателем были предусмотрены две пары крыльев, машущих по очереди. Во время полета ч еловек должен был стоять внутри огромной чаши диаметром 12 м. Крылья аппарата должны были иметь ширину 24 м, а размах их составлять около 5 м. Для управления механизмами аппарата должны были быть задействованы руки, ноги и даже голова пилота. Взмахи крыльев должны были происходить крестообразно, вверх и вниз, подобно крыльям птицы. Если бы это было построено, машина была бы настолько тяжела, что был бы невозможен полет. Леонардо признал эту проблему и попытался уменьшить вес используя более легкие материалы

Летательный аппарат с вертикальным взлетом

На этом аппарате Леонардо хотел установить систему втяжных лестниц, аналог современного убирающегося шасси. При приземлении вогнутые клинья, прикрепленные к основанию лестниц служили бы аммортизаторами.

Воздушный винт

На эскизах Леонардо изображает и совсем другой летательный аппарат - "воздушный винт", способный подняться в воздух. Аппарат с таким винтом должен летать ввинчиваясь в воздух! Радиус винта - 4,8 м. Он имел металлическую окантовку и накрахмаленное полотняное покрытие. Винт должен был приводился в движение людьми, которые шли вокруг оси и толкали рычаги. Существовал и еще один способ запуска винта - требовалось быстро раскрутить трос под осью.

Реконструкция:

Модель выполнена на основе квадратной деревянной рамы, из углов которой выходят также деревянные направляющие, скрепленные выше над центром рамы. Закрепленный на раме материал образует вытяжной колпак. К углам рамы крепятся веревки, на которых внизу весит человек. Однако, практически спуск на таком парашюте не может быть безопасным, т.к. материал будет просто разорван напором воздуха. Как считал Леонардо да Винчи, "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". Испытать этот аппарат ему самому не удалось.

Реконструкция:

Однако летательные устройства великого изобретателя Леонардо да Винчи так никогда и не взлетели. Всё осталось лишь на бумаге.

Через 500 лет забвения

В небо наконец-то поднялся изобретенный Леонардо да Винчи летательный аппарат. Недавно над английским графством Суррей был успешно испытан прообраз современного дельтаплана, сконструированный точно по чертежам ученого. Летательный аппарат был сделан исключительно из материалов, доступных при жизни Леонардо. Средневековый дельтаплан напоминал сверху скелет птицы. Он был сделан из итальянского тополя, тростника, льна, сухожилий животных и льна, обработанного глазурью, полученной на основе выделений жуков. На испытательных полетах с холмов удалось поднять "дельта план" на максимальную высоту в 10 м и продержаться в воздухе 17 сек. На нем нельзя выполнять фигуры высшего пилотажа, но он отрывается от земли и прекрасно летает.

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.